【技术实现步骤摘要】
本方案属于低频隔振，具体涉及一种具有连续准零刚度特性的低频隔振装置。
技术介绍
1、隔离不良振动在许多工程结构和精密设备中具有非常重要的意义。特别是在轨卫星、光学元件和太空望远镜的微振动隔离一直是一个挑战。从被动隔振的角度来看，最常用的方法之一是利用传统的线性无源减振器来隔离振动，但线性无源隔振器只有频率比固有频率大20.5倍的振动才能有效地隔离。为了获得更佳的隔振性能，隔离器可以通过减小刚度来降低共振频率，但结构的承载能力也会随之降低，导致其在无法支撑被隔离物体自身的负载。因此，直接采用近线性的低刚度系统是无法实现超低频隔离振动。
2、为了克服这一缺点，研究人员试图设计具有非线性特性的隔离器，以提高超低频隔振性能。对于隔振或抑制，理想的刚度不仅需要能够承受较大的静态有效载荷，而且具有极低的动态刚度，即高静低动力刚度特性的准零刚度(quasi-zero stiffness,qzs)。从力-位移曲线上观察讲，qzs就是曲线上的一个准平台区间，这表明了力在这个位移范围几乎保持不变。准零刚度能够实现良好的低频隔振，而不影响承载能力，从而解决了负载和低频隔振之间的矛盾。
3、传统的非线性隔离器一般只能在小范围隔离质量下实现最佳隔离性能，但是很多时候在工程中隔离目标的质量是随机变化的，比如手术转移床在运输过程中通常受到来自救护车或道路的机械振动，容易对患者造成不可逆的损伤，尤其是脑损伤患者和尚未发育完全的新生儿。使用手术转移床的患者不确定，每个患者的体重不同，但基本在一个范围内。目前应对隔离目标质量在某个较大范围内
技术实现思路
1、本方案旨在克服现有技术中的至少一种缺陷，提供一种具有连续准零刚度特性的低频隔振装置，用于解决有效载荷范围窄且仅可以作为一个单一的隔振器的问题。
2、为了解决上述技术问题，采取下述技术方案：
3、一种具有连续准零刚度特性的低频隔振装置，包括竖直阵列分布的多层隔振单元，每层隔振单元包括水平阵列分布的多个单胞。每个单胞包括水平设置的第一平台和第二平台、以及设置于第一平台与第二平台之间的第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧和四组连杆。单胞具有竖直的中心轴，四组连杆绕单胞的中心轴等角度分布，每组连杆包括一端相互铰接形成关节的第一斜杆和第二斜杆，第一斜杆的另一端铰接于第一平台，第二斜杆的另一端铰接于第二平台。第一弹簧水平设置，其两端分别连接至相对的两组连杆的关节处。第二弹簧竖直设置，其两端分别连接至第一平台中心和第二平台中心。第三弹簧同轴设置于第二弹簧外，其一端连接第二平台、另一端自由。每层隔振单元具有不同的单胞参数，使低频隔振装置具有连续准零刚度特性；所述单胞参数包括第一弹簧的长度l1和刚度k1、第二弹簧的刚度k2以及第三弹簧的长度l3和刚度k3。
4、本方案提出并实现了一种超强适应性的低频隔振装置，它由板、杆和线性弹簧三种机械元素组成。通过串联和并联机械单胞实现了一个广阔的力学行为设计空间，单胞参数不同的各层组成的隔振装置具有连续有效载荷的qzs特性，在某个较大范围内随机变化的隔离质量均具有卓越的低频隔振性能。实验证明，在较宽的隔振质量范围内，隔振装置可以实现低频隔振。需要注意的是，当层数足够多时，qzs区域会进一步加宽，即qzs的有效载荷范围扩大，因此只要一个隔振装置就能在一定宽范围内有效隔离具有随机质量的物体。现场快逆向设计的策略为满足各种苛刻的隔离要求给出了快速的解决方案。
5、在各层隔振单元的第一弹簧的长度l1相同的情况下，由上至下顺序设置的第1～3层隔振单元的第一弹簧的刚度优选满足：k11＜k12＜k13且k12＜k13＜2k11；更优选满足：k11:k12:k13＝186:260:306；最优选满足：k11＝0.186n/mm，k12＝0.260n/mm，k13＝0.306n/mm。
6、在各层隔振单元的第二弹簧的长度l2相同的情况下，由上至下顺序设置的第1～3层隔振单元的第二弹簧的刚度优选满足：3k22＜3k23＜k21且4k22＜k21＜4k23；更优选满足：k21:k22:k23＝220:45:73；最优选满足：k21＝0.220n/mm，k22＝0.045n/mm，k23＝0.073n/mm。
7、在各层隔振单元的第三弹簧的刚度k3相同的情况下，由上至下顺序设置的第1～3层隔振单元的第三弹簧的长度优选满足：l31＞l32＞l33且2l32＞2l33＞l31；更优选满足：l31:l32:l33＝28:24:18；最优选满足：l31＝28mm，l32＝24mm，l33＝18mm。
8、本方案与现有技术相比较有如下有益效果：本方案通过特定结构和参数的单胞的串联和并联，可以实现连续范围准零刚度有效载荷的低频隔振。
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1.一种具有连续准零刚度特性的低频隔振装置，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的具有连续准零刚度特性的低频隔振装置，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的具有连续准零刚度特性的低频隔振装置，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的具有连续准零刚度特性的低频隔振装置，其特征在于，
5.根据权利要求1～4任一项所述的具有连续准零刚度特性的低频隔振装置，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的具有连续准零刚度特性的低频隔振装置，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的具有连续准零刚度特性的低频隔振装置，其特征在于，
8.根据权利要求1～4任一项所述的具有连续准零刚度特性的低频隔振装置，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的具有连续准零刚度特性的低频隔振装置，其特征在于，
10.根据权利要求9所述的具有连续准零刚度特性的低频隔振装置，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种具有连续准零刚度特性的低频隔振装置，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的具有连续准零刚度特性的低频隔振装置，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的具有连续准零刚度特性的低频隔振装置，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的具有连续准零刚度特性的低频隔振装置，其特征在于，
5.根据权利要求1～4任一项所述的具有连续准零刚度特性的低频隔振装置，其特征在于，
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