[发明专利]一种电磁式正负刚度并联低频隔振装置

说明书

本发明公开了一种电磁式正负刚度并联低频隔振装置，包括基础平台、电磁悬浮平台、若干个支架、顶尖式负刚度机构和外部电源，所述电磁悬浮平台与所述基础平台固定连接，若干个支架沿所述电磁悬浮平台轴向均布且与所述基础平台固定连接，所述电磁悬浮平台与每个所述支架之间均设有一所述顶尖式负刚度机构，所述电磁悬浮平台与所述外部电源电连接。本发明结构简单，刚度在线可调，无摩擦因而系统阻尼低，能够实现低固有频率，可以对竖直方向上的微振动进行抑制和隔离，适应不同的场合，可以有效的衰减大频段范围内的微振动，为微振动环境下的精密加工与测量设备提供可靠的保障。

技术领域

本发明涉及低频振动隔离与抑制装置技术领域，特别是涉及一种电磁式正负刚度并联低频隔振装置。

背景技术

大多数情况下，采用隔振系统隔离振源振动是降低振动危害的唯一手段。振动隔离系统主要包括被动和主动两类。常用被动隔振器(例如橡胶隔振器、双层隔振器)都是典型的线性隔振系统。这类隔振装置在激励频率高于系统固有频率1.4倍的可隔振频段内能够获得良好的振动衰减率，但对于频率低于可隔振频带的低频振动，隔振系统无法进行有效的控制，甚至还有可能因为隔振器共振而激发出更大的振动。通过结构优化的方式降低系统刚度，虽然会提高系统对低频振动的隔振能力，也同时会增大被隔振对象的静位移，不利于被隔振对象保持稳定工作。另外，受结构设计和加工工艺的制约，结构优化方法只能有限地提升系统的隔振性能。

主动隔振是采用反馈的方式，将传感器接器采集到的状态信号，转换成电信号，传输给作动器，作动器输出相反方向的力，以抵消振动。主动隔振可以减少低频和高频振动，特别是对于低频段的隔振效果远好于被动隔振，但是结构复杂，维护困难，造价较贵。

中国专利公开号为CN 105972147 A，专利名称为正负刚度可调的准零刚度隔振平台，可较好的解决制约传统隔振系统的固有矛盾，即低频振动传递率与高频振动衰减率的矛盾。但是由于其正负刚度均由机械弹簧提供，一旦安装完毕，整个机构的刚度便无法在线调节；同时，由于轴承的采用，增大了系统的阻尼，不利于超低频隔振。

发明内容

本发明的目的是提供一种电磁式正负刚度并联低频隔振装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现低固有频率和刚度实时在线调节，同时具有较低的阻尼，可以对竖直方向上的微振动进行抑制和隔离。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种电磁式正负刚度并联低频隔振装置，包括基础平台、电磁悬浮平台、若干个支架、顶尖式负刚度机构和外部电源，所述电磁悬浮平台与所述基础平台固定连接，若干个支架沿所述电磁悬浮平台轴向均布且与所述基础平台固定连接，所述电磁悬浮平台与每个所述支架之间均设有一所述顶尖式负刚度机构，所述电磁悬浮平台与所述外部电源电连接。

优选地，所述电磁悬浮平台包括轴支座、中心轴、线圈套筒、第一挡圈、第二挡圈、第一电磁线圈、第二电磁线圈、第一永磁体和第二永磁体，所述中心轴的下端伸入所述轴支座的内部并与所述轴支座固定连接，所述轴支座与所述基础平台固定连接，所述线圈套筒套设于所述中心轴的上侧，所述线圈套筒的内壁上自下而上依次设有所述第一电磁线圈和所述第二电磁线圈，所述第一挡圈、所述第一永磁体、所述第二永磁体和所述第二挡圈自下而上依次套设于所述中心轴上并位于所述线圈套筒的内部，所述第一永磁体和所述第二永磁体通过所述第一挡圈和所述第二挡圈与所述中心轴固定连接。

优选地，所述第一电磁线圈和所述第二电磁线圈之间电连接并在轴向上具有间隙，所述第一电磁线圈和所述第二电磁线圈与外部电源电连接，通过所述第一电磁线圈和所述第二电磁线圈的电流大小相等，方向相反。

优选地，所述第一永磁体和所述第二永磁体相互接触，所述第一永磁体和所述第二永磁体相互排斥，所述第一电磁线圈和所述第二电磁线圈的内径大于所述第一永磁体和所述第二永磁体的外径。