该环形弹性构件采用连续交错螺旋镂空的一体化结构设计,整体为闭合环形形态,通过连续的曲面线材螺旋交织形成均匀的镂空网格,没有额外的拼接接缝或装配接口,整体成型后可直接作为穿戴类腕部支撑或柔性佩戴基底使用。在穿戴设备的结构设计场景中,这类结构常被用于柔性传感器的承载基底,依托自身连续的弹性形变能力,可在腕部活动时随皮肤曲面产生同步形变,不会对腕部的屈伸、旋转动作造成卡滞,同时镂空结构能有效提升佩戴时的透气性,避免长期密闭接触带来的皮肤不适。从结构设计逻辑来看,该构件的螺旋单元采用等截面线材沿环形路径连续扭转交织,每个螺旋圈的扭转角度、相邻圈的交织间距完全一致,保证整环各个方向的弹性模量均匀,不会出现局部刚度过大或形变量不均的问题,
当腕部产生不同方向的弯折时,结构可通过螺旋单元的开合、扭转吸收形变应力,撤去外力后可快速恢复初始环形形态,不会产生永久塑性变形。设计过程中需要重点控制环形的内圈尺寸与佩戴部位的适配边界,内圈直径需匹配常规成人腕部的围度范围,同时预留一定的形变余量,避免佩戴时过紧压迫血管或过松出现滑动移位;线材的截面直径需要结合目标弹性模量计算确定,截面过粗会导致整体刚度过大,佩戴时贴合度不足,截面过细则会降低结构的抗疲劳强度,反复形变后容易出现断裂失效。相邻螺旋单元的交织点采用平滑曲面过渡,没有尖锐棱角,一方面可避免佩戴时刮蹭皮肤或勾扯织物,另一方面可减少应力集中,提升结构的反复形变寿命。这类螺旋镂空环形结构除了作为穿戴腕带使用外,
也可经过尺寸缩放后用于小型设备的弹性缓冲衬圈、柔性连接环等场景,依托自身均匀的弹性形变能力吸收振动、补偿装配间隙,相比传统的开口卡簧或实体橡胶圈,该结构的形变量更大、透气散热性更好,在需要长期接触皮肤或存在通风散热需求的使用场景中具备明显的结构优势。建模过程中需要保证螺旋路径的连续性,相邻螺旋圈的相交位置需做布尔合并处理,保证整体结构为连通的单一实体,避免出现分离的结构段影响整体力学性能,同时所有曲面过渡位置需做等半径倒圆角处理,匹配实际加工或3D打印的工艺要求,避免出现壁厚突变或尖角导致的成型缺陷。
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- 系统要求: SOLIDWORKS,STEP / IGES,Rendering
- 软件分类: 通用机械零部件












