本發(fā)明屬于機械工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于豆天蛾幼蟲身體結(jié)構(gòu)的減振裝置。

背景技術(shù)：
隨著人民對礦井、深穴環(huán)境的開發(fā)利用，許多檢測裝置需要被運輸?shù)较鄳?yīng)的環(huán)境下作業(yè)，工作過程中的沖擊碰撞是這種復(fù)雜工況不可避免的。對于一些作為靈敏電子元器件的傳感器來說，沖擊、振動會對其檢測效果產(chǎn)生影響甚至造成其部分結(jié)構(gòu)性的損壞，過去的減振裝置主要以降低噪音和減小機械振動為目的，要求在低振幅高頻率范圍內(nèi)具有減振效果，但目前多領(lǐng)域的減振緩沖體或高衰減防振隔離層則要求在低頻率寬振幅的條件下起到減振效果，而且還希望在寬域的溫度范圍內(nèi)具有高衰減效果，因此對減振材料的要求更高。目前市場上應(yīng)用最廣的減振器為液體粘滯減振器，其減振材料為液體油類，這種減振器在建筑，機械領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，但由于油液會隨著節(jié)流阻尼產(chǎn)生的熱量而溫度升高導(dǎo)致液體粘滯作用減弱，如果溫度過高液體介質(zhì)甚至?xí)纸庾冑|(zhì)，導(dǎo)致減振結(jié)構(gòu)失效。自然界中，豆天蛾幼蟲在攀爬豆類植物時，枝葉的晃動或者躲避天敵的需要從高處墜落的情況經(jīng)常發(fā)生，從相對自身尺寸的百倍甚至千倍的高度跌落，它們?nèi)阅鼙３肿陨砗涟l(fā)無損，可見它們的身體結(jié)構(gòu)有著極好的減振效果。通過對豆天蛾幼蟲的身體結(jié)構(gòu)的研究，發(fā)現(xiàn)了它體內(nèi)絮狀物，肌肉組織和氣囊等組成的特殊減振結(jié)構(gòu)，將這些結(jié)構(gòu)進行抽象并結(jié)合具體工況的需要，設(shè)計基于豆天蛾幼蟲身體結(jié)構(gòu)的減振裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供基于豆天蛾幼蟲身體結(jié)構(gòu)的減振裝置，該仿生結(jié)構(gòu)模仿豆天蛾幼蟲體內(nèi)結(jié)構(gòu)的分布和具體絮狀物的減振機理、排列方式以及豆天蛾幼蟲皮下與腹腔之間氣囊的分布和其中肌肉組織的作用，將在礦井、深穴作業(yè)的儀器放置在該發(fā)明裝置之中，起到減小外界的沖擊而引發(fā)的自身振動對儀器的影響的作用，從而使各工作儀器在較理想的工況之下工作，提高工作的準(zhǔn)確性和安全性。發(fā)明包括筒蓋A、墊圈B、金屬搭扣C、筒體D，其中墊圈B置于筒體D和筒蓋A之間，筒體D和筒蓋A經(jīng)前后兩個金屬搭扣C連接。所述的筒體D由枝杈體E、氣缸F、內(nèi)筒2、氣閥Ⅰ3、氣閥Ⅱ4、減振液補充口Ⅰ5、下腔導(dǎo)管Ⅰ6、上腔導(dǎo)管Ⅰ7、外筒8、減振液9、彈性條形加強筋11組成，其中內(nèi)筒2中的空腔為儀器放置室1；外筒8的右下壁自下而上設(shè)置減振液補充口Ⅰ5、固接氣閥Ⅱ4和氣閥Ⅰ3；外筒8和內(nèi)筒2之間形成圓環(huán)形間隙。