一种新型仿昆虫低频隔振结构制造技术

本发明专利技术属于机械振动控制领域。目的是提供一种仿昆虫低频隔振结构。该结构不仅能够调节隔振器的承载能力和刚度，而且通过非线性刚度和阻尼实现宽带及低频隔振。技术方案是：仿昆虫低频隔振结构，其特征在于：所述低频隔振结构包括通过竖直方向导向结构实现竖直方向相对运动的上底板与下底板、安装在上底板与下底板之间施加恢复力的串联菱形结构以及串接在串联菱形结构上从而对上底板与下底板增加非线性惯性力和非线性阻尼力的水平方向导向结构。构。构。

【技术实现步骤摘要】
一种新型仿昆虫低频隔振结构


[0001]本专利技术属于机械振动控制领域，尤其是涉及一种新型仿昆虫低频隔振结构。

技术介绍

[0002]航天航空、机械工程及船舶舰艇等“上天”“入地”“下海”领域高、精、尖装备与装置在复杂动力学环境下的响应存在频带宽、随机性强及不易控制等瓶颈问题，因此，关于具有宽频带隔振能力的低频隔振结构的研制一直是该领域的研究热点。
[0003]传统的隔振器并不能兼顾隔振带宽和静支撑能力，限制了其在以上领域的应用。近年来，具有宽带响应和高鲁棒性的非线性隔振器件得到了广泛的研究与应用。仿生隔振结构是一种从动物在高速行走下的缓冲能力进行学习，发展而来的一门新兴研究方向。目前主要集中在动物的外骨骼结构的仿生隔振研究。
[0004]蟑螂能快速地改变身体形态，适应外部环境。蟑螂使用坚硬的、有关节的外骨骼快速奔跑，速度接近1.5ms
‑1。外骨骼的强度使蟑螂能够承受300倍于体重的力量，可穿越最小的裂缝和接近900倍于体重的伤害，因而蟑螂的身体结构具有较强的吸能作用，可用于隔振领域。本专利技术另辟蹊径，受蟑螂的快速移动及超强受压能力启发，专利技术一种新型的仿昆虫低频隔振结构，既能适应复杂动力学环境，又能根据几何构型变化维持高性能隔振特性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决上述
技术介绍
的不足，提供一种仿昆虫低频隔振结构。该结构不仅能够调节隔振器的承载能力和刚度，而且通过非线性刚度和阻尼实现宽带及低频隔振。
[0006]本专利技术提供的技术方案是：<br/>[0007]仿昆虫低频隔振结构，其特征在于：所述低频隔振结构包括通过竖直方向导向结构实现竖直方向相对运动的上底板与下底板、安装在上底板与下底板之间施加恢复力的串联菱形结构以及串接在串联菱形结构上从而对上底板与下底板增加非线性惯性力和非线性阻尼力的水平方向导向结构。
[0008]所述竖直方向导向结构包括并联且分别通过轴承可竖直运动地定位在上底板与下底板之间的四根竖直导杆；当隔振结构振动时，可减小其水平方向上的晃动。
[0009]所述串联菱形结构包括一个大菱形和与之串接的两个小菱形；其中大菱形的边长为l且上下对角分别通过铰链连接到上下底板上，两个小菱形分别连接在大菱形下侧的两个边上且每条边的边长为l/4；
[0010]每个小菱形的其中一条边就是所连接的大菱形的一个边的一部分；还有一条边的长度为1/2，其一端铰接在大菱形的一个边的中点上且自身的中点是与相邻边连接的铰接点。
[0011]所述大菱形和两个小菱形的对角线上分别水平安装着弹簧；所述长度为1/2 的边的另一端与所述铰链之间也水平安装着弹簧。
[0012]所述水平方向导向结构包括横向穿插固定在下铰链上的水平导杆、分别与所述水平导杆滑动配合且与所述长度为1/2的边的另一端铰接的滑块。工作时，大菱形变形带动小菱形变形，从而使滑块在水平方向沿导轨滑动。滑块作为惯性元件，将竖直方向的振动通过水平方向的惯性滑块耗散，同时可调节滑块的重量达到更好的隔振效果。
[0013]所述滑块上制作有螺纹孔，可增加负重以改变非线性惯性力和非线性阻尼力。
[0014]所述大菱形、小菱形均由不同长度的杆件铰接形成。
[0015]本专利技术的有益效果是：
[0016]1、该仿生结构通过改变结构参数来调节非线性刚度，以达到更好的隔振效果。载荷能力和工作范围也可以根据杆件的长度、初始角度、弹簧刚度、滑块重量来设计。
[0017]2、水平方向惯性滑块的引入提供非线性阻尼，极大地降低共振频率及峰值。
[0018]3、本专利技术结构简单紧凑，安全可靠。
附图说明
[0019]图1是本专利技术实施例的立体结构示意图。
[0020]图2是本专利技术实施例的主视结构示意图。
