[发明专利]一种模块化准零刚度隔振结构

说明书

本发明公开了一种模块化准零刚度隔振结构，包括若干个并排设置的隔振模块，每个隔振模块均包括正刚度单元和若干个负刚度单元；若干个负刚度单元由上至下依次相连，负刚度单元包括上壳体、运动轴和两个双曲梁，双曲梁包括两个上下平行且间隔设置的余弦形屈曲梁，同一个双曲梁中的两个余弦形屈曲梁的中部和两端分别固连，双曲梁的两端分别与上壳体的内壁固连，运动轴穿过两个双曲梁的中心，且双曲梁与运动轴固连，运动轴竖直，双曲梁的两端位于同一水平面上；正刚度单元包括下壳体、弹性体支架和电流变弹性体；上壳体和下壳体均呈筒状，上壳体与相邻的上壳体固连。本发明的模块化准零刚度隔振结构的隔振效果好。

技术领域

本发明涉及振动控制技术领域，特别是涉及一种模块化准零刚度隔振结构。

背景技术

机械振动是自然界最普遍的现象之一，广泛存在于日常生活和生产实践中。多数情况下，机械振动为有害振动，例如精密加工平台、光学平台、测量仪器等受振动干扰，均会影响其工作性能；又如海洋平台、船舶设备、机车等机械设备产生的振动，不仅会影响设备的正常运行、还会引起结构的疲劳损伤以及危害工作人员的健康。因此，采取有效措施降低有害振动具有重要意义。隔振器作为连接载体与设备之间的弹性元件，能有效减小传递至设备的振动冲击，是减少仪器设备振动以及降低噪声的必备器件。

随着工业技术的发展，对隔振设备的轻量化、功能化、智能化发展程度提出了更高要求。传统隔振设备多采用正刚度元件与负刚度元件并联实现准零刚度状态以达到隔振的目的，这种隔振器具有高静低动特性及较低的固有频率，可以实现良好的隔振效果，同时具有较小的静态变形，可以实现大承载量。然而基于机械弹簧及电磁负刚度的准零刚度隔振装置均存在体积较大，装配复杂，不易调控，环境适应性低等缺点，并且在振动幅值很小时，达不到理想的隔振效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种模块化准零刚度隔振结构，以解决上述现有技术存在的问题，提高隔振效果。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种模块化准零刚度隔振结构，包括若干个并排设置的隔振模块，每个所述隔振模块均包括正刚度单元和若干个负刚度单元；

若干个所述负刚度单元由上至下依次相连，所述负刚度单元包括上壳体、运动轴和两个双曲梁，所述双曲梁包括两个上下平行且间隔设置的余弦形屈曲梁，同一个所述双曲梁中的两个所述余弦形屈曲梁的中部和两端分别固连，所述双曲梁的两端分别与所述上壳体的内壁固连，两个所述双曲梁上下紧邻设置且相互垂直，所述运动轴穿过两个所述双曲梁的中心，且所述双曲梁与所述运动轴固连，所述运动轴竖直，所述双曲梁的两端位于同一水平面上；

所述正刚度单元包括下壳体、弹性体支架和电流变弹性体，所述弹性体支架与所述下壳体固连，所述弹性体支架上设置有放置槽，所述电流变弹性体设置在所述放置槽上，所述电流变弹性体的上下两端分别通过电线与电源的正负极连接；所述上壳体和所述下壳体均呈筒状，所述上壳体与相邻的所述上壳体固连，相邻两个所述负刚度单元中的两个所述运动轴能够紧密接触，最下方的所述上壳体的底端与所述下壳体的顶端固连，且所述电流变弹性体正对最下方的所述运动轴的底端。

优选的，所述负刚度单元还包括固设在所述上壳体内的轴承支架，所述运动轴穿过所述轴承支架，所述运动轴通过直线轴承与所述轴承支架滑动配合。

优选的，所述电流变弹性体与最下方的所述运动轴的底端之间具有间隔。

优选的，所述上壳体和所述下壳体均呈方筒状；所述下壳体任意相邻的两个侧壁上设置有母头，所述下壳体另外两个相邻的两个侧壁上设置有与所述母头匹配的公头，相邻的两个所述下壳体通过所述公头和所述母头插接在一起。

优选的，所述公头和所述母头分别通过电线与所述电流变弹性体电连接，不同所述正刚度单元中的所述电流变弹性体相互并联。

优选的，所述隔振模块为多个，多个所述隔振模块呈矩形阵列分布。