具有内抽吸机构的流体弹性体阻尼组件

申请号 CN200680005391.X 申请日 2006-02-21 公开(公告)号 CN100567762C 公开(公告)日 2009-12-09
申请人 洛德公司; 发明人 唐纳德·D·鲁赛尔;
摘要 本 发明 提供一种可以用于抑制第一结构(20)与第二结构(22)之间相对运动的 流体 弹性体阻尼组件(10),包括: 外壳 结构(24),其连接到第一结构(20)上;以及多个弹性体 密封件 (12,16),其与外壳结构连接,外壳结构和多个弹性体封件限定可以容纳流体的流体弹性体腔(40)。流体弹性体阻尼组件还包括设置在外壳结构和流体弹性体腔内的一个或者多个 活塞 结构(80),一个或者多个活塞结构与第一结构连接并由第二结构驱动,一个或者多个活塞结构每个包括经由节流口连通的第一流体腔和第二流体腔,该第一基本流体填充流体腔和该第二基本流体填充流体腔还通过流体回填器(500)与流体弹性体腔连通。相对运动可以用于抽吸流体(72)流过节流口(86)。优选的是,该流体弹性体阻尼组件控制旋翼 飞行器 的转动体的前后方向上的运动/振动。
权利要求

1.一种可以用于抑制第一结构和第二结构之间相对运动的流体 弹性体阻尼组件,所述流体弹性体阻尼组件包括:
多个弹性体密封件,其与流体弹性体腔外壳连接,所述流体弹 性体腔外壳和所述多个弹性体密封件限定容纳流体的流体弹性体腔;
内抽吸机构,其具有至少一个流体运动活塞并置于所述流体弹 性体腔内,所述内抽吸机构与所述第一结构相连并由所述第二结构驱 动,所述至少一个活塞推动所述流体流过位于第一流体腔和第二流体 腔之间的至少一个限流口;所述第一流体腔包括第一流体回填器,所 述第一结构和所述第二结构之间的所述相对运动可以用于抽吸所述 流体流过所述至少一个限流口,
其特征在于,所述第一流体回填器允许所述流体从所述流体弹 性体腔流入所述第一流体腔,并阻止所述流体从所述第一流体腔流入 所述流体弹性体腔,所述第二流体腔包括第二流体回填器,所述第二 流体回填器允许所述流体从所述流体弹性体腔流入所述第二流体腔, 并阻止所述流体从所述第二流体腔流入所述流体弹性体腔。
2.根据权利要求1所述的流体弹性体阻尼组件,其中,
所述内抽吸机构包括第二流体运动活塞,所述第二流体运动活 塞推动所述流体流过位于第三流体腔和第四流体腔之间的第二限流 口;所述第三流体腔包括第三流体回填器,所述第三流体回填器允许 所述流体从所述流体弹性体腔流入所述第三流体腔,并阻止所述流体 从所述第三流体腔流入所述流体弹性体腔,所述第四流体腔包括第四 流体回填器,所述第四流体回填器允许所述流体从所述流体弹性体腔 流入所述第四流体腔,并阻止所述流体从所述第四流体腔流入所述流 体弹性体腔,所述第一结构和所述第二结构之间的所述相对运动可以 用于抽吸所述流体流过所述第二限流口。
3.根据权利要求1所述的流体弹性体阻尼组件,其中,
所述第一流体回填器包括簧板。
4.根据权利要求1所述的流体弹性体阻尼组件,其中,
所述第一流体腔包括第一腔壳壁,所述第一腔壳壁将所述第一 流体腔与所述流体弹性体腔隔离,并且所述第一流体回填器包括板, 所述板位于所述第一腔壳壁中的流体连通口附近。
5.根据权利要求1所述的流体弹性体阻尼组件,其中,
所述流体的粘度小于5000厘沲。
6.根据权利要求1所述的流体弹性体阻尼组件,其中,
所述第一流体腔包括第一腔壳壁,所述第一腔壳壁将所述第一 流体腔与所述流体弹性体腔隔离,所述第一腔壳壁限定第一流体连通 口,所述第一流体回填器包括位于所述第一腔壳壁的所述第一流体连 通口附近的第一阻流器,所述第二流体腔包括第二腔壳壁,所述第二 腔壳壁将所述第二流体腔与所述流体弹性体腔隔离,所述第二腔壳壁 限定第二流体连通口,所述第二流体回填器包括位于所述第二腔壳壁 的所述第二流体连通口附近的第二阻流器,所述活塞的相对运动将所 述第一阻流器从所述第一腔壳壁的所述第一流体连通口移开,并由所 述第二阻流器阻挡所述第二腔壳壁的所述第二流体连通口。
7.根据权利要求1所述的流体弹性体阻尼组件,其中,
所述第一流体回填器包括
8.根据权利要求1所述的流体弹性体阻尼组件,其中,
所述第一流体腔包括第一腔壳壁,所述第一腔壳壁将所述第一 流体腔与所述流体弹性体腔隔离,所述第一流体回填器包括阀。
9.根据权利要求1所述的流体弹性体阻尼组件,其中,
所述第一流体腔包括第一腔壳壁,所述第一腔壳壁将所述第一 流体腔与所述流体弹性体腔隔离,所述第一腔壳壁限定第一流体连通 口,所述第一流体回填器包括位于所述第一腔壳壁的所述第一流体连 通口附近的第一阀,
所述第二流体腔包括第二腔壳壁,所述第二腔壳壁将所述第二 流体腔与所述流体弹性体腔隔离,所述第二腔壳壁限定第二流体连通 口,所述第二流体回填器包括位于所述第二腔壳壁的所述第二流体连 通口附近的第二阀,所述活塞的相对运动开启所述第一阀并闭合所述 第二阀。
10.根据权利要求2所述的流体弹性体阻尼组件,其中,
所述第三流体回填器包括第三阀,所述第四流体回填器包括第 四阀。
11.根据权利要求1所述的流体弹性体阻尼组件,其中,
位于所述至少一个流体运动活塞外部并容纳于所述流体弹性体腔 内的所述流体具有操作环境流体压PA,当所述至少一个流体运动活 塞抽吸所述流体时,位于所述至少一个流体运动活塞内的所述流体具 有操作动态流体压力PD,PD≥1.01PA。
12.一种抑制第一结构和第二结构之间相对运动的方法,所述方 法包括:
提供外壳;
将多个弹性体密封件连接到所述外壳上,所述外壳和所述多个 弹性体密封件提供用于容纳流体的流体弹性体腔;
将流体置于所述流体弹性体腔内部;
将具有至少一个流体运动活塞的内流体置于所述流体弹性体 腔内部,所述内流体泵包括经由至少一个限流口连通的第一流体腔和 第二流体腔,
其特征在于,所述第一流体腔包括第一流体回填器,所述第二 流体腔包括第二流体回填器,所述第一流体腔和所述第二流体腔与所 述流体弹性体腔连通,所述第一结构和所述第二结构之间的所述相对 运动驱动所述至少一个流体运动活塞抽吸所述流体流过所述至少一 个限流口,所述第一流体回填器允许所述流体从所述流体弹性体腔流 入所述第一流体腔,并阻止所述流体从所述第一流体腔流入所述流体 弹性体腔,所述第二流体回填器允许所述流体从所述流体弹性体腔流 入所述第二流体腔,并阻止所述流体从所述第二流体腔流入所述流体 弹性体腔。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,
所述内流体泵包括第二流体运动活塞,所述第二流体运动活塞 推动所述流体流过位于第三流体腔和第四流体腔之间的第二限流口; 所述第三流体腔包括第三流体回填器,所述第三流体回填器允许所述 流体从所述流体弹性体腔流入所述第三流体腔,并阻止所述流体从所 述第三流体腔流入所述流体弹性体腔;所述第四流体腔包括第四流体 回填器,所述第四流体回填器允许所述流体从所述流体弹性体腔流入 所述第四流体腔,并阻止所述流体从所述第四流体腔流入所述流体弹 性体腔;所述第一结构和所述第二结构之间的所述相对运动可以用于 抽吸所述流体流过所述第二限流口。
14.根据权利要求12所述的方法,其中,
所述第一流体回填器包括第一阀,所述第二流体回填器包括第 二阀,所述流体运动活塞的运动开启所述第一阀并闭合所述第二阀。
15.根据权利要求12所述的方法,其中,
