一種動能吸收裝置及動能緩沖吸收裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及緩沖機械領域，具體而言，涉及一種動能吸收裝置及動能緩沖吸 收裝置。
【背景技術】
[0002] 物體由于運動而具有的能量，稱為物體的動能。它的大小定義為物體質(zhì)量與速度 平方乘積的一半。因此，質(zhì)量相同的物體，運動速度越大，它的動能越大；運動速度相同的物 體，質(zhì)量越大，具有的動能就越大。由此可見，即使很小質(zhì)量的物體，在極高的速度下也會具 有極尚的能量。
[0003] -方面，我們可以利用動能，例如射釘槍，通過利用射釘槍給予內(nèi)部的釘子一個極 高的速度，使得釘子具有極高的動能，能夠頂入裝修結(jié)構(gòu)內(nèi)，實現(xiàn)快速的連接，大大提高了 安裝效率。
[0004] 但更多的情況是動能會給我們帶來諸多不便，其中最大的問題就是動能的變化會 帶來巨大的沖量，產(chǎn)生巨大的沖擊力，對我們使用的結(jié)構(gòu)造成破壞，使用的一些結(jié)構(gòu)和例如 將一個砝碼用一根絲線固定，然后將砝碼高拋讓其自由落體，當砝碼掉落至絲線極限長度 時，砝碼速度突降為零，動能全部轉(zhuǎn)化為絲線的勢能，對絲線產(chǎn)生巨大沖量及沖擊力，很容 易將絲線拉斷，尤其是對一些彈性較差的絲線。為了避免動能變化產(chǎn)生的沖擊力對我們所 使用的結(jié)構(gòu)造成破壞，現(xiàn)有技術中大多采用提高結(jié)構(gòu)的材料強度來抵抗沖擊力，避免結(jié)構(gòu) 產(chǎn)生破壞，但是研發(fā)高強度材料成本高昂同時研發(fā)周期長，不適合大面積推廣使用。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 有鑒于此，本實用新型提供了一種動能吸收裝置及動能緩沖吸收裝置，以改善上 述問題。
[0006] 本實用新型提供的一種動能吸收裝置，包括第一固定端、第二固定端和條形阻斷 部，多根所述條形阻斷部沿動能方向依次設置，任意兩根相鄰的所述條形阻斷部之間間隔 設置，每根所述條形阻斷部的兩個端部分別與所述第一固定端和所述第二固定端連接。
[0007] 以上所述的動能吸收裝置，優(yōu)選地，多根所述條形阻斷部均與動能方向位于同一 平面。多根所述條形阻斷部均與被減速物的動能方向位于同一平面，條形阻斷部在受到被 減速物的的動能沖擊形變的時候，條形阻斷部產(chǎn)生一個反作用力作用在被減速物上。由于 力是有方向的矢量，多根所述條形阻斷部均與被減速物的動能方向位于同一平面，反作用 力的方向與條形阻斷部所處在同一平面上，將這樣可以增加反作用力在被減速物上對抵消 動能的做功，被減速物的動能消耗更快，更有利于被減速物減速緩沖，減少沖擊力。
[0008] 以上所述的動能吸收裝置，優(yōu)選地，多根所述條形阻斷部平行設置，任意兩根相鄰 的所述條形阻斷部之間間隔的距離相等。間隔的距離相等使得條形阻斷部在設置安裝的時 候更加容易和方便，大大提高了動能吸收裝置安裝效率，同時，間隔的距離相等，安裝時的 誤差也更容易檢測出，便于及時調(diào)整，大大減小安裝誤差，提高動能吸收裝置的裝配精度。
[0009] 以上所述的動能吸收裝置，優(yōu)選地，每根所述條形阻斷部包括斷裂部，所述斷裂部 為每根所述條形阻斷部的中部，用于與被減速物接觸并斷裂，所述斷裂部與動能方向相互 垂直。將條形阻斷部的斷裂部設置在中部，同時斷裂部與動能反向垂直設置，在當被減速物 與斷裂部接觸的時候，受力的方向與動能方向?qū)喾?，并且受到條形阻斷部的兩個端部 對中部斷裂部的受力更加平均，能夠?qū)⒋蟛糠謼l形斷裂部受到的被減速物的反作用力源自 被減速物的動能的轉(zhuǎn)化上，實現(xiàn)快速的對被減速物進行減速緩沖。
[0010] 以上所述的動能吸收裝置，優(yōu)選地，多根所述條形阻斷部的長度沿動能方向依次 增加，任意兩根所述條形阻斷部的兩個端部對應連接。采用這種結(jié)構(gòu)的條形阻斷部的設置 方式，由于任意兩根所述條形阻斷部的兩個端部是對應連接，這樣，多根條形阻斷部的兩個 端部均對應，不需要占用大量的體積就能夠?qū)⒍喔鶙l形阻斷部的兩個端部與第一固定端和 第二固定端連接，節(jié)省了動能吸收裝置的體積，便于動能吸收裝置在狹小空間內(nèi)的安裝和 使用。
[0011] 以上所述的動能吸收裝置，優(yōu)選地，多根所述條形阻斷部為n+1根，n 3 1且為正 整數(shù)，所述條形阻斷部為纖維束，n+1根所述纖維束的長度沿動能方向依次增加，n+1根所 述纖維束的長度分別為L、Q、L2~Ln :和L n，其中L、Q、L2~Ln :和L n滿足下列關系式，
[0012] L:= ALX ^ %
[0013] L2= (L+AL^ X § %
[0014] ...