[0021]图3是本专利技术实施例的串联菱形结构的结构示意图。
[0022]图4是本专利技术实施例的竖直方向导向结构的立体示意图。
[0023]图5是本专利技术实施例的竖直方向导向结构的剖面示意图。
[0024]图6是本专利技术实施例的水平方向导向结构的立体示意图。
[0025]图7是本专利技术实施例的水平方向导向结构的主视结构示意图。
[0026]图8是图7中的A
‑
A剖视结构示意图。
[0027]附图标记：1、上铰链；2、弹簧；3、杆件；4、上底板；5、竖直导杆；6、滑动轴承；7、下底板；8、螺栓；9、螺母；10、滑块；11、下铰链；12、螺纹孔；13、水平导杆；14、轴承；15、紧定螺钉。
具体实施方式
[0028]以下结合附图所示的实施例进一步说明。
[0029]附图所示的仿昆虫低频隔振结构，包括通过竖直方向导向结构实现竖直方向相对运动的上底板与下底板、安装在上底板与下底板之间且对上底板与下底板施加恢复力的串联菱形结构以及串接在串联菱形结构上从而对上底板与下底板增加非线性惯性力和非线性阻尼力的水平方向导向结构。
[0030]如图3所示，所述串联菱形结构包括弹簧2、杆件3。所述弹簧2、杆件3 设置在上铰链1、下铰链11之间，不同长度的杆件3铰接形成不同大小的菱形，弹簧2安装在菱形的对角线上，均水平放置(图中显示有五条弹簧)。
[0031]所述不同大小的菱形中，其中一个大菱形的边长为l且上下对角分别通过铰链(上铰链1、下铰链11)连接到上下底板上，两个小菱形分别连接在大菱形下侧的两个边上且每条边的边长为l/4。
[0032]每个小菱形的四条边中，其中一条边直接利用了所连接的大菱形的一个边的一部分；还有一条边的长度为1/2，其一端铰接在大菱形的一个边的中点上且自身的中点作为与相邻边连接的铰接点，另一端与滑块铰接并且与下铰链之间安装一弹簧；其余两条边直接
采用较短的杆件。
[0033]如图4和5所示，所述竖直方向导向结构包括上底板4、竖直导杆5、滑动轴承6、下底板7、8螺栓、螺母9。所述滑动轴承6通过8螺栓、螺母9固定到下底板上，竖直导杆5一端固定在上底板4上，另一端竖直往下穿过滑动轴承6从而实现上底板1的竖直方向的振动。
[0034]如图6和7所示，所述水平方向导向结构包括制作有螺纹孔12的滑块10、水平导杆13。所述水平导杆穿过两个滑块和下铰链(两个滑块位于下铰链的两侧)，下铰链通过紧定螺钉15与水平导杆固定，滑块10通过轴承14可在水平导杆13上滑动。滑块上的螺纹孔，可用来增加负重，改变非线性惯性力和非线性阻尼力。
[0035]本专利技术工作原理：
[0036]将本专利技术安装到机械设备上：下底板11固定到机械设备上，在上底板1施加振动。当振动发生时，上底板上下移动，带动串联菱形结构变形。竖直方向：上底板通过竖直导杆5沿着滑动轴承6在竖直方向上振动。水平方向：串联菱形结构变形带动滑块10沿水平导杆13滑动，滑块10作为惯性装置，可通过其螺纹孔12增加负重，以改变载荷能力和工作范围。
[0037]最后，需要注意的是，以上列举的仅是本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.仿昆虫低频隔振机构，其特征在于：所述低频隔振结构包括通过竖直方向导向机构实现竖直方向相对运动的上底板(4)与下底板(7)、安装在上底板与下底板之间且对上底板与下底板施加恢复力的串联菱形机构以及串接在串联菱形机构上从而对上底板与下底板增加非线性惯性力和非线性阻尼力的水平方向导向机构。2.根据权利要求1所述的仿昆虫低频隔振机构，其特征在于：所述竖直方向导向机构包括并联且分别通过轴承可竖直运动地定位在上底板与下底板之间的四根竖直导杆(5)。3.根据权利要求2所述的仿昆虫低频隔振机构，其特征在于：所述串联菱形结构包括一个大菱形和并联后再与大菱形串接的两个小菱形；其中大菱形的边长为l且上下对角分别通过铰链连接到上下底板上，两个小菱形分别连接在大菱形下侧的两个边上且每条边的边长为l/4；每个小菱形的其中一条边就是所连接的大菱形的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗伦伦，凌鹏，严博，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：