CN113790239B - 一种柔性超低频隔振器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柔性超低频隔振器，该隔振器至少包括一组隔振单元，所述隔振单元包括下支撑座和上支撑座，该下支撑座和上支撑座之间由若干弹簧片支撑，所述弹簧片下端位于下支撑座内，弹簧片上端位于上支撑座内，上支撑座的顶面具有能叠加另一隔振单元的结构。本发明可以由多个隔振单元叠加而成，能够进一步将共振频率降低和加深带隙深度，拓宽隔振带宽，降低共振频率，实现一种超低频隔振效果。

Description

一种柔性超低频隔振器
技术领域
本发明属机械减振隔振领域，尤其是涉及一种柔性超低频隔振器。
背景技术
隔振是指在振源与被隔振系统之间插入适当的隔振装置来隔离振动的直接传递，其本质就是在振源与被隔振系统之间安装一个隔振器从能量的角度来看，隔振是通过改变振源对被隔振系统激励的能量频谱结构，以减小通过频率的能量来抑制振动。
前低频隔振仍是振动工程领域一大研究热点和难点。隔振的方式主要有被动隔振和主动隔振之分，由于主动隔振结构复杂，成本高，目前应用较少，譬如主动悬架主要应用于高档汽车，所以被动隔振是常见的隔振方法。因此，固有频率越低，起始隔振频率越小。但是由于固有频率低，系统刚度会减少，从而导致较大静位移，所以一般被动隔振会遇到静位移大和固有频率低的矛盾。因此线性隔振系统通常无法满足低频或超低频的隔振需求，为实现从低频到高频的全频段隔振，非线性隔振装置的概念得到广泛关注，并已经有很多在应用于工程隔振领域。
准零刚度隔振装置属于一种非线性隔振装置由于具有高静低动刚度特性得到了广泛的关注，准零刚度隔振装置的高静刚度使其具有较大的承载能力，而低动刚度特性使其对于低频及超低频具有较好的隔振效果。但是目前的准零刚度隔振装置的是独立结构，这使得其共振频率降低幅度和带隙深度有限，并且现有的准零刚度隔振装置由各零件分别加工组装而成，因此存在一定的安装误差，隔振效果相对下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能拓宽隔振带宽，降低共振频率，加工简单的柔性超低频隔振器。
本发明提供的这种柔性超低频隔振器，至少包括一组隔振单元，所述隔振单元包括下支撑座和上支撑座，该下支撑座和上支撑座之间由若干弹簧片支撑，所述弹簧片下端位于下支撑座内，弹簧片上端位于上支撑座内，上支撑座的顶面具有能叠加另一隔振单元的结构。
所述下支撑座与上支撑座具有相同结构。下支撑座与上支撑座均有内圈弹簧位和外圈弹簧位，弹簧片一端位于内圈弹簧位，另一端位于外圈弹簧位。
所述弹簧片由下连接端、下连接端及至少三段曲梁构成。
所述弹簧片分为两组，每组具有若干弹簧片，其中一组弹簧片的下端位于下支撑座的内圈弹簧位，上端端位于上支撑座的外圈弹簧位；另一组弹簧片的下端位于下支撑座的外圈弹簧位，上端端位于上支撑座的内圈弹簧位，并且相邻的弹簧片属于不同的组。
该柔性超低频隔振器为一体化成型。该柔性超低频隔振器至少由两层所述隔振单位元叠加而成。
本发明可以由多个隔振单元叠加而成，能够进一步将共振频率降低和加深带隙深度，拓宽隔振带宽，降低共振频率，实现一种超低频隔振效果。本发明可以用于精密仪器的减振隔振，例如用于航空航天中仪器的隔振。此外本发明结构简单，易于加工，可以一体化一次成型，可以有效减少安装误差，进一步提高隔振效果。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是上支撑座主视图。
图3是上支撑仰视图。
图4是上支撑俯视图。
图5是弹簧片结构示意图。
图6是本发明一种实施方式的示意图。
图1-图5的附图标记为：
下支撑座1、上支撑座2；
弹簧片3、下连接端31、上连接端32、一段曲梁33、二段曲梁34、三段曲梁35；
内圈弹簧位4、外圈弹簧位5、上支撑座的顶面6。
具体实施方式
图1反映了本发明柔性超低频隔振器一组隔振单元的结构，从图中可以看出该隔振单元具有下支撑座1、上支撑座2以及弹簧片3，其中弹簧片3位于下支撑座1和上支撑座2之间，其中弹簧片3的下连接端31位于下支撑座1内，弹簧片3的上连接端32位于上支撑座内2。
图2-图4反映了上支撑座2的结构，上支撑座的顶面6具有能叠加另一隔振单元的结构，下支撑座1与上支撑座2具有相同的结构，结合图1可以看出下支撑座1与上支撑座2均具有内圈弹簧位4、外圈弹簧位5，弹簧片3在下支撑座1与上支撑座2之间，弹簧片3的下连接端31及上连接端一端位于内圈弹簧位4另一端位于外圈弹簧位5。
弹簧片3的结构如图5所示。弹簧片3由下连接端31、上连接端32以及几段曲梁构成，在本实施例中采用的是三段曲梁即一段曲梁33、二段曲梁34、三段曲梁35，每段曲梁的形状都可以根据隔振需求来进行弯曲度的设计调整，弹簧片3通过上连接端31与上支撑座2连接同时通过下连接端32与下支撑座1连接，下支撑座1在弹簧片3将各段曲梁不同的屈曲状态下的力与位移的关系结合在一起，从而达到准零刚度特性，由此上支撑座2和下支撑座1所承受的载荷能更好的传递到曲梁当中。弹簧片3的数量与尺寸根据被隔振体的质量进行确定。
从图1可以进一步看出，在本实施例中弹簧片3分为A、B两组，每组具有若干弹簧片，其中A组弹簧片的下连接端31位于下支撑座1的内圈弹簧位4，上连接端32位于上支撑座2的外圈弹簧位5；B组弹簧片的下连接端31位于下支撑座1的外圈弹簧位5，上连接端32位于上支撑座的内圈弹簧位4，应该注意的是A、B两组弹簧片是交错布置的，即相邻的弹簧片属于不同的组。
上述隔振单元制造时可以用3D打印机一体化整体制造成型，可以有效减小装配误差。
由于上支撑座的顶面6具有能叠加另一隔振单元的结构，易于多层叠加的对准，根据需要我们可以制造若干隔振单元，然后按照图6所示的层叠方式将各隔振单元进行叠加，并通过粘接或螺栓连接形成本发明柔性超低频隔振器的不同实施方式，多层叠加能进一步优化隔振效果。

