一种减震球囊的制备方法与流程

本申请是中国申请号为201910603560.9、申请日为2019年7月5日、发明名称为“一种童车的后轮悬挂装置”的发明专利申请的分案申请。

本发明涉及童车，具体为一种童车的后轮悬挂装置。

背景技术：

在家用汽车的悬挂系统里面，往往包含缓冲弹簧和减震器，缓冲弹簧用于轮胎在磕碰凹凸地面是，降低振幅从而削减车内人员所能感受到的震感，而减震器则是用于吸收缓冲弹簧回弹时的震动，从而缩短震动时间。

但是由于童车体积较小且由塑料制成居多，且承载的人员多为儿童，因此童车及其载重多半不会超过200kg，因此童车的悬挂系统多半仅有缓冲弹簧，因此也就导致童车的车轮压到石子或碰到凹坑后，整车处于一直晃动的状态。

若是直接将汽车的减震器应用至童车中，则会存在以下缺陷：

①首先由于现有减震器规格统一(主要是针对1吨以上的汽车)，减震效果并不适合这种总重低于0.2吨的童车。

②增设减震器，则需要在车壳下开设额外的空间，以用于容纳减震器。

技术实现要素：

本发明的目的是为了提供一种童车的后轮悬挂装置，将缓冲器和减震器进行合并，缩小悬挂装置所占体积，而减震器内的缓冲球囊则可以有效吸收回弹的势能，缩短缓冲弹簧回震时间，降低童车在行驶过程中的摇晃感，提高儿童乘坐时的舒适度。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：一种童车后轮悬挂装置，包括缓冲器和减震器，所述缓冲器包括缓冲端座、连接杆、缓冲弹簧和压块，减震器包括减震端座、限位套和减震球囊，限位套内设有用于放置减震球囊的容腔；缓冲弹簧一端固定于缓冲端座，缓冲弹簧另一端套设于限位套外壁，且缓冲弹簧另一端的端部同限位套外壁连接；所述连接杆两端连接缓冲端座和压块，连接杆携带压块伸入到限位套的容腔内；所述减震球囊置于容腔底部，减震球囊位于压块和容腔底部之间，减震球囊外壁为密闭的薄膜，薄膜内包裹有粘稠的减震液。

与现有技术相比，采用了上述技术方案的童车的后轮悬挂装置，具有如下有益效果：

一、采用本发明的童车的后轮悬挂装置，首先是将缓冲器和减震器进行整合性合并，缓冲器和减震器处于同一轴线上，同时弹簧包裹在限位套外面，有效的缩短悬挂装置的长度，并且降低了悬挂装置的体积。

二、减震球囊内所装的减震液为粘稠的液体，通过液体活动将震动的机械动能进行吸收，有效的降低弹簧回弹的震动，使得震动的时间降低。

优选的，所述减震球囊还包括两个固定组件，薄膜呈两端开口的筒状结构，固定组件固定在薄膜的两端；所述固定组件包括固定板和固定圈，所述固定板表面设有环形槽，所述薄膜两端开口于环形槽内侧收口，薄膜开口处的边缘通过固定圈压紧于环形槽中。

优选的，所述固定圈截面为方形，环形槽截面与固定槽截面相对应，固定圈同薄膜贴合的一面为压紧面，所述固定圈压紧面外侧边缘处设有用于弯折产生褶皱的薄膜进入的内收槽。

优选的，所述压紧面上还设有防滑环槽，防滑环槽与固定圈同心设置。

优选的，所述固定圈截面为方形，环形槽截面与固定槽截面相对应，环形槽靠外侧的竖直侧壁上设有密封环槽，密封环槽内设有用于将薄膜压紧以密封的密封圈，当固定圈压入环形槽内时，固定圈将密封圈压紧于密封环槽内，密封圈将薄膜压紧于密封环槽表面。

优选的，所述环形槽靠外侧的竖直侧壁上共设有两个密封环槽，密封环槽间隔设置，密封环槽截面为圆形。

优选的，所述限位套的容腔分为上腔和下腔，上腔和下腔均为圆柱状空腔，所述上腔用于压块和连接杆伸缩活动，上腔截面与压块截面相同；下腔截面直径大于上腔截面直径，所述减震球囊位于下腔中部。

