CN104455152B - 一种可调频的多维减振装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种可调频的多维减振装置，该装置由动平台、静平台、第一滑动导杆、第二滑动导杆以及连接动平台和静平台的四条运动支链组成。其特征在于：该减振装置基于一个多自由度并联机构而设计，连接上下平台的四条运动支链结构相同，在空间呈对称布置，每条运动支链通过圆柱副和移动副分别与动平台和静平台相连，静平台移动副处分别安装有弹簧阻尼系统，在弹簧阻尼系统处分别安装有移动调节装置，能够实现多维隔振。通过旋转弹簧阻尼移动调节装置上的螺旋传动装置手柄可使弹簧阻尼系统沿滑动导杆产生移动，则该减振装置的最佳隔振频率范围值发生变化，从而实现调频这一功能。该减振装置的制造工艺简单，成本低廉，操作方便，市场前景十分广阔。

Description

一种可调频的多维减振装置
技术领域
本发明公开了一种可调频的多维减振装置。
背景技术
多维减振装置是一种可降低多维振动传递的设备，可广泛应用于救护车担架、汽车座椅等的减振，亦可以在各类车载、船载和机载精密仪器设备的振动隔离中得到应用。传统减振装置主要是在振动设备和基础之间插入弹簧或橡胶隔振器，主要承受单向压缩或拉伸，且变形量较小，对大振幅多维减振效果不明显。并联机构具有刚度大、结构稳定、承载能力强、运动行程大、动态特性好等优点，近年来开始被应用于多维减振装置，可解决多维振动问题。
随着技术的发展，机械设备的复杂化程度越来越高，同一机械设备往往会有多个不同的工作工况，这就导致机械设备在不同工况下工作时所受到振动激励的频率和方向发生较大改变，另外诸如车辆等在不同的颠簸路面行驶时，输入的激励频率的变化范围也较大，因此就需要具有隔振频率范围可调节的多维减振装置。然而传统的减振装置往往是根据某一频率而设计，在其它频率下工作时，无法相应地进行系统固有频率的调节，从而使减振效果大大下降。
发明内容
本发明的目的是提供一种可调频的多维减振装置，该装置能够有效的用于多方向多维减振，更重要的是还可根据隔振设备工况的不同、激励频率的变化，改变系统的固有频率，从而使装置始终处于最佳的隔振频率范围之内。也就是说本减振装置可根据所需隔振频率范围的不同，无需更换弹簧阻尼系统，只需简单调整装置初始位置，即可实现隔振系统可调频的这一功能，简单易行、工作可靠。
本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出的一种可以依据所需减振设备的不同隔振频率进行调频的多维减振装置。
本发明所采用的技术方案是：
一种可调频多维减振装置，包括上下设置的动平台和静平台，且动平台和静平台之间通过四条结构组成完全相同且在空间呈对称布置的运动支链连接，每条所述的运动支链由连杆和滑块通过一转动副铰接组成，所述的连杆通过圆柱副和动平台联接，所述的滑块通过移动副与静平台联接，且四条支链的每个滑块都各自通过一个弹簧阻尼系统与静平台形成弹性支承，实现隔振系统的三自由度多维减振，且位于静平台相对位置的两个弹簧阻尼系统之间通过一个滑动导杆相连；四个所述的弹簧阻尼系统中，其中两个弹簧阻尼系统处安装有移动调节装置，通过简单调节或者旋转螺旋传动装置手柄使弹簧阻尼系统沿连接两个弹簧阻尼系统的滑动导杆产生移动，也可以考虑采用步进电机、液压和气动来实现滑块沿滑动导杆方向的调节，实现自动调节，即在不更换弹簧阻尼系统的前提下，只需通过旋转手柄来简单调整滑块初始位置，便可使该减振装置的最佳隔振频率范围值发生变化，实现调频这一功能。
静平台上设置十字交叉的两滑动导杆，每条滑动导杆上相对的两个弹簧阻尼系统中，其中一个弹簧阻尼系统连接移动调节装置，另一个弹簧阻尼系统直接与静平台相固结，即四个弹簧阻尼系统中，其中第一和第二支链的两个弹簧阻尼系统连接移动调节装置，另两个弹簧阻尼系统直接与静平台相固结。
所述的移动调节装置为螺旋传动装置、或步进电机驱动装置、或液压驱动装置、或气动驱动装置，来实现自动调节。
所述的螺旋传动装置包括两个压板，一个弹簧和一个螺旋丝杠，所述的螺旋丝杠的一端连接一个手柄，另一端安装在丝杠套筒里面，所述的丝杠套筒与一个压板固定连接，另一个压板与弹簧阻尼系统固定连接，且所述的弹簧安装在两个压板之间且弹簧两端连接于两个压板上。
所述的压板与滑块之间通过橡胶阻尼垫减震。
所述的压板与丝杠套筒之间通过橡胶阻尼垫减震。
所述的螺旋丝杠安装于静平台上，通过旋转手柄带动丝杠套筒移动，进而带动弹簧阻尼系统沿滑动导杆方向左右移动。
本发明同现有技术相比，具有如下优点：
本减振装置其结构简单、布置对称、刚度大、受力均匀、可实现多维减振，并且具有传统减振装置无法实现的隔振频率可调节的这一调频功能，且在实现调频功能时，无需更换弹簧系统，简单易行，工作可靠。因此，当减振装置工作于不同的设备下或同一设备不同的工况下时，减振装置所需隔振频率发生变化，可通过旋转弹簧阻尼移动调节装置处的螺旋传动装置手柄使弹簧阻尼系统沿滑动导杆产生移动，调节减振装置的隔振频率范围，来满足隔振的要求。并且该装置的制造工艺简单、成本低廉、操作方便、适应性强，市场前景十分广阔。
附图说明
图1本发明实例可调频多维减振装置结构示意图；
图2弹簧阻尼系统及其移动调节装置结构示意图；
图中，1、动平台，2、静平台，21、第一滑动导杆，22、第二滑动导杆，31、第一运动支链圆柱副，32、第一运动支链连杆，33、第一运动支链滑块，34、第一运动支链弹簧阻尼系统，341、弹簧阻尼系统橡胶垫，342、压板，343、螺钉，344、弹簧，345、螺栓，35、第一运动支链移动调节装置，351、丝杠套筒，352、螺旋丝杠，353、手柄，41、第二运动支链圆柱副，42、第二运动支链连杆，43、第二运动支链滑块，44、第二运动支链弹簧阻尼系统，45、第二运动支链移动调节装置，51、第三运动支链圆柱副，52、第三运动支链连杆，53、第三运动支链滑块，54、第三运动支链弹簧阻尼系统，61、第四运动支链圆柱副，62、第四运动支链连杆，63、第四运动支链滑块，64、第四运动支链弹簧阻尼系统。
具体实施方式：
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式：
如图1和图2所示：一种可调频的多维减振装置，包括动平台1，静平台2，第一滑动导杆21，第二滑动导杆22，以及结构相同的连接动平台1和静平台2的四条运动支链，四条支链在空间呈对称布置。
第一运动支链由首先通过圆柱副31与动平台1联接，圆柱副31与连杆32固接，连杆32和滑块33铰接，滑块33通过移动副与静平台2的滑动导杆21联接，滑块33通过一个弹簧阻尼系统34进行支承，弹簧阻尼系统34则通过一个安装于静平台2的移动调节装置35实现在滑动导杆21方向上的位置的调节。
弹簧阻尼系统及其移动调节装置的结构如图2所示，首先左侧压板342把弹簧344左端和橡胶阻尼垫341通过螺钉342固定于滑块33上，右侧螺栓345把压板342、弹簧344右端、橡胶阻尼垫341以及丝杠套筒351固定在一起，螺旋丝杠352与丝杠套筒351形成螺旋副，螺旋丝杠352安装于静平台2，则旋转手柄353可使螺纹套筒351带动弹簧阻尼系统34沿滑动导杆21方向左右移动。
第二运动支链也同样的包括第二运动支链圆柱副41，第二运动支链连杆42，第二运动支链滑块43，第二运动支链弹簧阻尼系统44，第二运动支链移动调节装置45，其连接关系与第一运动支链完全相同，这里不再赘述。
第三运动支链也同样的包括第二运动支链圆柱副51，第二运动支链连杆52，第二运动支链滑块53，第二运动支链弹簧阻尼系统54，与第一运动支链相比，弹簧阻尼系统54另一端直接与静平台2相固结，仅仅缺少弹簧阻尼系统54的移动调节装置，其余的连接关系完全相同，在这里不再赘述。
第四运动支链也同样的包括第二运动支链圆柱副61，第二运动支链连杆62，第二运动支链滑块63，第二运动支链弹簧阻尼系统64，其与第三运动支链完全相同，这里也不再重复。
通过对该减振装置系统进行动力学研究和分析可知，当两滑动导杆上安装的两个弹簧阻尼系统处于滑动导杆的不同位置时，对应着该减振机构系统不同的系统固有频率，即当系统工况或激励频率发生变化时，在不更换弹簧阻尼系统的前提下，只需简单转动螺旋丝杠的手柄，便可使弹簧阻尼系统产生移动，使滑块处于滑动导杆上的某一刻度位置，该位置对应减振装置的最佳隔振频率，从而实现调频这一功能，进行可调频的多维减振。操作方便，简单易行。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (4)