将流体置于所述流体弹性体腔内的步骤包括:提供粘度在30厘 沲到5000厘沲范围内的阻尼流体。
16.根据权利要求13所述的方法,其中,
所述第一流体回填器包括第一阀,所述第二流体回填器包括第 二阀,所述第三流体回填器包括第三阀,所述第四流体回填器包括第 四阀,所述至少一个流体运动活塞的运动开启所述第一阀并闭合所述 第二阀,所述第二流体运动活塞的运动开启所述第三阀并闭合所述第 四阀。
17.根据权利要求12所述的方法,其中,
位于所述至少一个流体运动活塞外部并容纳于所述流体弹性体腔 内的所述流体具有操作环境流体压力PA,当所述至少一个流体运动活 塞抽吸所述流体时,位于所述内流体泵内的所述流体具有操作动态流 体压力PD,PD≥1.01PA。
18.一种制造用于抑制第一结构和第二结构之间相对运动的流体 弹性体阻尼组件的方法,所述方法包括:
将多个弹性体密封件连接到外壳上,所述外壳和所述多个弹性 体密封件提供用于容纳流体的流体弹性体腔;
将具有至少一个流体运动活塞的内流体泵置于所述流体弹性体 腔内部,将阻尼流体置于所述流体弹性体腔内部,所述内流体泵包括 经由至少一个限流口连通的第一流体腔和第二流体腔,
其特征在于,所述第一流体腔包括第一流体回填器,所述第二 流体腔包括第二流体回填器,所述第一流体腔和所述第二流体腔与流 体弹性体腔连通,所述第一结构和所述第二结构之间的所述相对运动 驱动所述至少一个流体运动活塞抽吸所述流体流过所述至少一个限 流口,所述第一流体回填器允许所述流体从所述流体弹性体腔流入所 述第一流体腔,并阻止所述流体从所述第一流体腔流入所述流体弹性 体腔,所述第二流体回填器允许所述流体从所述流体弹性体腔流入所 述第二流体腔,并阻止所述流体从所述第二流体腔流入所述流体弹性 体腔。
19.根据权利要求18所述的方法,其中,
所述内流体泵包括第二流体运动活塞,所述第二流体运动活塞 推动所述流体流过位于第三流体腔和第四流体腔之间的第二限流口; 所述第三流体腔包括第三流体回填器,所述第三流体回填器允许所述 流体从所述流体弹性体腔流入所述第三流体腔,并阻止所述流体从所 述第三流体腔流入所述流体弹性体腔;所述第四流体腔包括第四流体 回填器,所述第四流体回填器允许所述流体从所述流体弹性体腔流入 所述第四流体腔,并阻止所述流体从所述第四流体腔流入所述流体弹 性体腔;所述第一结构和所述第二结构之间的所述相对运动可以用于 抽吸所述流体流过所述第二限流口。
20.根据权利要求18所述的方法,其中,
所述第一流体回填器包括第一阀,所述第二流体回填器包括第 二阀,所述流体运动活塞的第一方向的相对运动使得所述第一流体腔 的容积增大而所述第二流体腔的容积减小,从而开启所述第一阀并闭 合所述第二阀。
21.根据权利要求18所述的方法,其中,
将流体置于所述流体弹性体腔内的步骤包括:提供粘度在30厘 沲到5000厘沲范围内的阻尼流体。
22.根据权利要求19所述的方法,其中,
所述第一流体回填器包括第一阀,所述第二流体回填器包括第 二阀,所述第三流体回填器包括第三阀,所述第四流体回填器包括第 四阀,所述至少一个流体运动活塞的相对运动开启所述第一阀并闭合 所述第二阀,所述第二流体运动活塞的相对运动开启所述第三阀并闭 合所述第四阀。
23.根据权利要求18所述的方法,其中,
位于所述至少一个流体运动活塞外部并容纳于所述流体弹性体腔 内的所述流体具有操作环境流体压力PA,当所述至少一个流体运动活 塞抽吸所述流体时,位于所述至少一个流体运动活塞内的所述流体具 有操作动态流体压力PD,PD≥1.01PA。
24.一种抑制第一结构和第二结构之间相对运动的方法,所述方 法包括:
提供外壳结构;
将多个弹性体密封件连接到所述外壳结构上,所述外壳结构和所 述多个弹性体密封件限定流体弹性体腔;
将阻尼流体置于所述流体弹性体腔内,将活塞泵置于所述流体弹 性体腔内,所述活塞泵包括经由节流口连通的第一流体填充可变容积 腔和第二流体填充可变容积腔,所述第一流体填充可变容积腔和所述 第二流体填充可变容积腔还与所述流体弹性体腔连通,所述第一结构 和所述第二结构之间的所述相对运动可以用于驱动所述活塞泵并抽吸 所述流体流过所述节流口,
其特征在于,位于所述活塞泵外部并容纳于所述流体弹性体腔内 的所述流体具有操作环境流体压力PA,当所述活塞泵抽吸所述流体 时,位于所述活塞泵内的所述流体具有操作动态流体压力PD,PD≥ 1.01PA。

说明书全文

技术领域

发明总的来说涉及一种用于控制机械系统等内部的运动/振动 的阻尼组件。更具体地说,本发明涉及一种包括内抽吸机构(装置) 的流体弹性体阻尼组件。更具体地说,该流体弹性体阻尼组件控制旋 翼飞行器的运动/振动。

背景技术

阻尼器与一个或者多个运动/振动结构连接。这些运动/振动结构 可以包括,例如,旋翼飞行器等的转动体的挠曲梁和纵摇箱(pitch case)。阻尼器产生阻止一个或者多个运动/振动结构的运动/振动的 阻尼
有利的是,阻尼器能够调整多个方向上的运动/振动。然而并非 总能这样,例如,当控制旋翼飞行器等的转动体的前后方向上的运动 /振动时即如此。
所以,需要一种调整运动并对所调整的运动和振动进行有益抑 制的阻尼组件。需要一种坚固可靠的阻尼器,其加工成本低,相对于 传统阻尼组件能够产生相对更高的阻尼力,并且能够调整一个或者多 个运动/振动结构的相对更大的运动/振动。虽然下文将结合旋翼飞行 器等的转动体的挠曲梁和纵摇箱描述本发明的组件、机构和方法,但 是本发明的组件、机构和方法可以与包括需要阻尼的一个或者多个运 动/振动结构的任何机械系统等结合使用。

发明内容

在本发明的各种实施例中,流体弹性体阻尼组件至少包括:诸 如橡胶密封件等第一弹性体密封件,其位于所述流体弹性体阻尼组件 的第一端处;以及诸如橡胶密封件等第二弹性体密封件,其位于所述 流体弹性体阻尼组件的第二端处。所述第一弹性体密封件固定地安装 或者以其它方式连接到第一运动/振动结构,诸如旋翼飞行器等的转 动体的挠曲梁,所述第二弹性体密封件固定地安装或者以其它方式连 接到第二运动/振动结构,诸如旋翼飞行器等的转动体的纵摇箱。所 述第一弹性体密封件和所述第二弹性体密封件都结合、固定地安装或 者以其它方式连接到外壳结构,所述外壳结构包括例如,第一外壳部 件和第二外壳部件。所述第一弹性体密封件、所述第二弹性体密封件 和所述外壳结构共同用于容纳诸如液压液体等阻尼流体。内抽吸机构 也置于所述外壳结构内,并包括一个或者多个活塞结构和活塞结构外 壳。所述内抽吸机构与所述第一运动/振动结构连接(ground)或者 一体地形成,并且相对于所述外壳结构和所述第二运动/振动结构运 动,所述外壳结构与所述第二运动/振动结构相连接。所述内抽吸机 构构造成这样:当所述内抽吸机构相对于所述外壳结构和所述第二运 动/振动结构而运动时,环绕并位于所述内抽吸机构内部的流体从位 于所述一个或者多个活塞结构的每一个内的第一腔被抽吸流过限流 口,即节流口,流入位于所述一个或者多个活塞结构的每一个内的第 二腔。可选的是,所述限流口的相对尺寸由可调压力释放装置和/或 温度补偿装置控制。有利的是,所述第一弹性体密封件、所述第二弹 性体密封件和所述外壳结构提供用于容纳所述流体的流体弹性体腔, 所述内抽吸机构可以浸于所述流体中。所述流体弹性体腔具有柔性, 并使得所述内抽吸机构可以以相对较大的阻尼力抑制主方向上的运 动/振动。此外,通过设计,所述内抽吸机构可以无阻尼力地调整多 个其它方向上的运动/振动。
