CN218844973U - 基于仿蜘蛛网超材料结构的高承载宽频减隔振装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于仿蜘蛛网超材料结构的高承载宽频减隔振装置及系统，该装置包括中心承载台座、径向承载组件与周向抑振结构组件；径向承载组件包括若干绕中心承载台座呈环向周期排布的径向支架结构；周向抑振结构组件沿中心承载台座呈网圈式排布，且周长按预设方式递增；每一圈周向抑振结构组件包括多个直线条状抑振单元；每一直线条状抑振单元的两端分别与相邻的两径向支架结构相连，且连接点位于对应径向支架结构的第一端与第二端之间。本实用新型应用于振动与噪声控制新材料、新结构技术领域，不仅可在高承载/小尺寸下实现低频宽带减隔振效果，而且便于加工，可根据实际控制需求改变快速进行二次调整改进。

Description

基于仿蜘蛛网超材料结构的高承载宽频减隔振装置及系统

技术领域

本实用新型涉及振动与噪声控制新材料、新结构技术领域，具体是一种基于仿蜘蛛网超材料结构的高承载宽频减隔振装置及系统。

背景技术

人类的生产和生活中广泛存在着振动问题，而以飞机、高铁、船舶、精密机床等为代表的现代高端装备，所存在的振动问题更为突出，振动问题已经严重影响到现代高端装备的乘坐舒适性、制造精度等关键核心性能指标。

减隔振技术是控制装备振动问题的重要手段，在工程实践中，传统的减隔振技术主要包括阻尼减振技术(如约束阻尼材料)、吸振技术(如主动吸振器)、隔振技术(如浮筏隔振系统)。这些传统的减隔振技术有不少优点，但也存在许多不足和限制；例如，传统的阻尼减振技术在中高频能取得较好的减隔振效果，但其低频性能差；传统的吸振技术的作用频率可以很低，但其作用频带很窄；传统的隔振技术，可以单独做到高承载能力、或优低频性能、或小尺寸，但其无法兼顾高承载/小尺寸在的低频性能。因此传统减隔振技术已经无法满足装备日益多元化的减隔振需求，如何在高承载/小尺寸下实现装备的低频宽带减隔振控制，是振动与噪声控制领域亟需解决的工程与科学研究问题。

近年来，力学/声学超材料技术迅猛发展，声学超材料是由人工特殊设计的微结构单元构成的新型复合材料/结构，具有低频弹性波带隙、负密度、负模量、负折射等一系列超常弹性波调控特性。现有声学超材料技术的研究表明，利用超材料结构的超常弹性波调控能力，可实现“小尺寸控制低频大波长”，为小尺寸下解决低频减隔振难题提供了新思路。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述背景技术中存在的问题，即如何在高承载/小尺寸下实现装备的低频宽带减隔振高效控制的问题。为解决上述问题，本实用新型借鉴声学超材料思想，并结合仿蜘蛛网的原理，提出了一种基于仿蜘蛛网超材料结构的高承载宽频减隔振装置及系统，可在高承载/小尺寸下实现低频宽带减隔振效果。

