准零刚度隔振器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种准零刚度隔振器，属于振动控制领域，其包括底板和与底板平行设置的顶板，底板与顶板之间设置有连接底板和顶板的正刚度机构和负刚度机构，负刚度机构包括两交叉设置的弹性臂，弹性臂的两端分别设置有第一底座和第二底座，第一底座和第二底座通过转轴分别枢接于底板的上表面和顶板的下表面，弹性臂包括套筒和可滑动地插设于套筒中的滑杆，第一底座和第二底座通过转轴分别枢接于底板的上表面和顶板的下表面，弹性臂包括套筒和可滑动地插设于套筒中的滑杆，弹性臂上套设有第一圆柱弹簧，第一圆柱弹簧的两端分别与第一底座和第二底座固定连接。本实用新型专利技术在振动幅值很小的情况表现出良好的隔振性能，能适用于隔离微幅低频振动。

【技术实现步骤摘要】
准零刚度隔振器
本技术涉及振动控制领域，特别涉及一种准零刚度隔振器。
技术介绍
振动和冲击现象广泛的存在于日常生活、工业科技和国防事业中，这些振动大部分对设备的性能及人员的舒适性要求等产生消极作用，因此，需要对这些振动进行有效的隔离。同时人们对振动环境、产品与结构振动特性的要求也进一步提高，尤其是手术台、高精密仪器仪表、高精密机械设备等都需要建立超精密的隔振平台，实现低频/超低频隔振，使得在较高频率有大的衰减。在日常生活中，人们对低频振动也最为敏感，长期处在低频振动环境中，会使人产生疲劳、焦虑等不良反应；然而，传统线性隔振器只有在外扰频率大于隔振器固有频率的1.4倍时才能有隔振效果，处理低频/超低频外扰时振动控制效果受到结构空间和保证稳定性等限制。因此如何有效的降低隔振器的固有频率且不破坏整个系统原有的性能，使人们和其他机械设备不受低频/超低频振动的影响就显得尤为重要，但现有的隔振器不能有效的隔离设备与设备基础之间的低频振动。本技术基于高静刚度低动刚度非线性隔振器的原理，提出一种减振杆与弹簧组合的非线性超低频隔振器，以满足实际使用的需要。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种准零刚度隔振器，包括底板和与所述底板平行设置的顶板，所述底板与所述顶板之间设置有连接所述底板和顶板的正刚度机构和负刚度机构，所述负刚度机构包括两交叉设置的弹性臂，所述弹性臂的两端分别设置有第一底座和第二底座，所述第一底座和第二底座通过转轴分别枢接于所述底板的上表面和顶板的下表面，所述弹性臂包括套筒和可滑动地插设于所述套筒中的滑杆，所述第一底座和第二底座通过转轴分别枢接于所述底板的上表面和顶板的下表面，所述弹性臂包括套筒和可滑动地插设于所述套筒中的滑杆，所述弹性臂上套设有第一圆柱弹簧，所述第一圆柱弹簧的两端分别与所述第一底座和第二底座固定连接。其中，滑杆的外侧壁与套筒的内侧壁贴合且可滑动的配合，滑杆只能沿着套筒的中心线往复移动，套筒远离滑杆的一端与第一底座连接，滑杆远离套筒的一端与第二底座连接；或者套筒远离滑杆的一端与第二底座连接，滑杆远离套筒的一端与第一底座连接。本技术中，底板用于将隔振器固定在地基等承载结构上，顶板用于承载被隔振物，底板和顶板以及位于底板和顶板中间的正刚度机构和负刚度机构形成一个准零刚度系统，准零刚度系统在静平衡位置处的动刚度为零，可以使得隔振器在保证承载力的前提下其刚度接近为零，从而表现出优良的低频隔振性能。其中，正刚度机构的数量为一个或多个，其用于支撑顶板并使得顶板平稳；负刚度机构的数量为一个或多个，其具体数量根据正刚度机构的数量以及规格而定，以保证本技术能在放置被隔振物后能成为准零刚度系统。本技术中，弹性臂的两端分别枢接于顶板的下表面和底板的上表面，则在顶板因承载有被隔振物而下移时，弹性臂会趋向于平行于底板，此时弹性臂会被压缩，弹性臂上的第一圆柱弹簧被压缩，滑杆更深入地插入到套筒中，即弹性臂变形产生负刚度，此时负刚度机构与正刚度机构形成一个准零刚度系统，且本技术中的被隔振物主要由正刚度机构提供支撑，而负刚度机构中的弹性臂倾斜设置，顶板向下移动时，第一圆柱弹簧的压缩量大于顶板的移动距离，因此本技术中的弹性臂对于刚度更为敏感，因此本技术中负刚度机构能使得隔振器在振动幅值很小的情况表现出良好的隔振性能，能适用于隔离微幅低频振动；同时，相较于现有隔振器中的作为负刚度结构的弹簧，本技术中的负刚度机构占用的安装空间更小，因而能实现隔振器的小型化。另外，本技术中的负刚度机构中的两个弹性臂相互交叉设置，其可以避免隔振器的扭转转矩的产生，同时还能使得隔振器在受到水平方向的外力时不易产生形变。所述第一底座和第二底座位置可调地设置于所述弹性臂的两端。通过调节弹性臂的两端的第一底座和第二底座在弹性臂上的位置，可以调节第一底座和第二底座之间的第一圆柱弹簧的预压缩量，从而可以实现对于负刚度机构的参数的调节，进而实现对于准零刚度隔振器的参数的调节。