圓環(huán)形間隙中設(shè)置48個氣缸F，均分為八組，八組氣缸F自上而下分八層均布于圓環(huán)形間隙的豎直方向上，相鄰兩組的間距為45mm。每組的6個氣缸F均布于每層圓環(huán)中，其中每個氣缸F的上端座26固接于外筒8的內(nèi)壁，每個氣缸F的下端座31固接于內(nèi)筒2的外壁，其中第一層的第一個氣缸F的進氣口Ⅰ35和進氣口Ⅱ32呈封閉狀態(tài)，其余相鄰兩個氣缸F的進氣口Ⅰ35和出氣口Ⅰ28經(jīng)上腔導(dǎo)管Ⅰ7連接，相鄰兩個氣缸F的進氣口Ⅱ32和出氣口Ⅱ30經(jīng)下腔導(dǎo)管Ⅰ6連接，且第一層至第七層中每層的第六個氣缸F的出氣口Ⅰ28經(jīng)上腔導(dǎo)管Ⅰ7與下一層第一個氣缸F的進氣口Ⅰ35連接，第一層至第七層中每層的第六個氣缸F的出氣口Ⅱ30經(jīng)下腔導(dǎo)管Ⅰ6與下一層第一個氣缸F的進氣口Ⅱ32連接。外筒8和內(nèi)筒2的底面之間形成圓柱形間隙，圓柱形間隙中設(shè)置5個氣缸F，其中每個氣缸F的上端座26固接于內(nèi)筒2的底面外壁，每個氣缸F的下端座31固接于外筒8的底面內(nèi)壁。5個氣缸F呈十字形排列，其中1個位于圓柱形間隙的中心，其與其它4個的中心距均為40mm；十字形排列即橫排3個、橫排前1個、橫排后1個。氣缸F按橫排前、橫排從右至左、橫排后的順序，相鄰兩個氣缸F的出氣口Ⅰ28和進氣口Ⅰ35經(jīng)上腔導(dǎo)管Ⅰ7連接，相鄰兩個氣缸F的出氣口Ⅱ30和進氣口Ⅱ32經(jīng)下腔導(dǎo)管Ⅰ6連接。橫排前氣缸F的進氣口Ⅰ35經(jīng)上腔導(dǎo)管Ⅰ7與圓環(huán)形間隙中第八層的第六個氣缸F的出氣口Ⅰ28連接。橫排前氣缸F的進氣口Ⅱ32經(jīng)下腔導(dǎo)管Ⅰ6與圓環(huán)形間隙中第八層的第六個氣缸F的出氣口Ⅱ30連接。橫排后氣缸F的出氣口Ⅰ28經(jīng)上腔導(dǎo)管Ⅰ7與氣閥Ⅰ3連接，橫排后氣缸F的出氣口Ⅱ30經(jīng)下腔導(dǎo)管Ⅰ6與氣閥Ⅱ4連接。彈性條形加強筋11固接于外筒8內(nèi)壁，且分布于相鄰二氣缸F正中、外筒8的圓柱母線上。所述的筒蓋A由上腔導(dǎo)管Ⅱ12、頂板13、氣閥Ⅲ14、氣閥Ⅳ15、減振液補充口Ⅱ16、底板17、下腔導(dǎo)管Ⅱ18、筒壁19組成，其中筒壁19的右下側(cè)自下而上設(shè)置減振液補充口Ⅱ16、固接氣閥Ⅳ15和氣閥Ⅲ14。頂板13、底板17和筒壁19形成圓柱形間隙，圓柱形間隙中設(shè)置9個氣缸F，其中每個氣缸F的上端座26固接于頂板13的內(nèi)壁，每個氣缸F的下端座31固接于底板17的內(nèi)壁。9個氣缸F呈十字形排列，其中1個位于圓柱形間隙的中心，其與第一圈4個的中心距均為40mm，其與第二圈4個的中心距均為80mm；十字形排列即橫排5個、橫排前2個、橫排后2個。氣缸F按橫排前、橫排從左至右、橫排后的順序，相鄰兩個氣缸F的出氣口Ⅰ28和進氣口Ⅰ35經(jīng)上腔導(dǎo)管Ⅱ12連接，相鄰兩個氣缸F的出氣口Ⅱ30和進氣口Ⅱ32經(jīng)下腔導(dǎo)管Ⅱ18連接。橫排前與圓柱形間隙中心的中心距為80mm的氣缸F的進氣口Ⅰ35和進氣口Ⅱ32呈封閉狀態(tài)。