一种刚度可调的单自由度减振器制造技术

本发明专利技术公开一种刚度可调的单自由度减振器。该减振器包括一个六面体气腔壳体、六个活塞杆、六片介电弹性膜和两个涡流阻尼器；在气腔壳体的每个面的中部均开设有一个通孔，在每个通孔处均密封一片介电弹性膜；在气腔壳体内充有压缩空气；六个活塞杆分别正对六个通孔设置，每个活塞杆的一端均与对应的介电弹性膜紧密贴合并固定连接；活塞杆的中心轴与对应的通孔的中心轴线共线；顶部和底部的活塞杆的远离通孔的一端均通过连杆与侧面的活塞杆的远离通孔的一端连接；两个涡流阻尼器分别安装在位于顶部和底部的活塞杆的靠近通孔的一侧，顶部和底部的活塞杆分别穿设在对应的涡流阻尼器的中央。本发明专利技术能够有效降低空气弹簧的刚度，并实现刚度可调。

【技术实现步骤摘要】
一种刚度可调的单自由度减振器
本专利技术涉及机械工程隔振减振
，特别是涉及一种刚度可调的单自由度减振器。
技术介绍
减振器是广泛应用于机械、建筑等行业实现减振作用的重要设备。减振器的种类很多，如弹簧减振器、橡胶减振器、阻尼减振器、空气弹簧减振器、磁流变减振器以及各种混合减振器等。空气弹簧以其较强的静负载能力被广泛应用。众所周知，只有当外界振动的频率w大于减振器固有频率wn的倍时才能起到减振效果，因此为了适应不同频率的振动，可以通过减小隔振器的固有频率来实现。又由于隔振器的固有频率即可以通过减小隔振器的刚度或增大需要被减振对象的质量来减小隔振器的固有频率。鉴于增大质量m会导致减振器负载增大，因此减小刚度k成了较理想的选择。然而空气弹簧的刚度较大，从而导致其对低频振动的抑制效果有限。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种刚度可调的单自由度减振器，有效降低空气弹簧的刚度，并实现刚度可调。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种刚度可调的单自由度减振器，包括一个六面体气腔壳体、六个活塞杆、六片介电弹性膜和两个涡流阻尼器；在所述气腔壳体的每个面的中部均开设有一个通孔，在每个通孔处均密封一片所述介电弹性膜；在所述气腔壳体内充有压缩空气；六个所述活塞杆分别正对六个所述通孔设置，每个所述活塞杆的一端均与对应的介电弹性膜紧密贴合并固定连接；所述活塞杆的中心轴与对应的通孔的中心轴线共线；位于所述气腔壳体顶部和底部的活塞杆的远离通孔的一端均通过连杆与位于所述气腔壳体侧面的活塞杆的远离通孔的一端连接；两个所述涡流阻尼器分别安装在位于所述气腔壳体顶部的活塞杆的靠近通孔的一侧和位于所述气腔壳体底部的活塞杆的靠近通孔的一侧，位于所述气腔壳体顶部和底部的活塞杆分别穿设在对应的涡流阻尼器的中央。可选的，每个涡流阻尼器均包括多个第一环形永磁铁、多个第一环形铁片和一个第一铜管；多个所述第一环形永磁铁与多个所述第一环形铁片等间距均匀套设在对应的活塞杆上，所述第一环形永磁铁与所述第一环形铁片间隔设置，且多个所述第一环形永磁铁与对应的活塞杆固定连接；所述第一铜管套设在所述第一环形永磁铁和所述第一环形铁片外部且所述第一铜管固定连接在所述气腔壳体外壁上；每个第一环形永磁铁均为轴向充磁的磁铁，且相邻的两个第一环形永磁铁相斥设置。可选的，每个位于所述气腔壳体的侧面的活塞杆上均设置有多个第二环形铁片和一个第二铜管；多个所述第二环形铁片等间距均匀套设在对应的活塞杆上且与对应的活塞杆固定连接；所述第二铜管套设在所述第二环形铁片外部且所述第二铜管固定连接在所述气腔壳体外壁上。可选的，在每个所述第一铜管和所述第二铜管的远离所述气腔壳体的一端均固定安装一个轴承套；所述轴承套内设置有轴承；所述轴承套和所述轴承均套设在对应的活塞杆上。可选的，每个所述活塞杆均通过端部的活塞与对应的介电弹性膜固定连接。可选的，所述气腔壳体包括一面开口的六面体气腔外壳和一个气腔端盖；所述气腔端盖通过密封片与所述一面开口的六面体气腔外壳的开口密封连接。可选的，位于所述气腔壳体顶部和底部的活塞杆的远离通孔的一端均连接有一个十字销连接头，位于所述气腔壳体侧面的活塞杆的远离通孔的一端均连接有一个一字销连接头；每个连杆的两端均分别连接在十字销连接头和一字销连接头上。可选的，所述活塞与所述介电弹性膜均通过垫片和六角头螺栓固定在对应的活塞杆上。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术的在六面体气腔壳体形成的空气弹簧的通孔处加装介电弹性膜降低了空气弹簧的刚度，并可以通过改变介电弹性膜的电流大小来改变空气弹簧的刚度大小。并通过活塞杆和连杆构建负刚度机构，进一步降低了减振器的刚度。同时增设涡流阻尼器，从而进一步提高减振能力。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术刚度可调的单自由度减振器实施例的整体结构图；图2为本专利技术刚度可调的单自由度减振器实施例的正视图；图3为本专利技术刚度可调的单自由度减振器实施例的剖面图；图4为本专利技术刚度可调的单自由度减振器实施例一面开口的六面体气腔外壳的结构图；图5为本专利技术刚度可调的单自由度减振器实施例的密封片的结构图；图6为本专利技术刚度可调的单自由度减振器实施例的气腔端盖的结构图；图7为本专利技术刚度可调的单自由度减振器实施例的介电弹性膜的结构图；图8为本专利技术刚度可调的单自由度减振器实施例的活塞杆的结构图；图9为本专利技术刚度可调的单自由度减振器实施例的连杆结构图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种刚度可调的单自由度减振器，有效降低空气弹簧的刚度，并实现刚度可调。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术刚度可调的单自由度减振器实施例的整体结构图。图2为本专利技术刚度可调的单自由度减振器实施例的正视图。图3为本专利技术刚度可调的单自由度减振器实施例的剖面图。参见图1至图3，该刚度可调的单自由度减振器为单自由度(竖直方向)减振器，由空气弹簧、涡流阻尼器和负刚度机构。图4为本专利技术刚度可调的单自由度减振器实施例一面开口的六面体气腔外壳的结构图。图5为本专利技术刚度可调的单自由度减振器实施例的密封片的结构图。图6为本专利技术刚度可调的单自由度减振器实施例的气腔端盖的结构图。图7为本专利技术刚度可调的单自由度减振器实施例的介电弹性膜的结构图。图8为本专利技术刚度可调的单自由度减振器实施例的活塞杆的结构图。参见图1至图8，空气弹簧由六面体气腔壳体和介电弹性膜11形成一个密闭空腔。在所述气腔壳体的每个面的中部均开设有一个通孔，在每个通孔处均密封一片所述介电弹性膜11，在所述气腔壳体内充有压缩空气。每个所述介电弹性膜11的中心均凹进所述通孔内，边缘固定在所述气腔壳体的外壁上。所述空气弹簧通过活塞杆传递振动。活塞杆的数量为六个，分别对应六个通孔。六个所述活塞杆分别正对六个所述通孔设置，每个所述活塞杆的一端均与对应的介电弹性膜11紧密贴合并固定连接；所述活塞杆的中心轴与对应的通孔的中心轴线共线。每个所述活塞杆均通过端部的活塞12与对应的介电弹性膜11固定连接。所述活塞12与所述介电弹性膜11均通过垫片14和六角头螺栓16固定在对应的活塞杆上。六角头螺栓16的型号为M8-45。所述气腔壳体包括一面开口的六面体气腔外壳19和一个气腔端盖13；所述气腔端盖13通过密封片15与所述一面开口的六面体气腔外壳19的开口密封连接。在每个涡流阻尼器的远离通孔的一侧均固定安装一个轴承套4；所述轴承套4内设置有轴承5；所述轴承套4和所述轴承5均套设在对应的活塞杆上。当在竖直方向上对减振器施加振动时，位于上下两面的活塞杆在轴承5的导向下沿活塞杆的轴向往复运动，而六面体气腔壳体此时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种刚度可调的单自由度减振器，其特征在于，包括一个六面体气腔壳体、六个活塞杆、六片介电弹性膜和两个涡流阻尼器；在所述气腔壳体的每个面的中部均开设有一个通孔，在每个通孔处均密封一片所述介电弹性膜；在所述气腔壳体内充有压缩空气；六个所述活塞杆分别正对六个所述通孔设置，每个所述活塞杆的一端均与对应的介电弹性膜紧密贴合并固定连接；所述活塞杆的中心轴与对应的通孔的中心轴线共线；位于所述气腔壳体顶部和底部的活塞杆的远离通孔的一端均通过连杆与位于所述气腔壳体侧面的活塞杆的远离通孔的一端连接；两个所述涡流阻尼器分别安装在位于所述气腔壳体顶部的活塞杆的靠近通孔的一侧和位于所述气腔壳体底部的活塞杆的靠近通孔的一侧，位于所述气腔壳体顶部和底部的活塞杆分别穿设在对应的涡流阻尼器的中央。

