CN109204795A - 一种八撑杆式多自由度动力反共振隔振装置 - Google Patents

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    • F16F13/06—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper, e.g. the plastics spring not forming a part of the wall of the fluid chamber of the damper

Abstract

本发明提供了一种八撑杆式多自由度动力反共振隔振装置，属于直升机振动控制领域。本发明包括载荷平台、基础平台、多个上连接块、多个下连接块和八个撑杆组件。上连接块均匀分布于载荷平台下端面的同一圆周上；下连接块均匀分布于基础平台上端面的同一圆周上；撑杆组件由液弹隔振器构成，一端与上连接块连接，另一端与下连接块连接。本发明通过液弹隔振器的动力反共振效应阻断频率为f＝NΩ的多向旋翼桨毂力向机体传递，能实现直升机主减速器的六自由度隔振，隔振频率稳定在f＝NΩ，此外由于八撑杆组件能实现冗余振动控制，从而使得该隔振装置具有一定的抗坠毁性能。

Description

一种八撑杆式多自由度动力反共振隔振装置
技术领域
本发明涉及一种八撑杆式多自由度动力反共振隔振装置，属于直升机振动控制领域。
背景技术
直升机在飞行过程中，旋翼受到气动载荷作用从而形成频率为f＝NΩ的多向旋翼桨毂力，其中，N和Ω分别是桨叶数和旋翼转速。旋翼桨毂力通过旋翼轴、主减 速器及主减安装结构传递到直升机机体，引起机体强烈振动，影响武器装备的作战 效能，降低乘坐舒适度。对主减安装结构进行隔振设计的目的在于阻断频率为f＝NΩ 的多向旋翼桨毂力向机体传递，从而降低直升机机体振动水平。
为保障直升飞机的操纵性能，主减安装结构不仅要阻断多向旋翼桨毂力向机体的传递，还必须具有一定的静承载能力。经典隔振设计方法要求隔振系统的固有频 率fn低于外激励的频率f，亦即满足这样势必导致主减安装结构刚度过 低，不具备应有的静承载能力。1980年12月向Halwes等授权的题为“振动抑制系 统(VibrationSuppression System)”的美国专利No.4236607(专利4236607)，克 服了经典隔振设计方法的局限性。专利4236607公开了一种基于动力反共振原理的 液弹隔振器，其中使用高密度、低粘度的流体作为惯性质量，其惯性力用以抵消通 过隔振器传递的振动载荷。与经典隔振设计方法相比，专利4236607针对特定频率 的外激励设计了更加可靠和有效的隔振器，且具有一定的静承载能力。专利4236607 公开的液弹隔振器能有效阻断单个激振力的传递，但并不能有效阻断多向旋翼桨毂 力的传递。2009年5月5日陈修祥申请的题为“一种直升机主减速箱被动隔振装 置”(公开号CN101559833A)公开了一种四个支腿结构组成的多自由度被动隔振装 置，能隔离主减速箱工作过程中受到的多向空间激励力，然而每个支腿结构仍然基 于弹簧阻尼隔振器原理设计，无法满足主减安装结构隔振设计的特殊需求。
发明内容
针对上述现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种八撑杆式多自由度动力反共振隔振装置，利用液弹隔振器的动力反共振效应，通过液弹隔振器的动力反共 振效应阻断频率为f＝NΩ的多向旋翼桨毂力向机体传递，能实现直升机主减速器的 六自由度隔振，隔振频率稳定在f＝NΩ，此外由于八撑杆组件能实现冗余振动控制， 从而使得该隔振装置具有一定的抗坠毁性能。
本发明所采用的技术方案如下：
一种八撑杆式多自由度动力反共振隔振装置，包括载荷平台、基础平台、多个 上连接块、多个下连接块和八个撑杆组件。
所述载荷平台和基础平台均为圆形平台，均开有若干通孔。
所述撑杆组件由液弹隔振器构成，两端加工有第一螺纹孔，一端与所述上连接 块相连，另一端与所述下连接块相连。
进一步的，上连接块和下连接块均为球铰结构。
进一步的，其中，
所述上连接块包括第一类上连接块和第二类上连接块，所述上连接块的顶端各开有四个第二螺纹孔，通过第二螺纹孔使得所述上连接块与所述载荷平台相连接；