其中可调结构为：套筒的外表面设置有外螺纹，第一底座对应该外螺纹设置有螺纹孔，套筒安装于该螺纹孔内，通过转动套筒可以调节第一底座相对于套筒的位置即第一底座相对于弹性臂的位置，滑杆远离套筒的一侧的外表面设置有外螺纹，第二底座对应该外螺纹设置有螺纹孔，滑杆安装于该螺纹孔内，通过转动滑杆可以调节第二底座在滑杆上的位置，即调节第二底座相对于弹性臂的位置；或者套筒的外表面设置有外螺纹，第二底座对应该外螺纹设置有螺纹孔，套筒安装于该螺纹孔内，通过转动套筒可以调节第二底座相对于套筒的位置即第二底座相对于弹性臂的位置，滑杆远离套筒的一侧的外表面设置有外螺纹，第一底座对应该外螺纹设置有螺纹孔，滑杆安装于该螺纹孔内，通过转动滑杆可以调节第一底座在滑杆上的位置，即调节第一底座相对于弹性臂的位置。进一步的，正刚度机构包括固定设置于所述底板的上表面的第一安装座和固定设置于所述顶板的下表面的第二安装座，所述第一安装座和第二安装座之间设置有第二圆柱弹簧，所述第二圆柱弹簧的上端和下端分别与所述第二安装座和第一安装座固定连接。第一安装座和第二安装座可以通过螺栓连接结构、焊接连接结构等固定连接结构分别设置在底板和顶板上，第二圆柱弹簧的两端可以通过螺栓连接结构或者焊接连接结构等固定连接结构连接在第一安装座和第二安装座上。进一步的，所述底板和所述顶板上开设有用于安装第一安装座和第二安装座的第一安装孔，所述第一安装孔贯穿所述底板或顶板设置，所述第一底座和第二底座对应所述第一安装孔设置有第一螺纹孔，所述第一安装座和第二安装座通过螺栓连接结构安装于所述第一安装孔。第一安装孔可以为螺纹孔，第一安装座和第二安装座通过同时安装于第一螺纹孔和第一安装孔的螺栓分别固定在底板和顶板上；或者第一安装孔为通孔，第一安装座和第二安装座通过螺栓螺帽连接结构分别安装在底板和顶板上，其中，第一安装孔的上端或下端开设有用以容纳螺帽的扩宽孔，以保持底板的下表面和顶板的上表面的平齐；另外，第一安装座和第二安装座还可以通过焊接连接结构分别固定在底板和顶板上。进一步的，所述底板的上表面和顶板的下表面分别对应所述第一底座和第二底座设置有支架，所述转轴固定设置于所述支架，所述第一底座和第二底座对应所述转轴设置有安装环，所述安装环套设于所述转轴，且所述安装环的内侧固定设置有橡胶圈，所述橡胶圈的内侧与所述转轴的表面相抵。其中，转轴的端部可以设置阻挡结构，例如挡块，以防止安装环脱离转轴；转轴与安装环之间设置有橡胶圈，因此转轴和安装环可以在一定范围内发生相对位移，以抵消弹性臂的安装误差。进一步的，所述底板和所述顶板上开设有用于安装支架的第二安装孔，所述第二安装孔贯穿所述底板或顶板设置，所述支架对应所述第二安装孔设置有第二螺纹孔，所述支架通过螺栓连接结构安装于所述第二安装孔。第二安装孔可以为螺纹孔，支架通过同时安装于第二螺纹孔和第二安装孔的螺栓固定在底板和顶板上；或者第二安装孔为通孔，支架通过螺栓螺帽连接结构安装在底板和顶板上，其中，第一安装孔的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种准零刚度隔振器，包括底板和与所述底板平行设置的顶板，所述底板与所述顶板之间设置有连接所述底板和顶板的正刚度机构和负刚度机构，其特征在于，所述负刚度机构包括两交叉设置的弹性臂，所述弹性臂的两端分别设置有第一底座和第二底座，所述第一底座和第二底座通过转轴分别枢接于所述底板的上表面和顶板的下表面，所述弹性臂包括套筒和可滑动地插设于所述套筒中的滑杆，所述弹性臂上套设有第一圆柱弹簧，所述第一圆柱弹簧的两端分别与所述第一底座和第二底座固定连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种准零刚度隔振器，包括底板和与所述底板平行设置的顶板，所述底板与所述顶板之间设置有连接所述底板和顶板的正刚度机构和负刚度机构，其特征在于，所述负刚度机构包括两交叉设置的弹性臂，所述弹性臂的两端分别设置有第一底座和第二底座，所述第一底座和第二底座通过转轴分别枢接于所述底板的上表面和顶板的下表面，所述弹性臂包括套筒和可滑动地插设于所述套筒中的滑杆，所述弹性臂上套设有第一圆柱弹簧，所述第一圆柱弹簧的两端分别与所述第一底座和第二底座固定连接。


2.根据权利要求1所述的准零刚度隔振器，其特征在于，所述第一底座和第二底座位置可调地设置于所述弹性臂的两端。


3.根据权利要求1所述的准零刚度隔振器，其特征在于，正刚度机构包括固定设置于所述底板的上表面的第一安装座和固定设置于所述顶板的下表面的第二安装座，所述第一安装座和第二安装座之间设置有第二圆柱弹簧，所述第二圆柱弹簧的上端和下端分别与所述第二安装座和第一安装座固定连接。


4.根据权利要求1所述的准零刚度隔振器，其特征在于，所述底板和所述顶板上开设有用于安装第一安装座和第二安装座的第一安装孔，所述第一安装孔贯穿所述底板或顶板设置，所述第一底座和第二底座对应所述第一安装孔设置有第一螺纹孔，所述第一安装座和第二安装座通过螺栓连接结构安装于所述第一安装孔。


5.根据权利要求1所述的准零刚度隔振器，其特征在于，所述底...

【专利技术属性】
技术研发人员：周加喜，赵旭辉，昌耀鹏，曹浩，吴晓文，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43