【技术特征摘要】
1.一种刚度可调的单自由度减振器，其特征在于，包括一个六面体气腔壳体、六个活塞杆、六片介电弹性膜和两个涡流阻尼器；在所述气腔壳体的每个面的中部均开设有一个通孔，在每个通孔处均密封一片所述介电弹性膜；在所述气腔壳体内充有压缩空气；六个所述活塞杆分别正对六个所述通孔设置，每个所述活塞杆的一端均与对应的介电弹性膜紧密贴合并固定连接；所述活塞杆的中心轴与对应的通孔的中心轴线共线；位于所述气腔壳体顶部和底部的活塞杆的远离通孔的一端均通过连杆与位于所述气腔壳体侧面的活塞杆的远离通孔的一端连接；两个所述涡流阻尼器分别安装在位于所述气腔壳体顶部的活塞杆的靠近通孔的一侧和位于所述气腔壳体底部的活塞杆的靠近通孔的一侧，位于所述气腔壳体顶部和底部的活塞杆分别穿设在对应的涡流阻尼器的中央。2.根据权利要求1所述的一种刚度可调的单自由度减振器，其特征在于，每个涡流阻尼器均包括多个第一环形永磁铁、多个第一环形铁片和一个第一铜管；多个所述第一环形永磁铁与多个所述第一环形铁片等间距均匀套设在对应的活塞杆上，所述第一环形永磁铁与所述第一环形铁片间隔设置，且多个所述第一环形永磁铁与对应的活塞杆固定连接；所述第一铜管套设在所述第一环形永磁铁和所述第一环形铁片外部且所述第一铜管固定连接在所述气腔壳体外壁上；每个第一环形永磁铁均为轴向充磁的磁铁，且相邻的两个第一环形永磁铁相斥设置。3.根据权利要求2所述的一种刚度可...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯俊，周航飞，彭艳，孙翊，蒲华燕，杨毅，罗均，谢少荣，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31