一种封装式恒准零刚度隔振器制造技术

本发明专利技术提供了一种封装式恒准零刚度隔振器，包括固定外壳、上弹性架、下弹性架、压缩杆及中间块；所述固定外壳为箱体形结构，其顶部开设有上下贯通的导向孔；所述下弹性架为具有竖直方向伸缩的弹性结构；所述上弹性架为具有竖直方向伸缩的弹性结构；所述压缩杆为偶数个，两两相对的设于所述中间块周围；在初始位置时，所述压缩杆与所述中间块抵接的一端高于所述铰接部，在所述待隔振工件的压力下发生屈曲变形，并绕铰接部旋转到水平位置后达到最佳工作位。本发明专利技术中的隔振器，结构简单、体积小、附加质量小，承载能力大，可调节以适用于不同质量，在整个行程范围内都可以实现准零刚度，且可以根据实际工程要求定量设计参数。且可以根据实际工程要求定量设计参数。且可以根据实际工程要求定量设计参数。

【技术实现步骤摘要】
一种封装式恒准零刚度隔振器


[0001]本专利技术属于低频或超低频隔振器领域，具体涉及一种封装式恒准零刚度隔振器。

技术介绍

[0002]准零刚度减振器，是将负刚度元件与正刚度原件并联，从而在静平衡位置实现零刚度特性。对比传统的线性隔振器(有效隔振频率大于倍的自然频率，隔振频带范围较窄)，准零刚度隔振器的提出，实现高静态刚度和低动态刚度的特性，有较大承载力的同时，结构变形小，隔振频带加宽。根据负刚度结构类型不同，准零刚度隔振器的类型也不同。
[0003]高精度航天器、精密仪器设备等需要在支持物体重力的情况下，隔离来自地面的微振动。因此要求实验的隔振设备可以支撑大质量物体，且无较大附加质量，并且实现接近零频的隔振。除此之外，隔振设备的阻尼应当较低，不影响被测结构的阻尼特性。为了满足以上要求，隔振器需要具有高静刚度来承载荷载而不产生大变形，同时具有低动刚度模拟自由边界条件，并且最大可能性地降低系统的固有频率来增加隔振范围。现有的隔振器在低频范围内承载量较小，准零刚度行程短，附加质量和阻尼较大，无法满足航天器地面实验中的自由边界要求。