所述下连接块的底端各开有四个第二螺纹孔，通过第二螺纹孔使得所述下连接块与所述基础平台相连接。
进一步的，其中，
所述第一类上连接块结构相同，每个所述第一类上连接块包括底座、1个球头 轴、1个环状端盖和1个铜套，所述铜套通过所述环状端盖固定于所述底座内，且 所述铜套的开口通过所述环状端盖的中空区域朝向外侧，所述球头轴一端加工有外 螺纹，与所述撑杆组件端部的第一螺纹孔匹配连接，另一端穿过所述铜套的开口以 及所述环状端盖的中空区域，使得该端的球头部卡接于所述铜套内；
所述第二类上连接块结构相同，每个所述第二类上连接块包括底座、2个球头 轴、2个环状端盖和2个铜套，所述铜套通过所述环状端盖固定于所述底座内，且 所述铜套的开口通过所述环状端盖的中空区域朝向外侧，所述球头轴一端加工有外 螺纹，与所述撑杆组件端部的第一螺纹孔匹配连接，另一端穿过所述铜套的开口以 及所述环状端盖的中空区域，使得该端的球头部卡接于所述铜套内；
所述下连接块结构相同，每个所述下连接块包括底座、2个球头轴、2个环状 端盖和2个铜套，所述铜套通过所述环状端盖固定于所述底座内，且所述铜套的开 口通过所述环状端盖的中空区域朝向外侧，所述球头轴一端加工有外螺纹，与所述 撑杆组件端部的第一螺纹孔匹配连接，另一端穿过所述铜套的开口以及所述环状端 盖的中空区域，使得该端的球头部卡接于所述铜套内。
优选地，所述基础平台与载荷平台平行设置。
优选地，所述上连接块均匀分布于所述载荷平台下端面的同一圆周上，所述下 连接块均匀分布于所述基础平台上端面的同一圆周上。
本发明的有益效果是：
1、本发明的八撑杆式多自由度动力反共振隔振装置的撑杆组件通过液弹隔振 器的动力反共振效应阻断频率为f＝NΩ的旋翼桨毂力向机体传递，该隔振装置具有 较大的静承载能力，且在旋翼桨毂力的频率处具有较高的隔振效率。
2、本发明的八撑杆式多自由度动力反共振隔振装置由于使用了具有动力反共 振效应的撑杆组件，隔振频率稳定，不随负载波动而变化。
3、各撑杆组件与载荷平台、基础平台采用球铰连接方式，润滑良好，提供三 个方向的转动，保证了平台的位姿调整功能。
4、载荷平台、基础平台和撑杆组件排布成空间多自由度结构，实现空间6个 自由度的振动衰减，有效阻断多向旋翼桨毂力向机体传递。
5、本发明的八撑杆式多自由度动力反共振隔振装置共计使用8个撑杆组件，能 够实现冗余振动控制，从而使得直升飞机具有一定的抗坠毁性能。。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的隔振装置一实施例的立体结构图；
图2为本发明一实施例的第一类上连接块立体结构图；
图3为本发明一实施例的第一类上连接块之底座立体结构图；
图4为本发明一实施例的第二类上连接块立体结构图；
图5为本发明一实施例的第二类上连接块之底座立体结构图；
图6为本发明一实施例的下连接块立体结构图；
图7为本发明一实施例的下连接块之底座立体结构图；
图8为本发明一实施例的撑杆组件立体结构图；
图中：1-基础平台；2-下连接块；3-撑杆组件；4-第二类上连接块；5-载荷平 台；6-第一类上连接块；7-球头轴；8-环状端盖；9-第一类上连接块之底座；10- 第二螺纹孔；11-铜套；12-第二类上连接块之底座；13-下连接块之底座；14-第一 螺纹孔。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人 员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于 本发明的保护范围。
如图1-8所示，本发明公开了八撑杆式多自由度动力反共振隔振装置一实施例，包括载荷平台5、基础平台1、4个第一类上连接块6和2个第二类上连接块4、4个下连 接块2和8个撑杆组件3。其中，撑杆组件3由液弹隔振器构成，两端加工有第一螺纹 孔14，一端与上连接块相连，另一端与下连接块2相连。6个上连接块均匀分布于载荷 平台5下端面的同一圆周上，8个下连接块2均匀分布于基础平台1上端面的同一圆周 上。6个上连接块通过24个第二螺纹孔10使得6个上连接块与载荷平台5相连接，4 个下连接块2通过16个第二螺纹孔10使得4个下连接块2与基础平台1相连接。
