(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211209850.3 (22)申请日 2022.09.30 (71)申请人 北京理工大 学 地址 100081 北京市海淀区中关村南大街5 号 (72)发明人 王璟慧　姜毅　赵远扬　胡梦雅　 (74)专利代理 机构 北京正阳理工知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11639 专利代理师 张利萍 (51)Int.Cl. F15B 15/22(2006.01) F15B 15/16(2006.01) F16F 15/023(2006.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种大直径小间隙薄壁筒体承力结构的圆 环形弹性胶泥缓冲器 (57)摘要 本发明涉及一种大直径小间隙薄壁筒体承 力结构的圆环形弹性胶泥缓冲器， 承力结构由多 个活塞筒节套装串联组成， 圆环形 弹性胶泥缓冲 器位于相邻活塞筒节间的缝隙之中， 并与外侧活 塞筒节的上凸台固定， 待内侧活塞筒节穿过圆环 形弹性胶 泥缓冲器， 沿前一级活塞筒节内侧做活 塞运动到位后， 其下凸台与缓冲器接触产生制动 效果； 每一级活塞筒节运动到位后由所有前级活 塞筒节中的圆环形弹性胶泥缓冲器提供缓冲制 动力。 圆环形弹性胶泥缓冲器包括弹性胶泥材 料、 缸体、 缸盖和活塞， 缸体为环形， 活塞 为环形。 弹性胶泥材料的运动粘度通过实验仿真定性选 择。 本发明有效的避免了间隙极小的相邻筒节发 生刚性碰撞， 能够在筒体承力结构工作时保持稳 定性和安全性， 实现有效制动。 权利要求书1页 说明书4页 附图5页 CN 115492818 A 2022.12.20 CN 115492818 A 1.一种大直径小 间隙薄壁筒体承力结构的圆环形弹性胶泥缓冲器， 所述大直径小 间隙 薄壁筒体承力结构由多个活塞筒节套装串联 组成， 前一级活塞筒节是后一级活塞筒节的缸 筒， 最外侧的活塞筒节与地面固定， 每一级活塞筒节的一端设有 上凸台， 后一级活塞筒节的 另一端设有 下凸台， 用于与前一级活塞筒节的上凸台配合使用， 其特征在于， 圆环形弹性胶 泥缓冲器位于相邻活塞筒节间的缝隙之中， 并与外侧活塞筒节的上凸台固定， 待内侧活塞 筒节穿过圆环形弹性胶泥缓冲器， 沿前一级活塞筒节内侧做活塞运动到位后， 其下凸台与 缓冲器接触产生制动效果； 最内侧的活塞筒节沿轴线方向运动， 并带动前一级活塞筒节沿 轴线方向运动， 逐级带动， 每一级活塞筒节运动到位后由所有前级活塞筒节中的圆环形弹 性胶泥缓冲器提供缓冲制动力。 2.根据权利要求1所述的一种大直径小 间隙薄壁筒体承力结构的圆环形弹性胶泥缓冲 器， 其特征在于， 大直径小间隙薄壁筒体承力结构为大直径的薄壁承力金属结构， 相 邻活塞 筒节间的空隙不大于12 毫米。 3.根据权利要求1或2所述的一种大直径小间隙薄壁筒体承力结构的圆环形弹性胶泥 缓冲器， 其特征在于， 圆环形弹性胶泥缓冲器包括弹性胶泥 材料和活塞密封器， 弹性胶泥 材 料填充于活塞密封器内， 活塞密封器包括缸体、 缸盖和活塞， 缸体为环形， 活塞为环形。 4.根据权利要求3所述的一种大直径小 间隙薄壁筒体承力结构的圆环形弹性胶泥缓冲 器， 其特征在于， 弹性胶泥材 料选用甲基硅油， 弹性胶泥材 料的填充高度不小于25 0mm。 5.