为实现上述目的，本实用新型提供一种基于仿蜘蛛网超材料结构的高承载宽频减隔振装置，包括中心承载台座、径向承载组件与周向抑振结构组件；

所述径向承载组件包括若干径向支架结构，各所述径向支架结构的第一端与所述中心承载台座相连，并按一定夹角绕所述中心承载台座呈环向周期排布；

所述周向抑振结构组件沿所述中心承载台座呈网圈式排布，由内向外，各所述周向抑振结构组件的周长按预设方式递增；

每一圈所述周向抑振结构组件包括多个直线条状抑振单元，所述直线条状抑振单元包括至少两个弱刚度弹性部与至少一个高刚度质量部；

每一所述直线条状抑振单元的两端分别与相邻的两所述径向支架结构相连，且连接点位于对应所述径向支架结构的第一端与第二端之间。

在其中一个实施例，在同一所述直线条状抑振单元中，所述弱刚度弹性部与所述高刚度质量部之间串联；

所述直线条状抑振单元的每一端通过至少一个所述弱刚度弹性部与所述径向支架结构相连接。

在其中一个实施例，所述弱刚度弹性部为单个弹性元件；或

所述弱刚度弹性部通过至少两个弹性元件并联和/或串联组成。

在其中一个实施例，所述直线条状抑振单元在所述径向支架结构上具有转动自由度，以通过转动所述直线条状抑振单元，改变其主振动面的尺寸和谐振频率。

在其中一个实施例，各所述径向支架结构的中性轴位于同一平面或近似位于同一平面。

在其中一个实施例，所述中心承载台座为实心柱体、空心柱体、梁组合体、杆组合体或板组合体；或

所述中心承载台座为梁、杆、板相互间的组合体。

在其中一个实施例，所述径向支架结构为杆类结构；或

所述径向支架结构为局部有加强筋和/或局部穿孔的梁类结构；或

所述径向支架结构为复合结构。

在其中一个实施例，各圈所述周向抑振结构组件之间留有间距；

由内向外，各圈所述周向抑振结构组件的周长等比例梯度递增或分段比例梯度递增或循环比例梯度递增变化。

为实现上述目的，本实用新型还提供一种基于仿蜘蛛网超材料结构的高承载宽频减隔振系统，包括至少两个上述的减隔振装置，各所述减隔振装置之间串联和/或并联；

若两所述减隔振装置之间为串联，则对应两所述减隔振装置通过纵向连接部相连；

若两所述减隔振装置之间为并联，则对应两所述减隔振装置通过横向连接部相连，或对应两所述减隔振装置不相连。

在其中一个实施例，所述中心承载台座采用铝合金、不锈钢、PVC、塑料、玻璃、石材或复合材料制成；

所述径向支架结构采用钢、铁、铝合金、复合材料、塑料、钢筋混凝土或木材制成；

所述弱刚度弹性部采用弹簧钢、铝合金、尼龙、无纺布、纤维、橡胶、硅胶或树脂制成；

所述高刚度质量部采用铜、钢、铁、玻璃、石材、铝合金、钨合金、陶瓷或塑料制成；

所述纵向连接部、所述横向连接部采用钢、铁、铝合金、复合材料、钢筋混凝土、木材或塑料制成。

与现有技术相比，本实用新型的具有如下有益技术效果：

本实用新型能够基于应用场景和目标的变化，通过调整弱刚度弹性部的刚度、布设形式，改变高刚度质量部的尺寸、布设位置，调整直线条状抑振单元的旋转角度，调制周向抑振结构组件的周长梯度，并协同设计中心承载台座、仿蜘蛛网的径向承载组件和仿蜘蛛网的周向抑振结构组件的晶格、构型和耦合关系，使各直线条状抑振单元的共振频率错频延展、整体减隔振装置抑振频带分布式拓宽、承载能力耦合增强。这种结构具有低频超宽带、高刚度、高强度、装置系统厚度尺寸小、结构紧凑以及具有宽广、灵活的设计空间的优点。可以有效阻隔和抑制振动波向高端装备传递，降低其故障发生概率和受损程度，大幅度提高其稳定性、精准性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中仿蜘蛛网超材料结构的高承载宽频减隔振装置结构图；

