[发明专利]一种隔振装置

说明书

本发明公开了一种隔振装置，包括顶板、底板及设置在顶板与底板之间的隔振单元组，所述隔振单元组包括线性正刚度单元、非线性正刚度单元及非线性负刚度单元；所述线性正刚度单元、非线性正刚度单元及非线性负刚度单元与所述顶板、底板的连接节点为转动节点。本发明通过对不同非线性正刚度单元、非线性负刚度单元以及线性正刚度单元的选择组合，可获得更长的准零刚度行程装置，隔振性能优越；本发明能够随时根据上部荷载灵活调控装置的刚度，以保证在承载后在带静载状态下处于动刚度接近于零的状体；本发明采用组合式结构，顶板与底板之间三种单元易于更换。

技术领域

本发明涉及振动控制技术，具体涉及一种隔振装置。

背景技术

振动，作为一种物理状态的循环变化或是运动的往复过程，是一种自然界中普遍存在的物理现象。无论是宏观领域中工程结构或机器设备的机械振动，又或是微观领域中电磁波的电磁振动，振动都是无处不在的。振动是一把双刃剑，虽然在生活和工程中有很多领域在应用振动，但是在生活和工程中却不乏振动带来的危害。例如，虽然钟摆的摆动可以提供计时方法，琴弦的拨动可以产生动听的音乐，电磁波的振动可以传输信号和能量，这些都是生活和工程中对振动的利用，但是与此同时，行车中的振动会给人们带来不适，环境中的噪音会使人们烦躁，基础的振动会降低精密仪器的工作精度，共振现象甚至会导致机械设备损坏和工程结构倒塌，由此可见，振动也会给生活和工程带来不便甚至是巨大的危害。所以，当下人们也在力图减小和阻止振动，振动控制被越来越广泛的应用。

目前，主动控制、半主动控制和被动控制是振动控制中振动抑制方面的三大基本方法。由于不需要施加外界能源，被动控制也被称为无源控制，其装置结构简单，易于实现，经济性和可靠性好，不会产生因外部能量输入导致的电磁干扰，能在许多工况下具有明显的减振效果，已经被广泛应用于工程领域的诸多方面。

对于传统的线性隔振系统，从振动传递率曲线中可以看出只有当频率比λ大于√2时，振动传递率的值才小于1，表明此时隔振系统具有隔振效果，该频率区间即为隔振频率区间。同时，阻尼比也对振动传递率有影响，阻尼比越大共振峰值越小，但在有效各镇区间内其振动传递率越大，使隔振器的高频隔振效果变差。为使隔振器能够在不同的工作环境下，隔振器需要有适当的阻尼比和较宽的隔振区间。

近年来振动工程领域提出准零刚度隔振系统来解决同时满足低动刚度和高静刚度的特性。但现有的准零刚度隔振系统普遍采用非线性负刚度结构与线性正刚度弹簧并联形成，由于线性弹簧刚度在隔振系统行程中是定值，而非线性负刚度结构的刚度具有强非线性，因此线性正刚度弹簧匹配非线性负刚度结构的等效刚度只能在很小的隔振系统行程区间内形成准零刚度特性，无法在较长的行程区间内匹配负刚度形成长行程区间内的准零刚度特性，隔振系统有效隔振工作区段(零刚度段)较短，对不同工况下的振动和过(欠)载状态的适应性较差，这给隔振器的使用带来不便。因此有必要提出一种具有在更大的行程区间内保持系统准零刚度的结构。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述问题，提供一种隔振装置，本发明将线性正刚度单元、非线性正刚度单元、非线性负刚度单元并联，可在较长的行程区间形成准零刚度特性，隔振系统有效隔振工作区段长，且本发明采用模块化设计，安装拆取方便，制作简单，可根据上部荷载灵活调控装置的刚度。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种隔振装置，包括顶板、底板及设置在顶板与底板之间的隔振单元组，所述隔振单元组包括线性正刚度单元、非线性正刚度单元及非线性负刚度单元；所述线性正刚度单元、非线性正刚度单元及非线性负刚度单元与所述顶板、底板的连接节点为转动节点。

所述线性正刚度单元设置在所述顶板中心与底板中心的连接线上；所述非线性正刚度单元为多个沿所述线性正刚度单元四周设置；所述非线性负刚度单元为多个沿所述线性正刚度单元四周设置。

所述线性正刚度弹性单元为弹簧、橡胶、液压弹性支撑、气囊中的一种，所述线性正刚度弹性元件与所述线性单元顶板、线性单元底板固接。