在本发明的一个实施例中,流体弹性体阻尼组件包括:外壳结 构、与所述外壳结构连接的第一弹性体密封件、和与所述外壳结构连 接的第二弹性体密封件。所述外壳结构、所述第一弹性体密封件和所 述第二弹性体密封件限定可用于容纳流体的流体弹性体腔。所述流体 弹性体阻尼组件还包括置于所述流体弹性体阻尼组件内的内抽吸机 构。
在本发明的另一个实施例中,可以用于抑制第一结构和第二结 构之间相对运动的流体弹性体阻尼组件包括:外壳结构,其与所述第 一结构连接;第一弹性体密封件,其与所述外壳结构连接,所述第一 弹性体密封件还与所述第二结构连接;以及第二弹性体密封件,其与 所述外壳结构连接。同样,所述外壳结构、所述第一弹性体密封件和 所述第二弹性体密封件限定可用于容纳流体的流体弹性体腔。所述流 体弹性体阻尼组件还包括置于所述流体弹性体腔内部的内抽吸机构, 所述内抽吸机构与所述第二弹性体密封件连接。
在本发明的另一个实施例中,可以用于抑制第一结构和第二结 构之间相对运动的流体弹性体阻尼组件包括:外壳结构,其与所述第 一结构连接;以及多个弹性体密封件,其与所述外壳结构连接,其中, 所述外壳结构和所述多个弹性体密封件限定可用于容纳流体的流体 弹性体腔。所述流体弹性体阻尼组件还包括置于所述外壳结构和所述 流体弹性体腔内部的一个或者多个活塞结构,其中,所述一个或者多 个活塞结构与所述第一结构连接并由所述第二结构驱动,所述一个或 者多个活塞结构每个包括经由节流口连通的第一基本流体填充腔和 第二基本流体填充腔,所述第一基本流体填充腔和所述第二基本流体 填充腔还与所述流体弹性体腔连通。所述外壳结构可以用于抽吸流体 流过所述节流口。
在本发明的另一个实施例中,可以用于抑制第一结构和第二结 构之间相对运动的方法包括:将外壳结构连接到所述第一结构,将多 个弹性体密封件连接到所述外壳结构,其中,所述外壳结构和所述多 个弹性体密封件限定流体弹性体腔,以及将流体置于所述流体弹性体 腔中。所述方法还包括:将一个或者多个活塞结构置于所述外壳结构 和所述流体弹性体腔内部,并将所述一个或者多个活塞结构连接到所 述第一结构,其中,所述一个或者多个活塞结构每个包括经由节流口 连通的第一基本流体填充腔和第二基本流体填充腔,所述第一基本流 体填充腔和所述第二基本流体填充腔还与所述流体弹性体腔连通。同 样,所述外壳结构可以用于抽吸流体流过所述节流口。所述方法还包 括由所述第二结构驱动所述一个或者多个活塞结构。
本发明包括可以用于抑制第一结构和第二结构之间相对运动的 流体弹性体阻尼组件。所述流体弹性体阻尼组件包括弹性体密封件, 所述弹性体密封件连接于流体弹性体腔的外壳,以限定可以用于容纳 阻尼流体的流体弹性体腔。所述流体弹性体阻尼组件包括具有置于所 述流体弹性体腔内部的至少一个流体运动活塞的内抽吸机构。优选的 是,所述内抽吸机构与所述第一结构连接,并由所述第二结构驱动。 所述内抽吸机构的至少一个活塞推动所述阻尼流体通过位于第一流 体可变容积腔和第二流体可变容积腔之间的至少一个抽吸活塞的限 流口。所述第一流体可变容积腔包括第一流体回填器,所述第一流体 回填器允许所述阻尼流体从所述流体弹性体腔流入所述第一流体腔, 阻止所述流体从所述第一流体腔流入所述流体弹性体腔。所述第二流 体腔包括第二流体回填器,所述第二流体回填器允许所述流体从所述 流体弹性体腔流入所述第二流体腔,阻止所述流体从所述第二流体腔 流入所述流体弹性体腔。所述第一结构和所述第二结构之间的所述相 对运动可以用于抽吸所述流体通过所述至少一个限流口。
本发明包括可以用于抑制第一结构和第二结构之间相对运动的 方法。所述方法包括:将外壳与所述第一结构连接;将多个弹性体密 封件连接于所述外壳,其中,所述外壳和所述多个弹性体密封件提供 用于容纳阻尼流体的流体弹性体腔。所述方法包括:将具有至少一个 流体运动活塞的内流体置于所述流体弹性体腔内部,所述内流体泵 包括经由至少一个限流口连通的第一流体可变容积腔和第二流体可 变容积腔。所述第一流体腔包括第一流体回填器,所述第二流体腔包 括第二流体回填器。所述第一流体腔和所述第二流体腔与所述流体弹 性体腔连通,其中,所述第一结构和所述第二结构之间的相对运动驱 动所述至少一个流体运动活塞抽吸所述流体通过所述至少一个限流 口,所述第一流体回填器允许所述流体从所述流体弹性体腔流入所述 第一流体腔,阻止所述流体从所述第一流体腔流入所述流体弹性体 腔,所述第二流体回填器允许所述流体从所述流体弹性体腔流入所述 第二流体腔,阻止所述流体从所述第二流体腔流入所述第二流体弹性 体腔。
本发明包括制造用于抑制第一结构和第二结构之间相对运动的 流体弹性体阻尼组件的方法。所述方法包括:将多个弹性体密封件连 接到外壳上,所述外壳和所述多个弹性体密封件提供用于容纳阻尼流 体的流体弹性体腔。所述方法包括:将具有至少一个流体运动活塞的 内流体泵置于所述流体弹性体腔内部,其中,所述内流体泵包括经由 至少一个节流口连通的第一流体可变容易腔和第二流体可变容积腔, 并且所述第一流体填充腔包括第一流体回填器,而所述第二流体填充 腔包括第二流体回填器。所述方法包括:将阻尼流体置于所述流体弹 性体腔内部,所述第一流体腔和所述第二流体腔与所述流体弹性体腔 连通,其中,所述第一结构和所述第二结构之间的相对运动驱动所述 至少一个流体运动活塞抽吸所述流体流过所述至少一个节流口,所述 第一流体回填器允许所述流体从所述流体弹性体腔流入所述第一流 体腔,并阻止所述流体从所述第一流体腔流入所述流体弹性体腔,所 述第二流体回填器允许所述流体从所述流体弹性体腔流入所述第二 流体腔,并阻止所述流体从所述第二流体腔流入所述流体弹性体腔。
本发明包括抑制第一结构和第二结构之间相对运动的方法。所述 方法包括提供外壳结构。所述方法包括将多个弹性体密封件连接到所 述外壳结构上,其中,所述外壳结构和所述多个弹性体密封件限定流 体弹性体腔。所述方法包括将活塞置于所述外壳结构和所述流体弹性 体腔内,其中,所述活塞包括经由节流口连通的第一可变容积腔和第 二可变容积腔,所述第一流体填充腔和所述第二流体填充腔还与所述 流体弹性体腔连通。所述方法包括将阻尼流体置于所述流体弹性体腔 内部,其中,所述第一结构和所述第二结构之间的相对运动可以用于 驱动所述活塞并抽吸所述流体流过所述节流口,位于所述活塞外部并 容纳于所述流体弹性体腔内的流体具有操作环境流体压力PA,当所述 活塞进行抽吸时,位于所述活塞内部的所述流体具有操作动态流体压 力PD,PD≥1.01PA。
应当理解,上述概括说明和下述详细说明都是本发明的示例性说 明,旨在为理解所要求保护的本发明的本质和特征提供一个概要和框 架。所含附图可以提供对本方面的进一步理解,其包含在说明书中, 并构成说明书的一部分。附图示出本发明的各种实施例,并与说明书 部分一起用于解释本发明的原理和实施。

附图说明

图1是本发明流体弹性体阻尼组件的一个实施例的横截面侧视 (弦向,chordwise)图,着重示出设置有流体弹性体阻尼组件的流体 弹性体腔的内抽吸装置(图1的上部示出内抽吸装置,图1的下部示 出流体弹性体腔);
图2是图1所示流体弹性体阻尼组件的透视图,同样着重示出 设置有流体弹性体阻尼组件的流体弹性体腔的内抽吸装置(图2的上 部示出内抽吸装置,图2的下部示出流体弹性体腔);
图3A和3B是图1和图2所示流体弹性体阻尼组件的分解透视 图,同样着重示出设置有流体弹性体阻尼组件的流体弹性体腔的内抽 吸装置;
