CN113339447A - 一种机械式隔振装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机械式隔振装置，其中，十字构件左右两端端部通过摆杆阻尼机构与环状下板相连接，十字构件前后两端端部通过摆杆阻尼机构与上板相连接，构成X向、Y向二维摇摆系统。环状下板与底座间通过周向和Z向限位的滑轮导轨机构相配合，构成Z向、周向二维扭转系统。本发明中，上板与十字构件通过摆杆阻尼机构连接，可削减X向的振动幅度。十字构件与环状下板通过摆杆阻尼机构连接，可削减Y向的振动幅度。环状下板与底座通过滑轮导轨机构配合，可起到限位作用，削减Z向周向的振动幅度。

Description

一种机械式隔振装置
技术领域
本发明属于机械减振技术领域，涉及一种机械式隔振装置。
背景技术
振动广泛存在于各零件的加工过程以及后期的使用过程中，对于机床加工来说，为了提高单体零件的加工精度，需对机床加工进行减振；对于机械的运转来说，多数情况下振动会引起负面效果，为了机械运转的更平稳，需在机械运转时进行减震。当前，对于机载、车载、舰载等电子、机械设备的隔振缓冲要求越来越高，不但要求单体设备减振加固，还要求安放设备的机柜整体减振加固。为了提高机柜运动时的稳定性，需在机柜下方安装隔振装置。
现有隔振平台主要有两种：一种是采用滑轮滑轨式的二自由度平面减振系统，适应场景有限，且改变轨迹需更换滑轨，繁琐且减振效果差；另一种是采用弹簧阻尼式减振系统，由于弹簧的限制，只能沿弹簧轴向进行减振，减振自由度少，且弹簧弹性易衰减。
发明内容
针对上述背景技术中所指出的问题，本发明提出一种机械式隔振装置。
本发明所采用的技术方案为：
一种机械式隔振装置，包括自上而下依次设置的上板、十字构件、环状下板和底座，所述十字构件左右两端端部通过摆杆阻尼机构与所述环状下板相连接，所述十字构件前后两端端部通过摆杆阻尼机构与所述上板相连接，构成X向、Y向二维摇摆系统；所述环状下板与所述底座间通过周向和Z向限位的滑轮导轨机构相配合，构成Z向、周向二维扭转系统。
进一步地，所述上板下端面前后两端垂直一体连接有第一阻尼器安装板；所述十字构件包括横杆和两纵杆，所述两纵杆分别垂直固定在所述横杆前后侧中间位置；所述横杆两端端部一体连接有方向垂直向下的第二阻尼器安装板；所述两纵杆端部连接有横向的第一条型阻尼器安装座；所述环状下板上端沿外缘固定有两横向相对的第二条型阻尼器安装座；所述摆杆阻尼机构包括摆杆和两第二阻尼器，所述摆杆上下两端开设有方向相反的轴孔，所述两第二阻尼器通过各自的插接轴分别插入两轴孔中，所述两第二阻尼器位于所述摆杆两侧，第二阻尼器外侧设置有阻尼器安装孔；任一阻尼器安装板内侧底部两端位置均通过螺钉安装有所述摆杆阻尼机构，且各摆杆阻尼机构上的另一第二阻尼器与对应的条型阻尼器安装座通过螺钉装配。
进一步地，两第一条型阻尼器安装座外侧均固定有V形的第一摆杆限位块，两第二条型阻尼器安装座外侧均固定有V形的第二摆杆限位块。
进一步地，所述两纵杆为一体结构，与所述横杆间通过插槽插接配合，并通过螺栓进行固定。
进一步地，所述上板上均匀地开设有若干用于安装固定负载的负载安装孔。
进一步地，所述滑轮导轨机构包括四个限位轮和四个承重轮；所述底座上端面一体连接有限位筒，所述限位筒周向面上开设有U型滑轨；
所述环状下板下端面沿周向均匀地间隔固定有四个L型安装板和四个第一阻尼器，所述四个L型安装板长段向下并朝向外侧，每一固定在所述环状下板上的第一阻尼器底部均固定有一限位轮，各限位轮贴着所述限位筒内壁面；每一L型安装板长段外侧面底部均固定有一第一阻尼器，每一固定在L型安装板上的第一阻尼器外侧均固定有一承重轮，各承重轮伸入所述U型滑轨中并可沿所述U型滑轨滑动。
进一步地，所述底座四角位置开设有用于安装固定所述底座的底座安装孔。
本发明具有以下有益效果：
1)、上板与十字构件通过摆杆阻尼机构连接，可削减X向的振动幅度；十字构件与环状下板通过摆杆阻尼机构连接，可削减Y向的振动幅度；环状下板与底座通过滑轮导轨机构配合，可起到限位作用，削减Z向周向的振动幅度。
2)、本发明通过摆杆阻尼机构和滑轮导轨机构，运用自身重力的分力来抵消载荷振动冲击，实现机构自适应平稳，减缓冲击，吸收振动。
3)、本发明的方案还可推广应用于小型建筑的隔震。广泛来说，凡需削减X向、Y向、Z向、周向这四个方向振动的场合，皆适用本发明设计的隔震装置。
