非线性刚度阻尼多自由度隔振系统技术方案

本发明专利技术公开了一种非线性刚度阻尼多自由度隔振系统，其包括第一连接座和第二连接座；设置于第一连接座和第二连接座之间的X伸缩杆机构，X伸缩杆机构包括至少一个X型杆，X型杆包括交叉设置且相互铰接的第一支撑杆和第二支撑杆；阻尼部件，阻尼部件的一端与第一连接座或第二连接座相对固定；弹性部件，X伸缩杆机构伸缩时拉伸或压缩弹性部件。该非线性刚度阻尼多自由度隔振系统的水平位移和竖直位移有一种非线性的几何关系，可以提供有效的非线性刚度和阻尼，X伸缩杆机构和阻尼部件使得整个装置能够抗扭转以及承重，同时设置弹性部件以实现针对不同载重调整竖直方向的隔振效果，阻尼部件可实现水平面两个方向的有效隔振。

【技术实现步骤摘要】
非线性刚度阻尼多自由度隔振系统
本专利技术涉及隔振设备
，更具体地说，涉及一种非线性刚度阻尼多自由度隔振系统。
技术介绍
在隔振系统中主要的两个根本因素是刚度和阻尼。不同的刚度和阻尼能够对隔振系统造成本质的改变。好的隔振系统可以在一个广阔的范围内提供有效的振动保护。隔振系统不仅可以应用在汽车座椅的悬置系统等民用领域，也能应用在航空、船舶等航空航天军事领域。隔振系统从数学建模分析来看，可以分为线性隔振系统和非线性隔振系统两种类型。随着技术要求的提高，隔振技术被广泛用于工程
来实现振动控制，振动保护等。对于一些高要求的隔振需求，隔振系统的刚度和阻尼需要优化的设计，综合考虑来实现振动保护。参数设计中，降低隔振系统刚度会使得隔振频带变宽，但对导致系统承载能力下降；阻尼系数增大会使得共振峰的振动幅值减小，但会恶化高频的隔振能力，因此现有技术中的隔振系统的隔振效果较差。。综上所述，如何有效地提高隔振系统的隔振效果，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的第一个目的在于提供一种非线性刚度阻尼多自由度隔振系统，该非线性刚度阻尼多自由度隔振系统的结构设计可以有效地提高隔振系统的隔振效果。为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种非线性刚度阻尼多自由度隔振系统，包括：第一连接座和第二连接座；设置于所述第一连接座和第二连接座之间的X伸缩杆机构，所述X伸缩杆机构包括至少一个X型杆，X型杆包括交叉设置且相互铰接的第一支撑杆和第二支撑杆，每个所述X型杆的所述第一支撑杆和第二支撑杆相对转动以实现该X伸缩杆机构的伸缩；阻尼部件，所述阻尼部件的一端与所述第一连接座或第二连接座相对固定；弹性部件，所述X伸缩杆机构伸缩时拉伸或压缩所述弹性部件。优选地，上述非线性刚度阻尼多自由度隔振系统中，所述X伸缩杆机构的首端的X型杆与所述第一连接座连接，所述X伸缩杆机构的首端的X型杆的第一支撑杆和/或第二支撑杆能够相对于所述第一连接座移动；所述X伸缩杆机构的末端的X型杆与所述第二连接座连接，所述X伸缩杆机构的末端的X型杆的第一支撑杆和/或第二支撑杆能够相对于所述第二连接座移动。优选地，上述非线性刚度阻尼多自由度隔振系统中，所述第一连接座和第二连接座上均设置有滑槽或滑轨，所述X伸缩杆机构伸缩时，所述X伸缩杆机构的首端的X型杆的第一支撑杆和/或第二支撑杆沿着所述第一连接座的滑槽或滑轨滑动，所述X伸缩杆机构的末端的X型杆的第一支撑杆和/或第二支撑杆沿着所述第二连接座的滑槽或滑轨滑动。优选地，上述非线性刚度阻尼隔振系统中，每个X型杆的所述第一支撑杆和第二支撑杆之间通过轴承铰接；相邻的两个X型杆中一个X型杆的第一支撑杆与另一个X型杆的第二支撑杆之间通过轴承铰接，一个X型杆的第二支撑杆与另一个X型杆的第一支撑杆之间通过轴承铰接。