微型金屬氣囊式減震器的製造方法
2023-06-14 17:21:46
微型金屬氣囊式減震器的製造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種微型金屬氣囊式減震器，包括：氣囊減震器；位於所述氣囊減震器的氣腔內的金屬阻尼球；彈性儲氣球；連通所述氣囊減震器和彈性儲氣球的節流閥。本實用新型能夠形成封閉的系統，利用理想氣體狀態方程原理，實現無動力的氣囊減震方案，不但空間可以做的很小，而且捨棄了動力單元，既實現了功能要求又降低了成本。
【專利說明】微型金屬氣囊式減震器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種微型金屬氣囊式減震器。
【背景技術】
[0002]現有的減震技術主要是氣囊減震器，也叫空氣彈簧，其是一種簾線增強的橡膠囊，內充壓縮空氣，利用氣體的可壓縮性起彈簧作用的減振橡膠製品。氣囊減震器是一種充氣型減震器，是利用氣壓阻力來防震動產品，其主要應用於移動物體上，通過減震來保護或減少設備受震動後帶來的損壞。比較典型的有汽車，工具機等。現有的氣囊減震器系統是通過和高度調節閥、空氣壓縮機來配合使用的。如圖1所示，氣囊減震器10安裝於固定支撐15上，在密封的氣囊減震器10中利用空氣壓縮機12充入壓縮氣體(氣壓為0.2?0.7MPa)，利用氣體的可壓縮性實現其彈簧作用。氣囊減震器10利用高度調節閥11可以控制氣囊內氣壓使空氣彈簧的剛度具有可調性，當作用在氣囊減震器10上的載荷14增加時，氣壓升高，則氣囊減震器10的剛度增大，反之，當載荷14減少時，氣囊減震器10內的氣壓下降，剛度減小。
[0003]現有的氣囊減震器主要應用較大物體，比如汽車、數控工具機等領域，配合氣囊減震器還需要有高度調節閥、空氣壓縮機、動力單元(維持空氣壓縮機運行的動力，比如電源、柴油機等)；整套減震方案是一個綜合性的系統工程，缺一不可。但是在MDVR領域(MobileDigital Video Recorder,可移動式數字視頻錄像機)，由於設備本身比較小,加之應用減震的物體是普通的硬碟；其一不可能有這麼大的空間來布置這麼多的設備，其二更重要的是在MDVR內，無法再單獨設置一臺空氣壓縮機，否則成本將非常昂貴，且其12V電源供應是無法支持空氣壓縮機的運轉的。因此，目前亟需一種微型的、具有同等功能的減震設備來替代現有系統。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在於提供一種微型金屬氣囊式減震器，實現微型的、無動力的氣囊減震功能。
[0005]為解決上述問題，本實用新型提供一種微型金屬氣囊式減震器，包括:
[0006]氣囊減震器；
[0007]位於所述氣囊減震器的氣腔內的金屬阻尼球；
[0008]彈性儲氣球；
[0009]連通所述氣囊減震器和彈性儲氣球的節流閥。
[0010]進一步的，在上述微型金屬氣囊式減震器中，所述彈性儲氣球為橡膠儲氣球。
[0011]進一步的，在上述微型金屬氣囊式減震器中，一載荷安裝於所述氣囊減震器上。
[0012]進一步的，在上述微型金屬氣囊式減震器中，所述載荷為一硬碟。
[0013]進一步的，在上述微型金屬氣囊式減震器中，所述載荷為可移動式數字視頻錄像機的硬碟。[0014]進一步的，在上述微型金屬氣囊式減震器中，所述節流閥通過軟管分別與所述氣囊減震器和彈性儲氣球連通。
[0015]與現有技術相比，本實用新型通過氣囊減震器，位於所述氣囊減震器的氣腔內的金屬阻尼球，彈性儲氣球，連通所述氣囊減震器和彈性儲氣球的節流閥，形成封閉的系統，利用了理想氣體狀態方程原理，實現無動力的氣囊減震方案，不但空間可以做的很小，而且捨棄了動力單元，既實現了功能要求又降低了成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是現有的氣囊減震器系統的結構圖；
