[发明专利]一种调节方便的负刚度装置

权利要求书

1.一种调节方便的负刚度装置，其特征在于：包括两套对称布置且铰接相连的预压力弹簧机构，每套预压力弹簧机构均包括弹簧座一(1)、弹簧(2)、弹簧座二(3)、调整螺杆(4)和锁紧螺母(5)，其中弹簧(2)安装于弹簧座一(1)与弹簧座二(3)之间，初始安装时对称布置的两个弹簧(2)的轴线位于同一条直线，且有相同的预压力，弹簧座二(3)滑动连接于弹簧座一(1)内，调整螺杆(4)与弹簧座二(3)螺纹连接，锁紧螺母(5)与调整螺杆(4)螺纹连接，且位于弹簧座二(3)的外端；

弹簧座一(1)的一端与机架(9)铰接，调整螺杆(4)的一端与连接座(6)铰接，连接座(6)用于固定连接待隔振的试件；

初始安装位置机架(9)铰接中心与连接座(6)通孔(61)中心之间的距离为L，两套预压力弹簧机构中弹簧(2)的刚度为k，弹簧(2)的预压缩量为x₀，两套预压力弹簧机构对连接座(6)的压力均为F＝kx₀，当预压力弹簧机构的摆角为时，连接座(6)的垂向位移为：

由于摆角很小，趋于零时，弹簧(2)增加的伸长量为：

因此，两套预压力弹簧机构对连接座(6)的压力仍为F＝kx₀，但方向不在水平直线上，其水平方向分力互相平衡，垂向分力合力为：

由于预压力弹簧机构的摆角极小，趋于零，其负刚度数值为：

由于两套预压力弹簧机构对连接座(6)作用力方向与连接座的位移方向一致，其刚度为负值，式(4)表明，负刚度K与弹簧(2)的预压缩量x₀成正比，增大调整螺杆(4)旋入弹簧座二(3)的深度，x₀减小，隔振系统负刚度数值K减小；减小调整螺杆(4)旋入弹簧座二(3)的深度，x₀增大，隔振系统负刚度数值K增大。

2.根据权利要求1所述的一种调节方便的负刚度装置，其特征在于：弹簧座一(1)包括用于与机架(9)铰接相连的铰接耳板一(11)、与铰接耳板一(11)相连的底座(12)和与底座(12)相连的圆柱筒一(13)，圆柱筒一(13)上设有盲孔(14)；铰接耳板一(11)中心设有销孔，通过销轴(7)、弹性挡圈(8)与机架(9)铰接；弹簧(2)套在圆柱筒一(13)的外部，其一端紧靠所述底座(12)，弹簧(2)可在圆柱筒一(13)的导向作用下自由压缩。

3.根据权利要求2所述的一种调节方便的负刚度装置，其特征在于：弹簧座二(3)包括圆柱筒二(31)，圆柱筒二(31)设有内螺纹通孔(32)，其一端设有台肩(33)和紧固端(34)；其另一端与弹簧座一(1)上的盲孔(14)形成可移动的配合连接，弹簧(2)紧靠台肩(33)。

4.根据权利要求3所述的一种调节方便的负刚度装置，其特征在于：调整螺杆(4)上设置铰接耳板二(41)，调整螺杆(4)的外螺纹与弹簧座二(3)的内螺纹通孔(32)通过螺纹连接，并通过锁紧螺母(5)与紧固端(34)紧密贴合紧固；铰接耳板二(41)上设置销孔，通过销轴(7)、弹性挡圈(8)与连接座(6)铰接。

5.根据权利要求4所述的一种调节方便的负刚度装置，其特征在于：连接座(6)上设置通孔(61)，对称布置的两个调整螺杆(4)分别通过销轴(7)与弹性挡圈(8)对称铰接于连接座(6)上的通孔(61)。

6.根据权利要求4所述的一种调节方便的负刚度装置，其特征在于：连接座(6)设有用于两个铰接耳板二(41)伸入的凹槽。