本发明所提供的八撑杆式多自由度动力反共振隔振装置，共计使用8个具有动力反 共振机理的撑杆组件3，除了能够有效阻断频率为f＝NΩ的多向旋翼桨毂力向机体传递， 还能实现冗余振动控制，使得直升飞机具有一定的抗坠毁性能。
进一步的，下连接块2和上连接块均为球铰结构，即各撑杆组件3与载荷平台5、 基础平台1采用球铰连接方式，润滑良好，可提供三个方向的转动，保证了平台的位姿 调整功能。
进一步的，6个上连接块包括4个第一类上连接块6和2个第二类上连接块4，6 个上连接块的顶端各开有4个第二螺纹孔10，通过24个第二螺纹孔10使得6个上连接 块与载荷平台5相连接。
进一步的，每个上连接块和下连接块2均包括底座、球头轴7、环状端盖8和铜套11，铜套11通过环状端盖8固定于底座内，且铜套11的开口通过环状端盖8的中空区 域朝向外侧，球头轴7一端加工有外螺纹，与撑杆组件端部的第一螺纹孔14匹配连接， 另一端穿过铜套11的开口以及环状端盖8的中空区域，使得该端的球头部卡接于铜套 内。
其中，4个第一类上连接块6包括第一类上连接块之底座9、1个球头轴7、1个环 状端盖8和1个铜套11。2个第二类上连接块4第二类上连接块之底座12、2个球头 轴7、2个环状端盖8和2个铜套11。4个下连接块包括下连接块之底座13、2个球头 轴7、2个环状端盖8和2个铜套11。
进一步的，6个上连接块均匀分布于载荷平台5下端面的同一圆周上，8个下连接块均匀分布于基础平台1上端面的同一圆周上。
本实施例中，第一螺纹孔14为M12型螺纹，多数第二螺纹孔4为M6型螺纹孔。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上 述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改， 这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的 特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种八撑杆式多自由度动力反共振隔振装置，其特征在于，包括载荷平台、基础平台、多个上连接块、多个下连接块和八个撑杆组件，多个上连接块均匀分布于所述载荷平台下端面的同一圆周上；多个下连接块均匀分布于所述基础平台上端面的同一圆周上；所述撑杆组件一端与上连接块铰接，另一端与下连接块铰接。
2.根据权利要求书1所述的八撑杆式多自由度动力反共振隔振装置，其特征在于，所述基础平台与载荷平台平行设置。
3.根据权利要求书1所述的八撑杆式多自由度动力反共振隔振装置，其特征在于，所述撑杆组件由液弹隔振器构成，两端加工有第一螺纹孔分别与上连接块和下连接块相连。
4.根据权利要求书1所述的八撑杆式多自由度动力反共振隔振装置，其特征在于，所述下连接块的底端各加工有四个第二螺纹孔，通过第二螺纹孔使得所述下连接块与所述基础平台相连接；
所述上连接块的顶端各加工有四个第二螺纹孔，通过第二螺纹孔使得所述上连接块与所述载荷平台相连接。
5.根据权利要求书1所述的八撑杆式多自由度动力反共振隔振装置，其特征在于，所述上连接块和下连接块均为球铰结构。
6.根据权利要求书5所述的八撑杆式多自由度动力反共振隔振装置，其特征在于，每个所述上连接块和所述下连接块均包括底座、球头轴、环状端盖和铜套，所述铜套通过所述环状端盖固定于所述底座内，且所述铜套的开口通过所述环状端盖的中空区域朝向外侧，所述球头轴一端加工有外螺纹，与所述撑杆组件端部的第一螺纹孔匹配连接，另一端穿过所述铜套的开口以及所述环状端盖的中空区域，使得该端的球头部卡接于所述铜套内。
7.根据权利要求书6所述的八撑杆式多自由度动力反共振隔振装置，其特征在于，所述上连接块包括第一类上连接块和第二类上连接块，第一类上连接块包括底座、1个球头轴、1个环状端盖和1个铜套；第二类上连接块包括底座、2个球头轴、2个环状端盖和2个铜套。
8.根据权利要求书6所述的八撑杆式多自由度动力反共振隔振装置，其特征在于，所述下连接块包括底座、2个球头轴、2个环状端盖和2个铜套。
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