附图说明
图1为本发明的机械式隔振装置的结构示意图；
图2为摆杆阻尼机构的结构示意图；
图3为上板的结构示意图；
图4为十字构件的结构示意图；
图5为环状下板的结构示意图；
图6为上板、十字构件及环状下板间的装配结构示意图(X向、Y向二维摇摆系统)；
图7为环状下板和底座间的装配结构示意图(Z向、周向二维扭转系统)；
附图标记：1-上板，101-第一阻尼器安装板，102-负载安装孔，2-十字构件，201-横杆，202-第二阻尼器安装板，203-纵杆，204-第一条型阻尼器安装座，205-第一摆杆限位块，3-环状下板，301-第二条型阻尼器安装座，302-第二摆杆限位块，303-L型安装板，304-第一阻尼器，305-限位轮，306-承重轮，4-底座，401-限位筒，402-U型滑轨，403-底座安装孔，5-摆杆阻尼机构，501-摆杆，502-第二阻尼器，503-插接轴，504-轴孔，505-阻尼器安装孔。
具体实施方式
本发明提出的机械式隔振装置，通过使用阻尼器协同机械结构减缓平衡惯性力、惯性矩和水平冲击力。该装置通过摆杆阻尼机构减小X向、Y向的振动幅度，通过滑轮导轨机构减小Z向、周向的振动幅度，可在空间任意自由度方向上承受弹性变形，多向隔振缓冲，从而提高负载物的稳定性。
下面结合附图并通过具体例来进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示，一种机械式隔振装置，包括自上而下依次设置的上板1、十字构件2、环状下板3和底座4，十字构件2左右两端端部通过摆杆阻尼机构5与环状下板3相连接，十字构件2前后两端端部通过摆杆阻尼机构5与上板1相连接，构成X向、Y向二维摇摆系统。环状下板3与底座4间通过周向和Z向限位的滑轮导轨机构相配合，构成Z向、周向二维扭转系统。
具体地，结合图2至6，上板1下端面前后两端垂直一体连接有第一阻尼器安装板101。十字构件2包括横杆201和两纵杆203，两纵杆203分别垂直固定在横杆201前后侧中间位置。横杆201两端端部一体连接有方向垂直向下的第二阻尼器安装板202。两纵杆203端部连接有横向的第一条型阻尼器安装座204。环状下板3上端沿外缘固定有两横向相对的第二条型阻尼器安装座301。摆杆阻尼机构5包括摆杆501和两第二阻尼器502(阻尼器采用气弹簧原理)，摆杆501上下两端开设有方向相反的轴孔504，两第二阻尼器502通过各自的插接轴503分别插入两轴孔504中，两第二阻尼器502位于摆杆501两侧，第二阻尼器502外侧设置有阻尼器安装孔505。任一阻尼器安装板内侧底部两端位置均通过螺钉安装有摆杆阻尼机构5，且各摆杆阻尼机构5上的另一第二阻尼器502与对应的条型阻尼器安装座通过螺钉装配。
此外，两第一条型阻尼器安装座204外侧均固定有V形的第一摆杆限位块205，两第二条型阻尼器安装座301外侧均固定有V形的第二摆杆限位块302。
结合图7，滑轮导轨机构包括四个限位轮305和四个承重轮306。底座4上端面一体连接有限位筒401，限位筒401周向面上开设有U型滑轨402。环状下板3下端面沿周向均匀地间隔固定有四个L型安装板303和四个第一阻尼器304，四个L型安装板303长段向下并朝向外侧，每一固定在环状下板3上的第一阻尼器304底部均固定有一限位轮305，各限位轮305贴着限位筒401内壁面。每一L型安装板303长段外侧面底部均固定有一第一阻尼器304，每一固定在L型安装板303上的第一阻尼器304外侧均固定有一承重轮306，各承重轮306伸入U型滑轨402中并可沿U型滑轨402滑动。环状下板3通过四个限位轮305接触滚动于底座4周向内壁，起到限位的作用。环状下板3通过4个承重轮装配于底座4的U型滑轨402上，可削减Z向、周向的振动幅度。
两纵杆203为一体结构，与横杆201间通过插槽插接配合，并通过螺栓进行固定。
上板1上均匀地开设有若干用于安装固定负载的负载安装孔102。底座4四角位置开设有用于安装固定底座4的底座安装孔403。
本发明的机械式隔振装置工作原理为：
当上板1上安装的负载物受到X向的冲击载荷时，在摆杆501和第二阻尼器502组成的机械式摆杆阻尼机构的作用下，上板1相对于十字构件2沿X轴方向左右摆动，最终在阻尼器的作用下吸收能量趋于静止，在自身重力的作用下摆杆501趋于铅锤状态恢复原姿态；
