[发明专利]一种磁负刚度机构

权利要求书

1. 一种磁负刚度机构，其特征在于，它利用磁铁磁极反向布置产生的排斥力作用而形成负的刚度特性。

2.根据权利要求1所述的磁负刚度机构，其特征在于，该机构包括机架、负刚度调整部件、柔性导向部件和运动部件；机架为整个负刚度机构的安装框架，用于安装负刚度调整部件、柔性导向部件和运动部件；负刚度调整部件用于调节磁负刚度机构的刚度大小，柔性导向部件用于提供运动部件的导向，运动部件用于与外部负载平台的连接。

3.根据权利要求2所述的磁负刚度机构，其特征在于，所述负刚度调整部件包括第一、第二螺杆(2a、2b)，第一、第二磁轭(11a、11b)，第一、第二轴承座(13a、13b)，第三、第四轴承座(14a、14b)，第一、第二、第三、第四导向块(3a、3b、3c、3d)，以及一个外部磁铁组， 外部磁铁组包括第一、第二外部磁铁(10a、10b)；

第一螺杆(2a)的两端分别通过轴承安装在第一轴承座(13a)、第三轴承座(14a)上；第二螺杆(2b)的两端分别通过轴承安装在第二轴承座(13b)、第四轴承座(14b)上；第一、第二轴承座(13a、13b)和第三、第四轴承座(14a、14b)安装在机架(1)上；

第一外部磁铁(10a)安装在第一磁轭(11a)上，形成磁负刚度机构第一外部磁极部分，第二外部磁铁(10b)安装在第二磁轭(11b)上，形成磁负刚度机构第二外部磁极部分；

第一磁轭(11a)的两端分别与第三、第四导向块(3c、3d)相连，第二磁轭(11b)分别与第一、第二导向块(3a、3b)相连；第三导向块(3a、3c)通过螺纹连接安装在第一螺杆(2a)的两端，第二、第四导向块(3b、3d)通过螺纹连接安装在第二螺杆(2b)的两端，第一、第二螺杆(2a、2b)两端螺纹具有不同的旋向。

4.根据权利要求)所述的磁负刚度机构，其特征在于，所述负刚度调整部件包括第一、第二螺杆(2a、2b)，第一、第二磁轭(11a、11b)，第一、第二轴承座(13a、13b)，第三、第四轴承座(14a、14b)，第一、第二、第三、第四导向块(3a、3b、3c、3d)，以及至少二个外部磁铁组， 各外部磁铁组均包括第一、第二外部磁铁(10a、10b)；

第一螺杆(2a)的两端分别通过轴承安装在第一轴承座(13a)、第三轴承座(14a)上；第二螺杆(2b)的两端分别通过轴承安装在第二轴承座(13b)、第四轴承座(14b)上；第一、第二轴承座(13a、13b)和第三、第四轴承座(14a、14b)安装在机架(1)上；

各第一外部磁铁(10a)并行安装在第一磁轭(11a)上，形成磁负刚度机构第一外部磁极部分，各第二外部磁铁(10b)并行安装在第二磁轭(11b)上，形成磁负刚度机构第二外部磁极部分；

第一磁轭(11a)的两端分别与第三、第四导向块(3c、3d)相连，第二磁轭(11b)分别与第一、第二导向块(3a、3b)相连；第三导向块(3a、3c)通过螺纹连接安装在第一螺杆(2a)的两端，第二、第四导向块(3b、3d)通过螺纹连接安装在第二螺杆(2b)的两端，第一、第二螺杆(2a、2b)两端螺纹具有不同的旋向。

5.根据权利要求3或4所述的磁负刚度机构，其特征在于，所述运动部件包括负载连接底座(6)、负载连接杆(7)、中间磁铁盒(8)，以及中间磁铁(9)，中间磁铁(9)的数量与外部磁铁组的数量相等，任意相邻磁铁的磁化方向相反；

中间磁铁(9)安置在中间磁铁盒(8)中，形成磁负刚度机构的中间磁极部分，第一夹紧块(15a)和第三夹紧块(16a)夹紧中间磁铁盒(8)并相连，第二夹紧块(15b)和第四夹紧块(16b)夹紧中间磁铁盒(8)并相连，负载连接底座(6)分别与第一夹紧块(15a)和第三夹紧块(16a)相连，负载连接杆(7)与负载连接底座(6)固定连接，负载连接杆(7)为柔性杆，用于与外部的负载平台相连；

中间磁铁(9)和第一、第二外部磁铁(10a、10b)的几何中心在同一直线上，且在任何平面内具有相同形状的投影。

6.根据权利要求5所述的磁负刚度机构，其特征在于，所述柔性导向部件包括第一、第二柔性铰链导向机构(30a、30b)，第一、第二柔性铰链导向机构(30a、30b)与夹紧块连接，提供运动部件的导向作用。

7.根据权利要求6所述的磁负刚度机构，其特征在于，第一柔性铰链导向机构(30a)包括第一导向片安装座(4a)，第一、第三导向片(5a、5c)，第二柔性铰链导向机构(30b)包括第二导向片安装座(4b)，第二、第四导向片(5b、5d)；

第一、第三导向片(5a、5c)的一端分别与第一导向片安装座(4a)相连，第一、第三导向片(5a、5c)的另一端分别与第三夹紧块(16a)、第一夹紧块(15a)相连；第二、第四导向片(5b、5d)的一端分别与第二导向片安装座(4b)相连，第二、第四导向片(5b、5d)的另一端分别与第四夹紧块(16b)、第二夹紧块(15b)相连。