图4是图1至3所示流体弹性体阻尼组件的侧视(弦向)图;
图5是图1至4所示流体弹性体阻尼组件的横截面正视(展向, beamwise)图(图5的上部示出内抽吸装置,图5的下部示出流体弹 性体腔);
图6是图1至5所示流体弹性体阻尼组件的另一个横截面侧视 (弦向)图(图6的上部示出内抽吸装置,图6的下部示出流体弹性体 腔);
图7A至7D是图1至6所示流体弹性体阻尼组件的横截面顶视 图,同样着重示出设置有流体弹性体阻尼组件的流体弹性体腔的内抽 吸装置;
图8是图1至7所示流体弹性体阻尼组件的另一个透视图;
图9是图1至8所示流体弹性体阻尼组件的顶视图;
图10是图1至9所示流体弹性体阻尼组件的正视(展向)图;
图11A和11B是着重示出内抽吸装置和流体回填器的流体弹性 体阻尼组件的剖视透视图;以及
图12示出流体回填簧板的实施例。

具体实施方式

在以下的详细描述中将提出本发明的其它特征和优点,本领域 的技术人员可以根据这些描述或者通过如本文所述(包括以下的详细 说明、权利要求书以及附图)实施本发明,很容易理解或者认识到这 些特征和优点中的一部分。
现在将对本发明目前优选的实施例进行详细说明,在附图中示 出了本发明的实例。本发明包括带有往复式活塞结构的流体弹性体阻 尼组件,往复式活塞结构与第一结构连接,由第二结构驱动,该活塞 结构浸于流体中并具有通过抽吸限流口连通的第一流体填充腔和第 二流体填充腔,活塞推动流体流过该抽吸限流口。本发明包括流体弹 性体阻尼组件10,该流体弹性体阻尼组件包括:诸如橡胶密封件等 第一弹性体密封件12,其位于流体弹性体阻尼组件10的第一端14 处;以及诸如橡胶密封件等第二弹性体密封件16,其位于流体弹性 体阻尼组件10的第二端18处。第一弹性体密封件12和第二弹性体 密封件16固定地安装或者以其它方式连接到第一运动/振动结构20, 诸如旋翼飞行器等的转动体的挠曲梁,并且第一弹性体密封件12和 第二弹性体密封件16固定地安装或者以其它方式连接到第二运动/ 振动结构22,诸如旋翼飞行器等的转动体的纵摇箱。第一弹性体密 封件12和第二弹性体密封件16都结合、固定地安装或者以其它方式 连接到外壳结构24,该外壳结构24包括例如,第一外壳部件26、第 二外壳部件28和第三外壳部件70。第一弹性体密封件12和第二弹 性体密封件16也都结合、固定地安装或者以其它方式连接到基本圆 形的底板64上。第一弹性体密封件12、第二弹性体密封件16、外壳 结构24和基本圆形的底板64在一起可以容纳阻尼流体。内抽吸机构 30也位于外壳结构24内。内抽吸机构30与第一运动/振动结构20 连接,并且相对于外壳结构24以及第二运动/振动结构22运动,外 壳结构24与第二运动/振动结构22相连接。内抽吸机构30构造成这 样:当内抽吸机构30相对于外壳结构24和第二运动/振动结构22运 动时,环绕并位于内抽吸机构30内部的流体通过限流口,即节流口 86,从位于内抽吸机构30内的至少第一可变容积腔32被抽吸到位于 内抽吸机构30内的至少第二可变容积腔34(如图3所示)。可选的 是,限流口的相对尺寸由可调压力释放装置36和/或温度补偿装置 38(两者在下文有更详细的说明)控制。应该注意到,图1示出包括 内抽吸机构30的上部流体弹性体阻尼组件10(图1的上部)和不包 括内抽吸机构30的下部流体弹性体阻尼组件10(图1的下部)。可 选的是,下部流体弹性体阻尼组件10可以包括内抽吸机构30。
有利的是,第一弹性体密封件12、第二弹性体密封件16、外壳 结构24和基本圆形的底板64提供了可以用于容纳流体的流体弹性体 腔40,内抽吸机构30可以浸于流体中。流体弹性体腔40具有柔性, 并使得内抽吸机构30可以以相对较大的阻尼力抑制主方向上的运动 /振动。由于内抽吸机构30的连接特征,也可以通过设计来调整多个 其它方向上的运动/振动。应该注意到,例如图1(及下文中的其它 附图)示出两个结合使用的流体弹性体阻尼组件10,其用于抑制旋 翼飞行器等的转动体的前后运动/振动。图1示出包括内抽吸机构30 的上部流体弹性体阻尼组件10(图1的上部)和不包括内抽吸机构 30的下部流体弹性体阻尼组件10(图1的下部)。下部流体弹性体 阻尼组件10优选地包括内抽吸机构30。
参考图2和图3A至3B,可选的是,位于流体弹性体阻尼组件 10的第一端14处的第一弹性体密封件12和位于流体弹性体阻尼组 件10的第二端18处的第二弹性体密封件16包括位于橡胶密封件52 (图3A至3B)等中的多个金属或者基本刚性的薄片(垫片)50(图 3A至3B)等。该构造使得第一弹性体密封件12和第二弹性体密封 件16都具有强度/刚度和柔性/柔韧性。第一弹性体密封件12和第二 弹性体密封件16都可以具有基本圆柱形或者基本圆锥形的形状,但 是也可以采用其它合适的形状。在本发明的一个示例性实施例中,第 二弹性体密封件16的直径介于第一弹性体密封件12直径的大约1/3 和大约3/4之间。然而,必要时,也可以使用其它形状和尺寸。
第一弹性体密封件12经由第一连接机构60固定地安装或者以 其它方式连接到第一运动/振动结构20,诸如旋翼飞行器等的转动体 的挠曲梁。类似地,第一弹性体密封件12和第二弹性体密封件16(参 见图5)经由第二连接机构62固定地安装或者以其它方式连接到第 二运动/振动结构22,诸如旋翼飞行器等的转动体的纵摇箱。第一连 接机构60可以包括例如结合、固定地安装或者以其它方式连接到第 一弹性体密封件12和第二弹性体密封件16上的基本圆形的底板64。 底板64固定地安装或者以其它方式连接到一个或者多个跨伸部件 66,跨伸部件66转而固定地安装或者以其它方式连接到与第一运动/ 振动结构20相关联的顺应性部件68(参见图5)上。底板64、一个 或者多个跨伸部件66和顺应性部件68可以由诸如金属或者任何其它 基本刚性的材料制成。可选的是,底板64、该一个或者多个跨伸部 件66和/或顺应性部件68可以一体地形成。尽管本文已经描述了示 例性的第一连接机构60,然而可以采用能够将第一弹性体密封件12 和底板64固定地安装或者以其它方式连接到第一运动/振动结构20 上的任何其它第一连接机构60。如下文中更详细的描述,可选的是, 固定地安装或者以其它方式连接到第二运动/振动结构22的第二连 接机构62可以与外壳结构24(参见图1)一体地形成/重合。可选的 是,本发明的流体弹性体阻尼组件10还包括充气/排气阀63,该充 气/排气阀可以用于导入阻尼流体和/或诸如氮气等气体,并且/或者从 流体弹性体腔40中释放阻尼流体和/或气体。
第一弹性体密封件12和第二弹性体密封件16都结合、固定地 安装或者以其它方式连接到外壳结构24,该外壳结构24可以由诸如 金属或者任何其它基本刚性的材料制成。在本发明的示例性实施例 中,外壳结构24包括第一外壳部件26和第二外壳部件28。第一外 壳部件26可以为基本杯形的结构。相应地,第二外壳部件28可以为 基本盘状的结构。可选的是,外壳结构24还可以包括基本盘状的第 三外壳部件70,该第三外壳部件70与第一外壳部件26和第二外壳 部件28构成第二连接机构62,该第二连接机构将第一弹性体密封件 12和第二弹性体密封件16固定地安装或者以其它方式连接到第二运 动/振动结构22上。第一外壳部件26、第二外壳部件28和第三外壳 部件70可以通过螺栓或者以其它方式连接起来,或者它们可以一体 地形成。第一弹性体密封件12、第二弹性体密封件16和外壳结构24 可以共同用于容纳流体弹性体腔40内的阻尼流体72。可选的是,部 分地由第一弹性体密封件12、第二弹性体密封件16和外壳结构24 形成的流体弹性体腔40可以具有与置于其内的内抽吸机构30的形状 基本符合的多个圆形直径。
