一种弹性能逐步释放的弹性铰制动器制造技术

本发明专利技术提供一种弹性能逐步释放的弹性铰制动器，利用一种高温下具有剪切增稠性能的材料控制弹性铰制动器中存储的弹性能逐步释放，使结构逐步展开，避免展开中出现过大的冲击。此种材料在常温下变硬，将弹性铰或弹性制动器的弹性能冻结，固定形状；当温度升高到聚合物材料的转变温度(＞60℃)以上后，材料变软释放弹性能，因为材料在高温下的粘弹性及剪切增稠性，弹性能受控能逐步释放，能有效避免冲击行为的发生。

【技术实现步骤摘要】
一种弹性能逐步释放的弹性铰制动器
本专利技术属于展开结构
，尤其涉及一种弹性铰和弹性制动器，其在结构展开过程中有效地避免了冲击行为。
技术介绍
弹性铰和弹性制动器在进行结构展开过程中，常常会伴有冲击，这种冲击会带来一定的危险，这就为使用带来了不便。怎样减少或避免结构展开过程中的冲击行为，一直是结构设计中考虑的一个因素之一。一般有加弹簧，做成弹簧铰链；或者利用阻尼作用，设计的阻尼铰链，从而能有效的避免冲击，但导致装置结构复杂，体积大。近年在防冲击作用方面，利用材料的剪切增稠原理作为防冲击的有效手段，在实际应用中也越来越多。剪切增稠是指体系粘度随着剪切速率或剪切应力的增加展现出数量级增加的非牛顿流体行为。目前报道和使用最多的是具有剪切增稠效应的悬浮液，也称为剪切增稠液。近来也有研究报道固体材料具有剪切增稠行为，通常为剪切增稠凝胶材料。但是这种剪切增稠作用一般都是材料在常温下表现出的，在高温(高于45℃)范围的剪切增稠性还未见报道。如果能利用材料在高温区的剪切增稠性，对于一些展开结构的防冲防护将会有很大帮助。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种弹性能逐步释放的弹性铰制动器，弹性能的释放由一种聚合物材料控制。聚合物材料在常温下变硬，将弹性铰制动器的弹性能冻结，固定住形状；当温度升高到聚合物材料的转变温度60℃以上后，材料变软并具有剪切增稠的性能，弹性铰制动器在低温时固定的弹性能得到释放，因为材料在加热变软过程中有粘弹性，而后有剪切增稠性的影响，弹性能受控能逐步释放，有效避免冲击行为的发生。本专利技术采用如下技术方案：弹性能逐步释放的弹性铰制动器由高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料和钢片结合而成，高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料加装在预弯曲的钢片外侧弯曲部，加热到转变温度＞60℃，高温下具有剪切增稠性能的材料变软，钢片缓慢恢复变直。或者弹性能逐步释放的弹性铰制动器由高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料和压缩弹簧制备而成，压缩弹簧埋在高温下具有剪切增稠性能的材料中，加热到转变温度＞60℃，压缩弹簧埋在高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料变软，压缩弹簧缓慢恢复原长。进一步优选的技术方案是，高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料是一种低融化流动性的聚合物或者一种具有低融化流动性的复合材料。优选的是复合材料是通过聚合物掺杂微米/纳米颗粒或丝制成。进一步优选的技术方案是，弹性能逐步释放的弹性铰制动器的驱动方式为直接加热驱动或者电加热驱动中的一种。优选的是复合材料含有导电材料，弹性能逐步释放的弹性铰制动器驱动方式为电加热驱动，通电加热分为直接通电加热和非直接通电加热，高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料和钢片/压缩弹簧两层之间增设绝缘层，则采用直接通电加热，高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料中预埋或粘贴电阻丝，则采用非直接通电加热。优选的是导电材料为炭黑、活性碳、石墨烯、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、铁粉、镍粉中的一种或多种组成。进一步的优选的技术方案是，所述的高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料由10-100体积份的聚合物材料和0-90体积份的掺杂材料组成。优选的是聚合物材料是聚氨酯类(TPU)、聚酯类、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚乙二醇(PEG)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、热塑性橡胶材料(TPR)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亚胺(PI)中的一种或多种的组成。优选的是掺杂材料由炭黑、活性炭、石墨烯、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、铁粉、镍粉、二氧化硅粉、滑石粉、云母粉、微米线、缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种组成。微米线为微米直径的丝。优选的是聚合物材料由60-90体积份的聚氨酯(TPU)，10-40体积份的炭黑组成。优选的是聚合物材料由60-90体积份的聚氨酯(TPU)，10-40体积份的滑石粉组成。优选的是聚合物材料60-90体积份的聚乙二醇(PEG)，10-40体积份的炭黑组成。优选的是聚合物材料由100体积份的热塑性橡胶材料(TPR)组成。优选的是聚合物材料由100体积份的聚醚酰亚胺(PEI)组成。优选的是聚合物材料由100体积份的聚酰亚胺(PI)组成。(1).本专利技术的优点与效果：1、弹性铰和制动器的弹性能释放是逐步进行的，可以有效避免结构突然展开的冲击。