【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种非线性惯容装置，属于非线性振动控制系统。
技术介绍
1、惯容是一种与两端点相对加速度相关的振动控制元件，相比于传统减振、隔振系统，惯容能够实现惯性的灵活调整和频率的调节，而且具有在改变结构惯性的同时基本不改变结构的物理质量、还可提高惯容系统中消能器的耗能效率等优点。常见的惯容结构有丝杠-螺母结构、齿轮系增速结构、油缸马达结构等，这些结构的惯容系数(相当于质量、转动惯量等惯性参数)大多数情况下是恒定不变的，部分学者通过不同的惯容布置结构实现了惯容系数可变的特性，但其特性改变受制于具体结构，无法严格满足具体的要求，一般情况下只能近似满足。因此，为了解决这一问题，需要设计一种新型惯容装置，该装置能够严格实现特定的惯容特性要求。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提出了一种非线性惯容装置，通过设计移动凸轮的外廓母线形状，可以产生与凸轮振动位移相关惯容特性，实现丰富的非线性惯容特性。
2、本专利技术的非线性惯容装置，包括
3、移动凸轮，所述移动凸轮为回转体结构，其外廓母线为曲线、多段斜率不同直线的组合或直线与曲线的组合；
4、箱形底座，所述箱形底座设置于移动凸轮下方；
5、支撑弹簧，所述支撑弹簧安装于移动凸轮和箱形底座之间；
6、阻尼器，所述阻尼器对称设置于支撑弹簧两侧；
7、惯容结构，所述惯容结构位于箱形底座内部；
8、摆动推杆，所述摆动推杆对称布置于移动凸轮两侧，且摆动推杆上端
9、进一步地，所述移动凸轮上方安装有振动物体或被隔振物体；所述移动凸轮内部为中空结构，且设置有中空圆孔；所述移动凸轮顶部设置有阶梯孔。
10、进一步地，所述箱形底座为中空箱形结构；所述箱形底座顶部中央设置有第二沉头座；所述第二沉头座两侧分别设置有第四螺纹孔；所述耳板固定于箱形底座顶部两侧，且耳板顶部开设有第二销孔。
11、进一步地，所述支撑弹簧上端通过上弹簧座支撑移动凸轮；所述上弹簧座的外廓为短圆柱面，且上弹簧座的短圆柱面与移动凸轮的中空圆孔间隙配合；所述上弹簧座中央设置有第一沉头座；所述第一沉头座两侧开设有光孔；所述第一沉头座与第二沉头座正对设置，且支撑弹簧安装于第一沉头座和第二沉头座之间。
12、进一步地，所述移动凸轮的阶梯孔、所述箱形底座的第四螺纹孔及所述上弹簧座的光孔位于同一轴心；所述阻尼器的下端部通过螺纹安装于第四螺纹孔中，阻尼器的活塞杆上端穿过上弹簧座的光孔并伸入至阶梯孔中，且活塞杆端部通过螺母与上弹簧座及移动凸轮形成固定连接；阻尼器的活塞杆的上端通过螺纹和螺母使阻尼器的活塞杆、移动凸轮、上弹簧座形成固定连接，且螺母位于阶梯孔内，保证移动凸轮的上顶面为平整平面；阻尼器的下端通过第四螺纹孔固定于箱形底座顶部。
13、进一步地，所述惯容结构位于箱形底座的内部方孔中；
14、所述惯容结构包括飞轮壳，及安装于飞轮壳内部的飞轮，及贯穿安装于飞轮中的滚珠丝杠，及分别设置于飞轮壳左侧和滚珠丝杠右侧的连接耳座；所述滚珠丝杠与所述飞轮形成滚动螺旋机构；
15、所述飞轮壳呈侧凸字形结构，且其一端安装有端盖，其另一端向外延伸，并与左侧的连接耳座固定连接；所述飞轮壳靠近端盖一侧端部固定安装有挡环；所述挡环与端盖之间还安装有两扇形卡键；
16、所述飞轮壳中安装有第一轴承座；所述端盖中间安装有第二轴承座；所述第一轴承座和第二轴承座正对设置，且飞轮与第一轴承座之间及飞轮与第二轴承座之间对称安装有推力轴承；
17、所述飞轮壳靠近端盖一侧设置有环形槽；两所述扇形卡键嵌装于环形槽中；所述扇形卡键的扇形两侧面的夹角小于180°；
18、所述挡环通过螺钉固定于飞轮壳端部，且飞轮壳端部设置有用于安装螺钉的第二螺纹孔；；所述挡环设置有外圆面和第二端面；所述挡环的外圆面与扇形卡键的内环面为间隙配合；所述挡环的第二端面与端盖的有第一端面之间留有间隙；
19、所述连接耳座一端设置有第一销孔，其另一端设置有外螺纹；左侧的所述连接耳座与飞轮壳端部的第一螺纹孔螺纹连接；右侧的所述连接耳座与滚珠丝杠端部的第三螺纹孔螺纹连接；
20、所述滚珠丝杠一端伸入至飞轮壳中，其另一端通过右侧的连接耳座与右弹簧座固定连接；所述右弹簧座和端盖之间安装有预压缩弹簧；所述预压缩弹簧套设于滚珠丝杠外侧；