1.一种可调频多维减振装置，其特征在于：包括上下设置的动平台和静平台，且动平台和静平台之间通过四条结构组成完全相同且在空间呈对称布置的运动支链连接，每条所述的运动支链由连杆和滑块通过一转动副铰接组成，所述的连杆通过圆柱副和动平台联接，所述的滑块通过移动副与静平台联接，且四条支链的每个滑块都各自通过一个弹簧阻尼系统与静平台形成弹性支承，实现隔振系统的多维三自由度减振，位于静平台相对位置的弹簧阻尼系统中间通过一个滑动导杆相连，四个所述的弹簧阻尼系统中，其中两个弹簧阻尼系统处安装有使弹簧阻尼系统沿连接两个弹簧阻尼系统的滑动导杆产生移动的移动调节装置；
所述的静平台上设置十字交叉的两滑动导杆，每条滑动导杆上相对的两个弹簧阻尼系统中，其中一个弹簧阻尼系统连接移动调节装置，另一个弹簧阻尼系统直接与静平台相固结；
所述的移动调节装置为螺旋传动装置来实现自动调节；
所述的螺旋传动装置包括两个压板，一个弹簧和一个螺旋丝杠，所述的螺旋丝杠的一端连接一个手柄，另一端安装在丝杠套筒里面，所述的丝杠套筒与一个压板固定连接，另一个压板与弹簧阻尼系统固定连接，且所述的弹簧安装在两个压板之间且弹簧两端连接于两个压板上。
2.如权利要求1所述的可调频多维减振装置，其特征在于：所述的压板与滑块之间通过橡胶阻尼垫减震，所述的压板与丝杠套筒之间通过橡胶阻尼垫减震。
3.如权利要求1所述的可调频多维减振装置，其特征在于：所述的螺旋丝杠安装于静平台上，通过旋转手柄带动丝杠套筒移动，进而带动弹簧阻尼系统沿滑动导杆方向左右移动。
4.如权利要求1所述的可调频多维减振装置，其特征在于：所述的螺旋传动装置还可以替换为步进电机驱动装置、液压驱动装置或气动驱动装置。
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