[0015] Ln= (L+ALi+…+ ALn》X 多 ％
[0016] 其中AQ、AL2~ALn分別為纖維束斷裂后的伸長長度，符合公式W = F ( A Lj+ A L2+*** + A Ln)
[0017] 公式中，F(xiàn)為恒力且F = EXSX多％，
[0018] 其中，E為纖維束的材料的拉伸模量
[0019] 纟％為纖維束的材料的斷裂伸長率
[0020] S為纖維束的橫截面面積
[0021] L為最短的纖維束的長度
[0022] W 為動能，W = mv2
[0023] m為被測量物的質(zhì)量
[0024] v為被測量物體的速度。
[0025] 采用這樣設置，能夠準確設計和控制動能緩沖裝置采用纖維束作為條形阻斷部 時，所需要的纖維束根數(shù)及每根纖維束的長度，提高制造精度，同時降低制造成本。
[0026] 最為主要的是采用這種長度設置的條形阻斷部，能夠?qū)崿F(xiàn)相鄰的條形阻斷部的連 續(xù)斷裂而實現(xiàn)相鄰的條形阻斷部無縫對接，在前一根條形阻斷部要斷裂而未斷裂之時，被 減速物已經(jīng)運動到相鄰的下一根條形阻斷部要開始受力而未開始受力處。前一根條形阻斷 部斷裂時，在可以忽略的極短時間內(nèi)，被減速物立刻受到相鄰的條形阻斷部的阻攔力，這樣 使得被減速物受到多根條形阻斷部的連續(xù)力的阻擋做功，持續(xù)消耗被減速物的動能而不會 使得被減速物與單根條形阻斷部產(chǎn)生較大的沖量，從而使得被減速物和條形阻斷部都受到 較大的沖擊力。
[0027] 以上所述的動能吸收裝置，優(yōu)選地，所述條形阻斷部為纖維。
[0028] 以上所述的動能吸收裝置，優(yōu)選地，所述條形阻斷部為阻斷帶。
[0029] 以上所述的動能吸收裝置，優(yōu)選地，所述條形阻斷部彎曲呈"U"形，所述彎曲呈 "U"形的條形阻斷部的開口端的兩端分別與所述第一固定端和所述第二固定端連接。彎曲 呈"U"形的條形阻斷部較其他形狀的條形阻斷部的受力狀態(tài)更好，彎曲呈"U"形的條形阻 斷部的開口端的受力方向與動能方向接近，受到被減速物的力主要為沿動能方向的力，實 現(xiàn)了彎曲呈"U"形的條形阻斷部的形變主要為拉伸形變，減少彎曲呈"U"形的條形阻斷部 受到的剪力，保證了彎曲呈"U"形的條形阻斷部通過拉伸形變和反作用力的配合實現(xiàn)對被 減速物的動能的消耗，從而達到對被減速物更好的緩沖作用。
[0030] 以上所述的動能吸收裝置，優(yōu)選地，所述動能吸收裝置還包括纖維束固定結(jié)構(gòu)，所 述纖維束固定結(jié)構(gòu)包括底座、圓臺和端蓋，所述底座的頂面設有容納所述圓臺的凹槽，所述 底座的底面設有用于容納所述纖維束的通孔，所述通孔與所述凹槽連通，所述圓臺的錐面 鍥入所述凹槽內(nèi)，所述圓臺的錐面與所述凹槽的表面貼合，所述端蓋罩扣在所述底座的頂 面外，所述圓臺設置在所述端蓋與所述底座之間，所述圓臺伸入凹槽的端面與所述凹槽的 底面之間具有間隙，通過間隙能夠避免所述圓臺將纖維束壓斷，所述端蓋與所述底座螺紋 連接，所述纖維束固定結(jié)構(gòu)分別相對設置在所述第一固定端和所述第二固定端上。
[0031] 以上所述的動能吸收裝置，優(yōu)選地，所述動能吸收裝置還包括旋轉(zhuǎn)卡接結(jié)構(gòu)，所述 旋轉(zhuǎn)卡接結(jié)構(gòu)包括棘輪和卡塊，所述卡塊包括蓋板和兩個握爪，所述蓋板的一側(cè)設置兩個 握爪，所述握爪相鄰設置，所述握爪外側(cè)為圓弧形，所述握爪內(nèi)側(cè)為平面，所述平面相對設 置，所述平面上設有多個不規(guī)則凸棱和凹槽，所述凸棱和凹槽相互對應，所述握爪的靠近蓋 板一端的外廓尺寸大于所述握爪遠離蓋板一端的外廓尺寸，握爪的外廓尺寸漸變，所述棘 輪設有多個棘齒，所述棘輪開設有沿棘輪徑向貫穿的通孔，所述棘輪的中部設有軸向通孔， 所述通孔與所述握爪外側(cè)相匹配，用于容納所述握爪。
[0032] 兩個所述旋轉(zhuǎn)卡接結(jié)構(gòu)分別設置在所述第一固定端和所述第二固定端上，所述第 一固定端和所述第二固定端設有與所述棘輪相配合的內(nèi)齒輪。
[0033] 本實用新型還提供一種動能緩沖吸收裝置，包括滑動卡接部和以上所述的動能吸 收裝置，所述滑動卡接部設有與以上所述的動能吸收裝置的所述條形阻斷部配合的卡接結(jié) 構(gòu)，所述滑動卡接部與被減速物連接，所述條形阻斷部與被減速物的動能方向相交。采用 本實用新型提供的動能緩沖吸收裝置能夠利用滑動卡接部與被減速物連接，當被減速物高 速運動，經(jīng)過第一固定端和第二固定端之間的時候，滑動卡接部上的卡接結(jié)構(gòu)會與第一固 定端和第二固定端之間的條形阻斷部接觸相交，然后卡接結(jié)構(gòu)拉動條形阻斷部發(fā)生拉伸形 變，直至條形阻斷部斷裂，在這個過程中，