一种两自由度准零刚度低频隔振装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及低频隔振技术领域，尤其是一种两自由度准零刚度低频隔振装置，其中支撑平板用来放置被隔振体，上层准零刚度隔振器中上层垂向平面弹簧的上下两端分别垂直固定在支撑平板和中间质量块上，上层非线性弹簧的一端和支撑平板的侧面相连，上层非线性弹簧的另一端和上层水平移动机构相连实现水平可移动调节，垂向移动机构带动支撑平板实现上下移动调节，下层准零刚度隔振器中下层垂向平面弹簧的上下两端分别垂直固定在中间质量块和基座上，下层非线性弹簧的一端和中间质量块相连，下层非线性弹簧的另一端和下层水平移动机构相连实现水平调节，本申请能减小系统的起始隔振频率，在特定的频率区域内，隔振性能优于单自由度准零刚度隔振系统。

【技术实现步骤摘要】
一种两自由度准零刚度低频隔振装置
本专利技术涉及低频隔振
，尤其是一种两自由度准零刚度低频隔振装置。
技术介绍
振动是自然界中普遍存在的一种物理现象，尤其在日常生活和工业生产中振动无处不在。在一些情况下，振动会给我们的科学研究和生产活动带来一定的危害。传统的线性隔振器面临着承载能力和隔振效果之间的矛盾，而准零刚度隔振系统作为一种新兴的非线性低频隔振技术，改变了线性系统隔振的传统观念。准零刚度隔振系统由正负刚度结构并联而成，不但具有足够大的静刚度支撑被隔振设备，稳定性好，而且在平衡位置附近动刚度较小，系统固有频率降低，低频隔振性能好。因此，准零刚度隔振系统很好地兼顾了稳定性和隔振性能之间的矛盾。单自由度准零刚度隔振系统在低频阶段能实现良好隔振，在中、高频阶段，其隔振性能与线性隔振系统相当。科学技术迅猛发展，精密机械、舰载设备以及高速车辆等对隔振系统的性能要求越来越高，传统的线性隔振系统、单自由度准零刚度隔振系统已经很难满足各行各业日益增长的需求。
技术实现思路
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种两自由度准零刚度低频隔振装置，不仅能减小系统的起始隔振频率，增宽隔振频带宽，而且在特定的频率区域内，隔振性能优于单自由度准零刚度隔振系统。本专利技术所采用的技术方案如下：一种两自由度准零刚度低频隔振装置，包括基座、上层准零刚度隔振器、下层准零刚度隔振器、支撑平板、中间质量块、两个上层水平移动机构、两个下层水平移动机构和垂向移动机构，支撑平板水平布置在中间质量块的上方，支撑平板用来放置被隔振体；上层准零刚度隔振器包括上层非线性弹簧、上层非线性弹簧外导套和上层垂向平面弹簧，上层垂向平面弹簧的上下两端分别垂直固定在支撑平板和中间质量块上，上层非线性弹簧限位在上层非线性弹簧外导套中并可沿上层非线性弹簧外导套的套长方向作限位伸缩移动，上层非线性弹簧为两个且对称分布在支撑平板的两侧，上层非线性弹簧的一端和支撑平板的侧面相连，上层非线性弹簧的另一端和上层水平移动机构相连实现水平可移动调节，上层水平移动机构安装在基座上，垂向移动机构安装在基座上，垂向移动机构带动支撑平板实现上下移动调节；下层准零刚度隔振器包括下层非线性弹簧、下层非线性弹簧外导套和下层垂向平面弹簧，下层垂向平面弹簧的上下两端分别垂直固定在中间质量块和基座上，下层非线性弹簧限位在下层非线性弹簧外导套中并可沿下层非线性弹簧外导套的套长方向作限位伸缩移动，下层非线性弹簧为两个且对称分布在中间质量块的两侧，下层非线性弹簧的一端和中间质量块相连，下层非线性弹簧的另一端和下层水平移动机构相连实现水平可移动调节，下层水平移动机构安装在基座上。作为上述技术方案的进一步改进：所述上层准零刚度隔振器包括上层竖直阻尼，上层竖直阻尼的上下两端分别垂直固定在支撑平板和中间质量块上。所述上层准零刚度隔振器包括上层横向阻尼，上层横向阻尼为两个且对称分布在支撑平板的两侧，上层横向阻尼的一端和支撑平板的侧面相连，上层横向阻尼的另一端和上层水平移动机构相连。所述下层准零刚度隔振器包括下层竖直阻尼，下层竖直阻尼的上下两端分别垂直固定在中间质量块和基座上。所述下层准零刚度隔振器包括下层横向阻尼，下层横向阻尼为两个且对称分布在支撑平板的两侧，下层横向阻尼的一端和中间质量块的侧面相连，下层横向阻尼的另一端和下层水平移动机构相连。