准零刚度隔振器制造技术

本发明专利技术提供了一种准零刚度隔振器，包括振动输出部件(1)、传动组件、振动输入部件以及多个弹性部件；所述传动组件的一端可滑动的安装在所述振动输入部件的内部并连接所述弹性部件，传动组件的另一端穿过振动输入部件的顶端延伸到振动输入部件的外部并与振动输出部件(1)连接；振动输入部件的底端为振动输入端，用于与外部振动源相连。本发明专利技术利用弹性部件的弯曲大变形实现准零刚度特性，内部无复杂的负刚度结构及机构，结构简单，对制造精度要求低，零刚度区间大，不需要外部供给能量，方便小型化和轻量化。和轻量化。和轻量化。

【技术实现步骤摘要】
准零刚度隔振器


[0001]本专利技术涉及振动与噪声控制
，具体地，涉及一种准零刚度隔振器。

技术介绍

[0002]精密隔振装置对于高精度设备如光刻机、超高精度空间相机及航天器平台尤为重要。精密隔振装置能够有效隔离高精度设备中的微振动，阻止振动从振动源向外传递。准零刚度隔振器是一类非线性隔振器，具有高静刚度低动刚度的特性。
[0003]目前，准零刚度隔振器常规的设计方法是利用正刚度部件与负刚度部件并联，以实现高静刚度低动刚度的特性。然而，现有的基于正负刚度部件相结合以实现准零刚度隔振器的设计方案，普遍存在三个问题。第一，负刚度部件过于复杂，需要多个零件以特殊的方式连接，并普遍需要借助于外部能量、预紧力才能实现负刚度特性，整体结构难以小型化、轻量化，且总体可靠性较低；第二，现有准零刚度隔振器的零刚度区间普遍过小，导致隔振器在低频范围内只能有效隔离振动量级较低的振动，对于低频大幅度的振动无能为力；第三，正负刚度结合的基本原理对隔振器中正刚度部件及负刚度部件的刚度匹配精度要求过高，而在加工误差及材料误差的影响下，准零刚度部件实际难以真正实现零动刚度特性，导致实际隔振效果大打折扣。
[0004]专利文献CN 106402262 B公开了一种采用矩形永磁铁产生负刚度、弹性囊体提供正刚度的刚度可调的磁性准零刚度隔振器；当负载变化时，控制弹性囊体工作位置不变，弹性囊体由于内部压力发生变化导致其正刚度改变，然后通过调节矩形磁铁的间距使负刚度与正刚度匹配。但其依然是采用了正刚度部件与负刚度部件结合的原理，存在设备复杂，需要外部能量等问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种准零刚度隔振器。
[0006]根据本专利技术提供的一种准零刚度隔振器，包括振动输出部件、传动组件、振动输入部件以及多个弹性部件；
[0007]所述传动组件的一端可滑动的安装在所述振动输入部件的内部并连接所述弹性部件，传动组件的另一端穿过振动输入部件的顶端延伸到振动输入部件的外部并与振动输出部件连接；
[0008]振动输入部件的底端为振动输入端，用于与外部振动源相连。
[0009]优选地，所述传动组件包括连接杆及内滑块；
[0010]所述连接杆的一端与所述振动输出部件紧固相连，所述连接杆的另一端穿过所述振动输入部件的顶端延伸到振动输入部件的内部并与能够在所述振动输入部件内部滑动的内滑块相连。
[0011]优选地，所述弹性部件包括弹性薄板、长轴以及短轴；
[0012]所述弹性薄板横截面在装配状态下为U形结构，所述弹性薄板U型开口侧的一端与
所述长轴紧固连接，所述弹性薄板U型开口侧的另一端与短轴紧固连接；
[0013]所述长轴与所述振动输入部件可转动连接，所述短轴可转动的安装在所述内滑块上。
[0014]优选地，弹性薄板(5)为由平板弹性弯曲而成的U形结构；
[0015]所述弹性薄板(5)自由状态下为平板，弯曲曲率为0；
[0016]所述弹性薄板包括第一平板面、弧形面以及第二平板面；
[0017]第一平板面通过弧形面连接第二平板面，其中，在装配状态下，第一平板面平行于第二平板面；所述第一平板面远离所述弧形面的端部与所述长轴相连，所述第二平板面远离所述弧形面的端部与所述短轴相连。
[0018]优选地，所述第一平板面及第二平板面的弯曲刚度大于弧形面的弯曲刚度。
[0019]优选地，所述内滑块的表面具有凹槽，所述短轴卡入所述凹槽内。
[0020]优选地，所述弹性薄板材料为碳纤维增强复合材料。
[0021]优选地，所述长轴、短轴上开有矩形槽，所述弹性薄板一端插入长轴上的矩形槽中并与所述长轴上的矩形槽粘接，所述弹性薄板另一端插入短轴上的矩形槽中并与所述短轴上的矩形槽粘接。
[0022]优选地，所述振动输入部件为外框架，所述外框架包括顶板、底板、第一侧板以及第二侧板；
[0023]所述顶板上设置有第一通孔；
[0024]所述顶板的内表面和所述底板的内表面上均设置有凹槽；
[0025]所述第一侧板以及第二侧板上均设置有滑槽以及通孔；
[0026]所述连接杆穿过所述第一通孔与所述内滑块相连；
[0027]所述内滑块的两端分别安装在所述第一侧板、第二侧板上的滑槽内，所述内滑块能够沿所述滑槽滑动；
[0028]所述长轴卡入所述顶板内表面凹槽内和/或所述底板内表面凹槽内，并且所述长轴的端部可转动的安装在所述通孔上。
