本发明属于减振器领域，具体地说是一种弹簧阻尼减振器，包括两个端部带有法兰连接的十字轴万向节，两个套在一起只有轴向运动的套筒，在套筒的内部空间中固定一根两端为锥型的圆柱弹簧，在弹簧的内部设有导向装置，在导向装置上装有压紧套筒和阻尼，通过压紧套筒的旋入和旋出可以调节阻尼与导向装置间的压力从而调节阻尼的大小，且大套筒的另一端由螺纹连接了内有双列角接触轴承的调距套筒。本发明不需要液压油，结构紧凑，拥有六个自由度，阻尼可以根据实际情况调节，安装时整体高度可调，使减振器有较优性能。
1.一种弹簧阻尼减振器，其特征在于：包括小套筒（2）、大套筒（3）、调距套筒（6）、弹簧（14）及阻尼调节机构，其中小套筒（2）的一端连接有十字万向节，另一端与大套筒（3）的一端相插接、并沿轴向相对运动，在小套筒（2）与大套筒（3）的内部空间中分别容置有导向装置、弹簧（14）及阻尼调节机构，所述导向装置包括导向轴（10）及导向管（13），该导向管（13）安装在大套筒（3）内部，导向管（13）的一端由所述大套筒（3）的另一端穿出、与调距套筒（6）的一端螺纹连接，所述导向管（13）的另一端与安装在小套筒（2）内部的导向轴（10）相插接，并沿轴向相对运动；所述阻尼调节机构安装在导向轴（10）及导向管（13）的外部，所述弹簧（14）套接在导向轴（10）、阻尼调节机构及导向管（13）的外部；所述调距套筒（6）的另一端转动连接有十字万向节，通过导向管（13）与调距套筒（6）的螺纹连接长度来调整所述弹簧阻尼减振器的整体高度。
2.按权利要求1所述的弹簧阻尼减振器，其特征在于：所述阻尼调节机构包括阻尼（11）及压紧套筒（12），其中压紧套筒（12）的一端与所述导向管（13）的另一端螺纹连接，在所述压紧套筒（12）的另一端与导向轴（10）之间设有阻尼（11），该阻尼（11）位于所述导向管（13）另一端的导管口处。
3.按权利要求2所述的弹簧阻尼减振器，其特征在于：所述阻尼（11）的上部为中空的锥台，下部为中空的圆柱体；所述压紧套筒（12）的一端制有内螺纹、与所述导向管（13）另一端的外螺纹相旋合，压紧套筒（12）的另一端的内表面为锥面、与所述阻尼（11）的上部相对应，当压紧套筒（12）与导向管（13）向内旋合时，所述阻尼（11）被压紧套筒（12）沿径向压紧。
4.按权利要求1所述的弹簧阻尼减振器，其特征在于：所述小套筒（2）一端的内部设有锥台型凹槽，导向轴（10）的一端为锥台状，容置于所述锥台型凹槽内；所述大套筒（3）的另一端内表面及导向管（13）的一端均为外放式的锥台型结构。
5.按权利要求4所述的弹簧阻尼减振器，其特征在于：所述弹簧（14）为锥型弹簧，即弹簧（14）的一端为收紧式的锥台型结构、固定于导向轴（10）一端与所述锥台型凹槽之间，所述弹簧（14）的另一端为外放式的锥台型结构、装卡在导向管（13）的一端与大套筒（3）另一端内表面之间。
6.按权利要求1所述的弹簧阻尼减振器，其特征在于：所述导向管（13）的一端端部沿轴向向内设有凹槽（20），该凹槽（20）与导向管（13）和导向轴（10）插接的部分相连通。
7.按权利要求1所述的弹簧阻尼减振器，其特征在于：所述小套筒（2）的外表面沿圆周方向均布有多个突起（19），所述大套筒（3）的内表面沿圆周方向均布有多个与所述突起（19）相对应的条形槽。
8.按权利要求1所述的弹簧阻尼减振器，其特征在于：所述调距套筒（6）的另一端通过双列角接触球轴承（17）与十字万向节转动连接。