[0017]圖2是本實用新型一實施例的微型金屬氣囊式減震器的結構圖。
【具體實施方式】
[0018]為使本實用新型的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0019]如圖2所示，本實用新型提供一種微型金屬氣囊式減震器，包括:
[0020]氣囊減震器20 ；
[0021]位於所述氣囊減震器20的氣腔內的金屬阻尼球26 ；
[0022]彈性儲氣球22 ；
[0023]連通所述氣囊減震器20和彈性儲氣球22的節流閥21。
[0024]優選的，所述彈性儲氣球22為橡膠儲氣球。
[0025]可選的，一載荷24安裝於所述氣囊減震器20上。
[0026]可選的，所述載荷為一硬碟。例如，所述載荷為可移動式數字視頻錄像機的硬碟。
[0027]優選的，所述節流閥21通過軟管分別與所述氣囊減震器20和彈性儲氣球22連通。
[0028]具體的，本實用新型是利用理想氣體狀態方程原理來實現的。理想氣體狀態方程(equation of state of ideal gas),也稱理想氣體定律(Ideal gas law),是描述理想氣體狀態變化規律的方程，由克拉伯龍於1834年將玻意耳定律和蓋-呂薩克定律合併起來。理想氣體在處於平衡態時，壓強、體積、物質的量、溫度之間符合方程式PV= (mRT/M) =nRT,其中，P為氣體壓強，單位Pa，V為氣體體積，單位m3，M是理想氣體的摩爾質量，η為氣體的物質的量，單位mol，T為氣體溫度，單位K，R是氣體常量。對於混合理想氣體，其壓強P是各
組成部分的分壓強pl、p2、......之和，故:pV= (pl+p2+......) V= (nl+n2+......)RT,式中nl、
n2、……是各組成部分的物質的量。
[0029]按兩個狀態變化推論:
[0030]P1V1/T1=P2V2/T2
[0031]1)當壓強一定時，即P1=P2，V1/T1=V2/T2;說明氣體的體積和溫度比是一個恆量；
[0032]2)當體積一定時，即V1=V2，P1/T1=P2/T2;說明氣體的壓強和溫度比是一個恆量；
[0033]3)當溫度一定時，即T1=T2，P1V1=P2V2;說明氣體的壓強和體積乘積是一個恆量；
[0034]以上理想氣體和混合理想氣體的狀態方程，可由理想氣體嚴格遵循的氣體實驗定律得出，也可根據理想氣體的微觀模型，由氣體動理論導出。在壓強為幾個大氣壓以下時，各種實際氣體近似遵循理想氣體狀態方程，壓強越低，符合越好，在壓強趨於零的極限下，嚴格遵循。由於本實用新型的系統溫度變化範圍很小，可以忽略不計，內部氣體為空氣，因此可以等同於等溫氣體方程式；即氣體壓強和體積的乘積是恆定不變的。
[0035]圖2近似於圖1的縮小版，但是受動力提供和空間等因素，無法提供空氣壓縮機等，取而代之的是橡膠儲氣球22、金屬阻尼球26和節流閥21。其中，氣囊減震器20安裝於固定支撐25上，氣囊減震器20通過節流閥21和橡膠儲氣球22用軟管連接在一起，整個系統是一個完全封閉的系統。由於載荷為硬碟，以希捷500G、9.5mm厚的硬碟為例，其重量只有98克，系統維持該重量的壓強很低，大約只有500Pa (單位:帕斯卡)(一個標準大氣壓為