所述基座包括底座以及立式固定在底座上的两个平行相对侧板，两个侧板的上端分别向内悬伸有水平布置的固定板，下层垂向平面弹簧和下层竖直阻尼的下端分别固定在底座上，垂向移动机构为螺钉一，垂向移动机构为两个且分别安装在两个固定板上，垂向移动机构立式布置，两个垂向移动机构的下端对称抵靠在支撑平板的上板面的两边缘。所述上层水平移动机构包括螺钉二、上层垂直滑板和上层横向导轨，上层横向导轨安装在固定板的下板面，上层垂直滑板的上端和上层横向导轨构成横向滑动配合，上层横向阻尼的另一端、上层非线性弹簧的另一端分别固定在上层垂直滑板的一侧板面上，螺钉二安装在基座的侧板上，螺钉二的端部抵靠在上层垂直滑板的另一侧板面上。所述下层水平移动机构包括螺钉三、下层垂直滑板和下层横向导轨，下层横向导轨安装在基座的底座上，下层垂直滑板的下端和下层横向导轨构成横向滑动配合，下层横向阻尼的另一端、下层非线性弹簧的另一端分别固定在下层垂直滑板的一侧板面上，螺钉三安装在基座的侧板上，螺钉三的端部抵靠在下层垂直滑板的另一侧板面上。所述上层非线性弹簧外导套为圆管状且圆管的两端设有端盖，上层非线性弹簧的两端分别自圆管两端的端盖自由穿过。所述下层非线性弹簧外导套的结构和上层非线性弹簧外导套的结构相同。本专利技术的有益效果如下：将被隔振体放置于支撑平板的上表面时，上层垂向平面弹簧与下层垂向平面弹簧都会被压缩，可以通过旋拧螺钉二、螺钉三，使得上层非线性弹簧和下层非线性弹簧处于水平位置。如果被隔振体的质量发生改变时，通过调节垂向移动机构，从而使整个隔振系统重新回到平衡状态。通过选择合适的系统的结构参数和力学参数，结合使用水平移动机构与垂向移动机构，使得系统的刚度为零。当被隔振体在平衡位置附近振动时，系统的固有频率较低，承载能力较大。因此，该隔振系统可以实现低频减振的目标，不仅能减小系统的起始隔振频率，增宽隔振频带宽，而且在特定的频率区域内，隔振性能优于单自由度准零刚度隔振系统。附图说明图1是未加被隔振体时的本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术使用时的结构示意图；图3为本专利技术上层垂向平面弹簧的截面图；图4为上层准零刚度隔振器的竖直阻尼比不同的工况下，两自由度系统与单自由度系统的力传递率曲线对比图；图5为下层垂向平面弹簧与上层垂向平面弹簧的刚度之比不同的工况下，两自由度系统与单自由度系统的力传递率曲线比较图；图6为中间质量块与被隔振体的质量之比不同的工况下，两自由度系统与单自由度系统的力传递率曲线对比图。其中：1、基座；2、下层垂向平面弹簧；3、下层竖直阻尼；4、下层横向导轨；5、下层非线性弹簧；6、下层垂直滑板；7、螺钉三；8、下层非线性弹簧外导套；9、中间质量块；10、下层横向阻尼；11、上层垂向平面弹簧；12、上层竖直阻尼；13、螺钉二；14、上层非线性弹簧外导套；15、上层非线性弹簧；16、上层垂直滑板；17、上层横向阻尼；18、上层横向导轨；19、固定板；20、支撑平板；21、垂向移动机构；22、被隔振体。具体实施方式下面结合附图，说明本专利技术的具体实施方式。如图1-6所示，本实施例的两自由度准零刚度低频隔振装置，包括基座1、上层准零刚度隔振器、下层准零刚度隔振器、支撑平板20、中间质量块9、两个上层水平移动机构、两个下层水平移动机构和垂向移动机构21，支撑平板20水平布置在中间质量块9的上方，支撑平板20用来放置被隔振体22；上层准零刚度隔振器包括上层非线性弹簧15、上层非线性弹簧外导套14和上层垂向平面弹簧11，上层垂向平面弹簧11的上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两自由度准零刚度低频隔振装置，其特征在于：包括基座(1)、上层准零刚度隔振器、下层准零刚度隔振器、支撑平板(20)、中间质量块(9)、两个上层水平移动机构、两个下层水平移动机构和垂向移动机构(21)，支撑平板(20)水平布置在中间质量块(9)的上方，支撑平板(20)用来放置被隔振体(22)；/n上层准零刚度隔振器包括上层非线性弹簧(15)、上层非线性弹簧外导套(14