单自由度扭转超低频隔振机构.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CN108386487A(43)申请公布日2018.08.10(21)申请号201810187852.4(22)申请日2018.03.07(71)申请人哈尔滨工业大学深圳研究生院地址518000广东省深圳市南山区西丽深圳大学城哈工大校区B栋(72)发明人李兵王帅辛文鹏(74)专利代理机构广州三环专利商标代理有限公司44202代理人段建军(51)Int.Cl.F16F15/123(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称单自由度扭转超低频隔振机构(57)摘要本发明提供了一种单自由度扭转超低频隔振机构，包括：两个通过扰动输入轴固定连接的基础平台，其具有两个斜向上延伸且相互垂直的支撑架，在重力平衡状态下，该基础平台相对于通过扰动输入轴轴心的竖直平面对称；隔振输出平台，设置在扰动输入轴的上方；其中，每一支撑架和隔振输出平台之间均设置有悬挂机构，位于同一基础平台侧的两个悬挂机构之间通过弹簧阻尼支链连接，构成多环耦合机构，机构自身具有自由度为1的转动自由度；通过合理的机构尺寸设计，使得隔振机构具有准零刚度特性。本发明的隔振机构具有结构简单、自身重量轻、承载能力强的优点，可实现平面单自由度扭转方向的超低频振动隔离运动，满足舰/船载设备的超低频隔振需求。CN108386487ACN108386487A权利要求书1/1页1.一种单自由度扭转超低频隔振机构，包括：两个基础平台，二者通过扰动输入轴固定连接，并在所述扰动输入轴的轴向上间隔平行分布；其中，在初始重力平衡状态下，从所述扰动输入轴的纵向端部观察，每一所述基础平台均相对于通过所述扰动输入轴轴心的竖直平面左右对称，且每一所述基础平台均包括本体以及固定设置在所述本体上部的两个支撑架，所述两个支撑架自所述本体斜向上延伸且相互垂直；隔振输出平台，设置在所述扰动输入轴的上方；其中，每一所述支撑架和所述隔振输出平台之间均设置有结构相同的悬挂机构；所述悬挂机构包括靠近所述本体的第一悬挂杆、远离所述本体的第二悬挂杆、活动杆和支撑杆；所述第一悬挂杆和所述第二悬挂杆的第一端分别与所述活动杆的两端形成转动副，所述第一悬挂杆和所述第二悬挂杆的第二端分别与所述支撑架形成转动副，所述第一悬挂杆、所述第二悬挂杆、所述活动杆和所述支撑架形成平行四边形机构；所述支撑杆垂直于所述活动杆，且所述支撑杆的第一端与所述活动杆的纵向中心固定连接，所述支撑杆的第二端与所述隔振输出平台形成转动副；两条弹簧阻尼支链，其在初始重力平衡状态下平行于所述隔振输出平台，且每条所述弹簧阻尼支链的两端分别与位于同一所述基础平台侧的两条所述支撑杆的中间部分形成转动副；其中，设所述第一悬挂杆和所述第二悬挂杆的杆长为l1，所述活动杆的杆长为l2，所述支撑杆的杆长为l3，位于同一所述基础平台侧的两根所述支撑杆与所述隔振输出平台所形成两个转动副之间的距离为l4，所述弹簧阻尼支链的初始长度为l5，所述弹簧阻尼支链和所述隔振输出平台与同一所述支撑杆所形成两个转动副之间的距离为d3，位于同一所述基础平台侧的两根所述第一悬挂杆与所述支撑架所形成两个转动副之间的距离为L，则：2.如权利要求1所述的隔振机构，其中，所述隔振输出平台上固定设置有两根在所述扰动输入轴的轴向上间隔平行分布的输出杆，所述支撑杆与所述输出杆的纵向端部铰接。3.如权利要求2所述的隔振机构，其中，所述输出杆在所述扰动输入轴的轴向上设置在所述隔振输出平台的末端。4.如权利要求1所述的隔振机构，其中，所述支撑架上固定设置有固定杆，所述固定杆的纵向两端分别与所述第一悬挂杆和所述第二悬挂杆的第二端铰接。5.如权利要求1所述的隔振机构，其中，在初始重力平衡状态下，所述弹簧阻尼支链处于自然伸长状态。6.如权利要求5所述的隔振机构，其中，所述弹簧阻尼支链所采用的弹簧为线性弹簧。7.如权利要求6所述的隔振机构，其中，所述线性弹簧为线性螺旋弹簧。8.如权利要求1所述的隔振机构，其中，所述支撑架形成为杆状。2CN108386487A说明书1/4页单自由度扭转超低频隔振机构技术领域[0001]本发明涉及低频、超低频隔振技术，尤其涉及一种多环耦合的超低频扭转隔振机构。背景技术[0002]非线性被动隔振器已广泛应用于低频、超低频隔振，由于其刚度具有强非线性，因此其性能明显优于传统线性隔振。准零刚度隔振器也是一种强非线性隔振器，其满足高静态低动态的刚度特性，在中心平衡位置刚度非常接近或等于零。英国南安普顿大学的Carrella首先提出了准零刚度隔振的基本概念，并对其动力学基本特性进行了分析，从理论角度证明其低频隔振的可行性。正负刚度并联构成准零刚度隔振机构的方式出现后，准零刚度隔振机构的研究有了较大发展，解决了垂直方向低频隔振的难题。[