置于外壳结构24内的内抽吸机构30与第一运动/振动结构20 相连,并相对于与第二运动/振动结构22相连的外壳结构24运动。 内抽吸机构30包括一个或者多个置于活塞结构外壳82内的活塞结构 80。优选的是,该一个或者多个活塞结构80包括一个或者多个基本 为圆柱形的中空结构。优选的是,该一个或者多个活塞结构外壳82 可以沿一个或者多个与活塞组件一体形成的轴向延伸结构84(例如 中空的和/或实心的杆等)自由地运动。优选的是,活塞结构外壳82 通过杆形件与第一运动/振动结构20相连,该杆形件可以与底板64 一体地形成或者可以可选地包括多个部件。活塞结构外壳82可以具 有多个部分,以使得活塞结构外壳82可以与底板64的杆形件相连。 该一个或者多个活塞结构包括由活塞组件隔开的第一腔32和第二腔 34,并且第一腔32和第二腔34通过抽吸活塞限流口,即节流口86 流体连通。活塞组件穿过活塞结构外壳82延伸到外壳结构24,并连 接于外壳结构上。在该一个或者多个活塞结构外壳82的壁内设置多 个相对较小的孔88,从而允许滞留空气以及流体72在流体弹性体腔 40和内抽吸机构30之间限制性地流动。此外,活塞结构外壳82和 活塞组件之间的间隙允许流体在流体弹性体腔40和内抽吸机构30 之间限制性地流动。对于流体弹性体腔40内的流体72,抽吸活塞节 流口86是一条阻力最小的通道,这是因为节流口86的尺寸与小孔 88相比相对较大的缘故。内抽吸机构30构造为这样:当该一个或者 多个活塞结构外壳82相对于外壳结构24和第二运动/振动结构22移 动时,环绕并置于该一个或者多个活塞结构内的流体72通过活塞结 构80的运动,从第一腔32被抽吸到第二腔34,并且流体72在第一 腔和第二腔之间来回抽吸流过节流口86。如图1至图3所示,第一 运动结构20和第二运动结构22之间的相对线性运动驱动内抽吸机构 30的线性往复运动,并推动流体72流过第一腔32和第二腔34之间 的节流口86。该限流口86产生流体阻尼力。如图所示,该抽吸活塞 限流口86可以位于盘式活塞80内部。
本发明包括可以用于抑制第一结构22和第二结构20之间的相 对运动的流体弹性体阻尼组件10,该流体弹性体阻尼组件10包括: 多个弹性体密封件12、16,其与第一结构22的外壳24连接,其中 第一结构外壳24和该多个弹性体密封件限定了可用于容纳流体72 的流体弹性体腔40;内抽吸机构30,其置于第一结构外壳24和流体 弹性体腔40内,并具有至少一个流体运动活塞80,该内抽吸机构30 与第一结构连接并由第二结构驱动,至少一个活塞80推动流体72 流过第一基本流体填充腔32和第二基本流体填充腔34之间的至少一 个节流口86,第一腔32和第二腔34与流体弹性体腔40流体连通; 第一结构22与第二结构20之间的相对运动可以用于抽吸流体72流 过至少一个节流口86。在一个优选的实施例中,该至少一个流体运 动活塞80是以线性运动的方式抽吸流体的线性往复活塞结构。
本发明包括抑制第一结构22和第二结构20之间的相对运动的 方法。该方法包括:将外壳24连接于第一结构22;将多个弹性体密 封件12、16连接到外壳上,外壳24和该多个弹性体密封件12、16 提供用于容纳流体72的流体弹性体腔40;将流体72置于流体弹性 体腔40内部;将具有至少一个流体运动活塞80的内流体泵30置于 外壳和流体弹性体腔内部,并且将内流体泵30与第一结构连接,内 流体泵30包括经由至少一个节流口86连通的第一基本流体填充腔 32和第二基本流体填充腔34,第一基本流体填充腔32和第二基本流 体填充腔34与流体弹性体腔40连通;第一结构22和第二结构20 之间的相对运动驱动至少一个流体运动活塞80抽吸流体72流过至少 一个节流口86。在一个优选实施例中,该至少一个流体运动活塞80 是线性往复活塞,并以线性运动的方式抽吸流体72流过至少一个节 流口86。
本发明包括制造旋翼飞行器的流体弹性体阻尼组件10的方法, 该阻尼组件用于抑制旋翼飞行器中的旋翼飞行器第一结构22和旋翼 飞行器第二结构20之间的相对运动。该方法包括:将多个弹性体密 封件12、16连接到外壳24上,外壳24和该多个弹性体密封件12、 16提供用于容纳流体72的流体弹性体腔40;将具有至少一个流体运 动活塞80的内流体泵30置于外壳24和流体弹性体腔40内,并将内 流体泵30与第一结构连接,将流体72置于流体弹性体腔40内部, 内流体泵30包括经由至少一个节流口86连通的第一基本流体填充腔 32和第二基本流体填充腔34,第一基本流体填充腔32和第二基本流 通填充腔34与流体弹性体腔40连通;其中,第一结构22和第二结 构20之间的相对运动驱动至少一个流体运动活塞80抽吸流体72流 过至少一个节流口86。在一个优选实施例中,至少一个流体运动活 塞80是以线性运动的方式通过至少一个节流口86抽吸流体72的线 性往复活塞。
这样,第一弹性体密封件12、第二弹性体密封件16、外壳结构 24和底板64提供了可以用于容纳流体72的流体弹性体腔40,内抽 吸机构30可以浸于流体中。该流体弹性体腔40具有柔性,并且使得 内抽吸机构30可以以相对较大的阻尼力抑制主方向上的运动/振动。
参考图7A,如上所述,可调压力释放装置36和/或温度补偿装 置38可以置于一个或者多个中空的轴向延伸结构84(即,活塞组件) 内部,该结构84支撑该一个或者多个活塞结构80。可调压力释放装 置36包括:弹簧加载部件90(参见图3),其部分地伸入节流口86 内(参见图3),选择性地阻挡节流口的一部分并限制从此处流过的 流体流量。可调压力释放装置36的弹簧加载部件90在相对较高的流 体压力下移位。使可调压力释放装置36的弹簧加载部件90移位所需 力的大小可以通过设置在外壳结构24内的调节机构92(参见图3) 进行调节。此外,中空结构的弹簧侧通过一个或者多个孔93(参见 图3)与流体弹性体腔40连通,一个或者多个孔93设置于活塞组件 84的中空部分的壁内并穿过该壁。这些连通孔93使得在节流口86 处相对较高的动态压力与流体弹性体腔40的稳态环境压力之间可以 存在压差,从而驱动可调压力释放装置36。温度补偿装置38包括: 热敏部件94(参见图3),其部分地伸入节流口86内部,选择性地 阻挡节流口的一部分并限制从此处流过的流体流量。优选的是,热敏 部件具有预定热膨胀系数,以使得限流程度可以随着给定的温度变化 而改变。压力释放装置36和温度补偿装置38共同工作以提供预定的 阻尼度。活塞组件与外壳结构24的连接由一个或者多个限位结构实 现。该一个或者多个限位结构可以为实心的和/或中空的,并且允许 调整流体弹性体阻尼组件10的内部机构。优选的是,该一个或者多 个限位结构与活塞组件和外壳结构24形成整体的密封。如果使用位 于合适的机构附近的多个限位结构,该一个或者多个限位结构使得能 够接触到可调压力释放装置36和/或温度补偿装置38中的一者或者 两者。
图8、图9和图10为与代表性挠曲梁直升机转动体组件结合使 用的本发明的流体弹性体阻尼组件的一些其它视图。