橫排后與圓柱形間隙中心的中心距為80mm的氣缸F的出氣口Ⅰ28經(jīng)上腔導(dǎo)管Ⅱ12與氣閥Ⅲ14連接。橫排后與圓柱形間隙中心的中心距為80mm的氣缸F的出氣口Ⅱ30經(jīng)下腔導(dǎo)管Ⅱ18與氣閥Ⅳ15連接。十字形排列的氣缸F在筒蓋A的頂板13和底板17所形成的4對扇面各自的的正中位置，分別設(shè)有連通頂板13和底板17的通氣孔Ⅰ20、通氣孔Ⅱ21、通氣孔Ⅲ22和通氣孔Ⅳ23，通氣孔Ⅰ20、通氣孔Ⅱ21、通氣孔Ⅲ22和通氣孔Ⅳ23的直徑均為40mm；筒體D的圓環(huán)形間隙中的48個氣缸F以外的空間、筒體D的圓柱形間隙中的5個氣缸F以外的空間、筒蓋A的圓柱形間隙中的9個氣缸F以外的空間填充枝杈體E和減振液9，且枝杈體E和減振液9所占空間比為4:1。所述的減振液9為硅油。所述的枝杈體E由主干25和12根相同的枝杈24組成，其中12根相同的枝杈24分為三組，三組的枝杈24與主干25的圓柱面連接方式完全相同，且分上、中、下三層分布，相鄰兩層的間距為10mm；每4根枝杈24為一組，枝杈24內(nèi)端與主干25的圓柱垂直固接，相鄰枝杈間的夾角β為900；三組枝杈24分上、中、下三層分布；主干25是直徑為15mm，長為20mm的圓柱體，枝杈24是直徑為6mm，長為15mm的圓柱體。所述的氣缸F由上端座26、活塞桿27、出氣口Ⅰ28、缸體29、出氣口Ⅱ30、下端座31、進氣口Ⅱ32、缸體下腔33、活塞34、進氣口Ⅰ35和缸體上腔36組成，其中缸體29下端與下端座31固接；缸體上腔36中部的缸體29一側(cè)壁設(shè)有進氣口Ⅰ35，缸體上腔36中部的缸體29另一側(cè)壁設(shè)有出氣口Ⅰ28；缸體下腔33中部的缸體29一側(cè)壁設(shè)有進氣口Ⅱ32，缸體下腔33中部的缸體29另一側(cè)壁設(shè)有出氣口Ⅱ30；活塞桿27上端與上端座26固接，活塞桿27中部與缸體29頂部的圓孔37活動連接，活塞桿27下端與活塞34上端固接；活塞34圓柱面與缸體29內(nèi)壁滑動連接。本發(fā)明的工作過程和原理如下：本發(fā)明中的外筒8采用的硬質(zhì)材料模仿了豆天蛾幼蟲皮膚的硬殼性結(jié)構(gòu)，能有效抵抗外部尖銳物體的破壞，同時對外部輕微振動進行屏蔽，形成一級減振，圓柱形結(jié)構(gòu)使受力更加均勻，能承受更大載荷的沖擊。筒體D的圓環(huán)形間隙中的48個氣缸F以外的空間、筒體D的圓柱形間隙中的5個氣缸F以外的空間、筒蓋A的圓柱形間隙中的9個氣缸F以外的空間所填充的枝杈體E和減振液9，模仿了豆天蛾幼蟲體內(nèi)的絮狀物，在正常沒有振動時，枝杈結(jié)構(gòu)的棒狀物相互支撐分布在減振液9之中形成立體結(jié)構(gòu)，當(dāng)遇到較大沖擊和振動時，相互支撐著的枝杈體擠壓變形，并在這一過程中吸收振動的能量，形成二級減振。筒體D和筒蓋A中所設(shè)置的氣缸F，模仿了豆天蛾幼蟲組織結(jié)構(gòu)中分布的氣囊，在遇外界沖擊筒體變形較大時由于氣缸的支撐作用，氣體受到壓縮并起到良好的吸振減振效果，形成第三級減振。