[發明專利]一種具有抗彎矩作用的準零剛度隔振系統

在審

• 申請號: 202010848956.2
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN111981075A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 邵敏強;蔡福建;張勝發
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: F16F9/53
• 分類號: F16F9/53;F16F15/02;F16F15/023;F16F15/067
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 秦昌輝

本發明涉及一種具有抗彎矩作用的準零剛度隔振系統，包括基座、支撐筒、沿豎向設置的豎向彈性元件、豎向阻尼器及至少四組側向支撐組件，每組側向支撐組件均包括至少一個水平阻尼裝置，水平阻尼裝置包括沿水平方向設置的水平阻尼器、一端與水平阻尼器的缸體連接且另一端與水平阻尼器的輸出端連接的側向彈性元件，水平阻尼器的一端與基座鉸接，水平阻尼器的另一端與支撐筒鉸接。本發明的具有抗彎矩作用的準零剛度隔振系統采用具有側向支撐的多層布局方式以及可變阻尼的豎向阻尼器及水平阻尼器的設置，實現接近全頻段范圍隔振的具有抗彎矩和側向沖擊載荷作用的具有抗彎矩作用的準零剛度隔振系統，其負載大、低頻隔振效果好。

技術領域

本發明涉及一種隔振裝置，尤其涉及一種具有抗彎矩作用的準零剛度隔振系統。

背景技術

按照振動理論，對于單自由度線性隔振系統，只有在外部激勵頻率大于系統固有頻率的倍以上才具有隔振效果，因此隔振器需要按照被隔系統的下限頻率進行設計，使隔振系統的固有頻率低于下限頻率的當隔振器的負載固定時，下限頻率越低，所設計的隔振器剛度越弱，其表現出來的柔性越大。隔振器設計中采用太小的彈性器件剛度會影響系統的承載能力，因此在隔振頻率設計和系統承載之間需要尋求平衡。

在一些特殊應用領域，對受控平臺或結構的振動要求具有嚴格的標準，主要體現在振動量級小，有效頻帶范圍寬，特別是對低頻振動性能要求高。如直升機上裝載的穩瞄系統，潛艇內部機電系統隔振平臺和車載精密儀器隔振平臺等，對振動隔離的要求非常高，傳統的線性被動隔振方案難以滿足要求。

準零剛度隔振器具有超低頻率隔振性能，在靜平衡位置附近的剛度可以設計到接近于零的狀態，其隔振性能遠遠優于傳統的被動式線性隔振系統。在準零剛度隔振理論方面已有較多的研究成果，其主要特性表現為高靜剛度低動剛度的特點，在靜平衡位置具有較大的承載剛度，同時又表現出很低的動剛度特點，正是由于低動剛度特性導致隔振系統具有超低的固有頻率，能夠將隔振系統的有效作用頻帶在低頻范圍內得到很大擴展。正因為準零剛度隔振器的頻率適用范圍更為廣泛，具有傳統被動隔振器所不具備的優異性能，在實際應用中也發展出了多種準零剛度系統的實現方式。

然而縱觀現有的準零剛度隔振器主要針對單個方向的隔振需求，對于存在垂向載荷、側向沖擊和彎矩載荷共同作用下的隔振要求則難以實現。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種負載大、低頻隔振效果好的具有抗彎矩作用的準零剛度隔振系統。

本發明的具有抗彎矩作用的準零剛度隔振系統，包括基座、豎向設置的支撐筒、位于支撐筒與基座之間并沿豎向設置的豎向彈性元件、一端與基座連接且另一端與豎向支撐筒連接的豎向阻尼器、繞支撐筒周向均勻設置的至少四組側向支撐組件，每組側向支撐組件均包括至少一個水平阻尼裝置，水平阻尼裝置包括沿水平方向設置的水平阻尼器、一端與水平阻尼器的缸體連接且另一端與水平阻尼器的輸出端連接的側向彈性元件，水平阻尼器的一端與基座鉸接，水平阻尼器的另一端與支撐筒鉸接。

進一步的，本發明的具有抗彎矩作用的準零剛度隔振系統，每組側向支撐組件均包括上下平行設置的兩個水平阻尼裝置。

進一步的，本發明的具有抗彎矩作用的準零剛度隔振系統，所述豎向阻尼器和水平阻尼器均包括缸體、設于缸體內并與缸體滑動配合的阻尼活塞、一端與阻尼活塞固連且另一端凸伸出缸體端面的活塞桿，阻尼活塞內設有從阻尼活塞一端延伸至阻尼活塞另一端的傳輸孔，阻尼活塞內部設置有電磁線圈，缸體內還填充有磁流變液。

進一步的，本發明的具有抗彎矩作用的準零剛度隔振系統，所述基座包括底板及設于底板上的多塊側板，底板的中部設置有定位座，所述豎向彈性元件位于支撐筒內并且豎向彈性元件的底端設置于定位座上，豎向彈性元件的頂端與支撐筒的頂壁接觸，所述水平阻尼器的一端鉸接于側板上。

進一步的，本發明的具有抗彎矩作用的準零剛度隔振系統，所述豎向彈性元件及側向彈性元件為彈簧，并且豎向彈性元件套在豎向阻尼器的外側。