优选的是,流体弹性体阻尼组件10提供对第一结构20和第二 结构22之间相对运动的有益抑制。流体弹性体阻尼组件10优选地包 括与流体弹性体腔外壳24连接的弹性体密封件12、16,流体弹性体 腔外壳24和弹性体密封件12、16提供可用于容纳阻尼流体72的流 体弹性体腔40。流体弹性体阻尼组件10的内抽吸机构30位于流体 弹性体腔40内并具有至少一个流体运动活塞80,该内抽吸机构优选 地包括第一基本流体填充可变容积腔32和第二基本流体填充可变容 积腔34,该内抽吸机构由相对运动驱动,其中,活塞80推动流体72 流过抽吸活塞限流口86,该限流口86在第一流体可变容积腔32和 第二流体可变容积腔34之间。第一流体腔32包括第一流体回填器 500,第一流体回填器500允许流体72从流体弹性体腔40流入第一 流体腔32,并阻止流体72从第一流体腔32流入到流体弹性体腔40。 第二流体腔34包括第二流体回填器500,第二流体回填器500允许 流体72从流体弹性体腔40流入第二流体腔34,并阻止流体72从第 二流体腔34流入到流体弹性体腔40。第一结构20和第二结构22之 间的相对运动抽吸流体72流过至少一个限流口86。流体弹性体阻尼 组件的内抽吸机构30优选地包括第二流体运动活塞80,第二流体运 动活塞80推动流体72流过第二抽吸活塞限流口86,该限流口位于 第三基本流体填充可变容积腔32和第四基本流体填充可变容积腔34 之间,第三流体可变容积腔32包括第三流体回填器500,该第三流 体回填器500允许流体72从流体弹性体腔40流入第三流体腔32, 并阻止流体72从第三流体腔32流入到流体弹性体腔40。第四流体 可变容积腔34包括第四流体回填器500,该第四流体回填器500允 许流体72从流体弹性体腔40流入第四流体腔34,并阻止流体72从 第四流体腔34流入流体弹性体腔40。第一结构20和第二结构22之 间的相对运动可以用于抽吸流体72流过第二限流口86。
流体弹性体阻尼组件的回填器500包括阀501。该回填阀501 相对闭合,限制流体沿着从流体可变容积腔32、34回流到外围流体 弹性体腔40中的方向流动,并且当可变容积腔的容积增大时相对敞 开,对于沿着从外围流体弹性体腔40流入流体可变容积腔的相反方 向的流体流动具有相对较小的限制。优选的是,可变容积腔回填器 500包括阻流簧板504,当可变容积腔的容积增大时,该簧板504允 许流体流入流体可变容积腔32、34,而当可变容积腔的容积减小时, 簧板504闭合并阻挡流体从可变容积腔回流到流体弹性体腔40中。 如图7A所示,当内流体泵30的活塞外壳82相对于外围外壳24和 流体弹性体腔40向左移动时,第一流体腔32的容积以高的变化率增 大,第一回填器500开启并允许流体72流入第一可变容积流体腔32。 当内流体泵30的活塞外壳82相对于外围外壳24向左移动时,第二 可变容积流体腔34的容积减小,第二回填阀501闭合,第二流体腔 34中的流体通过节流口86被抽吸到第一可变容积流体腔32中。如 图7B所示,当内流体泵的活塞外壳82相对于流体弹性体腔40和外 围外壳24向右移动时,位于内流体泵的活塞外壳82左侧的第一流体 腔32的第一回填簧板舌形阀501闭合,这是因为位于该侧的第一流 体腔32靠着活塞80受压缩,而流体被迫通过活塞中的节流口86。 这引起左侧的第一可变容积流体腔32的压力升高,这使得回填簧板 舌形阀501紧靠在内活塞泵外壳的内部,从而使流体连通口503闭合。 右侧的第二可变容积流体腔34中的流体不再受压,使得压力减小(压 力小于外部流体弹性体腔40的稳态环境压力),这引起回填舌形阀 501移开并开启,从而使得流体72可以从外部流体弹性体腔40回填 到右侧的压力较低的第二流体腔34中。
优选的是,第一流体腔32包括第一腔壳壁502,第一腔壳壁502 使第一流体腔32与流体弹性体腔40隔离。如图7C所示,第一腔壳 壁502使第一流体腔32内的流体72与流体弹性体腔40内的外流体 72隔离,而流体腔壳壁502具有流体连通口503。在图7C中未示出 相对运动,未示出回填舌形阀501,以清楚地示出可变容积流体腔的 腔壳壁502和壳壁502中的流体回填连通口503。图7D如同图7C 一样未示出相对运动,但示出阻挡壳壁502中的流体连通口503的回 填舌形阀501。优选的是,流体回填器500包括阻流回填簧板504, 该阻流回填簧板504位于其可变容积流体腔的腔壳壁502中的流体连 通口503的附近。优选的是,回填舌形阀簧板限制一个方向上的流动, 对于相反方向上的流体72限制较少,簧板504遮盖壁开口503,并 阻隔、阻挡和阻塞流体72从流体腔内部通过腔壁502中的开口503 流入流体弹性体腔40。优选的是,簧板回填器500由压力启动,随 着可变容积流体腔内的流体压力降低,簧板504偏转到敞开位置,容 积增大引起的流体压降(例如活塞80的大幅度移位)驱使流体72 从流体弹性体腔40回流到容积增大的可变容积腔中。由于活塞外壳 82沿流体弹性体腔40内的轴向延伸活塞结构杆84相对于外壳40和 节流口86进行第一方向的相对运动,所产生的压降使得开口503开 启,流体72流入可变容积腔,因此,当活塞动作的抽吸方向为相反 方向时,则可变容积腔的容积减小,可变容积腔将充满流体72,开 口503由回填板504闭合,流体72将被推动流过限流口86,通过抽 吸活塞限流口86的流体流动可以消耗第一结构20和第二结构22之 间的相对运动产生的不需要的动能。优选的是,当第二流体腔34的 容积增大而第一流体腔32的容积减小时,第一流体腔32的回填板 504闭合,该回填板阻挡流体72通过第一流体腔壁的开口503,第二 流体腔34的回填板504开启,使流体流入第二流体腔,同时流体72 被推动从第一腔32通过限流口86流入第二腔34。
优选的是,内抽吸机构流体泵30包括第二流体运动活塞80,活 塞外壳82形成与流体弹性体腔40流体连通的第三基本流体填充腔 32和第四基本流体填充腔34。第二流体运动活塞80推动流体72流 过位于第三流体腔32和第四流体腔34之间的第二抽吸活塞限流口 86。第三可变容积腔32包括第三流体回填器500,该回填器500允 许流体72从流体弹性体腔40流入第三流体腔32,并阻止流体72从 第三流体腔32回流到流体弹性体腔40中。第四流体腔34包括第四 流体回填器500,该回填器500允许流体72从流体弹性体腔40流入 第四流体腔34,并阻止流体72从第四流体腔34回流到流体弹性体 腔40中,其中第一结构20和第二结构22之间的相对运动可以用于 抽吸流体流过第二限流口86。