外筒8內(nèi)壁上所設(shè)置的彈性條形加強筋11，則模仿了豆天蛾幼蟲體內(nèi)的肌肉結(jié)構(gòu)，在遇到特殊情況如高強度的擠壓變形或者拉伸變形的情況下，彈性條形加強筋能較大程度地衰減這些外部力，起到很好的減振吸能的作用，形成第四級減振。經(jīng)過如上所述減振吸能后，裝有傳感器的儀器受到的振動得到了極大程度的阻隔，外界振動對工作儀器的損壞和對儀器工作可靠性的影響，也減到了最小，從而使儀器處于理想的工況之下，使檢測精度大幅度提高。本發(fā)明的有益效果在于：在工作狀態(tài)下能有效阻隔、降低振動，使儀器的安全性和檢測準(zhǔn)確率大幅提高，結(jié)構(gòu)簡單，易于推廣。附圖說明圖1為基于豆天蛾幼蟲身體結(jié)構(gòu)的減振裝置的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為筒體的主視圖圖3為圖2中a-a截面示意圖圖4為圖2中b-b截面示意圖圖5為筒蓋的主視圖圖6為圖5中c-c截面示意圖圖7為枝杈體的主視圖圖8為枝杈體的俯視圖圖9為氣缸的主視圖其中：A.筒蓋B.墊圈C.金屬搭扣D.筒體E.枝杈體F.氣缸1.儀器放置室2.內(nèi)筒3.氣閥Ⅰ4.氣閥Ⅱ5.減振液補充口Ⅰ6.下腔導(dǎo)管Ⅰ7.上腔導(dǎo)管Ⅰ8.外筒9.減振液10.減震帶11.彈性條形加強筋12.上腔導(dǎo)管Ⅱ13.頂板14.氣閥Ⅲ15.氣閥Ⅳ16.減振液補充口Ⅱ17.底板18.下腔導(dǎo)管Ⅱ19.筒壁20.通氣孔Ⅰ21.通氣孔Ⅱ22.通氣孔Ⅲ23.通氣孔Ⅳ24.枝杈25.主干26.上端座27.活塞桿28.出氣口Ⅰ29.缸體30.出氣口Ⅱ31.下端座32.進氣口Ⅱ33.缸體下腔34.活塞35.進氣口Ⅰ36.缸體上腔37.圓孔具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)敘述：本實例的基于豆天蛾幼蟲身體結(jié)構(gòu)的減振裝置參閱圖1至圖9，如圖1-圖4所示，本發(fā)明主要由筒蓋A、墊圈B、金屬搭扣C和筒體D構(gòu)成，其中墊圈置于筒體和筒蓋之間，筒體和筒蓋經(jīng)兩個金屬搭扣連接,搭扣的兩部分互為子母能有效地扣合在一起，保證兩部分合為一體工作,在筒蓋A中部有4個圓形通氣孔。其中筒體由儀器放置室1、內(nèi)筒2、枝杈體E、氣缸F、氣閥Ⅰ3、氣閥Ⅱ4、減振液補充口5、上腔導(dǎo)管Ⅰ6、下腔導(dǎo)管Ⅰ7、外筒8、減振液9、彈性條形加強筋11組成，其中內(nèi)筒的空間為儀器放置室，外筒的右下壁自下而上設(shè)置減振液補充口5、固接氣閥Ⅱ4和氣閥Ⅰ3。內(nèi)筒2形成的的空間為儀器放置室1，外筒8的右下壁自下而上設(shè)置減振液補充口Ⅰ5、固接氣閥Ⅱ4和氣閥Ⅰ3。外筒8和內(nèi)筒2之間形成圓環(huán)形間隙稱為減振帶8用于放置減振裝置，減震裝置由枝杈體E、氣缸F和減震液9組成，內(nèi)外筒壁之間用氣缸結(jié)構(gòu)F進行支撐并由枝杈體E和減振液體9進行填充，氣缸上下端部都有相應(yīng)的弧形端座與其相連以減小局部受壓時受到的壓力，氣缸由上腔和下腔組成，工作狀態(tài)上下腔容積基本相等以達到最大效果的減振作用，每個缸體的上腔體之間通過氣管相連(下腔體也是相同要求)，氣管最后連接到外筒壁上的氣閥，當(dāng)氣缸內(nèi)氣體缺失時使用外部補氣裝置與相應(yīng)氣閥相連進行補氣，當(dāng)減震液缺失時通過減震液補充口補充。