)和上层垂向平面弹簧(11)，上层垂向平面弹簧(11)的上下两端分别垂直固定在支撑平板(20)和中间质量块(9)上，上层非线性弹簧(15)限位在上层非线性弹簧外导套(14)中并可沿上层非线性弹簧外导套(14)的套长方向作限位伸缩移动，上层非线性弹簧(15)为两个且对称分布在支撑平板(20)的两侧，上层非线性弹簧(15)的一端和支撑平板(20)的侧面相连，上层非线性弹簧(15)的另一端和上层水平移动机构相连实现水平可移动调节，上层水平移动机构安装在基座(1)上，垂向移动机构(21)安装在基座(1)上，垂向移动机构(21)带动支撑平板(20)实现上下移动调节；/n下层准零刚度隔振器包括下层非线性弹簧(5)、下层非线性弹簧外导套(8)和下层垂向平面弹簧(2)，下层垂向平面弹簧(2)的上下两端分别垂直固定在中间质量块(9)和基座(1)上，下层非线性弹簧(5)限位在下层非线性弹簧外导套(8)中并可沿下层非线性弹簧外导套(8)的套长方向作限位伸缩移动，下层非线性弹簧(5)为两个且对称分布在中间质量块(9)的两侧，下层非线性弹簧(5)的一端和中间质量块(9)相连，下层非线性弹簧(5)的另一端和下层水平移动机构相连实现水平可移动调节，下层水平移动机构安装在基座(1)上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种两自由度准零刚度低频隔振装置，其特征在于：包括基座(1)、上层准零刚度隔振器、下层准零刚度隔振器、支撑平板(20)、中间质量块(9)、两个上层水平移动机构、两个下层水平移动机构和垂向移动机构(21)，支撑平板(20)水平布置在中间质量块(9)的上方，支撑平板(20)用来放置被隔振体(22)；
上层准零刚度隔振器包括上层非线性弹簧(15)、上层非线性弹簧外导套(14)和上层垂向平面弹簧(11)，上层垂向平面弹簧(11)的上下两端分别垂直固定在支撑平板(20)和中间质量块(9)上，上层非线性弹簧(15)限位在上层非线性弹簧外导套(14)中并可沿上层非线性弹簧外导套(14)的套长方向作限位伸缩移动，上层非线性弹簧(15)为两个且对称分布在支撑平板(20)的两侧，上层非线性弹簧(15)的一端和支撑平板(20)的侧面相连，上层非线性弹簧(15)的另一端和上层水平移动机构相连实现水平可移动调节，上层水平移动机构安装在基座(1)上，垂向移动机构(21)安装在基座(1)上，垂向移动机构(21)带动支撑平板(20)实现上下移动调节；
下层准零刚度隔振器包括下层非线性弹簧(5)、下层非线性弹簧外导套(8)和下层垂向平面弹簧(2)，下层垂向平面弹簧(2)的上下两端分别垂直固定在中间质量块(9)和基座(1)上，下层非线性弹簧(5)限位在下层非线性弹簧外导套(8)中并可沿下层非线性弹簧外导套(8)的套长方向作限位伸缩移动，下层非线性弹簧(5)为两个且对称分布在中间质量块(9)的两侧，下层非线性弹簧(5)的一端和中间质量块(9)相连，下层非线性弹簧(5)的另一端和下层水平移动机构相连实现水平可移动调节，下层水平移动机构安装在基座(1)上。


2.如权利要求1所述的两自由度准零刚度低频隔振装置，其特征在于：所述上层准零刚度隔振器包括上层竖直阻尼(12)，上层竖直阻尼(12)的上下两端分别垂直固定在支撑平板(20)和中间质量块(9)上。


3.如权利要求2所述的两自由度准零刚度低频隔振装置，其特征在于：所述上层准零刚度隔振器包括上层横向阻尼(17)，上层横向阻尼(17)为两个且对称分布在支撑平板(20)的两侧，上层横向阻尼(17)的一端和支撑平板(20)的侧面相连，上层横向阻尼(17)的另一端和上层水平移动机构相连。


4.如权利要求3所述的两自由度准零刚度低频隔振装置，其特征在于：所述下层准零刚度隔振器包括下层竖直阻尼(3)，下层竖直阻尼(3)的上下两端分别垂...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋春芳，嵇雯，刘彦琦，
申请(专利权)人：江南大学，北京市劳动保护科学研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32