2、弹性铰和制动器的驱动方式可以是热驱动、也可以是直接或间接通电驱动。3.本专利技术用简单的材料即实现了复杂的结构系统才能实现的功能。附图说明图1为本专利技术的实施例1弹性铰制动器加热变形前后结构示意图；图2为本专利技术的实施例2弹性铰制动器加热变形前后结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1如图1所示，弹性能逐步释放的弹性铰制动器由高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料和钢片组成，将高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料加热到热转变温度60℃以上，高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料变软，施加外力使钢片弯曲，然后维持外力作用，冷却到室温，高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料变硬，使钢片的弯曲形状被固定。当温度再次升高到60℃以上，高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料变软，钢片被固定的弹性能得到释放，由弯曲状态逐渐恢复成一条直线，在恢复过程，因为聚合物材料在高温时的粘弹性及剪切增稠作用，避免了钢片在回复过程中的冲击行为。进一步优选的技术方案是，高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料是一种低融化流动性的聚合物或者一种具有低融化流动性的复合材料。优选的是复合材料是通过聚合物掺杂微米/纳米颗粒或丝制备而成。进一步优选的技术方案是，弹性能逐步释放的弹性铰制动器的驱动方式为直接加热驱动或者电加热驱动中的一种。优选的是复合材料含有导电材料，弹性能逐步释放的弹性铰制动器驱动方式为电加热驱动，通电加热分为直接通电加热和非直接通电加热，高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料和钢片两层之间增设绝缘层，则采用直接通电电加热，高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料中预埋或粘贴电阻丝，则采用非直接通电加热。优选的是导电材料为炭黑、活性碳、石墨烯、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、铁粉、镍粉中的一种或多种组成。进一步的优选的技术方案是，所述的高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料由10-100体积份的聚合物材料和0-90体积份的掺杂材料。优选的是聚合物材料是聚氨酯类(TPU)、聚酯类、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚乙二醇(PEG)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、热塑性橡胶材料(TPR)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亚胺(PI)中的一种或多种的组成。优选的是掺杂材料由炭黑、活性炭、石墨烯、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、铁粉、镍粉、二氧化硅粉、滑石粉、云母粉、微米线、缩水甘油基氧基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种弹性能逐步释放的弹性铰制动器，包括高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料、钢片，其特征在于，所述的高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料加装在预弯曲的钢片的外侧弯曲部，加热后高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料变软，钢片缓慢恢复变直。

【技术特征摘要】
1.一种弹性能逐步释放的弹性铰制动器，包括高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料、钢片，其特征在于，所述的高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料加装在预弯曲的钢片的外侧弯曲部，加热后高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料变软，钢片缓慢恢复变直。2.一种弹性能逐步释放的弹性铰制动器，包括高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料，压缩弹簧，其特征在于，压缩弹簧埋在高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料内，加热后高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料变软，压缩弹簧缓慢恢复原长。3.根据权利要求1或2所述的弹性能逐步释放的弹性铰制动器，其特征在于，所述的具有高温下粘弹性及剪切增稠的聚合物材料为一种低融化流动性的聚合物或为一种具有低融化流动性的复合材料。4.根据权利要求1或2所述的弹性能逐步释放的弹性铰制动器，其特征在于，所述的复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈红梅，黄为民，
申请(专利权)人：四川师范大学，
类型：发明
国别省市：四川,51