优选的，所述下腔内表面设有多个限位隔板，相邻的限位隔板之间留有间隔，当压块下压减震球囊时，所述减震球囊薄膜朝向间隔内形变。

优选的，所述下腔底部设有磁吸板，减压球囊包括上下两个端面，端面上设有固定组件，压块和磁吸板均对固定组件具有磁性吸附能力。

为了实现上述发明目的，本发明还采用了以下技术方案：一种减震球囊的制备方法，包含以下步骤：

1.减震液制备：

1.1将玉米淀粉和蒸馏水，以3：1的重量比混合至胶状淀粉糊；

1.2冷冻灭菌：冷冻至-50℃保持5h，并置于20℃室内至自然解冻；

1.3过滤：以800目筛网去除减震液内颗粒杂质；

1.4防腐：往减震液内加入甲醛溶液以稀释，玉米淀粉、蒸馏水和甲醛溶液的重量比为3:1:1，所述甲醛溶液含30％甲醛、15％甲醇和55％水；

2.固定组件制备：

2.1以碳钢铸件和机加工的方式加工出固定圈和固定板，固定板上加工出密封环槽、环形槽和螺纹孔，螺纹孔攻丝，固定圈加工出用于螺栓放置的通孔；

2.2于固定圈和固定板外镀一层镍，镀层厚度为0.1mm；

2.3镀层发黑处理；

3.薄膜制备：

3.1利用硫化发泡，制备海绵状弹性体硅胶，通过拔模制备得到管状硅胶薄膜，薄膜厚度为1-2mm

3.2切边后，薄膜两端开口处卷边并热压处理

4.减震球囊单侧固定：

4.1将固定板沿薄膜一端开口放入，薄膜边下压入环形槽内；

4.2将密封圈压紧薄膜置入密封环槽；

4.2固定圈压入环形槽，将密封圈和薄膜边缘均压紧；

4.3拧入螺栓将固定圈压紧在固定板的环形槽内；

5.减震液填装：在薄膜的另一开口处倒入减震液；

6.减震球囊另一侧固定：将固定板沿薄膜另一端开口放入至空气全部排出，重复步骤4。

与现有技术相比，采用了上述技术方案的减震球囊的制备方法，具有如下有益效果：

一、所制备得到的减震液实际是一种类似“欧不裂(oobleck)”的非牛顿流体，减震液在受到瞬间的撞击后会变硬，形成较大的阻力，在缓冲器的弹簧震动频率较高时可以快速吸收大量的能量，以降低剩余的回弹震动；且震动频率越高振幅越大，减震液阻力越大，缓冲能力越明显。

二、在减震液内加入甲醛溶液，可以有效的避免减震液因细菌滋生而发酵，产生气体，降低减震液内高分子团水解。

三、以固定组件对薄膜进行固定，使固定组件代替薄膜受压，使得薄膜不易因受压而破裂。若是压块直接挤压在薄膜表面，则薄膜在形变时相对压块表面形成相对摩擦，易损坏。

附图说明

图1为本发明童车的结构示意图。

图2为实施例中后轮悬挂装置的结构示意图。

图3为实施例中缓冲器和减震器的结构示意图。

图4为实施例中缓冲器和减震器的拆分示意图。

图5为实施例中缓冲器和减震器的半剖示意图。

图6为实施例中缓冲器和减震器的半剖示意图。

图7为图6中a处的局部放大图。

图8为图6中c-c处的半剖结构示意图。

图9为实施例中减震球囊的结构示意图。

图10为实施例中减震球囊的半剖示意图。

图11为实施例中减震球囊的拆分示意图。

图12为图7中b处的局部放大图。

图13为实施例中固定圈的结构示意图。

图14为实施例中固定板的结构示意图。

附图标记：

1、缓冲器；10、缓冲端座；11、连接杆；12、缓冲弹簧；13、压块；14、旋紧座；

2、减震器；20、减震端座；21、限位套；210、上腔；211、下腔；212、限位隔板；213、外螺纹；22、密封润滑组件；23、端盖；24、磁吸板；

3、减震球囊；3a、固定组件；32、薄膜；33、密封圈；34、螺栓；

30、固定圈；300、定位块；301、内收槽；302、防滑环槽；

31、固定板；310、环形槽；311、密封环槽；312、增厚部；313、定位槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

如图1至14所示的童车的后轮悬挂装置，包括缓冲器1、减震器2和减震球囊3。减震球囊3外壁为密闭的薄膜32，薄膜32内包裹有粘稠的减震液，减震液为类似“欧不裂(oobleck)”的非牛顿流体。

如图4所示，缓冲器1包括缓冲端座10、连接杆11、缓冲弹簧12、压块13和旋紧座14。缓冲弹簧12两端分别固定在缓冲端座10和旋紧座14上，旋紧座14内侧带有内螺纹。

减震器2包括减震端座20、限位套21、密封润滑组件22和端盖23，限位套21的容腔分为上腔210和下腔211，上腔210和下腔211均为圆柱状空腔，上腔210用于压块13和连接杆11伸缩活动，密封润滑组件22、端盖23均位于上腔210的开口处，减震球囊3放置在下腔211内。