1.013xl0~5(10的5次方)Pa)，按照理想氣體狀態方程遵循條件，壓強越低，其符合該方程的理論性越強。只要維持載荷24的壓強始終處於一個相對穩定的狀態，那麼硬碟所承受的衝力(F=PS; F為衝力，P為壓強，S為面積)是相對穩定的，這樣對硬碟所產生的加速度(a=F/M ；a為加速度，F為衝力，M為硬碟質量)就相對穩定，而硬碟的震動破壞基本都是受加速度影響的，比如希捷硬碟ST500VT000規定震動條件如下:
[0036]功率譜值為:
[0037]頻率範圍10-500HZ，0.0005g2/hz，總值為 0.5Grms。(隨機振動)(GRMS=0.5)
[0038]預先根據載荷24的(如MDVR裝載的是硬碟，大約200克左右)重量，充入該系統中合適的氣壓，使得氣囊減震器20和橡膠儲氣球22保持一樣的壓力水平。在震動發生時，載荷24會隨著震動有反覆變化。當載荷24增加時，通過金屬阻尼球26彈性形變，將氣囊減震器20壓縮，內部的空氣通過節流閥壓縮到橡膠儲氣球中；由於橡膠儲氣球類似於一個氣球形式，其內部氣壓增大後，儲氣球也變大，從而通過體積變化維持內部壓力的均衡；當載荷24減少時，通過金屬阻尼球26彈性形變，將氣囊減震器20擴大，內部氣壓低於橡膠儲氣球22的壓力，這樣橡膠儲氣球22的空氣又通過節流閥21返回到氣囊減震器20中，同時橡膠儲氣球22變小，還是通過體積變化維持整個系統的內部壓力均衡。反覆加載和卸載，空氣通過節流閥21來回運動，從而使得氣囊減震器20維持在一個比較相對的均衡壓力條件下，很好的保護了載體受到震動的破壞。由於該實用新型是一個微型減震系統，所受載荷都比較小，即載荷壓力變化不大，因此不需要很多的氣流調節，僅橡膠儲氣球22存儲的空氣就足夠實現；所以只通過如上方案就可以很好的實現整個系統的減震功能。
[0039]本實施例適用於MDVR產品，特別適用於帶普通硬碟存儲功能的MDVR產品，由於受MDVR空間限制，以及動力提供限制(MDVR無法提供額外的動力，市面上的空氣壓縮機無法在12V動力下運轉)，傳統的氣囊減震器加空氣壓縮機的方案無法實現微型的氣囊減震方案。本實用新型採用了封閉的系統，利用了理想氣體狀態方程原理，採用了無動力的氣囊減震方案，不但空間可以做的很小，而且捨棄了動力單元，既實現了功能要求又降低了成本，通過本實施例硬碟在振動環境中可得到很好的保護。
[0040]顯然，本領域的技術人員可以對實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和範圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬於本實用新型權利要求及其等同技術的範圍之內，則本實用新型也意圖包括這些改動和變型在內。
【權利要求】
1.一種微型金屬氣囊式減震器，其特徵在於，包括: 氣囊減震器； 位於所述氣囊減震器的氣腔內的金屬阻尼球； 彈性儲氣球； 連通所述氣囊減震器和彈性儲氣球的節流閥。
2.如權利要求1所述的微型金屬氣囊式減震器，其特徵在於，所述彈性儲氣球為橡膠儲氣球。
3.如權利要求1所述的微型金屬氣囊式減震器，其特徵在於，一載荷安裝於所述氣囊減震器上。
4.如權利要求3所述的微型金屬氣囊式減震器，其特徵在於，所述載荷為一硬碟。
5.如權利要求4所述的微型金屬氣囊式減震器，其特徵在於，所述載荷為可移動式數字視頻錄像機的硬碟。
6.如權利要求1所述的微型金屬氣囊式減震器，其特徵在於，所述節流閥通過軟管分別與所述氣囊減震器和彈性儲氣球連通。
【文檔編號】F16F9/02GK203641370SQ201320813961
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月10日 優先權日:2013年12月10日
【發明者】楊興武, 張國柱 申請人:杭州海康威視數位技術股份有限公司