[0005] 本发明的一个目的是要提供一种基于准零刚度的多方向隔振器,设计了一种非线性被动隔振系统,具有静态高刚度、动态低刚度的非线性刚度特性,同时能实现多方向隔振,可同时满足静态支撑和动态低频隔振的需求。
[0006] 特别地,本发明提供了一种基于准零刚度的多方向隔振器,包括:
[0007] 基座;
[0008] 载物台,用于放置物品的台面,所述载物台的侧边连接着水平结构,在所述载物台和所述基座之间连接着竖直结构和至少一个负刚度杆;
[0009] 竖直结构,用于支撑所述载物台,包括凸轮、滚轮和在竖直方向给所述滚轮提供竖直位移量的第一缓冲件,以使得所述凸轮和所述滚轮保持接触;
[0010] 水平结构,包括水平杆和给所述水平杆提供水平位移量的第二缓冲件,以使得所述凸轮和所述滚轮的接触点或者接触面位于所述载物台的中心;
[0011] 负刚度杆,其与所述载物台呈斜交,包括球形结构和穿过所述球形结构的细长杆,所述球形结构和所述细长杆在沿负刚度杆方向构成负刚度;
[0012] 其中,所述竖直结构的凸轮滚轮结构与所述水平结构实现水平方向的准零刚度系统,所述竖直结构的第一缓冲件与所述负刚度杆实现竖直方向的准零刚度系统。
[0013] 优选的,所述球形结构包括:
[0014] 球槽,其设置有穿过球体中心的通孔,所述细长杆穿过所述通孔,所述通孔具有两个孔口,所述球槽的表面设置有多条连接所述两个孔口的弧形路径;
[0015] 多个滚珠,所述滚珠与所述弧形路径相配合,且一个滚珠对应一条弧形路径。
[0016] 优选的,所述负刚度杆还包括给所述细长杆提供沿着其杆身方向位移量的第三缓冲件,以使得所述滚珠与所述弧形路径对准。
[0017] 优选的,所述球形结构还包括给所述滚珠提供垂直于所述细长杆方向位移量的第四缓冲件,一个滚珠对应一个第四缓冲件。
[0018] 优选的,所述载物台的底面中心连接有凸轮,所述凸轮的弧形面朝下且设置有凹槽,所述滚轮的滚轴平行于所述载物台,所述滚轮与所述凹槽相切。
[0019] 优选的,所述基座上设置有竖立的滑槽,所述滑槽具有沿着竖直方向的滑道,所述滑道与所述水平结构连接。
[0020] 优选的,在所述载物台和所述基座之间连接着三个负刚度杆,每个负刚度杆与所述基座呈斜交;所述载物台的两侧各连接着一个水平结构,两个水平结构的位置对称。
[0021] 优选的,第一旋转螺纹杆通过螺纹孔连接第一滑动挡板,所述第一滑动挡板连接所述第二缓冲件的一端,所述第二缓冲件的另一端连接所述水平杆的一端,所述水平杆的另一端连接所述载物台。
[0022] 优选的,下套筒的一端固定在所述基座上,所述下套筒的另一端连接球槽套;所述下套筒内设置有所述第三缓冲件、第二滑动挡板和第二旋转螺纹杆,所述球槽套内设置有所述球形结构;所述细长杆的一端穿过所述球形结构并进入所述下套筒内,所述细长杆的一端与所述第三缓冲件的一端连接,所述第三缓冲件的另一端与所述第二滑动挡板连接,所述第二滑动挡板与所述第二旋转螺纹杆连接,所述第二旋转螺纹杆的螺帽露在所述下套筒的外部;所述细长杆的另一端固定在所述载物台的底部。
[0023] 优选的,所述下套筒与所述基座连接的端部为球体,所述细长杆与所述载物台连接的端部为球体。
[0024] 本发明基于准零刚度的多方向隔振器,由于当多方向激励从基座传递时,多方向的激励能够分解合成为水平和竖直方向的激励。本发明提供的技术方案带来的有益效果至少包括:
[0025] 1、本发明的负刚度杆结构和竖直结构的第一缓冲件的正刚度并联在竖直方向形成了准零刚度系统,同时滚轮凸轮结构形成的负刚度和水平正刚度结构并联在水平方向形成了准零刚度系统,从而实现了多方位的隔振。
[0026] 2、负刚度杆结构和水平结构都设有旋转螺纹杆,能够实现对系统的调零和校准。
[0027] 3、当载物台所放物体质量不同时,水平正刚度结构的套筒会在滑槽的滑道中平滑移动到平衡位置。
[0028] 4、本发明安装方便,成本较低,具有静态高刚度、动态低刚度的非线性刚度特性,同时能实现多方向隔振,可同时满足静态支撑和动态低频隔振的需求。
[0029] 根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述,本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。