[实用新型]一种柔性准零刚度隔振装置

说明书

本实用新型提供了一种柔性准零刚度隔振装置，包括自上至下顺次同轴心布置的负载盘单元、负刚度单元、转接器、正刚度单元和位移调节单元，转接器将负刚度单元和正刚度单元并联连接，负刚度单元和正刚度单元组合后的整体刚度理论上达到零值，正刚度单元的底部与位移调节单元的上端连接。本实用新型的负刚度系统和正刚度系统均为柔性梁结构，无间隙和摩擦，因此可免于磨损、减少噪声并提高寿命。

技术领域

本实用新型属于准零刚度隔振设备领域，尤其是涉及一种柔性准零刚度隔振装置。

背景技术

在工业生产、海陆运输以及精密实验等场合普遍存在低频、超低频隔振难题，通常的被动线性隔振器难以在保证安全的前提下对此类振动进行隔离。准零刚度隔振器由于其高静刚度-低动刚度特性，可以在保证隔振系统静承载能力不变的前提下实现低频、超低频隔振。

目前应用较多的准零刚度隔振器主要是机械式准零刚度机构，由于铰间摩擦、间隙等因素，在振动位移幅值较小时，其准零刚度特性难以体现，隔振效果欠佳。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种柔性准零刚度隔振装置，以克服现有隔振技术中针对低频、超低频振动隔离难题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种柔性准零刚度隔振装置，包括自上至下顺次同轴心布置的负载盘单元、负刚度单元、转接器、正刚度单元和位移调节单元，转接器将负刚度单元和正刚度单元并联连接，负刚度单元和正刚度单元组合后的整体刚度理论上达到零值，正刚度单元的底部与位移调节单元的上端连接。

进一步的，负刚度单元包括组梁结构，组梁结构的每一个梁的自由端均置于负刚度单元的下压板的梁卡槽中，同时负刚度单元的上压板的上压板压块也卡入梁卡槽中，组梁结构的每一个梁的自由端分别位于上压板和下压板之间，上压板和下压板将组梁结构的梁锁紧。

进一步的，组梁结构的梁为屈曲梁，屈曲梁围绕着负刚度单元的中心成辐射状分布，屈曲梁的中部向下突出。

进一步的，正刚度单元包括U形柔性梁弹簧，U形柔性梁弹簧的上端卡入正刚度单元的上连接板的上连接板卡槽中并固定，U形柔性梁弹簧的下端卡入正刚度单元的下连接板的下连接板卡槽中并固定。

进一步的，U形柔性梁弹簧围绕着正刚度单元的中心成辐射状分布。

进一步的，位移调节单元包括上部承载盘，上部承载盘的下端面通过四个铰接副与四根连杆铰接，四根连杆分为两组，呈对称布置，每一组两个连杆在中点处铰接，形成一个X形机构，X形机构底端包含两个铰接副，两个铰接副分别位于位移调节单元底盘和滑块的端部，滑块的端部位于导轨上，滑块能够在驱动单元的带动下沿着导轨滑动。

进一步的，滑块和导轨之间包含一个移动副，驱动单元包括滑块的中部设置的滚珠丝杠副，滚珠丝杠副与丝杠相连，丝杠通过两个固定在位移调节单元底盘上的丝杠轴承支座进行支撑，丝杠的外部设置有位移调节旋钮。

进一步的，负载盘单元中的负载盘的下端面通过橡胶阻尼环和柔性铰链与负刚度单元中的上压板连接，柔性铰链与橡胶阻尼环同轴心设置，柔性铰链位于橡胶阻尼环的中部。

进一步的，还包括负载盘单元下方的橡胶密封圈，橡胶密封圈下方设置隔振装置外框，隔振装置外框的下方设置隔振装置底板，负刚度单元、转接器、正刚度单元和位移调节单元位于隔振装置外框内部。

进一步的，橡胶密封圈为波纹管状，负载盘单元的负载盘为圆形板，位移调节单元的上下板为圆形板，隔振装置外框为圆柱形结构。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种柔性准零刚度隔振装置具有以下优势：

(1)本实用新型的负刚度系统和正刚度系统均为柔性梁结构，无间隙和摩擦，因此可免于磨损、减少噪声并提高寿命；