图2为本实用新型实施例中周向抑振结构组件中直线条状抑振单元的第一种实施方式示意图；

图3为本实用新型实施例中周向抑振结构组件中直线条状抑振单元的第二种实施方式示意图；

图4为本实用新型实施例中周向抑振结构组件中直线条状抑振单元的第三种实施方式示意图；

图5为本实用新型实施例中周向抑振结构组件中直线条状抑振单元的第四种实施方式示意图；

图6为本实用新型实施例中周向抑振结构组件中直线条状抑振单元的第五种实施方式示意图；

图7为本实用新型实施例中径向支架结构的第一种实施方式示意图；

图8为本实用新型实施例中径向支架结构的第二种实施方式示意图；

图9为本实用新型实施例中径向支架结构的第三种实施方式示意图；

图10为本实用新型实施例中仿蜘蛛网的周向抑振结构组件的周长递增方式的第一种实施方式示意图；

图11为本实用新型实施例中仿蜘蛛网的周向抑振结构组件的周长递增方式的第二种实施方式示意图；

图12为本实用新型实施例中仿蜘蛛网的周向抑振结构组件的周长递增方式的第三种实施方式示意图；

图13为本实用新型实施例中仿蜘蛛网超材料结构的高承载宽频减隔振装置的另一种实施方式图；

图14为本实用新型实施例中仿蜘蛛网超材料结构的高承载宽频减隔振装置的另一种实施方式图；

图15为本实用新型实施例中仿蜘蛛网超材料结构的高承载宽频减隔振装置的另一种实施方式图；

图16为本实用新型实施例中仿蜘蛛网超材料结构的高承载宽频减隔振装置的串联布置形式示意图；

图17为本实用新型实施例中仿蜘蛛网超材料结构的高承载宽频减隔振装置的并联布置形式示意图；

图18为本实用新型实施例中仿蜘蛛网超材料结构的高承载宽频减隔振装置一实施例的减振效果图。

附图标号：1-中心承载台座，2-仿蜘蛛网的径向承载组件，3-仿蜘蛛网的周向抑振结构组件，4-径向支架结构，5-直线条状抑振单元，6-弱刚度弹性部，7-高刚度质量部，8-减隔振装置，9-横向连接部，10-纵向连接部。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

实施例1

如图1所示为本实施例公开的一种基于仿蜘蛛网超材料结构的高承载宽频减隔振装置，其主要包括中心承载台座1以及仿蜘蛛网的径向承载组件2与周向抑振结构组件3。径向承载组件2包括若干径向支架结构4，各径向支架结构4的第一端与中心承载台座1相连，并按一定夹角绕中心承载台座1呈环向周期排布，例如45度夹角、60度夹角、120度夹角等。周向抑振结构组件3沿中心承载台座1呈网圈式排布，由内向外，各周向抑振结构组件3的周长按预设方式递增。

每一圈周向抑振结构组件3包括多个直线条状抑振单元5，每一直线条状抑振单元5均包括至少两个弱刚度弹性部6与至少一个高刚度质量部7；每一直线条状抑振单元5的两端分别与相邻的两径向支架结构4相连，且连接点位于对应径向支架结构4的第一端与第二端之间。在同一直线条状抑振单元5中，弱刚度弹性部6与高刚度质量部7之间串联，且直线条状抑振单元5的每一端通过至少一个弱刚度弹性部6与径向支架结构4相连接。

具体到本实施例中，减隔振装置以中心承载台为中心，向外辐射出八根仿蜘蛛网的径向支架结构4，每根仿蜘蛛网的径向支架结构4间有七根由短到长的直线条状抑振单元5连接，每个直线条状抑振单元5由两个弱刚度弹性部6和一个高刚度质量部7构成，仿蜘蛛网的径向支架结构4设计为工字构件，腹板处受到主要切应力，各部件材料均选用PLA(聚乳酸，polylactic acid)。

在具体实施过程中，弱刚度弹性部6为单个弹性元件；或弱刚度弹性部6通过至少两个弹性元件并联和/或串联组成。例如弱刚度弹性部6为两个弹性元件串联的组合、三个弹性元件串联的组合、三个弹性元件并联的组合、两个弹性元件并联再和一个弹性元件串联后的组合等。参考图2-5，为本实施例中直线条状抑振单元5的五种实施方式：

参考图2为直线条状抑振单元5的第一种实施方式，包括两个弱刚度弹性部6与一个高刚度质量部7。其中一个弱刚度弹性部6位于直线条状抑振单元5的第一端，该弱刚度弹性部6为单个弹性元件；高刚度质量部7位于直线条状抑振单元5的中部位置；另一个弱刚度弹性部6位于直线条状抑振单元5的第二端，该弱刚度弹性部6为单个弹性元件。