外筒和內(nèi)筒的底面之間形成圓柱形間隙，圓環(huán)形間隙中設(shè)置48個氣缸(F)，均分為八組，八組氣缸(F)自上而下分八層均布于圓環(huán)形間隙的豎直方向上，相鄰兩組的間距為45mm；每組的6個氣缸F均布于每層圓環(huán)中，其中每個氣缸F的上端座26固接于外筒8的內(nèi)壁，每個氣缸F的下端座31固接于內(nèi)筒的外壁，其中第一層的第一個氣缸F的進氣口Ⅰ35和進氣口Ⅱ32呈封閉狀態(tài)，其余相鄰兩個氣缸F的進氣口Ⅰ35和出氣口Ⅰ28經(jīng)上腔導(dǎo)管Ⅰ7連接，相鄰兩個氣缸F的進氣口Ⅱ32和出氣口Ⅱ30經(jīng)下腔導(dǎo)管Ⅰ6連接，而且第一層至第七層中每層的第六個氣缸(F)的出氣口Ⅰ(28)經(jīng)上腔導(dǎo)管Ⅰ(7)與下一層第一個氣缸進氣口Ⅰ(35)連接。第一層至第七層中每層的第六個氣缸(F)的出氣口Ⅱ(30)經(jīng)下腔導(dǎo)管Ⅰ(6)與下一層第一個氣缸(F)的進氣口Ⅱ(32)連接。彈性條形加強筋11固接于外筒8內(nèi)壁，并分布于相鄰二氣缸F正中，外筒8的圓柱母線上圓環(huán)形間隙中的48個氣缸以外的空間，填充枝杈體和減振液體，枝杈體和減振液體所占空隙比為4:1；本實例中礦井測試儀器直徑為115～120mm，高度約為350mm，所以以此確定減震器輪廓尺寸外筒壁底部直徑200mm，高度為400mm,內(nèi)外筒壁之間的間隙為40mm。本發(fā)明中氣缸在減震帶內(nèi)形成8層氣缸環(huán)，相鄰兩層之間距離為40mm，每層由6個垂直于筒壁的氣缸組成，同一環(huán)形兩相鄰氣缸與環(huán)形圓心夾角為60度。外筒8和內(nèi)筒2的底面之間形成圓柱形間隙，圓柱形間隙中設(shè)置5個氣缸F，其中每個氣缸F的上端座26固接于內(nèi)筒2的底面外壁，每個氣缸F的下端座31固接于外筒8的底面內(nèi)壁。5個氣缸F呈十字形排列，其中1個位于圓柱形間隙的中心，其與其它4個的中心距均為40mm，十字形排列即橫排3個、橫排前1個、橫排后1個。氣缸F按橫排前、橫排從右至左、橫排后的順序，相鄰兩個氣缸F的出氣口Ⅰ28和進氣口Ⅰ35經(jīng)上腔導(dǎo)管Ⅰ7連接，相鄰兩個氣缸F的出氣口Ⅱ30和進氣口Ⅱ32經(jīng)下腔導(dǎo)管Ⅰ6連接，橫排前氣缸F的進氣口Ⅰ35經(jīng)上腔導(dǎo)管Ⅰ7與圓環(huán)形間隙中第八層的第六個氣缸F的出氣口Ⅰ28連接，橫排前氣缸F的進氣口Ⅱ32經(jīng)下腔導(dǎo)管Ⅰ6與圓環(huán)形間隙中第八層的第六個氣缸F的出氣口Ⅱ30連接，橫排后氣缸F的出氣口Ⅰ28經(jīng)上腔導(dǎo)管Ⅰ7與氣閥Ⅰ3連接，橫排后氣缸F的出氣口Ⅱ30經(jīng)下腔導(dǎo)管Ⅰ6與氣閥Ⅱ4連接。圓柱形間隙中的5個氣缸以外的空間，填充枝杈體E和減振液9，枝杈體E和減振液9所占空間比為4:1；如圖5圖6所示筒蓋A由上腔導(dǎo)管Ⅱ12、頂板13、氣閥Ⅲ14、氣閥Ⅳ15、減振液補充口Ⅱ16、底板17、下腔導(dǎo)管Ⅱ18、筒壁19組成，其中筒壁19的右下側(cè)自下而上設(shè)置減振液補充口Ⅱ16、固接氣閥Ⅳ15和氣閥Ⅲ14。