优选的是,阻尼组件的第一流体腔壳壁502通过如下方式使第 一流体腔32和流体弹性体腔40隔离,即,采用第一流体回填器500 分隔并隔离第一流体腔内的流体72和外围流体弹性体腔40内的流 体,第一流体回填器500包括用于控制流体流过壁502中的开口503 的阀501。第一腔壳壁502限定流体连通口503,而第一流体回填阀 位于第一腔壳壁的流体连通口503的附近。第二流体腔34的第二腔 壳壁502优选地远离第一腔32的第一腔壳壁502。第二腔壳壁502 将第二流体腔34与外围流体弹性体腔40隔离,该第二腔壳壁502 限定第二流体连通口503,并且第二流体回填器500包括位于第二腔 壳壁的第二流体连通口503附近的第二阀501,其中,通过内抽吸机 构30在第一方向上抽吸,使得第一流体腔32的可变容积增大而第二 流体腔34的可变容积减小,内抽吸机构活塞的相对运动使得第一阀 501开启,第二阀501闭合。第三腔壳壁502限定流体连通口503, 第三流体回填阀501位于第三腔壳壁的流体连通口503的附近。第四 流体腔34的第四腔壳壁502优选地远离第三腔32的第三腔壳壁502。 第四腔壳壁502将第四流体腔34与外围流体弹性体腔40隔离,该第 四腔壳壁502限定第四流体连通口503,并且第四流体回填器500包 括位于第四腔壳壁的第四流体连通口503附近的第四阀501,其中, 通过内抽吸机构30在第一方向上抽吸,第三流体腔32的可变容积增 大而第四流体腔34的可变容积减小,内抽吸机构活塞的相对运动使 得第三阀501开启,第四阀501闭合。优选的是,第一结构20相对 于第二结构22的运动抽吸内抽吸机构30,使得第一和第三回填阀501 开启,使得流体可以从外围流体弹性体腔40流入,同时第二和第四 回填阀501闭合,阻止流体从第二和第四腔流入外围流体弹性体腔 40。
优选的是,在流体弹性体阻尼组件10的操作过程中,第一结构 20和第二结构22之间的相对运动驱动该阻尼器的内流体泵,位于至 少一个流体运动活塞80外部并容纳于流体弹性体腔40中的阻尼流体 72具有操作环境流体压力PA。操作环境流体压力PA是在阻尼器10 工作时位于内流体泵外部但是位于阻尼器的流体弹性体腔40内部的 流体72的压力。当至少一个流体运动活塞抽吸流体72时,位于至少 一个流体运动活塞的可变容积腔32、34(其可变容积通过相对运动 而减少)内的流体72具有操作动态流体压力PD,PD≥1.01PA。优 选的是,相对运动压缩可变容积腔,并使得其流体容积以高的变化率 减小,从而使得流体72的压力增大到操作动态流体压力PD,此时回 填阀501闭合,流体被迫穿过限流口86进入可变容积正在增大的相 对的可变容积腔中。优选的是,在操作过程中,相对运动驱动内抽吸 机构30,阻尼流体在可变容积腔内受压,此时PD-PA≥1PSI。在流 体弹性体阻尼组件的实施例中,PD≥1.05PA,优选的是PD≥1.06PA, 更为优选的是PD≥1.07PA。在流体弹性体阻尼组件的实施例中,PD -PA≥10PSI,优选的是PD-PA≥100PSI,更优选的是PD-PA≥ 500PSI。在流体弹性体阻尼组件10的实施例中,优选的是PD≥500PSI, 例如为大约873PSI、或大约1000PSI。在流体弹性体阻尼组件10的实 施例中,优选的是PA≤100PSI,更为优选的是PA≤50PSI,例如为大 约15PSI。
优选的是,流体弹性体阻尼组件10在较宽范围的流体粘度下操 作。优选的是,所提供的阻尼流体72的粘度小于5000厘沲(centistoke), 优选的是,阻尼流体的粘度在30到5000厘沲的范围内。优选的是, 阻尼流体72的粘度小于1500厘沲,优选的是,粘度在40到1200厘 沲的范围内,更为优选的是在50到1000厘沲的范围内。优选的是, 回填阻尼组件10可使用较宽范围的粘度,从相对较低的大约30厘沲 到相对较高的大约5000厘沲。
图3A是流体弹性体阻尼组件10的分解透视图,着重示出内抽吸 装置30以及第一可变容积流体腔32和第二可变容积流体腔34的回填 器500。图3B示出类似的视图,图中去除簧板阀504,以着重示出可 变容积流体腔壁502中的流体连通口503。类似地,图11A至11B着 重示出回填器500,簧板阀504遮盖流体腔壁502中的流体连通口503。 图12示出簧板504的实施例,其作为控制流体流过腔壁502中的流体 连通口503的阻流舌形阀501。优选的是,簧板504由诸如不锈金属 片材等的柔性片材制成,簧板舌形件505的大小制成能够覆盖并阻挡 开口503。
本发明包括抑制第一结构和第二结构之间的相对运动的方法。优 选的是,所述方法提供抑制第一结构20和第二结构22之间的相对运 动的有益手段。优选的是,所述方法包括提供外壳结构24,该外壳结 构24与结构20、22之一结构性连接。优选的是,所述方法包括将多 个弹性体密封件12、16连接到外壳24上,其中,外壳24和该多个弹 性体密封件12、16提供用于容纳阻尼流体72的流体弹性体腔40。所 述方法包括提供阻尼流体72并将其置于流体弹性体腔40内。所述方 法包括将内流体泵30置于流体弹性体腔40内,内流体泵30优选地具 有至少一个由活塞外壳82包围的流体运动活塞80。内流体泵30优选 地包括经由至少一个节流口86连通的第一基本流体填充可变容积腔32 和第二基本流体填充可变容积腔34。第一流体腔32优选地包括第一流 体回填器500,而第二流体腔34包括第二流体回填器500。优选的是, 第一流体腔32和第二流体腔34与流体弹性体腔40连通,第一结构20 和第二结构22之间的相对运动驱动该至少一个流体运动活塞80抽吸 流体72流过该至少一个节流口86,第一流体回填器500允许流体72 从流体弹性体腔40流入第一流体腔32,并阻止流体72从第一流体腔 32回流到流体弹性体腔40中,而第二流体回填器500允许流体72从 流体弹性体腔40流入第二流体腔34,并阻止流体72从第二流体腔34 回流到流体弹性体腔40中。
第一结构和第二结构之间的相对运动在第一方向上抽吸内抽吸机 构30内的流体72,使得第一流体腔32的可变容积增加而第二流体腔 34的可变容积减小,然后在相反的第二方向上进行抽吸,使得第二流 体腔34的可变容积增加而第一流体腔32的可变容积减小。优选的是, 第一流体回填器500包括第一阀501,第二流体回填器500包括第二阀 501,其中,活塞80和活塞外壳82的相对运动开启第一阀501并闭合 第二阀501。
提供内抽吸机构30的步骤优选地包括提供第二流体运动活塞80, 第二流体运动活塞80推动流体72流过第二抽吸活塞限流口86,该限 流口位于与流体弹性体腔40连通的第三基本流体填充可变容积腔32 和第四基本流体填充可变容积腔34之间。第三流体可变容积腔32优 选地包括第三流体回填器500,第三流体回填器500允许流体72从流 体弹性体腔40流入第三流体腔32,并阻止流体72从第三流体腔32流 入流体弹性体腔40。第四流体可变容积腔34优选地包括第四流体回填 器500,第四流体回填器500允许流体72从流体弹性体腔40流入第四 流体腔34,并阻止流体72从第四流体腔34流入流体弹性体腔40。第 一结构20和第二结构22之间的相对运动抽吸流体72流过第二限流口 86。
优选的是,提供阻尼流体72的步骤包括提供粘度小于5000厘沲 的阻尼流体,优选的是,粘度在30厘沲到5000厘沲的范围内。优选 的是,阻尼流体72的粘度小于1500厘沲,优选的是,粘度在40厘沲 到1200厘沲的范围内,更为优选的是,粘度为50厘沲到1000厘沲。
优选的是,在抑制第一结构20和第二结构22之间的相对运动时, 位于内抽吸机构30外部并容纳于流体弹性体腔40内的流体72具有操 作环境流体压力PA,当至少一个流体运动活塞抽吸流体72时,位于 内抽吸机构的容积减小的可变容积腔内的流体72具有操作动态流体压 力PD,PD≥1.01PA。优选的是,在操作过程中,所述相对运动压缩可 变容积腔,并使流体容积以高的变化率减小,从而使得流体72的压力 增大至操作动态流体压力PD,此时回填阀501闭合,流体被迫穿过限 流口86进入可变容积正在增大的相对的可变容积腔中。优选的是,相 对运动驱动内抽吸机构30,阻尼流体72在可变容积腔内受压,此时 PD-PA≥1PSI。在一些实施例中,优选的是,PD≥1.05PA,优选的是 PD≥1.06PA,更为优选的是PD≥1.07PA。在一些实施例中,优选的是, PD-PA≥10PSI,优选的是PD-PA≥100PSI,更为优选的是PD-PA ≥500PSI。在一些实施例中,优选的是,PD≥500PSI,例如为大约 873PSI、或大约1000PSI。在一些实施例中,优选的是PA≤100PSI, 更为优选的是PA≤50PSI,例如为大约15PSI。
