[发明专利]可调式超低频准零刚度隔振器

说明书

本发明涉及一种可调式超低频准零刚度隔振器，属于隔振器领域，其包括外壳，外壳内设置有第一圆筒，第一圆筒呈上端封闭下端开口的圆筒状，第一圆筒的上端水平设置，用以承载被隔振设备，第一圆筒的外侧均匀设置有若干负刚度机构，负刚度机构的数量大于两个，负刚度机构的一端与外壳的内壁固定连接，其另一端安装于水平固定设置于外壳的内壁上的第二连接杆上，第二连接杆朝向第一圆筒的中心轴设置，且负刚度机构的另一端通过第一连接杆与第一圆筒连接，第一连接杆的两端分别与第一圆筒和负刚度机构铰接，第一圆筒内设置有正弹簧，正弹簧的上端与第一圆筒的上端固定连接，正弹簧的下端通过升降装置与外壳的底部连接。本发明具有更宽的零刚度范围。

技术领域

本发明涉及振动控制领域，特别涉及一种可调式超低频准零刚度隔振器。

背景技术

振动控制对结构的安全性，加工精度和人体健康有着重要的影响。长期以来，由于设计低或超低的隔振器很难隔离或减轻低频振动，低频或超低频率的振动控制一直是一个难题。

而负刚度机构为设计低刚度甚至零刚度的隔振器提供了契机，推动了低频振动控制的研究。在以往的隔振器中，采用对角正弹簧，凸轮-滚子正弹簧机构，预压缩正弹簧，仿生结构，气动直线致动器，磁铁等构造负刚度机构。首先，利用准零刚度隔振器对单方向振动进行抑制，与相应的线性系统相比，准零刚度机构在低频区域具有良好的隔振性能。在对准零刚度隔振器的后续研究中，研究人员提出了一种减小轴系扭转振动的扭转隔振器和一种同时提高垂直和水平方向隔振效果的多方向隔振装置。准零刚度隔振器由于其在低频区域减振的优点，被用于改善车辆的舒适性、绝对运动测量传感器、降低机械振动传播的浮筏系统和保护婴儿免受振动的新生儿运输。准零刚度机构是非线性的，随着参数的变化，非线性可以有效地增加。由于刚度与位移有关，其隔振性能与激励幅值有关。

对于传统的准零刚度隔振系统，其刚度在静态平衡位置为零，在静止位置附近的一个小区域接近于零。随着位移的增加，隔振器的刚度迅速增大，非线性程度越来越强，这对准零刚度机构的隔振性能造成了危害，限制了其在超低频区域的应用。本专利目的是为了进一步扩展频带，减小激励幅值对隔离性能的影响。

发明内容

基于此，有必要提供一种可调式超低频准零刚度隔振器，包括外壳，所述外壳内固定设置有第一圆筒，所述第一圆筒呈上端封闭下端开口的圆筒状，所述第一圆筒的上端水平设置，用以承载被隔振设备，所述第一圆筒的外侧均匀设置有若干负刚度机构，所述负刚度机构为准零刚度机构，所述负刚度机构的数量大于两个，所述负刚度机构的一端与所述外壳的内壁固定连接，其另一端安装于水平固定设置于所述外壳的内壁上的第二连接杆上，所述第二连接杆朝向所述第一圆筒的中心轴设置，且所述负刚度机构的另一端通过第一连接杆与所述第一圆筒连接，所述第一连接杆的两端分别与所述第一圆筒和所述负刚度机构铰接，所述第一圆筒内设置有正弹簧，所述正弹簧的上端与所述第一圆筒的上端固定连接，所述正弹簧的下端通过升降装置与所述外壳的底部连接。

其中，本申请中采用的负刚度机构其本身可独立地达到准零状态，为准零刚度机构，其可被横向压缩或者拉伸而达到准零状态，其采用现有技术的准零刚度机构，因此本申请说明书未对其具体结构进行赘述。

另外，本申请中采用的负刚度机构其本身可独立地达到准零状态，形成了双准零刚度机构，从而使得本发明与传统的准零刚度隔振器相比较该隔振器具有更宽的零刚度范围。

其中，第二连接杆亦环绕所述第一圆筒的中心线均匀设置，且第二连接杆远离所述外壳的一端朝向所述第一圆筒设置，因此能保证负刚度机构能保持水平地沿着第二连接杆的轴向方向即朝向第一圆筒的中心轴的方向被压缩和拉伸。

另外，由于第一连接杆的两端反分别与第一圆筒和负刚度机构铰接，因此第一连接杆可以分别以其两端为转动中心上下摆动，进而使得第一圆筒在被隔振设备的压力下，可以相对于外壳上下移动，又由于多个负刚度机构均匀地环绕所述第一圆筒设置，因此第一圆筒可以竖直的在外壳内上下移动。