参考图3为直线条状抑振单元5的第二种实施方式，包括两个弱刚度弹性部6与一个高刚度质量部7。其中一个弱刚度弹性部6位于直线条状抑振单元5的第一端，该弱刚度弹性部6为单个弹性元件；高刚度质量部7位于直线条状抑振单元5的中部位置；另一个弱刚度弹性部6位于直线条状抑振单元5的第二端，该弱刚度弹性部6为两个弹性元件并联形成。

参考图4为直线条状抑振单元5的第三种实施方式，包括两个弱刚度弹性部6与一个高刚度质量部7。其中一个弱刚度弹性部6位于直线条状抑振单元5的第一端，该弱刚度弹性部6为两个弹性元件并联形成；高刚度质量部7位于直线条状抑振单元5的中部位置；另一个弱刚度弹性部6位于直线条状抑振单元5的第二端，该弱刚度弹性部6为两个弹性元件并联形成。

参考图5为直线条状抑振单元5的第四种实施方式，包括三个弱刚度弹性部6与一个高刚度质量部7。第一个弱刚度弹性部6位于直线条状抑振单元5的第一端，该弱刚度弹性部6为三个弹性元件并联形成；第一高刚度质量部7、第二个弱刚度弹性部6、第二个高刚度质量部7依次串联且位于直线条状抑振单元5的中部位置，其中第二个弱刚度弹性部6为单个弹性元件；第三个弱刚度弹性部6位于直线条状抑振单元5的第二端，该弱刚度弹性部6为两个弹性元件并联形成。

参考图6为直线条状抑振单元5的第五种实施方式，包括两个弱刚度弹性部6与一个高刚度质量部7。其中一个弱刚度弹性部6位于直线条状抑振单元5的第一端，该弱刚度弹性部6为三个弹性元件并联形成；高刚度质量部7位于直线条状抑振单元5的中部位置；另一个弱刚度弹性部6位于直线条状抑振单元5的第二端，该弱刚度弹性部6为三个弹性元件并联形成。

需要注意的是，在具体实施过程中直线条状抑振单元5的实施方式并不局限于图2-5中的结构形式，也可以是其它的串联结构形式。

作为优选地实施方式，直线条状抑振单元5在径向支架结构4上具有转动自由度，进而可以通过转动直线条状抑振单元5，改变其主振动面的尺寸和谐振频率。在具体实施过程中，可通过在径向支架结构4上对应连接直线条状抑振单元5的位置设置一可转动的转轴或安装一轴承，直线条状抑振单元5则固定连接在径向支架结构4上对应位置的转轴或轴承上，以使得直线条状抑振单元5在径向支架结构4上具有转动自由度。

在具体实施过程中，各径向支架结构4的中性轴位于同一平面或近似位于同一平面，其中，各径向支架结构4的中性轴近似位于同一平面指的是各中性轴所处的平面之间的间距小于径向支架结构4高度的30％。

在具体实施过程中，中心承载台座1为实心柱体、空心柱体、梁组合体、杆组合体或板组合体。可选地，中心承载台座1也可为梁、杆、板相互间的组合体。

在具体实施过程中，径向支架结构4为杆类结构，如矩形梁、工字梁、T形梁、Z形梁、圆管、方管、矩形管，十字梁、工字梁、匚形梁、囗形梁、三角桁架、梁桁架、空腹桁架或空间桁架等。可选地，径向支架结构4也可以为局部有加强筋和/或局部穿孔的梁类结构。另一种可选地，径向支架结构4也可以为径向支架结构4为复合结构，如多层复合管、点阵夹心梁。例如图7所示，径向支架结构4即为具有局部穿孔的工字梁；再例如图8所示，径向支架结构4即为囗形梁；再例如图9所示，径向支架结构4即为多层板复合的复合结构。

