[發明專利]一種采用正負剛度并聯的主被動復合隔振器

有效

• 申請號: 201610914512.8
• 申請日: 2016-10-20
• 公開（公告）號: CN106321719B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 陳學東;王敏;李小清;李明
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: F16F13/00
• 分類號: F16F13/00;F16F6/00;F16F9/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 李歡

1.一種采用正負剛度并聯的主被動復合隔振器，該隔振器包括基礎平臺(10)和負載平臺(30)，其中，所述基礎平臺下端與外部平臺連接，所述負載平臺上端與需要隔振的設備連接，所述負載平臺(30)通過支撐桿與所述基礎平臺(10)連接，其特征在于：

該隔振器還包括被動隔振單元，其上端與所述負載平臺(30)連接，下端與所述基礎平臺(10)連接，該被動隔振單元沿第一方向設有正剛度的空氣彈簧(20)和負剛度可調的磁負剛度機構(28)，其形成第一方向的正負剛度并聯機構，從而降低所述第一方向的固有頻率，所述動隔振單元在第二方向設有剛度可調的正剛度片彈簧和負剛度的倒立擺，形成第二方向的正負剛度并聯機構，從而降低所述第二方向的固有頻率；以及

主動隔振單元，其布置在所述被動隔振單元的外側，上端與所述負載平臺(30)鏈接，下端與所述基礎平臺(10)鏈接，該主動隔振單元包括位移傳感器、速度傳感器、比例壓力閥和音圈電機，其中，所述移傳感器、速度傳感器用于監測所述負載平臺(30)的位移和速度，所述比例壓力閥用于根據所述位移和速度控制所述空氣彈簧(20)的剛度，所述音圈電機用于根據所述位移和速度對負載平臺進行微調，實現振動的進一步隔離。

2.根據權利要求1所述的一種采用正負剛度并聯的主被動復合隔振器，其特征在于：所述第一方向為所述基礎平臺(10)和負載平臺(30)的中心軸線方向，所述第二方向為與所述中心軸線垂直的方向。

3.根據權利要求2所述的一種采用正負剛度并聯的主被動復合隔振器，其特征在于：所述被動隔振機構還包括第一片彈簧(21a)和第二片彈簧(21b)，所述第一片彈簧(21a)和第二片彈簧(21b)分別通過第一柔性鉸鏈(23a)和第二柔性鉸鏈(23b)與所述空氣彈簧(20)連接，所述第一片彈簧(21a)和第二片彈簧(21b)在第二方向成90°組成并聯機構，從而降低所述第二方向的固有頻率。

4.根據權利要求3所述的一種采用正負剛度并聯的主被動復合隔振器，其特征在于：所述第一片彈簧(21a)和第二片彈簧(21b)還包括第一金屬彈片(2111)、第二金屬彈片(2113)、剛度調節機構(2112)及彈片固定裝置(2114)，其中，所述第一金屬彈片(2111)與第二金屬彈片(2113)安裝在彈片固定裝置(2114)上，剛度調節機構(2112)用于通過上下滑動來改變所述第一金屬彈片(2111)和第二金屬彈片(2113)的有效工作彎曲長度，從而改變第一金屬彈片(2111)、第二金屬彈片(2113)的有效工作剛度，進而改變第一片彈簧(21a)和第二片彈簧(21b)的剛度。

5.根據權利要求1或2所述的一種采用正負剛度并聯的主被動復合隔振器，其特征在于：所述位移傳感器包括兩個，分別是第一位移傳感器(27a)和第二位移傳感器(27b)；所述速度傳感器為兩個，分別是第一速度傳感器(24a)和第二速度傳感器(24b)；所述音圈電機為兩個，分別是第一音圈電機(25a)和第二音圈電機(25b)；

所述第一位移傳感器(27a)用于監測所述負載平臺(30)第一方向的位姿，所述第二位移傳感器(27b)用于監測所述負載平臺(30)第二方向的位姿，所述比例壓力閥(26)用于根據所述負載平臺(30)第一方向的位姿控制所述空氣彈簧(20)的剛度以適應不同的負載，所述第一速度傳感器(24a)用于監測所述負載平臺(30)第一方向的振動信號，所述第二速度傳感器(24b)用于監測所述負載平臺(30)第二方向的振動信號，第一音圈電機(25a)根據所述負載平臺(30)第一方向的振動信號調整其施力大小，第二音圈電機(25b)根據所述負載平臺(30)第二方向的振動信號調整其施力大小，從而實現第一方向和第二方向振動的進一步隔離。

6.根據權利要求1或3所述的一種采用正負剛度并聯的主被動復合隔振器，其特征在于：所述空氣彈簧(20)由金屬腔體(201)、密封膜(202)、底板(203)和氣室(204)組成，其中，底板(203)固定在所述基礎平臺(10)上，所述底板(203)與金屬腔體(201)通過密封膜(202)連接，以形成氣腔(204)。