[发明专利]一种刚度可调的单自由度减振器

说明书

本发明公开一种刚度可调的单自由度减振器。该减振器包括一个六面体气腔壳体、六个活塞杆、六片介电弹性膜和两个涡流阻尼器；在气腔壳体的每个面的中部均开设有一个通孔，在每个通孔处均密封一片介电弹性膜；在气腔壳体内充有压缩空气；六个活塞杆分别正对六个通孔设置，每个活塞杆的一端均与对应的介电弹性膜紧密贴合并固定连接；活塞杆的中心轴与对应的通孔的中心轴线共线；顶部和底部的活塞杆的远离通孔的一端均通过连杆与侧面的活塞杆的远离通孔的一端连接；两个涡流阻尼器分别安装在位于顶部和底部的活塞杆的靠近通孔的一侧，顶部和底部的活塞杆分别穿设在对应的涡流阻尼器的中央。本发明能够有效降低空气弹簧的刚度，并实现刚度可调。

技术领域

本发明涉及机械工程隔振减振技术领域，特别是涉及一种刚度可调的单自由度减振器。

背景技术

减振器是广泛应用于机械、建筑等行业实现减振作用的重要设备。减振器的种类很多，如弹簧减振器、橡胶减振器、阻尼减振器、空气弹簧减振器、磁流变减振器以及各种混合减振器等。空气弹簧以其较强的静负载能力被广泛应用。

众所周知，只有当外界振动的频率w大于减振器固有频率w_n的倍时才能起到减振效果，因此为了适应不同频率的振动，可以通过减小隔振器的固有频率来实现。又由于隔振器的固有频率即可以通过减小隔振器的刚度或增大需要被减振对象的质量来减小隔振器的固有频率。鉴于增大质量m会导致减振器负载增大，因此减小刚度k成了较理想的选择。然而空气弹簧的刚度较大，从而导致其对低频振动的抑制效果有限。

发明内容

本发明的目的是提供一种刚度可调的单自由度减振器，有效降低空气弹簧的刚度，并实现刚度可调。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种刚度可调的单自由度减振器，包括一个六面体气腔壳体、六个活塞杆、六片介电弹性膜和两个涡流阻尼器；在所述气腔壳体的每个面的中部均开设有一个通孔，在每个通孔处均密封一片所述介电弹性膜；在所述气腔壳体内充有压缩空气；六个所述活塞杆分别正对六个所述通孔设置，每个所述活塞杆的一端均与对应的介电弹性膜紧密贴合并固定连接；所述活塞杆的中心轴与对应的通孔的中心轴线共线；位于所述气腔壳体顶部和底部的活塞杆的远离通孔的一端均通过连杆与位于所述气腔壳体侧面的活塞杆的远离通孔的一端连接；两个所述涡流阻尼器分别安装在位于所述气腔壳体顶部的活塞杆的靠近通孔的一侧和位于所述气腔壳体底部的活塞杆的靠近通孔的一侧，位于所述气腔壳体顶部和底部的活塞杆分别穿设在对应的涡流阻尼器的中央。

可选的，每个涡流阻尼器均包括多个第一环形永磁铁、多个第一环形铁片和一个第一铜管；多个所述第一环形永磁铁与多个所述第一环形铁片等间距均匀套设在对应的活塞杆上，所述第一环形永磁铁与所述第一环形铁片间隔设置，且多个所述第一环形永磁铁与对应的活塞杆固定连接；所述第一铜管套设在所述第一环形永磁铁和所述第一环形铁片外部且所述第一铜管固定连接在所述气腔壳体外壁上；每个第一环形永磁铁均为轴向充磁的磁铁，且相邻的两个第一环形永磁铁相斥设置。

可选的，每个位于所述气腔壳体的侧面的活塞杆上均设置有多个第二环形铁片和一个第二铜管；多个所述第二环形铁片等间距均匀套设在对应的活塞杆上且与对应的活塞杆固定连接；所述第二铜管套设在所述第二环形铁片外部且所述第二铜管固定连接在所述气腔壳体外壁上。

可选的，在每个所述第一铜管和所述第二铜管的远离所述气腔壳体的一端均固定安装一个轴承套；所述轴承套内设置有轴承；所述轴承套和所述轴承均套设在对应的活塞杆上。

可选的，每个所述活塞杆均通过端部的活塞与对应的介电弹性膜固定连接。

可选的，所述气腔壳体包括一面开口的六面体气腔外壳和一个气腔端盖；所述气腔端盖通过密封片与所述一面开口的六面体气腔外壳的开口密封连接。