在具体实施过程中，各圈周向抑振结构组件3之间留有间距，如其间距为5mm、10mm、30mm、200mm或1000mm。

在具体实施过程中，各圈周向抑振结构组件3的周长的递增变化方式具有多种实施方式，如图10-12所示：

第一种实施方式为：由内向外，各圈周向抑振结构组件3的周长按等比例梯度递增变化，例如各周长的递增量为30mm、120mm、500mm。

第二种实施方式为：由内向外，各圈周向抑振结构组件3的周长按分段比例梯度递增变化，例如第一段内各周长的递增量为15mm、第二段内各周长的递增量为25mm，又例如第一段内各周长的递增量为40mm、第二段内各周长的递增量为35mm、第三段内各周长的递增量为20mm。

第三种实施方式为：由内向外，各圈周向抑振结构组件3的周长按循环比例梯度递增变化，例如第一段内各周长的递增量为10mm、第二段内各周长的递增量为20mm、第三段内各周长的递增量为30mm、第四段内各周长的递增量为20mm、第五段内各周长的递增量为10mm(即10→20→30→20→10)，又例如第一段内各周长的递增量为22mm、第二段内各周长的递增量为18mm、第三段内各周长的递增量为22mm、第四段内各周长的递增量为18mm、第五段内各周长的递增量为22mm(即22→18→22→18→22)，第一段内各周长的递增量为13mm、第二段内各周长的递增量为26mm、第三段内各周长的递增量为20mm、第四段内各周长的递增量为32mm、第五段内各周长的递增量为42mm(即13→26→20→32→42)，例如第一段内各周长的递增量为27mm、第二段内各周长的递增量为23mm、第三段内各周长的递增量为19mm(即27→19→23)。

在具体实施过程中，可基于应用场景和目标的变化，调整弱刚度弹性部6的刚度、布设形式，改变高刚度质量部7的尺寸、布设位置，调整直线条状抑振单元5的旋转角度，调制周向抑振结构组件3的周长梯度，并协同设计中心承载台座1、径向承载组件2和周向抑振结构组件3的晶格、构型和耦合关系，使各直线条状抑振单元5的共振频率错频延展、整体减隔振装置8抑振频带分布式拓宽、承载能力耦合增强。

需要注意的是，本实施例中减隔振装置8各个部件之间的连接均可通过焊接、一体成型、螺栓固定、销轴固定等方式实现。

值得注意的是，本实施例中减隔振装置8并不局限于图1所示的实施结构，也可以采用其它实施结构，例如：

参考图13，为减隔振装置8的另一种实施方式，在该种实施方式下，各直线条状抑振单元5均包括两个弱刚度弹性部6与一个高刚度质量部7，且两个弱刚度弹性部6位于高刚度质量部7之间，其中位于相邻径向支架结构4间的各高刚度质量部7的端部位于同一直线上。

参考图14，为减隔振装置8的另一种实施方式，在该种实施方式下，各直线条状抑振单元5均包括两个弱刚度弹性部6与一个高刚度质量部7，且两个弱刚度弹性部6位于高刚度质量部7之间，其中直线条状抑振单元5整体内凹的弧形结构，且位于相邻径向支架结构4间的各高刚度质量部7通过一根连接杆相连，且该连接杆依次穿过各高刚度质量部7。

参考图15，为减隔振装置8的另一种实施方式，在该种实施方式下，各直线条状抑振单元5均包括两个弱刚度弹性部6与一个高刚度质量部7，且两个弱刚度弹性部6位于高刚度质量部7之间，其中直线条状抑振单元5整体外凸的弧形结构。

实施例2

本实施例公开了一种基于仿蜘蛛网超材料结构的高承载宽频减隔振系统，其包括至少实施例1中的减隔振装置8，各个减隔振装置8可采用串联布置形式、也可以采用并联布置形式或串并联组合布置形式。

