[发明专利]一种可调式准零刚度隔振器

说明书

本发明提供了一种可调式准零刚度隔振器，属于机械隔振技术领域。该隔振器包括负刚度机构、空气弹簧和齿轮齿条机构，负刚度机构由圆柱凸轮、水平伸缩机构和推杆组成，负刚度机构沿空气弹簧中心轴线呈对称分布，负刚度机构通过齿轮齿条机构与空气弹簧相连，负刚度机构通过水平伸缩机构给推杆提供推力推动圆柱凸轮转动，再由齿轮转动带动齿条上下平动提供负刚度。本发明的负刚度机构可根据实际情况进行调整，兼有高的承载能力及优良的中低频隔振性能；本发明的隔振器在一定跳动范围内，可以减小总体刚度，降低固有频率，较好地实现隔振效果。

技术领域

本发明机械隔振技术领域，具体涉及一种可调式准零刚度隔振器。

背景技术

工程应用中，无论高频振动还是低频振动，对于设备的正常使用都会产生相应的影响。近几年，对准零刚度隔振器的研究设计有了较大的发展。准零刚度隔振器是通过将正、负刚度并联的方式使系统平衡位置附近的刚度接近于零，从而达到降低振动频率的效果。而目前大多数的准零刚度隔振器的正、负刚度机构都是螺旋弹簧，通过弹簧的预紧力达到准零刚度效果所需要的负刚度。但是，负刚度机构随着载物台一同进行振动，因为振动的不确定性，不能稳定提供系统所需要的负刚度；而且，由于结构的整体性，中间对称凸轮固定，其所提供的负刚度较为单一，不能根据实际情况调整。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种可调式准零刚度隔振器，该隔振器负刚度由水平伸缩机构提供，通过传递机构最终作用在竖直方向上，而正刚度由空气弹簧提供，兼有高的承载能力及优良的中低频隔振性能，并且负刚度机构可根据实际情况进行调整。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种可调式准零刚度隔振器，包括空气弹簧，隔振器整体关于空气弹簧的中心轴线对称，空气弹簧固定在载物台和台架之间，载物台下端设有齿轮齿条机构，齿轮与圆柱凸轮一端键连接，圆柱凸轮通过滑动轴承固定在台架上，圆柱凸轮的凸轮槽中放置推杆一端，推杆另一端与水平伸缩机构连接。

上述技术方案中，所述水平伸缩机构为固定在台架上的弹簧，弹簧与推杆另一端连接。

上述技术方案中，所述水平伸缩机构为固定在台架上的气缸，气缸的活塞与推杆另一端连接。

上述技术方案中，所述水平伸缩机构包括液压缸，液压缸与储油罐相连，储油罐与油泵连接，且液压缸与储油罐连接管路上设有电磁阀，油泵也与电磁阀连接。

上述技术方案中，所述油泵的启停由ECU控制，ECU还与安装在载物台下方的高度传感器信号连接。

上述技术方案中，所述液压缸、储油罐及油泵的通路上连接有蓄能器。

上述技术方案中，所述圆柱凸轮表面设有螺旋线，且螺旋线螺旋角的升度可变。

上述技术方案中，所述齿轮齿条机构包括齿条和直齿圆柱齿轮，齿条固定在载物台底端，齿条与直齿圆柱齿轮啮合，直齿圆柱齿轮还与圆柱凸轮的一端键连接。

本发明的有益效果为：

(1)本发明的隔振器正刚度由空气弹簧提供，兼有高的承载性能和优良的中低频隔振性能；

(2)本发明的隔振器负刚度机构中圆柱凸轮根据需要可自由调整替换，通过改变圆柱凸轮表面螺旋线螺旋角的升度来改变负刚度，可适用于多种负载跟振动情况；圆柱凸轮表面的凸轮槽的形状也可根据需要来设计；

(3)本发明的隔振器通过齿轮齿条机构传输作用力，传递较平稳、可靠性较高；负刚度机构只存在平动，不会随着整体一起振动；

(4)本发明正刚度机构为空气弹簧，空气弹簧具有优良的非线性硬特性，能够有效限制振幅；在不同载荷下，其隔振系统固有频率几乎不变，隔振效果也几乎不变。

附图说明