一种电活性准零刚度隔振器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114321260A(43)申请公布日2022.04.12(21)申请号202210066320.1(22)申请日2022.01.20(71)申请人中国矿业大学地址221116江苏省徐州市铜山区大学路1号(72)发明人孟立立王威苑俊峰田宪华(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人马严龙(51)Int.Cl.F16F15/02(2006.01)F16F15/04(2006.01)F16F15/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种电活性准零刚度隔振器(57)摘要本发明公开了一种电活性准零刚度隔振器，包括输出平台，输出平台上端面的周向边缘与环形介电弹性体薄膜的内边缘固定，环形介电弹性体薄膜的外边缘固定在框架的顶端，输出平台底部设有支撑柱，支撑柱的底面为向外凸起的弧形凸面，弧形凸面上接触有两个滚子，滚子转动连接在支撑杆上并对支撑柱起到支撑作用，支撑杆远离滚子的一端伸入框架内且能够向内滑动，支撑杆上嵌套有线性弹簧，所述支撑杆上设有用于转动连接滚子的吊耳，线性弹簧的两端分别抵在吊耳和框架上；本装置隔振频率范围大，具有较低的隔振起始频率；通过电活性材料调节设备刚度，适应负载变化的干扰；电活性材料具有主动变形能力，容易对设备进行主动控制。CN114321260ACN114321260A权利要求书1/1页1.一种电活性准零刚度隔振器，其特征在于，包括输出平台(5)，所述输出平台(5)上端面的周向边缘与环形介电弹性体薄膜(1)的内边缘固定，所述环形介电弹性体薄膜(1)的外边缘固定在框架(2)的顶端，所述输出平台(5)底部设有支撑柱(6)，所述支撑柱(6)的底面为向外凸起的弧形凸面(7)，所述弧形凸面(7)上接触有两个对称布置在其两侧的滚子(8)，所述滚子(8)转动连接在吊耳(9)上并对支撑柱(6)起到支撑作用，所述吊耳(9)固定在支撑杆(3)上，所述支撑杆(3)远离吊耳(9)的一端伸入框架(2)内且能够向内滑动一定距离，所述支撑杆(3)上嵌套有线性弹簧(4)，所述线性弹簧(4)的两端分别抵在吊耳(9)和框架(2)上。2.如权利要求1所述的一种电活性准零刚度隔振器，其特征在于，所述框架(2)上开有供支撑杆(3)穿入且与其适配的沉孔，所述沉孔的内径小于线性弹簧(4)的外径。3.如权利要求1所述的一种电活性准零刚度隔振器，其特征在于，所述滚子(8)的外轮廓与弧形凸面(7)的外轮廓相适配。4.如权利要求1所述的一种电活性准零刚度隔振器，其特征在于，两个所述滚子(8)之间的连线与支撑柱(6)的中心线相交。5.如权利要求1所述的一种电活性准零刚度隔振器，其特征在于，所述线性弹簧(4)采用刚性弹簧。2CN114321260A说明书1/3页一种电活性准零刚度隔振器技术领域[0001]本发明涉及隔振器领域，具体涉及一种电活性准零刚度隔振器。背景技术[0002]与线性系统相比，准零刚度(quasi‑zero‑stiffness,QZS)隔振器具有接近理想的高静低动刚度(high‑staticandlow‑dynamicstiffness，HSLD)特性，适用于对低频振动进行隔离。一般来说，QZS隔离器是通过并行地结合正刚度和负刚度元素来实现的(Ibrahim,2008)。正刚度通常由线性线性弹簧4来实现，而负刚度机构则有不同类型。在早期的研究中，研究人员设计斜线性弹簧4机构为准零刚度隔振器提供负刚度或者使用片线性弹簧4结构实现系统的负刚度。[0003]介电弹性体薄膜是一种具有超弹性的电活性智能材料，其力‑位移曲线存在一次刚度成分和三次非线性分成。三次曲线在其导函数零点附近，系统动态刚度接近于零，从而实现系统的准零刚度。此外，传统准零刚度隔振器只针对固定负载的振动隔离进行设计，无法适应负载变化的情况。而电活性材料的刚度特性会随着外加电压的改变而发生变化，如图1所示，从而改变隔振系统的刚度，以适应负载变化的影响。发明内容[0004]针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种电活性准零刚度隔振器，其隔振频率范围大，具有较低的隔振起始频率，能够适应负载变化的干扰；且具有主动变形能力，容易对设备进行主动控制。[0005]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：[0006]本发明提供一种电活性准零刚度隔振器，包括输出平台，所述输出平台上端面的周向边缘与环形介电弹性体薄膜的内边缘固定，所述环形介电弹性体薄膜的外边缘固定在框架的顶端，所述输出平台底部设有支撑柱，所述支撑柱的底面为向外凸起的弧形凸面，所述弧形凸面上接触有两个对称布置在其两侧的滚子，所述滚子转动连接在支撑杆上并对支撑柱起到支撑作用，所述支撑杆远离滚子的一端伸入框架内且能够向