Claims (4)

1.一种柔性超低频隔振器，其特征在该隔振器至少包括一组隔振单元，所述隔振单元包括下支撑座和上支撑座，该下支撑座和上支撑座之间由若干弹簧片支撑，所述弹簧片下端位于下支撑座内，弹簧片上端位于上支撑座内，上支撑座的顶面具有能叠加另一隔振单元的结构；
所述下支撑座与上支撑座具有相同结构；
所述下支撑座与上支撑座均有内圈弹簧位和外圈弹簧位，弹簧片一端位于内圈弹簧位，另一端位于外圈弹簧位；
所述弹簧片分为两组，每组具有若干弹簧片，其中一组弹簧片的下端位于下支撑座的内圈弹簧位，上端位于上支撑座的外圈弹簧位；另一组弹簧片的下端位于下支撑座的外圈弹簧位，上端位于上支撑座的内圈弹簧位，并且相邻的弹簧片属于不同的组。
2.根据权利要求1所述柔性超低频隔振器，其特征在于所述弹簧片由上连接端、下连接端及至少三段曲梁构成。
3.根据权利要求1所述柔性超低频隔振器，其特征在于该柔性超低频隔振器为一体化成型。
4.根据权利要求1所述柔性超低频隔振器，其特征在于该柔性超低频隔振器至少由两层所述隔振单元叠加而成。
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