在对缓冲器1和减震器2进行组装时，先将减震球囊3装入到下腔211中，压块13和连接杆11放入到上腔210内，在将密封润滑组件22固定在端盖23上，端盖23带着密封润滑组件22沿着连接杆11套入并固定在上腔开口处，之后将连接杆11插入到缓冲端座10内，最后旋紧座14通过螺纹旋紧在上腔210外壁的外螺纹213上(参考图4)。

这样的组装结构具有如下优点：

①缓冲器1和减震器2处于同轴状态，后轮在碾压到凹凸面时，轮胎对车架产生的冲击力可以同时传递和到达减震器2和缓冲器1，缓冲弹簧12震动时，减震器2的活动也跟随其同时进行，缓冲后童车车身晃动两下后会很快停止；若是将减震器2和缓冲器1分开放置，很可能造成减震器2和缓冲器1单独活动，减震效果不明显，震动持续时间较长。

②缓冲器1和减震器2同轴设置后，缓冲弹簧12套在减震器2的外壁上，有效的降低了体积占用，若是为了增加避震提高舒适度，可以在童车底下增加多个悬挂装置(但是考虑成本，本申请仅设置两个)。因为同轴后长度略微增加，申请人将悬挂装置倾斜放置，以降低童车的车身高度，避免童车车身太高翻车而带来安全性问题。

如图7所示，下腔211截面直径大于上腔210截面直径，减震球囊3位于下腔211中部；下腔211内表面设有多个限位隔板212(如图8所示)，相邻的限位隔板212之间留有间隔，当童车行驶至地面有较大的凸起或凹坑时，轮胎相对车身形成较大的行程，压块13下压至减震球囊3产生较大的形变时，减震球囊3的薄膜32朝向间隔内形变，大量的限位隔板212穿入到减震球囊3中，导致减震球囊3中的减震液在瞬时收到极大且快速的挤压力，减震液产生极大的形变和流速，导致减震液瞬间由液态转变为固态，形成极大的阻力，使得压块14的回弹能量在瞬间被吸收，使得回弹的震动能够快速的被减震液所吸收。

其次，限位隔板212还对减震球囊3具有回弹限位的作用，即当减震球囊3在薄膜32的弹性下回复至球形时，限位隔板212可保证减震球囊3回到预设的固定位置，避免球囊3偏位而使得压块14无法对准减震球囊3的两个固定组件3a。

图9至图11为减震球囊3的具体结构；减震球囊3除了薄膜32和减震液外，还包括两个固定组件3a，薄膜32呈两端开口的筒状结构，固定组件3a固定在薄膜32的两端。

如图14所示，固定组件3a包括固定板31和固定圈30，固定板31一侧表面设有环形槽310和定位槽313，定位槽313设有螺纹孔，另一侧表面设有增厚部312，螺纹孔延伸至增厚部312内。

如图13所示，固定圈30包括定位块300、通孔和沉孔，通过螺栓34放入沉孔和通孔内，完成固定圈30固定到环形槽310内，薄膜32两端开口于环形槽310内侧收口，薄膜32开口处的边缘通过固定圈30压紧于环形槽310中。定位块300和定位槽313的目的主要是为了防止固定圈30旋转而破坏薄膜32；其次对螺栓34固定位置进行引导。

如图13所示，压紧面上还设有防滑环槽302，防滑环槽302与固定圈30同心设置，通过增设防滑环槽302使得固定圈30压紧薄膜32时，使薄膜32形变进入到防滑环槽302内，接触面积增加，且薄膜32在防滑环槽302内形变产生更大的阻挡，以此防止薄膜32滑脱。

如图13所示，固定圈30截面为方形，环形槽310截面与固定槽截面相对应，固定圈30同薄膜32贴合的一面为压紧面，固定圈30压紧面外侧边缘处设有用于弯折产生褶皱的薄膜32进入的内收槽301，由于薄膜32被压紧时，会在弯着的边缘处产生褶皱，若是不设置内收槽301，则固定圈30会进一步压紧和破坏褶皱，导致褶皱处产生破裂，减震球囊3在受压活动时间变久后，薄膜32容易与固定组件3a断裂，导致减震液溢出，故通过增设内收槽301降低薄膜32弯折处的形变，延长薄膜32的使用寿命，避免减震液溢出。

如图14和图12所示，环形槽310靠外侧的竖直侧壁上设有密封环槽311，密封环槽311内设有用于将薄膜32压紧以密封的密封圈33，当固定圈30压入环形槽310内时，固定圈30将密封圈33压紧于密封环槽311内，密封圈33将薄膜32压紧于密封环槽311表面。环形槽310靠外侧的竖直侧壁上共设有两个密封环槽311，密封环槽311间隔设置，密封环槽311截面为圆形。通过密封环槽311和密封圈33将薄膜32压紧，防止减震液漏出，同时加固了薄膜32的固定，避免薄膜32滑动。

