【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冲击隔离和冲力开关，具体涉及具有刚度突变特性的冲力开关及设计方法。
技术介绍
1、在现代工程领域，冲击现象无处不在，它们可能源自自然灾害如地震，也可能来自人为因素，如海浪对船舶的拍击、汽车碰撞或设备在经历急剧加速度变化时的响应。这些冲击对设备的影响是多方面的，包括但不限于降低工作精度、安全性和舒适性，严重时甚至导致设备损坏或结构失效。因此，开发有效的冲击缓冲装置对于保护设备免受冲击损害具有至关重要的意义。尽管现有的冲击缓冲装置在某些方面取得了一定的成果，例如通过将动能转化为热能或其他形式的能量来实现冲击吸能和振动隔离，但它们在设计上存在明显的局限性。特别是，这些装置的刚度通常较小，在外部剧烈冲击突发时，不能满足支撑过载或快速恢复原始形状的需求，影响了设备的正常使用和性能。此外，现有缓冲装置在正常工作状态下和冲击工况下难以同时满足刚度需求，导致系统设计中必须添加额外的运动补偿修正误差模块，这不仅增加了工程的复杂性，也提高了成本。
2、在工程应用中，缓冲装置需要具备足够的刚度以支撑重负载，同时在吸收高冲击能量或提供柔软着陆时，较小的刚度可能更为适宜。然而，现有技术难以在正常工作状态下和冲击工况下同时满足这些刚度需求。例如，在支撑重负载时，装置需要展现出较大的刚度以保持结构稳定；而在遭遇突发冲击时，装置则需要展现出较小的刚度以吸收和分散冲击能量，减少对设备的影响。这种对刚度的双重需求在现有技术中往往难以实现，因为大多数缓冲装置的刚度是固定的，无法根据冲击的大小动态调整。
3、核心问题在于，传统冲击
技术实现思路
1、本专利技术为了解决现有传统冲击吸能缓冲装置中在正常工况下刚度不高，影响正常工作时候的工作精度的问题，进而提供一种具有刚度突变特性抗冲击的冲力开关及设计方法，该装置应具有以下特征：当被隔离物与基座之间受到安全范围内的冲击或振动激励时，冲力开关处于关闭状态，缓冲装置表现出大刚度和大承载能力；而当受到超过安全范围的冲击或振动激励时，冲力开关打开，缓冲装置的刚度骤然减小，允许较大的相对位移，从而有效吸收冲击能量。冲击或振动激励消失后，开关在复位弹簧的作用下自动恢复到关闭状态。这种设计不仅能够提升设备在恶劣冲击环境下的适应性，还能在正常使用环境中提高设备的工作效果，满足工程中多场景应用的需求。
2、本专利技术的目的是这样实现的：
3、一种具有刚度突变特性的冲力开关，在基座内侧壁面中间部位上固连复位弹簧，在所述基座内侧壁面、位于复位弹簧下方部位处固连滑台，活动块可滑动地安装在滑台上端面上，所述复位弹簧另一端与活动块内壁面固连，在所述活动块接触斜面支撑安装弹性支板，所述弹性支板里端下壁面呈圆弧状，所述弹性支板的圆弧状部位与活动块的斜面呈支撑接触配合，所述活动块依次由弹簧固定面、横向限位面、接触斜面、复位斜面以及光滑底面构成，所述弹性支板从右到左依次由固连的固定部分、弹性弯曲部分和支撑部分构成。
4、一种具有刚度突变特性的冲力开关设计方法，所述方法具体步骤如下：
5、步骤一：确定最大冲击力数值，可根据弹性支板的弹性弯曲部分确定冲力开关的活动块力位移近似关系式：
6、
7、h＝xtanθ+w
8、其中，w为弹性支板的挠度，f为弹性支板的受力大小，θ活动块接触斜面倾角，h为弹性支板沿活动方向位移，x为活动块沿弹簧轴向位移，l、i、e为弹性支板的弹性弯曲部分悬臂梁长、截面惯性矩以及弹性模量，k为复位弹簧的刚度；
9、步骤二：根据所述公式调整复位弹簧、弹性支板参数，使得冲力开关的冲击力阈值符合使用所需。
10、本申请相对于现有的技术所产生的有益效果：
11、本专利提供一种具有刚度突变特性的冲力开关和设计方法，可采取多边形布置提供抗冲击性，在弹性支板弯曲部分发生弯曲前的高刚度特性对被隔离物进行承载，使其未受到大冲击的状态时，能够保持极高的刚度，产生的相对位移极小，从而得到一个可靠的工作部件，在活动块与基座之间存在复位弹簧，整体所得到的结构系统。本专利技术中的弹性支板仅在弹性范围内使用，不允许发生塑性变形，定义满足上述弹性变形要求造成最大挠度弯曲的最小冲击力为本专利技术的开关冲击阈值。
12、基于上述内容本申请在实际应用中具有以下几点优势：
13、1、本专利技术利用悬臂梁的弯曲特性实现在受到阈值范围内的冲击激励时，能够给活动块提供足够的支撑力，整体获得较大的刚度值，确保被隔离物体在该工况能正常工作。
14、2、与传统电子开关相比，本专利技术利用弹性支板弯曲和弹簧压缩方法，属于冲力开关，可靠性更高。
15、3、在工程应用中，本专利技术能够结合其他冲击吸能缓冲装置实现更好的冲击吸能效果，但不限于冲击吸能缓冲装置。
16、本专利技术所述仅为一部分，可以根据需要改变布置方式，进而提高抗冲击的作用，调整参数改变刚度变化情况等。
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1.一种具有刚度突变特性的冲力开关，其特征在于：在基座(5)内侧壁面中间部位上固连复位弹簧(2)，在所述基座(5)内侧壁面、位于复位弹簧(2)下方部位处固连滑台(3)，活动块(1)可滑动地安装在滑台(3)上端面上，所述复位弹簧(2)另一端与活动块(1)内壁面固连，在所述活动块(1)接触斜面支撑安装弹性支板(4)，所述弹性支板(4)里端下壁面呈圆弧状，所述弹性支板(4)的圆弧状部位与活动块(1)的斜面呈支撑接触配合，所述活动块(1)依次由弹簧固定面(1-1)、横向限位面(1-2)、接触斜面(1-3)、复位斜面(1-4)以及光滑底面(1-5)构成，所述弹性支板(4)从右到左依次由固连的固定部分(4-1)、弹性弯曲部分(4-2)和支撑部分(4-3)构成。
2.一种具有刚度突变特性的冲力开关设计方法，其特征在于：所述方法具体步骤如下：
【技术特征摘要】
1.一种具有刚度突变特性的冲力开关，其特征在于：在基座(5)内侧壁面中间部位上固连复位弹簧(2)，在所述基座(5)内侧壁面、位于复位弹簧(2)下方部位处固连滑台(3)，活动块(1)可滑动地安装在滑台(3)上端面上，所述复位弹簧(2)另一端与活动块(1)内壁面固连，在所述活动块(1)接触斜面支撑安装弹性支板(4)，所述弹性支板(4)里端下壁面呈圆弧状，所述弹性支板(4)的圆...
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