頂板13、底板17和筒壁19形成圓柱形間隙，圓柱形間隙中設(shè)置9個氣缸F，其中每個氣缸F的上端座26固接于頂板13的內(nèi)壁，每個氣缸F的下端座31固接于底板17的內(nèi)壁。9個氣缸F呈十字形排列，其中1個位于圓柱形間隙的中心，其與第一圈4個的中心距均為40mm，其與第二圈4個的中心距均為80mm，十字形排列即橫排5個、橫排前2個、橫排后2個。氣缸F按橫排前、橫排從左至右、橫排后的順序，相鄰兩個氣缸F的出氣口Ⅰ28和進氣口Ⅰ35經(jīng)上腔導(dǎo)管Ⅱ12連接，相鄰兩個氣缸F的出氣口Ⅱ30和進氣口Ⅱ32經(jīng)下腔導(dǎo)管Ⅱ18連接，橫排前與圓柱形間隙中心的中心距為80mm的氣缸F的進氣口Ⅰ35和進氣口Ⅱ32呈封閉狀態(tài)，橫排后與圓柱形間隙中心的中心距為80mm的氣缸F的出氣口Ⅰ28經(jīng)上腔導(dǎo)管Ⅱ12與氣閥Ⅲ14連接，橫排后與圓柱形間隙中心的中心距為80mm的氣缸F的出氣口Ⅱ30經(jīng)下腔導(dǎo)管Ⅱ18與氣閥Ⅳ15連接。十字形排列的氣缸F在筒蓋A的頂板13和底板17所形成的4對扇面各自的的正中位置，分別設(shè)有連通頂板13和底板17的通氣孔Ⅰ20、通氣孔Ⅱ21、通氣孔Ⅲ22和通氣孔Ⅳ23，通氣孔Ⅰ20、通氣孔Ⅱ21、通氣孔Ⅲ22和通氣孔Ⅳ23的直徑均為40mm。圓柱形間隙中的30個氣缸以外的空間，填充枝杈體和減振液體9，枝杈體和減振液體9所占空隙比為4:1。筒蓋結(jié)構(gòu)上的圓形腔口通氣孔為各種工作儀器信息采集和儀器使用的導(dǎo)線提供與外部相連的條件。本實例中筒蓋高度等于箱體內(nèi)外壁之間的間隙為40mm，底圓直徑為200mm,氣閥，減振液補充口的直徑分別為4mm和10mm。如圖7圖8所示枝杈體E由主干25和12根相同的枝杈24組成，其中12根相同的枝杈24分為三組，三組的枝杈24與主干25的圓柱面連接方式完全相同，且分上、中、下三層分布，相鄰兩層的間距為10mm。每4根枝杈24為一組，枝杈24內(nèi)端與主干25的圓柱垂直固接，相鄰枝杈間的夾角β為900；三組枝杈24分上、中、下三層分布。主干25是直徑為15mm，長為20mm的圓柱體，枝杈24是直徑為6mm，長為15mm的圓柱體。如圖9所示氣缸(F)由上端座26、活塞桿27、出氣口Ⅰ28、缸體29、出氣口Ⅱ30、下端座31、進氣口Ⅱ32、缸體下腔33、活塞34、進氣口Ⅰ35和缸體上腔36組成，其中缸體29下端與下端座31固接，缸體上腔36中部的缸體29一側(cè)壁設(shè)有進氣口Ⅰ35，缸體上腔36中部的缸體29另一側(cè)壁設(shè)有出氣口Ⅰ26。缸體下腔33中部的缸體29一側(cè)壁設(shè)有進氣口Ⅱ32，缸體下腔33中部的缸體29另一側(cè)壁設(shè)有出氣口Ⅱ30?；钊麠U27上端與上端座26固接，活塞桿27中部與缸體頂部的圓孔37活動連接，活塞桿27下端與活塞34上端固接，活塞34圓柱面與缸體29內(nèi)壁滑動連接。本實例中減振液9為硅油，填充在氣缸和枝杈體以外的空間。