一种机载准零刚度隔振平台.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CN107654567A(43)申请公布日2018.02.02(21)申请号201711015689.5(22)申请日2017.10.25(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市碑林区咸宁西路28号(72)发明人董光旭张英琦高星张希农(74)专利代理机构西安智大知识产权代理事务所61215代理人何会侠(51)Int.Cl.F16F15/02(2006.01)F16F15/04(2006.01)B64D47/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种机载准零刚度隔振平台(57)摘要一种机载准零刚度隔振平台，包括上平台和下平台，通过六根相同的折叠梁弹簧将六个相同的负刚度支腿固定在上平台与下平台之间，折叠梁弹簧倾斜焊接在上下平台间，并沿轴向为系统提供正刚度支撑；两块轴向充磁的环形永磁体构成磁性负刚度，设置在折叠梁弹簧的弓型梁中，并为系统提供非线性恢复力和非线性负刚度；由防摇机构约束上平台相对于下平台沿轴向运动；本发明装置能够有效地降低隔振系统的固有频率，进而拓宽了隔振频带；同时，提高并改善了结构的库伦阻尼特性，适用于航天航空领域中的机载光电设备、精密测量系统等设备的振动隔离。CN107654567ACN107654567A权利要求书1/1页1.一种机载准零刚度隔振平台，其特征在于：包括上平台(1)和下平台(5)，通过六根相同的折叠梁弹簧(3)将六个相同的负刚度支腿(4)固定在上平台(1)和下平台(5)之间，折叠梁弹簧(3)与负刚度支腿(4)构成具有准零刚度特性的支腿，所述折叠梁弹簧(3)倾斜安装并通过其上下端分别与上平台(1)和下平台(5)焊接相连，负刚度支腿(4)设置在折叠梁弹簧(3)的弓型梁(3.5)两端之间；折叠梁弹簧(3)沿轴向提供正刚度支撑作用；通过第一螺钉(2)将防摇内套筒(6)与上平台(1)紧固；第二螺钉(8)将防摇外套筒(7)与下平台(5)紧固相连；防摇内套筒(6)与防摇外套筒(7)间隙配合形成防摇机构，并对上平台(1)进行横向约束和倾覆约束，上平台(1)相对下平台(5)沿机载准零刚度隔振平台的轴向作往复运动。2.根据权利要求(1)所述一种机载准零刚度隔振平台，其特征在于：所述折叠梁弹簧(3)由位于其两端的第一支撑杆(3.3)、第二支撑杆(3.4)与弓型梁(3.5)焊接而成，在第一支撑杆(3.3)和第二支撑杆(3.4)连接弓型梁(3.5)处，分别设置有第一螺纹孔(3.1)和第二螺纹孔(3.2)，用于连接负刚度支腿(4)；所述折叠梁弹簧(3)安装倾角应为60度，六根相同的折叠梁弹簧(3)为机载准零刚度隔振平台沿轴向提供正刚度支撑作用，并具有尺寸紧凑、机构简单和重量轻的特点。3.根据权利要求1所述一种机载准零刚度隔振平台，其特征在于：负刚度支腿(4)包括位于其两端连接折叠梁弹簧(3)的中心轴(4.1)和安装底座(4.7)以及由内磁环(4.2)和外磁环(4.3)构成的磁性负刚度弹簧，所述中心轴(4.1)上设置有上螺纹段(4.1-1)、第一凸台(4.1-2)和下螺纹段(4.1-3)，内磁环(4.2)与中心轴(4.1)间隙配合设置在第一凸台(4.1-2)与第一螺母(4.6)之间，并由第一螺母(4.6)与下螺纹段(4.1-3)旋钮紧固；安装底座(4.7)上设置有第三螺纹孔(4.7-1)、第二凸台(4.7-2)和下螺纹段(4.7-3)，通过安装底座(4.7)的第二凸台(4.7-2)与端盖(4.4)将外磁环(4.3)固定在安装底座(4.7)的中心腔内，采用第三螺钉(4.5)穿过端盖(4.4)与安装底座(4.7)进行紧固相连；通过在六个相同的折叠梁弹簧(3)中设置负刚度支腿(4)，使得竖直方向具有高承载能力，降低了竖向固有频率，拓宽了竖向的隔振频带。4.根据权利要求1所述一种机载准零刚度隔振平台，其特征在于：所述负刚度支腿(4)中，除内磁环(4.2)和外磁环(4.3)外，其余零部件均采用非导磁的金属材料，避免对磁性负刚度性能的影响；内磁环(4.2)和外磁环(4.3)采用剩磁强度大的钕铁硼制备，均沿轴向充磁，并具有径向稳定性。5.根据权利要求1所述一种机载准零刚度隔振平台，其特征在于：所述负刚度支腿(4)的上端通过中心轴(4.1)的螺纹段(4.1-3)与折叠梁弹簧(3)的螺纹孔(3.1)紧固相连，支腿(4)的下端通过安装底座(4.7)的下螺纹段(4.7-3)与折叠梁弹簧螺纹孔(3.2)紧固相连，使得支腿(4)的磁性负刚度弹簧与提供正刚度的折叠梁弹簧(3)获得准零刚度特性6.根据权利要求1所述一种机载准零刚度隔振平台，其特征在于：所述防摇内套筒(6)与防摇外套筒(7)接触面之间摩擦大，以便提高本发明的库伦阻尼耗能性能。2