[發明專利]一種基于凸輪—滾子機械原理的多級隔振平臺

有效

• 申請號: 201911156682.4
• 申請日: 2019-11-22
• 公開（公告）號: CN110953279B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 趙峰;季進臣;葉侃;駱泉添;謝歡
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業大學
• 主分類號: F16F7/116
• 分類號: F16F7/116
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 鄭園

1.一種基于凸輪—滾子機械原理的多級隔振平臺，包括固定座I(7)、垂直固定設置在固定座I(7)上部的豎向導桿(1)、套設在豎向導桿(1)上的垂直彈簧(1-1)和設置在固定座I(7)上方的載物平臺(14)，其特征在于，所述垂直彈簧(1-1)的下端與固定座I(7)固定連接，垂直彈簧(1-1)的上端通過活動支撐件與載物平臺(14)的下部固定連接；所述活動支撐件的兩側對稱設有凸輪組件，且活動支撐件與豎向導桿(1)的上部活動連接；所述凸輪組件的一側與活動支撐件可拆卸連接，凸輪組件的另一側設有凸輪組(3)，且凸輪組(3)與橫向導桿(12)一側的滾子(4)相配合；所述橫向導桿(12)通過調節支撐件與固定座II(8)活動連接；所述橫向導桿(12)上套有橫彈簧(10)，且橫彈簧(10)的一端與橫向導桿(12)固定連接，橫彈簧(10)的另一端與調節支撐件固定連接；所述凸輪組(3)上設有若干個凸輪，每個凸輪的中心到初始位置的距離為d_i，其中，i為凸輪個數；

所述調節支撐件包括直線軸承I(11)和直線軸承II(5)，所述橫向導桿(12)活動設置在直線軸承II(5)和直線軸承I(11)內，且直線軸承II(5)和直線軸承I(11)通過連接組件與固定座II(8)活動連接；所述連接組件對稱設置在直線軸承II(5)和直線軸承I(11)的兩側。

2.根據權利要求1所述的基于凸輪—滾子機械原理的多級隔振平臺，其特征在于，所述連接組件包括橫向滑桿I(15)、橫向滑桿II(17)和豎向滑桿(16)，所述橫向滑桿I(15)的一端與直線軸承II(5)固定連接，橫向滑桿I(15)的另一端與豎向滑桿(16)滑動連接；所述橫向滑桿II(17)的一端與直線軸承I(11)固定連接，橫向滑桿II(17)的另一端與豎向滑桿(16)滑動連接；所述橫向滑桿I(15)和橫向滑桿II(17)對稱設置在豎向滑桿(16)的兩側，且豎向滑桿(16)與固定座II(8)滑動連接。

3.根據權利要求2所述的基于凸輪—滾子機械原理的多級隔振平臺，其特征在于，所述豎向滑桿(16)上設有水平的滑槽I，所述橫向滑桿I(15)和橫向滑桿II(17)對稱設置在滑槽I內，且橫向滑桿I(15)和橫向滑桿II(17)通過滑槽I與豎向滑桿(16)滑動連接。

4.根據權利要求3所述的基于凸輪—滾子機械原理的多級隔振平臺，其特征在于，所述固定座II(8)上設有豎向滑槽II，且豎向滑桿(16)通過豎向滑槽II與固定座II(8)的支撐柱(6)滑動連接。

5.根據權利要求1-4任一項所述的基于凸輪—滾子機械原理的多級隔振平臺，其特征在于，所述活動支撐件包括直線軸承III(13)，所述直線軸承III(13)套設在豎向導桿(1)的上部，且直線軸承III(13)的上部與載物平臺(14)固定連接，直線軸承III(13)的下部與垂直彈簧(1-1)的上端固定連接；所述凸輪組件對稱設置在直線軸承III(13)上，且凸輪組件與直線軸承III(13)可拆卸連接。

6.根據權利要求5所述的基于凸輪—滾子機械原理的多級隔振平臺，其特征在于，所述凸輪組件與直線軸承III(13)之間設有隔振平臺(2)，隔振平臺(2)固定套設在直線軸承III(13)的上部，且載物平臺(14)通過隔振平臺(2)與直線軸承III(13)固定連接；所述凸輪組件對稱設置在隔振平臺(2)的兩側。

7.根據權利要求6所述的基于凸輪—滾子機械原理的多級隔振平臺，其特征在于，所述凸輪組(3)與隔振平臺(2)之間設有連接板(3-1)，所述連接板(3-1)的一側與隔振平臺(2)固定連接，連接板(3-1)的另一側與凸輪組(3)可拆卸連接。

8.根據權利要求1-4或6或7任一項所述的基于凸輪—滾子機械原理的多級隔振平臺，其特征在于，所述橫向導桿(12)上套設有墊片(9)，所述墊片(9)活動設置在直線軸承II(5)與直線軸承I(11)之間，墊片(9)的尺寸大于直線軸承II(5)內圈的尺寸，且橫彈簧(10)與墊片(9)固定連接。

9.根據權利要求8所述的基于凸輪—滾子機械原理的多級隔振平臺的使用方法，其特征在于，包括如下步驟：

a.根據載物平臺(14)的質量m₀和垂直彈簧(1-1)的剛度k_v，計算對應的靜平衡位置d₀＝m₀g/k_v，此靜平衡位置d₀即為凸輪初始位置；在連接板(3-1)上布置凸輪組(3)，凸輪組(3)的每個凸輪的中心到凸輪初始位置的距離為d_i，其中，i表示凸輪組(3)上凸輪的數量；

b.根據步驟a中的靜平衡位置d₀，通過調節連接組件的豎向滑桿(16)在支撐柱(6)上的位置調節滾子(4)的高度，使滾子(4)與凸輪初始位置水平重合；

c.根據橫彈簧(10)的剛度k_h，計算橫彈簧(10)與垂直彈簧(1-1)的剛度比α，調節直線軸承II(5)和直線軸承I(11)之間的距離，進而壓縮橫彈簧(10)以調節橫彈簧(10)的預壓縮量；

d.將隔振件放置在載物平臺(14)上后，凸輪與滾子(4)相互配合推動橫向導桿(12)移動，使雙組橫彈簧(10)產生的負剛度與垂直彈簧(1-1)的正剛度k_v抵消達到動態剛度為零；所述隔振件的質量為m_i＝m₀+d_i×k_v。