参考图12，其中薄膜32以粗黑线显示，薄膜32有外侧至内，依次经过两个密封环槽311，并被两个密封圈33压紧，再经过内收槽301和防滑环槽302。

如图7所示，下腔211底部设有磁吸板24，压块13和磁吸板24均对固定组件3a具有磁性吸附能力(主要用于两个固定组件3a与压块13和磁吸板24定位固定避免偏位)，且两个固定组件3a之间具有相互排斥的磁性(主要用于磁性复位)。

本发明还公开了上述减震球囊3的制备方法，包含以下步骤：

1.减震液制备：

1.1将玉米淀粉和蒸馏水，以3：1的重量比混合至胶状淀粉糊。

1.2冷冻灭菌：冷冻至-50℃保持5h，使水分结晶破坏微生物细胞结构，并通过低温使微生物的蛋白质变性失活，达到杀灭微生物的目的；为保证玉米淀粉不水解或与水反应而破坏分子链，若加热则会变成凝胶(类似酸辣粉/粉条)，因此需要将冷冻的减震液置于10-20℃室内待其自然解冻。

1.3过滤：以800目筛网去除减震液内颗粒杂质，去除的杂质包括淀粉内的石子、颗粒等，还有在解冻过程中产生的大颗粒凝胶也需要筛除。

1.4防腐：往减震液内加入甲醛溶液以稀释，玉米淀粉、蒸馏水和甲醛溶液的重量比为3：1：1，甲醛溶液含30％甲醛、15％甲醇和55％水，注入甲醛溶液的目的主要是进一步的使侵入的蛋白质失活，杀灭微生物，确保减震液不变性；其次稀释减震液，避免减震液太过浓稠而使得悬挂装置过于刚硬，提高儿童乘坐时的舒适度；而甲醛溶液中15％的甲醇则是用作阻聚剂，甲醇同甲醛和玉米淀粉的自由基物质相互反应，避免甲醛和玉米淀粉高分子之间产生聚合反应，从而延长减震液的活性时长，同时甲醇增加减震液沸点至105℃，避免高温所导致的淀粉高分子变成凝胶。

2.固定组件3a制备：

2.1初加工：制备模具，以不锈钢铸出固定圈30和固定板31的铸件，固定板31上铸出增厚部312和环形槽310，固定圈30铸出定位块和内收槽301。

2.2精加工：在固定板31上对环形槽310精车，其次再车出两个密封环槽311，通过立钻加工出定位槽313和螺纹孔，螺纹孔攻丝。固定圈30对定位块300精加工，并在定位块上加工出用于螺栓34放置的通孔和沉孔，再对内收槽301精加工并刮圆角。

2.3将加工完毕的固定圈30和固定板31放入电解池，在外层电镀一层镍，镀层厚度为0.1mm，主要用于防止甲醛溶液对不锈钢的腐蚀，避免固定板31的腐蚀。

2.3镀层发黑处理，在表面形成0.02mm厚度的致密氧化镍膜，以使固定组件3a隔绝空气防氧化，同时降低表面硬度避免固定组件3a表面或棱角破坏薄膜32。

3.薄膜32制备：

3.1利用硫化发泡，制备海绵状弹性体硅胶，使硅胶具有良好的伸缩弹性，通过拔模制备得到管状硅胶薄膜32，薄膜32厚度为1.5mm。

3.2切边后，薄膜32两端开口处卷边并热压处理，避免开口处产生裂口。

4.减震球囊3单侧固定：

4.1将固定板31沿薄膜32一端开口放入，薄膜32边下压入环形槽310内。

4.2将密封圈33压紧薄膜32置入密封环槽311，同时不断拉扯薄膜32的卷边至环形槽310(对应防滑环槽302的区域)内。

4.3固定圈30压入环形槽310，将密封圈33和薄膜32边缘均压紧；固定圈30完全压入后，防滑环槽302对准卷边，以对薄膜32边缘进行加固防滑。

4.4拧入螺栓34将固定圈30压紧在固定板31的环形槽310内。

5.减震液填装：在薄膜32的另一开口处倒入减震液。

6.减震球囊3另一侧固定：将固定板31沿薄膜32另一端开口放入至空气全部排出，重复步骤4完成减震球囊3内减震液的填装。

上述减震球囊3的特点为：当童车碾过凹凸坑时，震动越是快(振幅越高、震频越快)，减震液受到的扰动越大，减震液内高分子链之间的间距被拉扯，导致减震液变成固相，此时压块13和限位隔板212对减震液形变产生的阻力较大，使得减震液在形变时可以吸收大量震动势能，从而导致缓冲弹簧12的回震时间缩短，降低童车车身的摇晃感。

以上所述是本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。