[發(fā)明專利]一種由雙組斜彈簧構(gòu)成的隔振平臺的調(diào)試方法

有效

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• 申請日: 2019-09-12
• 公開（公告）號: CN110529554B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙峰;季進(jìn)臣;葉侃;駱泉添;謝歡
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州輕工業(yè)學(xué)院
• 主分類號: F16F15/04
• 分類號: F16F15/04
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125
• 代理人: 張彬

本發(fā)明提出了一種由雙組斜彈簧構(gòu)成的隔振平臺，包括雙組斜彈簧、垂直彈簧和載物平臺，雙組斜彈簧設(shè)置在載物平臺的兩側(cè)，雙組斜彈簧包括上下對稱設(shè)置的兩對斜彈簧；所述兩對斜彈簧包括上下對稱設(shè)置的兩對斜彈簧，兩對斜彈簧包括左右對稱設(shè)置的四個斜彈簧；所述斜彈簧的一端與載物平臺活動連接，斜彈簧的另一端與活動座I活動連接；所述載物平臺的下部設(shè)有垂直彈簧，垂直彈簧的一端與載物平臺的下部活動連接，垂直彈簧的另一端與活動座II固定連接。本發(fā)明通過調(diào)節(jié)滑動件和支撐柱的位置進(jìn)而調(diào)節(jié)斜彈簧，使雙組斜彈簧產(chǎn)生的負(fù)剛度與垂直彈簧的正剛度抵消以達(dá)到動態(tài)剛度為零，具有更寬的零剛度特性區(qū)間和更好的減振效果，改善了隔振平臺的減振性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于隔振技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種由雙組斜彈簧構(gòu)成的隔振平臺的調(diào)試方法。

背景技術(shù)

所謂準(zhǔn)零剛度減振器，即具有高靜態(tài)剛度和低動態(tài)剛度特性的隔振平臺，高靜態(tài)剛度意味著高承載能力或較小的靜載變形，低動態(tài)剛度表示較低或接近于0的自然頻率。這種特性的減振器主要是解決傳統(tǒng)由質(zhì)量m和剛度k構(gòu)成的線性減振器產(chǎn)生的如下問題：由于線性減振器的有效隔振頻率大于根號2倍的自然頻率(k/m開根號)，因此如果要獲得較寬的隔振頻帶范圍，則線性減振器的剛度k需要無限小(自然頻率更接近于0)，但這會引起極大的靜態(tài)變形。因此，開發(fā)了具有高靜態(tài)剛度和低動態(tài)剛度的準(zhǔn)零剛度減振器。

準(zhǔn)零剛度減振器的高靜態(tài)剛度和低動態(tài)剛度特性為負(fù)剛度結(jié)構(gòu)產(chǎn)生負(fù)剛度和正剛度結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的正剛度相互抵消使動態(tài)剛度為零，同時保持較高的靜承載能力。根據(jù)負(fù)剛度結(jié)構(gòu)類型不同，準(zhǔn)零剛度減振器的類型也不同，目前已有多種類型的準(zhǔn)零剛度減振器。由螺旋彈簧構(gòu)成的準(zhǔn)零剛度減振器是一種典型的結(jié)構(gòu)，在靜平衡點極窄的附近具有較好的零剛度特性，當(dāng)振動位移偏離靜態(tài)平衡點位置較大時，將失去準(zhǔn)零剛度特性，導(dǎo)致隔振失效，這也是其它類型準(zhǔn)零剛度減振器所具有的共性缺陷。

2015年孟令帥公布的新型準(zhǔn)零剛度隔振器的設(shè)計和特性研究中，提到一種單組斜彈簧構(gòu)成的準(zhǔn)零剛度(quazi-zero stiffness,QZS)減振器如圖3所示，但這種準(zhǔn)零剛度特性的減振器僅維持在靜平衡點附近極窄的范圍。比如2008年Ivana Kovacic公布的A studyof a nonlinear vibration isolator with a quasi-zero stiffness characteristic研究，已對單組斜彈簧進(jìn)行了徹底研究，給出了這種彈簧的準(zhǔn)零剛度特性如圖4所示，圖中橫坐標(biāo)為位移、縱坐標(biāo)為剛度，虛線表示斜彈簧無壓縮無非線性的準(zhǔn)零剛度曲線，點劃線表示斜彈簧有壓縮無非線性的準(zhǔn)零剛度曲線，實線表示斜彈簧有壓縮有非線性的準(zhǔn)零剛度曲線，準(zhǔn)零剛度特性皆僅維持在靜平衡位置較小的范圍，比如在0.5位置，斜彈簧為有壓縮有非線性時最好的剛度值大概在0.34左右。

發(fā)明內(nèi)容

針對單組斜彈簧準(zhǔn)零剛度減振器準(zhǔn)零特性范圍窄的問題，本發(fā)明提出了一種由雙組斜彈簧構(gòu)成的隔振平臺，擴大了準(zhǔn)零剛度的范圍。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種由雙組斜彈簧構(gòu)成的隔振平臺，包括雙組斜彈簧、垂直彈簧和載物平臺，所述雙組斜彈簧位于同一豎直平面內(nèi)，且雙組斜彈簧對稱設(shè)置在載物平臺的兩側(cè)，雙組斜彈簧包括上下對稱設(shè)置的兩對斜彈簧，上側(cè)的一對斜彈簧的剛度系數(shù)與下側(cè)的一對斜彈簧的剛度系數(shù)相同；所述兩對斜彈簧包括左右對稱設(shè)置的四個斜彈簧，且斜彈簧的一端與載物平臺活動連接，斜彈簧的另一端與活動座I活動連接；所述載物平臺的下部設(shè)有垂直彈簧，垂直彈簧的一端與載物平臺的下部活動連接，垂直彈簧的另一端與活動座II固定連接。載物平臺的上部用于放置隔振件，可以通過左右或上下調(diào)節(jié)雙組斜彈簧使斜彈簧產(chǎn)生的負(fù)剛度與垂直彈簧的正剛度抵消以達(dá)到動態(tài)剛度為零。