9.按权利要求8所述的弹簧阻尼减振器，其特征在于：所述双列角接触球轴承（17）靠近导向管（13）的一侧设有安装在十字万向节上的轴承挡板（16），双列角接触球轴承（17）的另一侧设有孔用弹性挡圈（18），所述双列角接触球轴承（17）的外圈通过调距套筒（6）内表面的止口和孔用弹性挡圈（18）轴向定位，双列角接触球轴承（17）的内圈通过所述轴承挡板（16）及十字万向节上的止口轴向定位。
10.按权利要求1所述的弹簧阻尼减振器，其特征在于：所述调距套筒（6）的圆周方向均布有多个顶丝（5），所述导向管（13）与调距套筒（6）螺纹连接定位后通过顶丝（5）固定。
一种弹簧阻尼减振器
技术领域
[0001] 本发明属于减振器领域，具体地说是一种弹簧阻尼减振器。
背景技术
[0002] 随着我国科学技术的进步，在很多的领域都对高精度、长寿命且稳定的减振器提出了要求。例如在载人航天工程中，为避免航天员长时间处于失重环境造成的肌肉萎缩和骨质疏松等症所设置的运动器材，会在使用时产生振动；这些振动会对航天器的运动造成影响，因此需要减振器来避免航天器受到影响。还有，在一些精密飞行器电子学系统减振平台的使用中，也同时需要减振器保护电子学系统的安全。
[0003] 目前，市场上的减振器有很多种类，比如说采用液压油形式的，采用气动形式的等等；但是它们大多数精度低，体积较大，有些还存在漏油的风险。因此针对于例如航天工程、高精度平台等情况上所使用的减振器较为罕见。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种弹簧阻尼减振器。该弹簧阻尼减振器使用弹簧并且阻尼可调节、刚度可调节、结构高度可调节，拥有六个自由度，可供飞行器上使用。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0006] 本发明包括小套筒、大套筒、调距套筒、弹簧及阻尼调节机构，其中小套筒的一端连接有十字万向节，另一端与大套筒的一端相插接、并沿轴向相对运动，在小套筒与大套筒的内部空间中分别容置有导向装置、弹簧及阻尼调节机构，所述导向装置包括导向轴及导向管，该导向管安装在大套筒内部，导向管的一端由所述大套筒的另一端穿出、与调距套筒的一端螺纹连接，所述导向管的另一端与安装在小套筒内部的导向轴相插接，并沿轴向相对运动；所述阻尼调节机构安装在导向轴及导向管的外部，所述弹簧套接在导向轴、阻尼调节机构及导向管的外部；所述调距套筒的另一端转动连接有十字万向节，通过导向管与调距套筒的螺纹连接长度来调整所述弹簧阻尼减振器的整体高度。
[0007] 其中：所述阻尼调节机构包括阻尼及压紧套筒，其中压紧套筒的一端与所述导向管的另一端螺纹连接，在所述压紧套筒的另一端与导向轴之间设有阻尼，该阻尼位于所述导向管另一端的导管口处；所述阻尼的上部为中空的锥台，下部为中空的圆柱体；所述压紧套筒的一端制有内螺纹、与所述导向管另一端的外螺纹相旋合，压紧套筒的另一端的内表面为锥面、与所述阻尼的上部相对应，当压紧套筒与导向管向内旋合时，所述阻尼被压紧套筒沿径向压紧；
[0008] 所述小套筒一端的内部设有锥台型凹槽，导向轴的一端为锥台状，容置于所述锥台型凹槽内；所述大套筒的另一端内表面及导向管的一端均为外放式的锥台型结构；所述弹簧为锥型弹簧，即弹簧的一端为收紧式的锥台型结构、固定于导向轴一端与所述锥台型凹槽之间，所述弹簧的另一端为外放式的锥台型结构、装卡在导向管的一端与大套筒另一端内表面之间；
[0009] 所述导向管的一端端部沿轴向向内设有凹槽，该凹槽与导向管和导向轴插接的部分相连通；所述小套筒的外表面沿圆周方向均布有多个突起，所述大套筒的内表面沿圆周方向均布有多个与所述突起相对应的条形槽；
