[发明专利]一种具有俘能功能的准零刚度隔振器

权利要求书

1.一种具有俘能功能的准零刚度隔振器，其特征在于，包括正刚度结构、负刚度结构、俘能器、承重平台、下板和竖直支撑板；所述竖直支撑板分为左右两根，下端分别与下板左右两端固连；

所述负刚度结构包括连杆、滑块、水平滑槽和水平线性弹簧；所述负刚度结构分布在承重平台两侧，左右对称；对于右半部分，所述水平滑槽一端与右侧竖直支撑板上端固定连接，水平滑槽另一端悬空；所述滑块安装在水平滑槽上，所述水平线性弹簧套在水平滑槽外围，水平线性弹簧的两端分别与滑块和右侧竖直支撑板固连，所述滑块能够沿水平滑槽水平滑动，拉伸或压缩水平线性弹簧；所述连杆的一端铰接在承重平台的一侧，另一端与滑块铰接；所述负刚度结构和承重平台构成水平隔振结构；

所述正刚度结构包括竖直线性弹簧，所述竖直线性弹簧一端固定安装在下板上，另一端固定在水平隔振结构上；

所述俘能器安装在下板和水平隔振结构之间；

当承重平台收到外界的激励产生竖直方向振动时，带动连杆通过滑块产生水平方向运动，进而使得水平线性弹簧在水平方向运动；同时对水平滑槽产生竖直方向的振动，水平滑槽和承重平台在竖直方向的振动带动竖直线性弹簧产生竖直方向的位移，产生拉压作用，起到隔振效果；水平线性弹簧与竖直线性弹簧在安装时都进行预压缩以使正刚度结构和负刚度结构参数满足准零刚度条件；

所述水平滑槽和承重平台在振动的过程使俘能器动作，从而产生电能。

2.根据权利要求1所述的一种具有俘能功能的准零刚度隔振器，其特征在于，所述正刚度结构还包括竖直滑槽；所述竖直线性弹簧套在竖直滑槽外围；所述竖直滑槽下端与竖直线性弹簧一同固定在下板上，竖直滑槽上端穿过承重平台，竖直线性弹簧上端与承重平台固定连接；承重平台振动时能在竖直滑槽上进行竖直方向运动，并对竖直线性弹簧产生拉压作用，起到隔振效果；

所述俘能器包括4根压电梁，以竖直滑槽为中间轴对称，左右各两根；右边的两根压电梁下端固定在下板上，上端固定在右侧水平滑槽上；在振动的过程中水平滑槽振动，对压电梁产生拉压变形，通过正压电效应产生电能。

3.根据权利要求1所述的一种具有俘能功能的准零刚度隔振器，其特征在于，所述正刚度结构包括左右两根竖直线性弹簧，以竖直滑槽为中间轴左右对称；所述竖直线性弹簧下端固定在下板上，上端固定在各自一侧的滑块上；承重平台振动时带动水平滑槽振动，并对竖直线性弹簧产生拉压作用，起到隔振效果；

所述俘能器包括竖直粗杆、圆形磁铁、线圈、弹性细梁、底部支座和结构框架；所述竖直粗杆上端固定在承重平台上，下端固定在弹性细梁上，竖直粗杆中间部分插入方形磁铁；所述线圈环绕在方形磁铁周围；所述弹性细梁固定在底部支座上，所述底部支座下端与下板通过螺栓固定连接；所述底部支座上端与结构框架固连，结构框架用来支撑底部支座，提高稳定性；在底部支座的上部和中部分别固定两块极性与方形磁铁方向一致的圆形磁铁；

当承重平台产生竖直方向振动时，弹性细梁会在竖直粗杆的作用下产生线性回复力，与上下圆形磁铁对方形磁铁产生的回复力叠加，方形磁铁会产生竖直方向有阻尼振动，围绕方形磁铁周围均匀分布的线圈与磁感线产生相对运动，在电磁感应原理的作用下，线圈中会产生电能。