当上板1上安装的负载物受到Y向的冲击载荷时，在摆杆501和第二阻尼器502组成的机械式摆杆阻尼机构的作用下，十字构件2相对于环状下板3沿Y轴方向左右摆动，最终在阻尼器的作用下吸收能量趋于静止，在自身重力的作用下摆杆501趋于铅锤状态恢复原姿态；
当上板1上安装的负载物受到Z向的冲击载荷时，在U型滑轨402的限位下，环状下板3通过承重轮306承载上部整体沿U型滑轨402上升滑动，最终在阻尼器的作用下吸收能量趋于静止，在自身重力的作用下承重轮306滑动到U型滑轨402的U型最低点恢复原姿态；
当上板1上安装的负载物受到周向的冲击载荷时，在U型滑轨402的限位下，环状下板3通过承重轮306承载上部整体沿U型滑轨402圆周滑动，最终在阻尼器的作用下吸收能量趋于静止，在自身重力的作用下承重轮306滑动到U型滑轨402的U型最低点恢复原姿态。
本发明的隔振装置可多自由度减振，且带有阻尼器易更换，还可通过调整摆杆501的长度，实现不同的摆动幅度，适应不同的场景时，可简易更换部件达到不同的隔振效果，适用性强。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种机械式隔振装置，其特征在于，包括自上而下依次设置的上板(1)、十字构件(2)、环状下板(3)和底座(4)，十字构件(2)左右两端端部通过摆杆阻尼机构(5)与环状下板(3)相连接，十字构件(2)前后两端端部通过摆杆阻尼机构(5)与上板(1)相连接，构成X向、Y向二维摇摆系统；环状下板(3)与底座(4)间通过周向和Z向限位的滑轮导轨机构相配合，构成Z向、周向二维扭转系统。
2.根据权利要求1所述的机械式隔振装置，其特征在于，上板(1)下端面前后两端垂直一体连接有第一阻尼器安装板(101)；十字构件(2)包括横杆(201)和两纵杆(203)，所述两纵杆(203)分别垂直固定在横杆(201)前后侧中间位置；横杆(201)两端端部一体连接有方向垂直向下的第二阻尼器安装板(202)；所述两纵杆(203)端部连接有横向的第一条型阻尼器安装座(204)；环状下板(3)上端沿外缘固定有两横向相对的第二条型阻尼器安装座(301)；摆杆阻尼机构(5)包括摆杆(501)和两第二阻尼器(502)，摆杆(501)上下两端开设有方向相反的轴孔(504)，所述两第二阻尼器(502)通过各自的插接轴(503)分别插入两轴孔(504)中，所述两第二阻尼器(502)位于摆杆(501)两侧，第二阻尼器(502)外侧设置有阻尼器安装孔(505)；任一阻尼器安装板内侧底部两端位置均通过螺钉安装有摆杆阻尼机构(5)，且各摆杆阻尼机构(5)上的另一第二阻尼器(502)与对应的条型阻尼器安装座通过螺钉装配。
3.根据权利要求2所述的机械式隔振装置，其特征在于，两第一条型阻尼器安装座(204)外侧均固定有V形的第一摆杆限位块(205)，两第二条型阻尼器安装座(301)外侧均固定有V形的第二摆杆限位块(302)。
4.根据权利要求2所述的机械式隔振装置，其特征在于，所述两纵杆(203)为一体结构，与横杆(201)间通过插槽插接配合，并通过螺栓进行固定。
5.根据权利要求1所述的机械式隔振装置，其特征在于，上板(1)上均匀地开设有若干用于安装固定负载的负载安装孔(102)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的机械式隔振装置，其特征在于，所述滑轮导轨机构包括四个限位轮(305)和四个承重轮(306)；底座(4)上端面一体连接有限位筒(401)，限位筒(401)周向面上开设有U型滑轨(402)；
环状下板(3)下端面沿周向均匀地间隔固定有四个L型安装板(303)和四个第一阻尼器(304)，所述四个L型安装板(303)长段向下并朝向外侧，每一固定在环状下板(3)上的第一阻尼器(304)底部均固定有一限位轮(305)，各限位轮(305)贴着限位筒(401)内壁面；每一L型安装板(303)长段外侧面底部均固定有一第一阻尼器(304)，每一固定在L型安装板(303)上的第一阻尼器(304)外侧均固定有一承重轮(306)，各承重轮(306)伸入U型滑轨(402)中并可沿U型滑轨(402)滑动。
7.根据权利要求6所述的机械式隔振装置，其特征在于，底座(4)四角位置开设有用于安装固定底座(4)的底座安装孔(403)。
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