[0010] 所述调距套筒的另一端通过双列角接触球轴承与十字万向节转动连接；所述双列角接触球轴承靠近导向管的一侧设有安装在十字万向节上的轴承挡板，双列角接触球轴承的另一侧设有孔用弹性挡圈，所述双列角接触球轴承的外圈通过调距套筒内表面的止口和孔用弹性挡圈轴向定位，双列角接触球轴承的内圈通过所述轴承挡板及十字万向节上的止口轴向定位；
[0011] 所述调距套筒的圆周方向均布有多个顶丝，所述导向管与调距套筒螺纹连接定位后通过顶丝固定。
[0012] 本发明的优点与积极效果为：
[0013] 1．本发明拥有六个自由度，可以通过压紧套筒在设定范围内改变减振器的阻尼大小，可以通过更换不同刚度（如不同直径、材料）的弹簧来改变整体减振器的刚度大小，可以通过调距套筒在设定范围内改变减振器的整体高度。
[0014] 2．本发明减振器的两端使用了十字万向节，在一端添加了一个双列角接触球轴承，两套筒可以沿着轴向有相对运动，因此整个减振器一共有六个自由度，这样的结构设计使得减振器可把垂直于轴线的运动和圆周方向的运动缓冲掉，所以作用到弹簧上的力仅为轴向的力。
[0015] 3．本发明的弹簧与阻尼调节机构分别放置在了套筒的内部，因此避免了弹簧外露所产生的外界物体与弹簧干涉的情况的出现，并且把弹簧与阻尼调节机构放置在内部，也保持了弹簧与阻尼工作的清洁，从而提高了精度和寿命。
[0016] 4．本发明不需要使用液压油，因此不存在液压油泄露的情况出现。
附图说明
[0017] 图1为本发明的整体结构主视图；
[0018] 图2为本发明的内部结构剖视图；
[0019] 图3为本发明的整体结构立体图；
[0020] 图4为本发明安装完毕状态的阻尼调节机构的结构示意图；
[0021] 图5为本发明安装完毕状态的弹簧以及轴承装卡方式的结构示意图；
[0022] 图6为本发明阻尼的结构示意图；
[0023] 其中：1为非轴承端十字万向节，2为小套筒，3为大套筒，4为螺钉，5为顶丝，6为调距套筒，7为轴承端十字万向节，8为螺钉，9为螺钉，10为导向轴，11为阻尼，12为压紧套筒，13为导向管，14为弹簧，15为螺钉，16为轴承挡板，17为双列角接触球轴承，18为孔用弹性挡圈，19为突起，20为凹槽。
具体实施方式
[0024] 下面结合附图对本发明作进一步详述。
[0025] 如图1、图2所示，本发明包括小套筒2、大套筒3、调距套筒6、弹簧14及阻尼调节机构，其中小套筒2为半中通结构，即小套筒2的一端封闭，另一端开口，且内部中空；小套筒2的一端（封闭端）连接有带有法兰的非轴承端十字万向节1，非轴承端十字万向节1与小套筒2之间的连接是通过圆周方向均布的四个螺钉8实现的。小套筒2的另一端与大套筒3的一端相插接，如图3所示，在小套筒2另一端端口的外表面沿圆周方向均布有多个长方形的突起19，大套筒3一端端口的内表面沿圆周方向均布有多个与突起19相对应的条形槽，可以实现大套筒3相对于小套筒2沿轴向的滑动，但无圆周方向的相对转动。
[0026] 在小套筒2与大套筒3的内部空间中分别容置有导向装置、弹簧14及阻尼调节机构，导向装置包括导向轴10及导向管13，导向轴10的一端通过螺钉9固接在小套筒2一端的内部，小套筒2一端的内部设有一个锥台型凹槽（即凹槽的轴向截面为“八”字形），导向轴10的一端为锥台状，与小套筒2一端内的锥台型凹槽相对应，容置于该锥台型凹槽内。导向管13通过在大套筒3圆周方向均布的四个螺钉4与大套筒3固接，导向管13的一端由大套筒3的另一端穿出、与调距套筒6的一端螺纹连接，小套筒2的另一端插接在导向管
13的另一端内，并可沿轴向相对运动。阻尼调节机构安装在导向管13另一端的外部，如图
