[发明专利]斜置压缩杆准零刚度隔振器

说明书

本发明公开了一种斜置压缩杆准零刚度隔振器，包含外壳和平台，所述平台位于所述外壳的上部；杆体，所述杆体包含第一端和第二端，所述杆体的第一端与所述平台铰接，所述杆体的第二端与所述外壳铰接；所述杆体的宽度和厚度的尺寸略小于长度，多个所述杆体绕所述平台对称分布；弹簧，所述弹簧包含第一端和第二端，所述弹簧的第一端与所述平台连接；所述弹簧的第二端连接在所述外壳上；其中，所述平台上无载荷时，所述杆体与水平面的夹角不为零。所述平台负荷引起杆体压缩变形的过程中，所述杆体的变形限于其长度方向，而不会发生弯曲变形，也就是说本申请提供的斜置压缩杆准零刚度隔振器的系统承载时变形方向与受力方向一致，系统的刚度可解析。

技术领域

本发明属于低频或超低频隔振器领域，具体涉及一种斜置压缩杆准零刚度隔振器。

背景技术

所谓准零刚度减振器，即具有高静态刚度和低动态刚度特性的隔振平台，高静态刚度意味着高承载能力或较小的静载变形，低动态刚度表示较低或接近于0的自然频率。这种特性的减振器主要是解决传统由质量m和刚度k构成的线性减振器产生的如下问题：由于线性减振器的有效隔振频率大于根号2倍的自然频率(k/m开根号)，因此如果要获得较宽的隔振频带范围，则线性减振器的刚度k需要无限小(自然频率更接近于0)，但这会引起极大的静态变形。因此，开发了具有高静态刚度和低动态刚度的准零刚度减振器。

准零刚度减振器的高静态刚度和低动态刚度特性为负刚度结构产生负刚度和正刚度结构产生的正刚度相互抵消使动态刚度为零，同时保持较高的静承载能力。根据负刚度结构类型不同，准零刚度减振器的类型也不同，目前已有多种类型的准零刚度减振器。

由于高精度航天器在轨运行时对振动非常敏感，在研发过程中需要进行地面微振动测试。地面微振动测试要在支持航天器重力的情况下，模拟其在轨自由状态，并隔离来自地面的微振动。因此要求实验的隔振设备可以支撑大质量物体，且无较大附加质量，并且实现接近零频的隔振。除此之外，隔振设备的阻尼应当较低，不影响被测结构的阻尼特性。为了满足以上要求，隔振器需要具有高静刚度来承载荷载而不产生大变形，同时具有低动刚度模拟自由边界条件，并且最大可能性地降低系统的固有频率来增加隔振范围。现有的准零刚度隔振器有三弹簧结构，屈曲结构，凸轮滚子结构等，这些隔振器在低频范围内承载量较小，附加质量和阻尼较大，无法满足航天器地面实验中的自由边界要求。

发明内容

本发明针对现有的准零刚度隔振器承载量较小，阻尼较大的不足，提供了一种斜置压缩杆准零刚度隔振器，具体方案如下：

所述斜置压缩杆准零刚度隔振器，包含：

外壳；

平台，所述平台位于所述外壳的上部；

杆体，所述杆体包含第一端和第二端，所述杆体的第一端与所述平台铰接，所述杆体的第二端与所述外壳铰接；所述杆体的宽度和厚度的尺寸略小于长度尺寸，多个所述杆体绕所述平台对称分布；

弹簧，所述弹簧包含第一端和第二端，所述弹簧的第一端与所述平台连接；所述弹簧的第二端连接在所述外壳上；

其中，所述平台上无载荷时，所述杆体与水平面的夹角不为零。

优选的，所述平台上无载荷时，所述杆体的第一端高于所述杆体的第二端。

优选的，所述弹簧与外壳在竖直方向上的相对位置通过连接件实现调节；

所述连接件与所述外壳的底部螺纹连接，所述弹簧的第二端固定连接在所述连接件上。

优选的，根据所述平台承载质量为m的载荷时所述弹簧的变形量δ调节所述弹簧的第二端与所述外壳的底板之间的距离，使得所述平台承载质量为m的载荷时所述杆体与水平面夹角为零。

优选的，根据公式