[发明专利]基于三对斜弹簧的高线性共振频率的准零刚隔振装置

权利要求书

1.一种基于三对斜弹簧的高线性共振频率的准零刚隔振装置，其特征在于，包括斜弹簧组件、垂直弹簧组件、载物平台组件和支撑结构；所述载物平台组件与斜弹簧组件铰链连接，载物平台组件与垂直弹簧接触连接，斜弹簧组件和垂直弹簧组件均与支撑结构相连接；初始状态下，三对斜弹簧组件的交叉点位于上侧的一对斜弹簧组件固定点与静平衡位置垂向距离之间，静平衡位置即中间对斜弹簧两固定点的中间点，此配置下，隔振装置对应的刚度的计算公式为：

其中，表示上侧或下侧的斜弹簧与垂直弹簧的刚度比，上侧和下侧斜弹簧刚度、长度相同，k₁表示上侧的一对斜弹簧或下侧的一对斜弹簧的线性刚度系数，k₂表示垂直弹簧的线性刚度系数，表示中间的一对斜弹簧与垂直弹簧的刚度比，k₃表示中间的一对斜弹簧的线性刚度系数，中间一对斜弹簧长度与上侧一对或下侧一对斜弹簧长度相同，表示中间变量，表示中间变量，表示斜弹簧两端铰接点的无量纲水平距离，a表示斜弹簧两端铰接点之间的水平距离，h₁表示初始位置到上侧的一对斜弹簧固定点的垂直距离，表示无量纲位移，x表示初始状态下从三对斜弹簧交叉点开始的位移，表示中间变量，表示中间变量，表示上侧的一对斜弹簧在初始状态的无量纲压缩量，δ表示上侧的一对斜弹簧在初始状态的压缩量，表示中间变量，表示中间变量，表示中间参数，h表示初始位置到静平衡位置之间的垂向距离，d表示上侧的一对斜弹簧的固定点到下侧的一对斜弹簧的固定点之间的垂直距离的一半，表示中间变量，表示中间变量，表示中间变量，表示中间的一对斜弹簧在初始状态的无量纲压缩量，δ₁表示中间的一对斜弹簧在初始状态的压缩量，表示中间变量，表示中间变量，表示中间变量，表示中间变量，表示中间变量，表示下侧的一对斜弹簧在初始状态的无量纲压缩量，δ₂表示下侧的一对斜弹簧在初始状态的压缩量，dp₅表示中间变量p₅对无量纲位移的微分，dp₈表示中间变量p₈对无量纲位移的微分。

2.根据权利要求1所述的基于三对斜弹簧的高线性共振频率的准零刚隔振装置，其特征在于，所述中间变量p₅对无量纲位移的微分dp₅的表达式为：

所述中间变量p₈对无量纲位移的微分dp₈的表达式为：

3.根据权利要求1所述的基于三对斜弹簧的高线性共振频率的准零刚隔振装置，其特征在于，所述隔振装置对应的力的计算公式为：

其中，表示无量纲力，f表示有量纲力。

4.根据权利要求1所述的基于三对斜弹簧的高线性共振频率的准零刚隔振装置，其特征在于，所述斜弹簧组件设有三对，三对斜弹簧组件包括上侧的一对斜弹簧组件、中间的一对斜弹簧组件和下侧的一对斜弹簧组件，上侧的一对斜弹簧组件与下侧的一对斜弹簧组件以中间的一对斜弹簧组件为中心上下侧对称设置，且上侧的一对斜弹簧组件、中间的一对斜弹簧组件和下侧的一对斜弹簧组件均对称设置在载物平台组件的两侧，上侧的一对斜弹簧组件与下侧的一对斜弹簧组件具有相同的刚度和长度，上侧的一对斜弹簧组件、下侧的一对斜弹簧组件和中间的一对斜弹簧组件具有相同的长度；所述上侧的一对斜弹簧组件、中间的一对斜弹簧组件和下侧的一对斜弹簧组件均包括斜弹簧(8)、轴承座(3)、直线轴承固定板(5)、第二直线轴承(6)、斜弹簧导向杆(7)和斜杆U型连接件(18)；所述轴承座(3)通过第一径向轴承(4)与支撑结构活动连接，轴承座(3)、直线轴承固定板(5)、第二直线轴承(6)依次通过螺栓和螺母固定连接；第二直线轴承(6)内孔插入斜弹簧导向杆(7)的一端，斜弹簧导向杆(7)的另一端与斜杆U型连接件(18)通过螺栓固定连接，斜杆U型连接件(18)与载物平台组件活动连接；所述斜弹簧导向杆(7)设置在斜弹簧(8)内部，斜弹簧(8)的一端与斜杆U型连接件(18)的端面接触，斜弹簧(8)的另一端与第二直线轴承(6)的端面接触，斜弹簧(8)处于压缩状态。