技术实现思路

[0004]为了解决现有准零刚度隔振器承载力小、附加质量大、阻尼较大，且结构复杂，只能在平衡位置实现准零刚度等缺点，本专利技术提供了一种封装式恒准零刚度隔振器。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案实现的。
[0006]一种封装式恒准零刚度隔振器，包括固定外壳、上弹性架、下弹性架、压缩杆及中间块；所述固定外壳为箱体形结构，其顶部开设有上下贯通的导向孔；所述下弹性架为具有竖直方向伸缩的弹性结构，设于所述固定外壳内并与其底部固定连接；所述上弹性架为具有竖直方向伸缩的弹性结构，其下部设于所述固定外壳内，上部与所述导向孔配合连接并可自由上下移动，所述上弹性架的上部同时用于承接待隔振工件；所述中间块设于所述上弹性架与所述下弹性架之间，并且与所述固定外壳固定连接；所述压缩杆为偶数个，两两相对的设于所述中间块周围，并且所述压缩杆的一端为铰接部且与所述固定外壳内部铰接，另一端同时与所述中间块的侧面、所述上弹性架的下侧及所述下弹性架的上侧抵接；在初始位置时，所述压缩杆与所述中间块抵接的一端高于所述铰接部，在所述待隔振工件的压力下发生屈曲变形，并绕铰接部旋转到水平位置后达到最佳工作位。
[0007]进一步，所述封装式恒准零刚度隔振器还包括调节螺母；所述中间块包括上连接杆及下连接杆，所述上连接杆的端部设有与所述调节螺母相适配的螺纹，所述下连接杆穿过所述下弹性架与所述固定外壳底部固定连接，所述上连接杆穿过所述上弹性架后旋合有所述调节螺母。
[0008]进一步，所述上弹性架包括上架顶板、上架底板、上架导杆及第一线性弹簧；所述上架顶板与所述上架底板上下间隔且水平布置；所述上架顶板与所述上架底板中部分别开
设有上下贯通的第一过孔及第二过孔，所述上连接杆从所述第二过孔及所述第一过孔穿过；所述上架顶板的周侧与所述导向孔配合连接；所述上架导杆为3至6个，设于所述上架顶板与所述上架底板之间；所述上架顶板设有与所述上架导杆相适配的上限位孔，所述上架导杆下端固定连接于所述上架底板，上端插入所述上限位孔中；所述上架导杆外均套设有所述第一线性弹簧。
[0009]进一步，所述下弹性架包括下架顶板、下架底板、下架导杆及第二线性弹簧；所述下架顶板与所述下架底板上下间隔且水平布置；所述下架底板固定连接于所述固定外壳；所述下架顶板中部开设有上下贯通的第三过孔，所述下连接杆从所述第三过孔穿过；所述下架导杆为3至6个，设于所述下架顶板与所述下架底板之间；所述下架底板设有与所述下架导杆相适配的下限位孔，所述下架导杆上端固定连接于所述下架顶板，下端插入所述下限位孔中；所述下架导杆外均套设有第二线性弹簧。
[0010]进一步，所述中间块外侧设有在竖直平面内的弧形凹槽结构，所述压缩杆的端部置于所述弧形凹槽内并可在其限位下上下移动，所述弧形凹槽所在的弧形曲线的曲率半径小于所述压缩杆绕其铰接部转动的回转半径，所述弧形凹槽结构的最凹处与所述铰接部处于同一水平位置。
[0011]进一步，所述弧形曲线满足：
[0012][0013]其中，
[0014]E
‑
杨氏模量，
[0015]S
‑
所述压缩杆截面积，
[0016]l0‑
所述压缩杆初始长度，
[0017]d
‑
所述压缩杆的铰接端到所述弧形凹槽最凹处水平方向上长度，
[0018]h
‑
所述压缩杆在中间块端距离所述弧形凹槽最凹处的高度值，
[0019]y0‑
所述截面曲线6相对应的水平方向上的位置，
[0020]α
‑
根据实际工况要求给定的一个刚度量，为一常数。
[0021]进一步，所述压缩杆包括压头及杆体，所述压头的一端与所述杆体固定连接为一体，另一端的中部与所述中间块的侧面抵接、上部与所述上弹性架的下侧抵接、下部与所述下弹性架的上侧抵接。
[0022]进一步，所述压头与所述中间块、所述上弹性架及所述下弹性架抵接的部位各设有一个滚珠。
[0023]进一步，所述上弹性架下表面设有第一沟槽，所述下弹性架上表面设有第二沟槽，所述第一沟槽用于对所述压头上部的所述滚珠形成限位，所述第二沟槽用于对所述压头下部的所述滚珠形成限位。
[0024]本专利技术的有益效果是：与现有准零刚度隔振器相比隔振范围广，结构简单、体积小、附加质量小，承载能力大，可调节以适用于不同质量，在整个行程范围内都可以实现准零刚度，具有大行程隔振缓冲的效果，且可以根据实际工程要求定量设计参数。
[0025]另外，本专利技术采用了双层弹性体形成恒准零刚度结构，隔振缓冲效果更好，而且整体呈封装式结构，整体性好，同时可以大大提高产品的使用寿命。
附图说明
[0026]图1为本专利技术公开的一种封装式恒准零刚度隔振器的具体实施例的剖视结构示意图；
[0027]图2为图1所示具体实施例中隐去所述固定壳体后的立体结构示意图；
[0028]图3为所述中间块的一种具体实施例的结构示意图；
[0029]图4为所述上弹性架的一种具体实施方式的结构示意图；
[0030]图5为所述下弹性架的一种具体实施方式的结构示意图；
[0031]图6为所述压缩杆的一种具体实施方式的结构示意图；
[0032]图7为图1所示具体实施例的局部截面结构示意图；
[0033]图8、图9为所述弧形凹槽结构的弧形曲线示意图。
[0034]其中，图中的件号表示为：
[0035]1、固定外壳，2、上弹性架，3、下弹性架，4、压缩杆，5、中间块，6、调节螺母，11、导向孔，21、上架顶板，22、上架底板，23、上架导杆，24、第一线性弹簧，25、第一过孔，26、第二过孔，27、上限位孔，28、第一沟槽，31、下架顶板，32、下架底板，33、下架导杆，34、第二线性弹簧，3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种封装式恒准零刚度隔振器，其特征在于，包括固定外壳、上弹性架、下弹性架、压缩杆及中间块；所述固定外壳为箱体形结构，其顶部开设有上下贯通的导向孔；所述下弹性架为具有竖直方向伸缩的弹性结构，设于所述固定外壳内并与其底部固定连接；所述上弹性架为具有竖直方向伸缩的弹性结构，其下部设于所述固定外壳内，上部与所述导向孔配合连接并可自由上下移动，所述上弹性架的上部同时用于承接待隔振工件；所述中间块设于所述上弹性架与所述下弹性架之间，并且与所述固定外壳固定连接；所述压缩杆为偶数个，两两相对的设于所述中间块周围，并且所述压缩杆的一端为铰接部且与所述固定外壳内部铰接，另一端同时与所述中间块的侧面、所述上弹性架的下侧及所述下弹性架的上侧抵接；在初始位置时，所述压缩杆与所述中间块抵接的一端高于所述铰接部，在所述待隔振工件的压力下发生屈曲变形，并绕铰接部旋转到水平位置后达到最佳工作位。2.根据权利要求1所述的一种封装式恒准零刚度隔振器，其特征在于，所述封装式恒准零刚度隔振器还包括调节螺母；所述中间块包括上连接杆及下连接杆，所述上连接杆的端部设有与所述调节螺母相适配的螺纹，所述下连接杆穿过所述下弹性架与所述固定外壳底部固定连接，所述上连接杆穿过所述上弹性架后旋合有所述调节螺母。3.根据权利要求2所述的一种封装式恒准零刚度隔振器，其特征在于，所述上弹性架包括上架顶板、上架底板、上架导杆及第一线性弹簧；所述上架顶板与所述上架底板上下间隔且水平布置；所述上架顶板与所述上架底板中部分别开设有上下贯通的第一过孔及第二过孔，所述上连接杆从所述第二过孔及所述第一过孔穿过；所述上架顶板的周侧与所述导向孔配合连接；所述上架导杆为3至6个，设于所述上架顶板与所述上架底板之间；所述上架顶板设有与所述上架导杆相适配的上限位孔，所述上架导杆下端固定连接于所述上架底板，上端插入所述上限位孔中；所述上架导杆外均套设有所述第一线性弹簧。4.根据权利要求2所述的一种封装式恒准零刚度隔振器，其特征在于，所述下弹性架包括下架顶板、下架底板、下架导杆及第二线性弹簧；所述下架顶板与所述下架底板上下间隔且...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓滢，周春燕，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：