若两减隔振装置8之间为串联，则对应两减隔振装置8通过纵向连接部10相连，即图16所示；

若两减隔振装置8之间为并联，则对应两减隔振装置8通过横向连接部9相连，或对应两减隔振装置8不相连，即图17所示，其中，横向连接部9为X构型，横向连接部9的一侧与其中一个减隔振装置8中两径向支架结构的第二端相连，横向连接部9的另一侧与另一个减隔振装置8中两径向支架结构的第二端相连。

本实施例中，中心承载台座1采用铝合金、不锈钢、PVC、塑料、玻璃、石材或复合材料制成；径向支架结构4采用钢、铁、铝合金、塑料、复合材料、钢筋混凝土或木材制成；弱刚度弹性部6采用弹簧钢、铝合金、尼龙、无纺布、硅胶、纤维、橡胶或树脂制成；高刚度质量部7采用铜、钢、铁、玻璃、石材、铝合金、钨合金、陶瓷或塑料制成；纵向连接部10、横向连接部9采用钢、铁、铝合金、复合材料、钢筋混凝土、木材或塑料制成。

效果说明

参考图18为本实用新型中减隔振装置8的减振效果示意图，图15给出了基于仿蜘蛛网超材料结构的高承载宽频减隔振装置8的振动传递率曲线，结果表明：在200Hz-5000Hz低频宽带范围内，其振动信号衰减幅值平均达到15.7dB，取得了低频宽带高效抑振效果。

本实用新型中减隔振装置8及系统的作用原理与优点在于：

1、高承载、小尺寸：

一方面，基于蜘蛛网构型设计，可利用其独特的几何外形来平衡整个装置及系统的压力与张力，即当装置及系统受外部载荷作用时，装置及系统所受的作用力会沿蜘蛛网状构型轮廓分散到整个装置表面，可有效平衡装置及系统中的压力与张力，防止装置及系统因局部过载而损坏，提高装置及系统承载效能。另一方面，中心承载台座1作为用于搭载载荷的支撑部，通过径向支架结构4、中心承载台座1的刚度局域加强及连接界面协同增强，可有效扩展中心承载台座1的承载范围，进一步提升装置及系统的承载效能。再者，微结构单元仿蜘蛛网腿构型，有助于减少结构尺寸，提升空间利用率。

2、低频、宽带：

一方面，通过改变弱刚度弹性部6厚度、长度、个数及布置形式、调整高刚度质量部7的尺寸、及相对位置，旋转直线条状抑振单元5，可将直线条状抑振单元5的共振频率设计到目标低频，当受到外部载荷激励时，相应目标频率的振动信号会激发出直线条状抑振单元5的共振模式，导致其剧烈振动并以热能的形式将振动能量消耗掉，从而抑制振动能量向中心承载台座1传播，起到低频减隔振的目的；另一方面，通过将仿蜘蛛网的周向抑振结构组件3沿中心台座呈网圈式排布，由内向外，使各圈仿蜘蛛网的周向抑振结构组件3的周长按梯度递增、并协同调整直线条状抑振单元5旋转角度、数量等参数，可将微结构单元的共振频率实现分布式展宽设计，大幅拓宽装置及系统的减隔振频带。

2、便于加工、可调节：

所设计的仿蜘蛛网的超材料结构高性能减隔振装置8，整体结构简单，易于加工，便于工程化应用；同时，该装置可调节参数多，可根据实际控制需求改变快速进行二次调整改进；并且还可和人工智能技术结合，实现智能化设计与控制。

本实用新型可用于现代高端装备的减隔振控制，能有效降低现代高端装备运作时引起的整体振动，降低其故障发生率和受损率，大幅度提其稳定性、精准性和可靠性。本实用新型实现了低频超宽带的减隔振性能，兼顾了高刚度、高强度等高承载功能，装置厚度尺寸小、结构紧凑，具有宽广自由灵活的设计空间(可模块化定制)。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于仿蜘蛛网超材料结构的高承载宽频减隔振装置，其特征在于，包括中心承载台座、径向承载组件与周向抑振结构组件；

