[发明专利]一种低频宽带特性的准零刚度隔振器

说明书

本发明公开了一种低频宽带特性的准零刚度隔振器，包括负刚度机构和正刚度机构，负刚度机构包括上下两个固定磁环和中间的自由磁环，自由磁环安装在中轴（2）上，中轴（2）和正刚度机构连接，正刚度机构是人工肌肉结构。本发明创新设计了负刚度三磁环结构（固定上下磁环，内磁环固定于中轴随轴移动），正刚度利用搭载PAM的平台，易于控制；正负结构都可随被隔振物体适应性调节；工程实用性上有隔振器配套有上下连接机构，上端的球铰结构更拓宽了隔振器的使用领域和使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种隔振器。

背景技术

所谓准零刚度是指将负刚度机构和正刚度机构串联起来使用，含负刚度机构的振动系统具有固有频率低、承载能力大、隔振效果好等优点。目前通常是将弹簧机构和磁力结构分别作为正刚度机构和负刚度机构，例如中国专利 CN 109681573 A公开的一种准零刚度隔振器，采用电磁负刚度机构和弹簧正刚度机构构成准刚度机构，而弹簧的承载能力较弱，变形的幅度会比较大，作为车辆座椅人体体验不好。并且其使用的负刚度机构需要通电才能使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对目前的准零刚度隔振机构承载能力较低的问题，提供了一种较高承载能力的准零刚度机构，可以用于工程车辆的座椅隔振。

本发明的技术方案是：一种准零刚度隔振器，包括负刚度机构和正刚度机构，负刚度机构包括上下两个固定磁环和中间的自由磁环，自由磁环安装在中轴上，中轴和正刚度机构连接，正刚度机构是人工肌肉结构。

所述人工肌肉结构包括多个人工肌肉单元、上盖和安装座，每个人工肌肉单元的两端分别与安装座或上盖铰接。

人工肌肉单元共六个，两两为一组，每组两个人工肌肉单元对称且倾斜一定角度，三组呈中心对称布置。

负刚度机构的两个固定磁环分别为上磁环和下磁环，两者固定在内壳体的内壁上，自由磁环为内磁环，上磁环、内磁环和下磁环均为永磁体。

中轴的上半段安装在直线轴承中，直线轴承安装在上端盖中，上端盖、外壳体和底座构成整个隔振器的安装腔体。

内壳体安装在外壳体内，内壳体的内壁上开设上下两道环槽用于装嵌上磁环和下磁环，安装座固定在底座上，内磁环的外径小于上磁环和下磁环的内径。

内磁环的磁极方向沿轴向或径向，上磁环和下磁环均吸引内磁环。

至少有一个负刚度机构，负刚度机构数量大于一时沿中轴串联。

中轴顶部通过球铰安装承载平台。

承载平台上安装座椅。

本发明的有益效果：

正刚度机构次啊用气路相同的多维PAM支撑平台，共三组六个PAM，相邻两个为60度夹角，两组一个平面，三组互为60度夹角。基于多PAM的结构本身，可以提供极强的正刚度，有足够的承载力；依靠多维平台又可在一定程度上对于重载均衡施力，达到防偏载的目的。调控精准，操作简单，易于控制。对于重载的正刚度支撑更加可靠。实际操作时，可设定一初始位置，然后依据不同质量的负载自动给予适宜的充气量，维持PAM支撑机构的稳定。

负刚度机构为全新设计的三磁环结构。内磁环直接固定于中间轴某一位置，随载荷的改变中间轴带动固定的内磁环在上下固定磁环之间运动，而具体充磁方式有两种选择，针对不同的三磁环布置及尺寸可以选择最适宜的充磁方向，带来更稳定的负刚度特性。此处充分参考了磁环充磁方法和磁极布置的实际情况。可以依据载荷而变化，可以累加多个负刚度机构，在同等充磁条件下负刚度性能得到强化。整体上看就是内磁环直接随中间轴在上下磁环之间的运动产生负刚度。