[0029]优选地，所述内滑块的上表面具有平行布置的第一凹槽以及第二凹槽，所述内滑块的下表面具有平行布置的第三凹槽以及第四凹槽；
[0030]所述弹性部件数量为八个，分别命名为第一弹性元件，第二弹性元件、第三弹性元件、第四弹性元件、所述第五弹性元件、第六弹性元件、第七弹性元件、第八弹性元件；所述八个弹性部件的布置如下；所述八个弹性部件的布置如下：
[0031]在所述内滑块的上方设置有第一弹性元件，第二弹性元件、第三弹性元件、第四弹性元件；
[0032]所述第一弹性元件、第二弹性元件所具有的短轴均卡入所述第一凹槽内；
[0033]所述第一弹性元件及所述第二弹性元件所具有的长轴均卡入所述顶板所具有的第五凹槽内，并且第一弹性元件、所述第二弹性元件所具有的长轴的端部分别安装在所述第一侧板、所述第二侧板所具有的第二通孔、第三通孔上；
[0034]所述第三弹性元件、第四弹性元件分别与所述第一弹性元件第二弹性元件沿第一平面对称布置；所述第一平面为所述内滑块的纵剖面；
[0035]所述第五弹性元件、第六弹性元件、第七弹性元件、第八弹性元件分别与所述第一
弹性元件、第二弹性元件、第三弹性元件、第四弹性元件相对于所述内滑块(3)对称。
[0036]优选地，能够通过弹性薄板(5)的长度和/或厚度的调整改变隔振器整体的静刚度。
[0037]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0038]1、本专利技术利用弹性部件的弯曲大变形实现准零刚度特性，内部设置有弹性薄板，无复杂的机构，结构简单，不需要外部供给能量，方便小型化和轻量化。
[0039]2、本专利技术利用弹性薄板在较大的弯曲变形范围内能够保持零刚度特性，隔振器整体具有较大的零刚度区间，可应用于振动量级较大的场合。
[0040]3、本专利技术利用弹性薄板的弯曲大变形实现准零刚度特性，弹性薄板的材料误差及加工误差只会影响其静承载能力，对其在大弯曲状态下的零刚度特性无影响，因此本专利技术对加工制造的要求降低。
附图说明
[0041]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0042]图1为本专利技术整体外观示意图；
[0043]图2为本专利技术整体分解示意图；
[0044]图3为本专利技术外观投影示意图；
[0045]图4(a)为本专利技术剖面示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种准零刚度隔振器，其特征在于，包括振动输出部件(1)、传动组件、振动输入部件以及多个弹性部件；所述传动组件的一端可滑动的安装在所述振动输入部件的内部并连接所述弹性部件，传动组件的另一端穿过振动输入部件的顶端延伸到振动输入部件的外部并与振动输出部件(1)连接；振动输入部件的底端为振动输入端，用于与外部振动源相连。2.根据权利要求1所述的一种准零刚度隔振器，其特征在于，所述传动组件包括连接杆(2)及内滑块(3)；所述连接杆(2)的一端与所述振动输出部件(1)紧固相连，所述连接杆(2)的另一端穿过所述振动输入部件的顶端延伸到振动输入部件的内部并与能够在所述振动输入部件内部滑动的内滑块(3)相连。3.根据权利要求2所述的一种准零刚度隔振器，其特征在于，所述弹性部件包括弹性薄板(5)、长轴(6)以及短轴(7)；所述弹性薄板(5)在装配状态下横截面为U形结构，所述弹性薄板(5)U型开口侧的一端与所述长轴(6)紧固连接，所述弹性薄板(5)U型开口侧的另一端与短轴(7)紧固连接；所述长轴(6)与所述振动输入部件可转动连接，所述短轴(7)可转动的安装在所述内滑块(3)上。4.根据权利要求3所述的一种准零刚度隔振器，其特征在于，弹性薄板(5)为由平板弹性弯曲而成的U形结构；所述弹性薄板(5)自由状态下为平板，弯曲曲率为0；所述弹性薄板(5)包括第一平板面、弧形面以及第二平板面；第一平板面通过弧形面连接第二平板面，其中，在装配状态下，第一平板面平行于第二平板面；所述第一平板面远离所述弧形面的端部与所述长轴(6)相连，所述第二平板面远离所述弧形面的端部与所述短轴(7)相连。5.根据权利要求3所述的一种准零刚度隔振器，其特征在于，所述内滑块(3)的表面具有凹槽，所述短轴(7)卡入所述凹槽内。6.根据权利要求3所述的一种准零刚度隔振器，其特征在于，所述弹性薄板(5)材料为碳纤维增强复合材料。7.根据权利要求3所述的一种准零刚度隔振器，其特征在于，所述长轴(6)、短轴(7)上开有矩形槽，所述弹性薄板(5)一端插入长轴(6)上的矩形槽中并与所述长轴(6)上的矩形槽粘接，所述弹性薄板(5)另一端插入短轴(7)上的矩形槽中并与所述短轴(7)上的矩形槽粘接。8.根据权利要求3所述的一种准零刚度隔振器，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昊，邓泽华，李奇，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：