根据权利要求4所述的一种大直径小 间隙薄壁筒体承力结构的圆环形弹性胶泥缓冲 器， 其特征在于， 弹性胶泥材 料的运动粘度通过实验仿真定性选择， 具体的： 采用虚拟样机技术对大直径小 间隙薄壁筒体承力结构工作 过程进行模拟， 得到不同运 动粘度情况下， 运动筒节下凸台与缓冲器之间的碰撞力与时间的变化关系、 运动筒节的垂 向位移与时间的变化关系， 以及运动筒节的动能与时间的变化关系， 并定性选择符合要求 的运动粘度。 6.如权利要求5所述的一种大直径小间隙薄壁筒体承力结构的圆环形弹性胶泥缓冲 器， 其特征在于， 采用虚拟样机技术对大直径小间隙薄壁筒体承力结构工作过程进行模拟 时， 需确定初始工作条件， 初始工作条件包括大直径小间隙薄壁筒体承力结构筒节初始运 动速度和作用压强载荷。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115492818 A 2一种大直径小间隙薄壁筒体承力结构的圆环形弹性胶泥缓 冲器 技术领域 [0001]本发明属于缓冲器技术领域， 特别是一种大直径小间隙薄壁筒体承力结构的圆环 形弹性胶泥缓冲器。 背景技术 [0002]大直径小间隙薄壁筒体承力结构是由多级伸缩式液压缸进化而来的， 其原理同液 压油缸相似， 但大直径小间隙薄壁筒体承力结构系统使用高温燃气替代液压作为膨胀源， 为活塞筒的伸展提供动力， 从而使活塞筒能够推动有效载荷做功。 多级活塞筒在储存阶段 各筒节均缩入第一级筒中， 占用空间较小， 结构紧凑， 便于贮存和运输。 大直径小间隙薄壁 筒体承力结构在燃气动力的作用下从内至外依次伸展， 当每级活塞筒达到自身预定行程 时， 筒节间的碰撞力最大值可达2E7N， 因此需要通过缓冲装置进 行缓冲制动， 从而避免与相 邻筒节发生刚性碰撞， 破坏活塞 筒的结构。 [0003]弹性胶泥是一种新型有机材料， 具有弹性、 可压缩性和流动性， 其物理化学性能 在‑80‑250℃范围内具有较高的稳定性。 胶泥材料的大分子、 高粘弹性使其对密封要求很 低， 是理想的缓冲器材料。 弹性胶泥缓冲器目前主要被用在列车车钩缓冲器中， 可实现轨道 车辆之间的彼此连接、 传递和缓和列车纵向作用力。 弹性胶泥缓冲器具有容量大、 体积小、 阻抗力小、 质量轻和吸收率高等优点。 但目前 的弹性胶泥缓冲器外形均为类似液压油缸 的 圆柱形， 如果在大直径小间隙薄壁筒体承力结构 中采用圆柱形胶泥缓冲器， 则需要好多个 圆柱形胶 泥缓冲器并联放置在间隙空间中， 如图3(c)， 这样柱状空间利用率不高， 多个物体 并联可靠性也不高； 如果采用其 他方式， 则受到空间限制难以实现。 发明内容 [0004]有鉴于此， 本发明对普通弹性胶泥缓冲器进行了改进， 提出了一种大直径小间隙 薄壁筒体承力结构的圆环形弹性胶泥缓冲器， 可以通过具有弹性、 可压缩性和流动性的特 殊圆环形弹性胶泥缓冲器进行弹性吸能制动， 并采用虚拟样机技术对大直径小间隙薄壁筒 体承力结构缓冲制动过程进行模拟， 优化弹性胶泥运动粘度， 从而避免间隙极小的相邻筒 节发生刚性碰撞， 破坏薄壁筒体承力结构的结构， 能够在筒体承力结构工作时保持稳定性 和安全性， 保证任务 顺利完成。 [0005]具体技术方案如下： [0006]一种大直径小间隙薄壁筒体承力结构的圆环形弹性胶泥缓冲器， 所述大直径小间 隙薄壁筒体承力结构由多个活塞筒节套装串联 组成， 前一级活塞筒节是后一级活塞筒节的 缸筒， 最外侧的活塞筒节与地面固定， 每一级活塞筒节的一端设有 上凸台， 后一级活塞筒节 的另一端设有下凸台， 用于与前一级活塞筒节的上凸台配合使用， 圆环形弹性胶泥缓冲器 位于相邻活塞筒节间的缝隙之中， 并与外侧活塞筒节的上凸台固定， 待内侧活塞筒节穿过 圆环形弹性胶泥缓冲器， 沿前一级活塞筒节内侧做活塞运动到位后， 其下凸台与缓冲器接说　明　书 1/4 页 3 CN 115492818 A 3