优选地，上述非线性刚度阻尼多自由度隔振系统中，所述X伸缩杆机构的数量为多个，且多个X伸缩杆机构的伸缩方向相互平行；该非线性刚度阻尼多自由度隔振系统还包括连接两个X伸缩杆机构的连杆，所述连杆的一端与其中一个伸缩杆机构连接且另一端与另一个伸缩杆机构连接，所述连杆平行于第一支撑杆和第二支撑杆之间的铰接轴设置。优选地，上述非线性刚度阻尼多自由度隔振系统中，所述连杆为相邻的两个X型杆的铰接轴。优选地，上述非线性刚度阻尼多自由度隔振系统中，所述弹性部件的第一端与一个所述连杆固定连接。优选地，上述非线性刚度阻尼多自由度隔振系统中，还包括用于调节所述弹性部件的形变的调节装置。优选地，上述非线性刚度阻尼多自由度隔振系统中，所述调节装置包括设置于第一连接座或第二连接座上的挡板、固定于所述挡板上的螺母和与所述螺母配合的螺丝，所述弹性部件的第二端与所述螺丝固定连接，转动所述螺丝以带动所述弹性部件的第二端靠近或远离其第一端。优选地，上述非线性刚度阻尼多自由度隔振系统中，所述弹性部件的伸缩方向与第一支撑杆和第二支撑杆之间的铰接轴相互垂直。本专利技术提供的非线性刚度阻尼多自由度隔振系统包括第一连接座、第二连接座、X伸缩杆机构、阻尼部件和弹性部件。其中，X伸缩杆机构设置于第一连接座和第二连接座之间，即X伸缩杆机构的一端与第一连接座连接且另一端与第二连接座连接。X伸缩杆机构伸长时第一连接座和第二连接座之间相互远离，X伸缩杆机构收缩时第一连接座和第二连接座之间相互靠近。X伸缩杆机构包括至少一个X型杆，即每个X伸缩杆机构包括沿着其伸缩方向排布的至少一个X型杆。当X伸缩杆机构包括多个X型杆时，多个X型杆沿着伸缩支架的伸缩方向依次排布且连接。X型杆包括交叉设置且相互铰接的第一支撑杆和第二支撑杆，即X型杆中第一支撑杆和第二支撑杆交叉设置且第一支撑杆和第二支撑杆的交叉位置相互铰接，以实现第一支撑杆和第二支撑杆能够相对转动。当X伸缩杆机构包括多个X型杆时，相邻的两个X型杆中其中一个的第一支撑杆与另一个的第二支撑杆铰接，其中一个的第二支撑杆与另一个的第一支撑杆铰接，以实现多个X型杆的依次连接。每个X型杆的第一支撑杆和第二支撑杆相对转动以实现该X伸缩杆机构的伸缩。阻尼部件的一端与第一连接座或第二连接座相对固定。X伸缩杆机构伸缩时拉伸或压缩弹性部件。应用本专利技术提供的非线性刚度阻尼多自由度隔振系统时，若第一连接座与阻尼部件的一端连接，则将阻尼部件的另一端与隔振对象连接，将第二连接座与振动源连接；或者将阻尼部件的另一端与振动源连接，将第二连接座与隔振对象连接。本非线性刚度阻尼多自由度隔振系统通过阻尼部件和X伸缩杆机构将振动源与隔振对象阻隔，X伸缩杆机构上相邻的两个X型杆之间具有间隙，且X伸缩杆机构的伸缩有弹性部件进行缓冲，阻尼部件可实现多个自由度的有效隔振，大大提高了隔振效果。另外，该非线性刚度阻尼多自由度隔振系统的水平位移和竖直位移有一种非线性的几何关系，从而可以提供有效的非线性刚度和阻尼，X伸缩杆机构和阻尼部件使得整个装置能够抗扭转以及承重，同时设置弹性部件以实现竖直方向的隔振效果，阻尼部件可实现水平面两个方向的有效隔振。X伸缩杆机构基于一种仿生腿部结构，利用该机构在运动或静力作用下产生的非线性刚度和阻尼，来实现一种有效的、频率范围广的隔振效果，弥补了现有隔振结构的缺陷，比如有效隔振频率范围窄，静力承载能力差等。同时，结合X伸缩杆机构和阻尼部件可以实现多自由度的隔振，且可以承受较大载荷。总体来讲，本专利技术提供的非线性刚度阻尼多自由度隔振系统具有多自由度隔振、隔振频率范围广、体积小、承载重、无耗能、稳定性好等特点，适用范围广。