4所示，阻尼调节机构包括阻尼11及压紧套筒12，导向管13另一端的导管口外部攻有细牙螺纹，压紧套筒12的一端内部会有设定长度的螺纹与导向管13的外部螺纹相旋合；在压紧套筒12的另一端与导向轴10之间设有阻尼11，该阻尼11位于导向管13另一端的导管口处。如图6所示，阻尼11的上部为中空的锥台，下部为中空的圆柱体；压紧套筒12的另一端的内表面为锥面、与阻尼11的上部相对应，当压紧套筒12与导向管13向内旋合时，压紧套筒12会把阻尼11沿径向压紧，当压紧套筒12旋出时，阻尼11与导向轴10之间压力就会减少，这样阻尼11与导向管10之间的压力就会发生变化，从而影响整个弹簧阻尼减振器的阻尼特性，实现所设计减振器的阻尼可调节。
[0027] 弹簧14套接在导向轴10、阻尼调节机构及导向管13的外部，大套筒3的另一端内表面及导向管13的一端均为外放式的锥台型结构，即轴向截面均为“八”字形、且由大套筒3的一端向另一端开口变大；弹簧14为锥型弹簧，即两端为锥台型、中间为圆柱，弹簧14的一端为收紧式的锥台型结构（所述收紧式即为弹簧14的一端轴向截面为“八”字形、且开口逐渐向小套筒2的封闭端缩小）、固定于导向轴10锥台状的一端与小套筒2内的锥台型凹槽之间，弹簧14的另一端为外放式的锥台型结构（所述外放式与大套筒3的另一端内表面及导向管13的一端形状相同）、装卡在导向管13的一端与大套筒3另一端内表面之间。弹簧14的一端的为收紧式，另一端为外放式，采用此形状是为了较为牢固地使弹簧14可以装卡在减振器的内部，并且通过此种结构可以方便拆卸弹簧14，通过更换刚度不同但两端卡紧部分相同的弹簧14，可以改变整个减振器的刚度特性，从而实现所设计减振器的刚度可调节。
[0028] 调距套筒6的一端与导向管13螺纹连接，其目的是可以在设定的范围内调节本发明弹簧阻尼减振器的整体高度，以方便实际的安装；当调整好高度后，通过调距套筒6圆周方向均布的四个顶丝5将导向管13固定。调距套筒6的另一端通过双列角接触球轴承17与带有法兰的轴承端十字万向节7转动连接，双列角接触球轴承17靠近导向管13的一侧设有通过螺钉15固定在轴承端十字万向节7上的轴承挡板16，双列角接触球轴承17的另一侧设有孔用弹性挡圈18，双列角接触球轴承17的外圈通过调距套筒6内表面的止口和孔用弹性挡圈18轴向定位，双列角接触球轴承17的内圈通过轴承挡板16及轴承端十字万向节7上的止口轴向定位。该双列角接触球轴承17使得减振器可以沿着圆周方向转动。
[0029] 导向管13的一端端部沿轴向向内设有圆柱形的凹槽20，该凹槽20与导向管13和导向轴10插接的部分相连通，凹槽20可以避免插入导向管13内的导向轴10与螺钉15发生碰撞。
[0030] 本发明的工作原理为：
[0031] 将弹簧14固定在只能沿轴向运动的大、小套筒中，并在弹簧14内部加有导向装置和阻尼调节机构，并在大套筒3的外端加有双列角接触球轴承17，在减振器的两端分别有非轴承端十字万向节1和轴承端十字万向节7。当作用在减振器两端分力为沿轴向运动的时候，弹簧14发生拉伸或是压缩；当作用在减振器两端分力为沿圆周方向的时候，双列角接触球轴承17发挥作用防止弹簧14被扭转；当有径向分力作用时候，减振器两端的非轴承端十字万向节1和轴承端十字万向节7发挥作用，可以进行缓冲。减振器的刚度主要是通过弹簧14决定的，而减振器阻尼的调节是由调节压紧套筒12在导向管13上位置从而改变其对阻尼11的压力而实现的。本发明具有六个自由度，对于非轴承端十字万向节1拥有两个旋转的自由度，分别为沿着中间十字轴的旋转运动，同理轴承端十字万向节7同样有两个旋转的自由度；并且双列角接触球轴承17拥有一个旋转的自由度，导向轴10沿着导向管13的滑动是一个移动自由度，这样加起来即为本发明弹簧阻尼减振器拥有的六个自由度。
