[发明专利]一种基于液压负刚度机构的非线性刚度隔振系统

说明书

本发明涉及一种基于液压负刚度机构的非线性刚度隔振系统，包括液压缸(2)和滚球滑道承载体(1)，其中，所述的滚球滑道承载体(1)的侧面设置有沿其中心轴对称分布的至少一对滚球滑道，每个液压缸(2)分别对应抵住一个滚球滑道，并对滚球滑道承载体(1)施加恒定液压力，使得所述液压缸(2)和滚球滑道承载体(1)组成提供垂向负刚度的液压负刚度机构，所述的滚球滑道承载体(1)的底端还安装有对其施加垂直力的垂向正刚度弹簧(4)。与现有技术相比，本发明可以根据所需刚度曲线实现非线性刚度，包括准零刚度、分段线性刚度等。

技术领域

本发明涉及一种非线性刚度设计系统，尤其是涉及一种基于液压负刚度机构的非线性刚度隔振系统。

背景技术

钢弹簧、橡胶弹簧、碟形弹簧等是目前常用的隔振部件，而这些弹簧的刚度特性曲线的特点都是固定的，如钢弹簧与橡胶弹簧通常提供线性正刚度，碟形弹簧虽可提供非线性刚度，但其非线性特性由既有公式决定，以上几种弹簧均难以实现任意非线性刚度。

中国专利ZL201620957512.1公开了一种基于仿腿型结构的非线性刚度阻尼装置，包括长、短连杆机构、水平和垂直弹性件；长连杆机构包括与隔振对象连接的和用于与振动源连接的长连杆组；短连杆机构包括连接于顶端长连杆组的短连杆组、连接于顶端长连杆组和底端长连杆组之间的短连杆组以及连接于底端长连杆组的短连杆组；水平弹性件和垂直弹性件分别连接于短连杆机构与短连杆机构之间。该专利虽然也能实现一定程度的非线性刚度，但是结构承载性相对较差。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于液压负刚度机构的非线性刚度隔振系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于液压负刚度机构的非线性刚度隔振系统，包括液压缸和滚球滑道承载体，其中，所述的滚球滑道承载体的侧面设置有沿其中心轴对称分布的至少一对滚球滑道，每个液压缸分别对应抵住一个滚球滑道，并对滚球滑道承载体施加恒定液压力，使得所述液压缸和滚球滑道承载体组成提供垂向负刚度的液压负刚度机构，所述的滚球滑道承载体的底端还安装有对其施加垂直力的垂向正刚度弹簧。

优选的，所述的滚球滑道为沿竖直面的曲线滑道。

优选的，所述的液压缸的活塞顶杆铰接滚球，该滚球抵住所述滚球滑道并沿其滑动。

优选的，所述的垂向正刚度弹簧为线性弹簧。

更优选的，所述的线性弹簧为螺旋弹簧。

优选的，所述的液压缸水平固定设置在安装座上，并输出恒定的水平液压力。

优选的，所述的滚球滑道承载体的顶面刚性连接被隔振物体。

本发明在设计时，利用液压缸对滚球滑道承载体施加恒定的液压力，这样，液压缸与滚球和滚球滑道承载体即可配合组成液压负刚度机构，该机构可在垂向提供负刚度，同时，配合提供垂直力的垂向正刚度弹簧，两者的刚度之和即可对滚球滑道承载体上的被隔振物体的提供的支撑刚度。此外，根据需要滚球滑道可以设计不同的刚度曲线。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)可实现任意非线性刚度，如准零刚度、分段线性刚度等。

(2)采用液压缸提供横向力，使其横向力恒定，利用刚度曲线设计。

(3)采用滑道引导滚轮滚动，使液压负刚度机构实现所需负刚度。

(4)垂向弹簧为线性正刚度弹簧，如螺旋弹簧，其结构简单，成本低。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明实施例1的受力示意图；