[其他]正负刚度弹性元件并联的减振装置

说明书

本发明属于减振装置，特别是低频及超低频的减振装置。

在一般减振装置的设计中，由于负刚度弹性元件的不稳定性，而避免使用负刚度的弹性元件。惯用正刚度的弹性元件。正的弹性元件都有一定的刚度，因而难以获得在体积、承载能力上有所限定时，固有频率任意低的减振装置。当固有频率要求为4～0.5HZ时。就必须使用空间尺寸较大的减振装置，例如：空气弹簧减振装置。这类减振装置不仅体积大，结构复杂，成本较高，且使用时十分不便。

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种刚度可任意低（包括零刚度）、结构紧凑、稳定、载荷可大幅度调节的减振装置。

本发明利用正负刚度相消的原理，将正、负刚度的两类弹性元件并联而成的弹性元件组与承载机构连成一体。正刚度的弹性元件可以是螺旋簧、板簧、空气弹簧等，负刚度的弹性元件可以是大挠度屈曲簧片、蝶形簧、浅球壳弹性件等。正、负刚度的弹性元件可以由金属橡胶、塑料、软木等一类弹性材料制成。为了适应负载的变化，减振装置可装一个调节机构，通过调节弹性元件的预变形达到改变减振装置额定载荷能力的目的。这种调节机械可以是一对螺旋付，也可以是一个自动调节系统。

与现有的减振装置相比，本发明具有明显的优点。由于利用弹性元件的正负刚度相消原理，就可以是弹性元件组的正刚度略大于或等于负刚度的绝对值，就使整个减振装置的刚度可任意小，（包括零刚度。）这样，就不必要求组成减振装置的弹性元件本身的刚度很低，相反允许使用刚度值大的弹性元件，能容易地得到结构紧凑、稳定，制造方便，成本低廉且载荷能力随时可调的减振装置。为了减振、尤其是低频及超低频的减振提供了有效的手段。这种减振装置可广泛用于精密仪器，交通运载工具，建筑物抗振基础的减振以及振动把手的振动隔离减振等领域。

附图1是呈刚度特性的弹性元件与呈正刚度特性的弹性元件的P-δ特性曲线。图中P表示弹性元件的承载量，δ表示弹性元件的变形量，a是事负刚度特性的弹性元件的特性曲线。b₁b₂b₃是呈正刚度特性的弹性元件在其预变形量分别为δ₁δ₂δ₃时的特性曲线。

附图2是正负刚度弹性元件并联而成的弹性元件组的P-δ特性曲线。图中P表示弹性元件组的承载量，δ表示弹性元件的变形量，c₁c₂c₃是弹性元件组在其正刚度的弹性元件被预变形分别为δ₁δ₂δ₃时的特性曲线，△δ是减振区域，该区域内的曲线束接近水平，其刚度趋近零，△P是额定载荷调节范围，在该范围内的负载，均可处于接近零刚度的减振区域内。

附图3描述了本发明的一个实施例。呈负刚度特性的弹性元件（5），可以是经预压屈曲形成的柱壳型簧片，呈正刚度特性的弹性元件（3）可以是螺旋簧，由一压杆（4）将它们相互连接起来，压杆（4）的下端连接正刚度的弹性元件（3），中部与负刚度的弹性元件（5）的中部刚性连结，形成一并联的弹性元件组，压杆（4）的上端与承载面（6）连接成一体，构成一简单的减振装置。当额定载荷为P时，弹性元件组的正刚度略大于或等于负刚度的绝对值。减振装置即处于极低的刚度。

当载荷变化，需要调节减振装置的额定载荷能力时，减振装置可连接一个调节机构，通过改变弹性元件的变形，实现额定载荷能力的调节。这种调节机构可以是由连接正刚度的弹性元件（3）下端的螺栓（1）与一固定的螺母（2）合成的调节器（10）;也可以是一个自动调节器，它包括一个与上述调节器（10）中的螺栓（1）相连的驱动器（11），一个用以控制驱动器（11）动作的控制器（9）。调节器（10）除了上述的螺旋付结构，还可以是凸轮与顶杆、斜楔与顶杆、齿轮与齿条等类似的结构;控制器（9）可以是由一与承载面（6）相连的触杆（7）和在其上下各有一触点的限位开关（8）构成，也可以是其他传感器。

当负载P变化时，触杆（7）与限位开关（8）接触。控制器（9）便发出相应的信号，通过驱动器（11）使调节器（10）中的螺栓（1）旋转，将正刚度的弹性元件（3）压紧或放松，使之改变其预变形量。在负载调节过程结束后，整个减振装置极处于极低刚度的减振状态。