所述径向承载组件包括若干径向支架结构，各所述径向支架结构的第一端与所述中心承载台座相连，并按一定夹角绕所述中心承载台座呈环向周期排布；

所述周向抑振结构组件沿所述中心承载台座呈网圈式排布，由内向外，各所述周向抑振结构组件的周长按预设方式递增；

每一圈所述周向抑振结构组件包括多个直线条状抑振单元，所述直线条状抑振单元包括至少两个弱刚度弹性部与至少一个高刚度质量部；

每一所述直线条状抑振单元的两端分别与相邻的两所述径向支架结构相连，且连接点位于对应所述径向支架结构的第一端与第二端之间。

2.根据权利要求1所述的基于仿蜘蛛网超材料结构的高承载宽频减隔振装置，其特征在于，在同一所述直线条状抑振单元中，所述弱刚度弹性部与所述高刚度质量部之间串联；

所述直线条状抑振单元的每一端通过至少一个所述弱刚度弹性部与所述径向支架结构相连接。

3.根据权利要求2所述的基于仿蜘蛛网超材料结构的高承载宽频减隔振装置，其特征在于，所述弱刚度弹性部为单个弹性元件；或

所述弱刚度弹性部通过至少两个弹性元件并联和/或串联组成。

4.根据权利要求1或2或3所述的基于仿蜘蛛网超材料结构的高承载宽频减隔振装置，其特征在于，所述直线条状抑振单元在所述径向支架结构上具有转动自由度，以通过转动所述直线条状抑振单元，改变其主振动面的尺寸和谐振频率。

5.根据权利要求1或2或3所述的基于仿蜘蛛网超材料结构的高承载宽频减隔振装置，其特征在于，各所述径向支架结构的中性轴位于同一平面或近似位于同一平面。

6.根据权利要求1或2或3所述的基于仿蜘蛛网超材料结构的高承载宽频减隔振装置，其特征在于，所述中心承载台座为实心柱体、空心柱体、梁组合体、杆组合体或板组合体；或

所述中心承载台座为梁、杆、板相互间的组合体。

7.根据权利要求1或2或3所述的基于仿蜘蛛网超材料结构的高承载宽频减隔振装置，其特征在于，所述径向支架结构为杆类结构；或

所述径向支架结构为局部有加强筋和/或局部穿孔的梁类结构；或

所述径向支架结构为复合结构。

8.根据权利要求1或2或3所述的基于仿蜘蛛网超材料结构的高承载宽频减隔振装置，其特征在于，各圈所述周向抑振结构组件之间留有间距；

由内向外，各圈所述周向抑振结构组件的周长等比例梯度递增或分段比例梯度递增或循环比例梯度递增变化。

9.一种基于仿蜘蛛网超材料结构的高承载宽频减隔振系统，其特征在于，包括至少两个权利要求1至8任一项所述的减隔振装置，各所述减隔振装置之间串联和/或并联；

若两所述减隔振装置之间为串联，则对应两所述减隔振装置通过纵向连接部相连；

若两所述减隔振装置之间为并联，则对应两所述减隔振装置通过横向连接部相连，或对应两所述减隔振装置不相连。

10.根据权利要求9所述的基于仿蜘蛛网超材料结构的高承载宽频减隔振系统，其特征在于，所述中心承载台座采用铝合金、不锈钢、PVC、塑料、玻璃、石材或复合材料制成；

所述径向支架结构采用钢、铁、铝合金、复合材料、塑料、钢筋混凝土或木材制成；

所述弱刚度弹性部采用弹簧钢、铝合金、尼龙、无纺布、纤维、橡胶、硅胶或树脂制成；

所述高刚度质量部采用铜、钢、铁、玻璃、石材、铝合金、钨合金、陶瓷或塑料制成；

所述纵向连接部、所述横向连接部采用钢、铁、铝合金、复合材料、钢筋混凝土、木材或塑料制成。

Images