21、惯容结构左端的连接耳座通过外螺纹固定于飞轮壳的第一螺纹孔，右端的连接耳座通过外螺纹、滚珠丝杠的第三螺纹孔将右弹簧座固定于滚珠丝杠端部；在飞轮壳和端盖上分别设置第一轴承座和第二轴承座，两个推力轴承安装于飞轮的两端及第一轴承座、第二轴承座之间；
22、飞轮壳设置环形槽，两个扇形角小于180°的扇形卡键嵌于环形槽内，用于承受飞轮作用到端盖的轴向载荷；挡环通过螺钉、飞轮壳上的第二螺纹孔固定于飞轮壳端部；挡环设置外圆面，且外圆面与扇形卡键的内环面相配合，防止扇形卡键脱落；端盖的第一端面与挡环的第二端面有一定间隙，避免承受飞轮作用到端盖的轴向载荷传递给挡环。
23、进一步地，所述滚动轴承通过销轴安装于摆动推杆的上部销孔中，形成活动铰链；所述耳板的第二销孔通过销轴与摆动推杆的中部销孔形成固定铰链；所述连接耳座的第一销孔通过销轴与摆动推杆的下部销孔形成活动铰链。
24、再进一步地，所述滚动轴承与移动凸轮的外廓母线紧密接触，通过设置预压缩弹簧，经摆动推杆传导，保证了滚动轴承与移动凸轮的紧密接触。
25、与现有技术相比较，本专利技术的非线性惯容装置，凸轮垂向振动时，通过摆动推杆、惯容结构的滚珠丝杠使飞轮产生旋转运动，形成惯容效应；由于移动凸轮的外廓母线可为直线、斜率不同的分段直线、曲线或直线与曲线组合而成，可实现不同的惯容特性，通过设计移动凸轮的外廓母线形状，可以产生与凸轮振动位移相关惯容特性，得到预期的惯容特性，实现丰富的非线性惯容特性。
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1.一种非线性惯容装置，其特征在于：包括
2.根据权利要求1所述的非线性惯容装置，其特征在于：所述移动凸轮上方安装有振动物体或被隔振物体；所述移动凸轮内部为中空结构，且设置有中空圆孔；所述移动凸轮顶部设置有阶梯孔。
3.根据权利要求1所述的非线性惯容装置，其特征在于：所述箱形底座为中空箱形结构；所述箱形底座顶部中央设置有第二沉头座；所述第二沉头座两侧分别设置有第四螺纹孔；所述耳板固定于箱形底座顶部两侧，且耳板顶部开设有第二销孔。
4.根据权利要求1所述的非线性惯容装置，其特征在于：所述支撑弹簧上端通过上弹簧座支撑移动凸轮；所述上弹簧座的外廓为短圆柱面，且上弹簧座的短圆柱面与移动凸轮的中空圆孔间隙配合；所述上弹簧座中央设置有第一沉头座；所述第一沉头座两侧开设有光孔；所述第一沉头座与第二沉头座正对设置，且支撑弹簧安装于第一沉头座和第二沉头座之间。
5.根据权利要求1所述的非线性惯容装置，其特征在于：所述移动凸轮的阶梯孔、所述箱形底座的第四螺纹孔及所述上弹簧座的光孔位于同一轴心；所述阻尼器的下端部通过螺纹安装于第四螺纹孔中，阻尼器的活塞杆
6.根据权利要求1所述的非线性惯容装置，其特征在于：所述惯容结构位于箱形底座的内部方孔中；
7.根据权利要求1所述的非线性惯容装置，其特征在于：所述滚动轴承通过销轴安装于摆动推杆的上部销孔中，并形成活动铰链；所述耳板的第二销孔通过销轴与摆动推杆的中部销孔形成固定铰链；所述连接耳座的第一销孔通过销轴与摆动推杆的下部销孔形成活动铰链。
8.根据权利要求1或7所述的非线性惯容装置，其特征在于：所述滚动轴承与移动凸轮的外廓母线紧密接触。
...【技术特征摘要】
1.一种非线性惯容装置，其特征在于：包括
2.根据权利要求1所述的非线性惯容装置，其特征在于：所述移动凸轮上方安装有振动物体或被隔振物体；所述移动凸轮内部为中空结构，且设置有中空圆孔；所述移动凸轮顶部设置有阶梯孔。
3.根据权利要求1所述的非线性惯容装置，其特征在于：所述箱形底座为中空箱形结构；所述箱形底座顶部中央设置有第二沉头座；所述第二沉头座两侧分别设置有第四螺纹孔；所述耳板固定于箱形底座顶部两侧，且耳板顶部开设有第二销孔。
4.根据权利要求1所述的非线性惯容装置，其特征在于：所述支撑弹簧上端通过上弹簧座支撑移动凸轮；所述上弹簧座的外廓为短圆柱面，且上弹簧座的短圆柱面与移动凸轮的中空圆孔间隙配合；所述上弹簧座中央设置有第一沉头座；所述第一沉头座两侧开设有光孔；所述第一沉头座与第二沉头座正对设置，且支撑弹簧安装于第一沉头座和第二沉头...
【专利技术属性】
技术研发人员：申永军，邢士博，马修远，王兰，蔡承才，温少芳，李向红，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：
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