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，下面将对实施例或现有技术描述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为本专利技术实施例提供的非线性刚度阻尼多自由度隔振系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的非线性刚度阻尼多自由度隔振系统的侧视图；图3为本专利技术实施例提供的非线性刚度阻尼多自由度隔振系统的后视图；图4为本专利技术实施例提供的非线性刚度阻尼多自由度隔振系统的静态刚度与系统各参数值之间的关系。在图1-3中：1-第一连接座、2-阻尼部件、3-凹槽、4-连杆、5-螺丝、6-挡板、7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非线性刚度阻尼多自由度隔振系统，其特征在于，包括：第一连接座(1)和第二连接座(9)；设置于所述第一连接座(1)和第二连接座(9)之间的X伸缩杆机构(10)，所述X伸缩杆机构(10)包括至少一个X型杆(101)，X型杆(101)包括交叉设置且相互铰接的第一支撑杆(10a)和第二支撑杆(10b)，每个所述X型杆(101)的所述第一支撑杆(10a)和第二支撑杆(10b)相对转动以实现该X伸缩杆机构(10)的伸缩；阻尼部件(2)，所述阻尼部件(2)的一端与所述第一连接座(1)或第二连接座(9)相对固定；弹性部件(8)，所述X伸缩杆机构(10)伸缩时拉伸或压缩所述弹性部件(8)。

【技术特征摘要】
1.一种非线性刚度阻尼多自由度隔振系统，其特征在于，包括：第一连接座(1)和第二连接座(9)；设置于所述第一连接座(1)和第二连接座(9)之间的X伸缩杆机构(10)，所述X伸缩杆机构(10)包括至少一个X型杆(101)，X型杆(101)包括交叉设置且相互铰接的第一支撑杆(10a)和第二支撑杆(10b)，每个所述X型杆(101)的所述第一支撑杆(10a)和第二支撑杆(10b)相对转动以实现该X伸缩杆机构(10)的伸缩；阻尼部件(2)，所述阻尼部件(2)的一端与所述第一连接座(1)或第二连接座(9)相对固定；弹性部件(8)，所述X伸缩杆机构(10)伸缩时拉伸或压缩所述弹性部件(8)。2.根据权利要求1所述的非线性刚度阻尼多自由度隔振系统，其特征在于，所述X伸缩杆机构(10)的首端的X型杆(101)与所述第一连接座(1)连接，所述X伸缩杆机构(10)的首端的X型杆(101)的第一支撑杆(10a)和/或第二支撑杆(10b)能够相对于所述第一连接座(1)移动；所述X伸缩杆机构(10)的末端的X型杆(101)与所述第二连接座(9)连接，所述X伸缩杆机构(10)的末端的X型杆(101)的第一支撑杆(10a)和/或第二支撑杆(10b)能够相对于所述第二连接座(9)移动。3.根据权利要求2所述的非线性刚度阻尼多自由度隔振系统，其特征在于，所述第一连接座(1)和第二连接座(9)上均设置有滑槽(11)或滑轨，所述X伸缩杆机构(10)伸缩时，所述X伸缩杆机构(10)的首端的X型杆(101)的第一支撑杆(10a)和/或第二支撑杆(10b)沿着所述第一连接座(1)的滑槽(11)或滑轨滑动，所述X伸缩杆机构(10)的末端的X型杆(101)的第一支撑杆(10a)和/或第二支撑杆(10b)沿着所述第二连接座(9)的滑槽(11)或滑轨滑动。4.根据权利要求1所述的非线性刚度阻尼多自由度隔振系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：景兴建，边菁，徐赵东，
申请(专利权)人：香港理工大学，
类型：发明
国别省市：中国香港,81