本发明优选地包括制造旋翼飞行器的流体弹性体阻尼组件10的 方法,该阻尼组件用于抑制旋翼飞行器中的第一结构20和第二结构22 之间的相对运动。所述方法包括将弹性体密封件12、16连接到外壳24 上,外壳24和弹性体密封件12、16提供用于容纳阻尼流体72的流体 弹性体腔40。所述方法包括将具有第一流体可变容积腔32和第二流体 可变容积腔34的内流体泵30置于流体弹性体腔40内。所述方法包括 将阻尼流体72置于流体弹性体腔40内,内流体泵的第一可变容积腔 32和第二流体可变容积腔34基本由流体填充。基本填充流体的可变容 积腔经由至少一个节流口86连通,第一流体腔32包括第一流体回填 器500而第二流体腔34包括第二流体回填器500。第一流体腔32和第 二流体腔34与流体弹性体腔40连通,第一结构20和第二结构22之 间的相对运动驱动内流体泵30的流体运动活塞80抽吸流体72流过节 流口86,第一流体回填器500允许流体72从流体弹性体腔40流入第 一流体腔32,并阻止流体72从第一流体腔32回流到流体弹性体腔40 中,而第二流体回填器500允许流体72从流体弹性体腔40流入第二 流体腔34,并阻止流体72从第二流体腔34回流到流体弹性体腔40中。 提供内抽吸机构30的步骤包括提供第二流体运动活塞80,第二流体运 动活塞80推动流体72流过第二抽吸活塞限流口86,该限流口位于与 流体弹性体腔40连通的第三基本流体填充可变容积腔32和第四基本 流体填充可变容积腔34之间。第三流体可变容积腔32优选地包括第 三流体回填器500,第三流体回填器500允许流体72从流体弹性体腔 40流入第三流体腔32,并阻止流体72从第三流体腔32流入流体弹性 体腔40。第四流体可变容积腔34优选地包括第四流体回填器500,第 四流体回填器500允许流体72从流体弹性体腔40流入第四流体腔34, 并阻止流体72从第四流体腔34流入流体弹性体腔40。第一结构20和 第二结构22之间的相对运动抽吸流体72流过第二限流口86。优选的 是,采用粘度小于5000厘沲的阻尼流体72,优选的是,粘度在30厘 沲到5000厘沲的范围内。优选的是,阻尼流体72的粘度小于1500厘 沲,优选的是,粘度在40厘沲到1200厘沲的范围内,更为优选的是, 粘度为50厘沲到1000厘沲。回填阻尼组件10使用范围较宽的粘度, 从相对较低的大约30厘沲到相对较高的大约5000厘沲。优选的是, 位于内抽吸机构30外部并容纳于流体弹性体腔40内的阻尼流体72具 有操作环境流体压力PA。操作环境流体压力PA是指在阻尼器10操作 时位于内流体泵外部但是位于阻尼器流体弹性体腔40内的流体72的 压力。当至少一个流体运动活塞抽吸流体72时,位于相对运动导致可 变容积减小的可变容积腔32、34内的流体72具有操作动态流体压力 PD,PD≥1.01PA。优选的是,所述相对运动压缩可变容积腔,并使流 体容积以高的变化率减小,从而使得流体72的压力升高至操作动态流 体压力PD,此时回填阀501闭合,流体被迫穿过限流口86进入可变 容积正在增大的相对的可变容积腔中。在操作过程中,优选的是,相 对运动驱动内抽吸机构30,阻尼流体在可变容积腔内受压,此时PD -PA≥1PSI。在流体弹性体阻尼组件的实施例中,PD≥1.05PA,优选 的是PD≥1.06PA,更为优选的是PD≥1.07PA。在流体弹性体阻尼组 件的实施例中,PD-PA≥10PSI,优选的是PD-PA≥100PSI,更为优 选的是PD-PA≥500PSI。在流体弹性体阻尼组件的实施例中,优选的 是,PD≥500PSI,例如为大约873PSI、或大约1000PSI。在流体弹性 体阻尼组件的实施例中,优选的是PA≤100PSI,更为优选的是PA≤ 50PSI,例如为大约15PSI。
本发明优选地包括抑制第一结构20和第二结构22之间的相对运 动的方法。所述方法包括提供外壳24。所述方法包括将外壳结构24连 接到第一结构和第二结构之一上。所述方法包括将弹性体密封件12、 16连接到外壳结构24上,外壳结构24和该弹性体密封件限定流体弹 性体腔40。所述方法包括提供阻尼流体72并将其置于流体弹性体腔 40内。所述方法包括提供内活塞泵30并将其置于外壳结构24和流体 弹性体腔40内,活塞泵30包括经由节流口86连通的第一基本流体填 充可变容积腔32和第二基本流体填充可变容积腔34,第一流体填充腔 32和第二流体填充腔34也与流体弹性体腔40连通。活塞泵30优选 地包括由活塞外壳82包围的活塞80。第一结构20和第二结构22之间 的相对运动驱动活塞泵30,并抽吸流体72流过节流口86。位于活塞 泵30外部并容纳于流体弹性体腔40内的流体72具有操作环境流体压 力PA,当活塞泵进行抽吸时,位于活塞泵30内的流体72具有操作动 态流体压力PD,PD≥1.01PA。在操作过程中,优选的是,相对运动 驱动内活塞泵30,阻尼流体72在容积正在减小的可变容积腔内受压, PD-PA≥1PSI。在一些实施例中,内活塞泵30由相对运动驱动,操 作动态流体压力PD≥1.05PA,优选的是PD≥1.06PA,更为优选的是 PD≥1.07PA。在一些实施例中,内泵30由相对运动驱动,PD-PA≥ 10PSI,优选的是PD-PA≥100PSI,更为优选的是PD-PA≥500PSI。 在一些实施例中,内活塞泵30由相对运动驱动,操作动态流体压力PD ≥500PSI,例如为大约873PSI、或大约1000PSI。在一些实施例中PA ≤100PSI,更为优选的是PA≤50PSI,例如为大约15PSI。优选的是, 第一基本流体填充腔32包括第一流体回填器500,而第二基本流体填 充腔34包括第二流体回填器500,第一结构和第二结构之间的相对运 动驱使流体72流过节流口86,第一流体回填器500允许流体72从流 体弹性体腔40流入第一流体腔32,并阻止流体72从第一流体腔32回 流到流体弹性体腔40中,而第二流体回填器500允许流体72从流体 弹性体腔40流入第二流体腔34,并阻止流体72从第二流体腔34回流 到流体弹性体腔40中。优选的是,所述相对运动压缩可变容积腔, 并使流体容积以高的变化率减小,从而使得流体72的压力增大到操 作动态流体压力PD,优选的是,此时回填阀501闭合,流体被迫穿 过节流口86进入可变容积正在增大的相对的可变容积腔中。
很显然,根据本发明的组件、机构和方法,本发明已经提供了包 括内抽吸机构的流体弹性体阻尼组件。尽管已经结合上述优选实施例 和实例描述了本发明的组件、机构和方法,但是其它的实施例和实例 可以具有类似的功能和/或得到类似的结果。所有这些等同实施例和实 例均落入本发明的要旨和保护范围之内,并意在由前面的权利要求书 所涵盖。
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