本实用新型专利技术涉及隔振装置技术领域，其涉及基于X型结构的多自由度非线性被动隔振装置，包括下基座、上平台及多个隔振单元；各隔振单元包括铰接于下基座的底端连杆组、铰接于上平台的顶端连杆组及连接于底端连杆组与顶端连杆组之间的至少一个中间连杆组，底端连杆组的连杆末端、中间连杆组的连杆末端以及顶端连杆组的连杆末端依次铰接形成连杆末端具有铰接处的X型结构，隔振单元还包括拉伸连接于两个横向分布的铰接处之间的横向拉伸弹性件及拉伸连接于两个纵向分布的铰接处之间的纵向拉伸弹性件。本实用新型专利技术具有高承载能力和六个自由度的低共振频率，从而实现被动隔振的低成本、易维护及效果好的优点，极大改善隔振装置的隔振效果和扩展应用范围。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及隔振装置
，尤其涉及基于X型结构的多自由度非线性被动隔振装置。
技术介绍
在实际应用中，振动常常是复杂多向的，因此多自由度隔振平台日益成为实际隔振中研究的重点，隔振平台的作用主要是形成良好的隔振环境。好的隔振装置不但能给车辆和飞机上的乘客和驾驶员带来更好的乘坐环境，也能应用在航空、船舶中对仪器进行隔离振动的保护。隔振系统从结构特性来看，可以分为线性隔振系统和非线性隔振系统。目前，在被动隔振领域，有效性和稳定性是设计和应用隔振系统时存在的两大问题。其中，隔振频带和隔振效率是衡量隔振效果的两个指标，而对于具有非线性特性的振动系统来说，通常在设计的过程中就要保证结构具有足够的稳定性。因此，基于对于能够使用在不同环境和领域的隔振系统的需求，需要提出一种的具有可调节刚度和阻尼特性的多自由度隔振平台。对于多自由度隔振平台的设计、装配和搭建过程来说，有效性和稳定性是两个关键的指标。被动隔振系统在设计和装配过程中，系统在机械结构和被动元件特性相关参数上都具有较多的设计变量，并且在应用与不同环境和背景时，被动元件的参数很难进行调节，一般的被动隔振装置只能应用于某种特性的环境下。一旦被动元件的取值确定(例如，弹簧刚度，阻尼系数)，隔振装置的有效隔振范围和承载能力也相应地确定，如果需要改进隔振效果，那么更换弹簧元件或阻尼装置会带来麻烦和经济上的浪费。而从另一方面来说，主动控制元件的成本和控制方法的设计费时费力，其成本远远大于被动装置，并且一般来说，由于主动控制元件需要控制器作动器，所以其重量要大于被动元件。所以，从结构出发设计具有可调节的刚度和阻尼特性的被动隔振结构，并根据实际应用情况获取具体物理参数的设计原则，可以减少隔振装置的成本和难度，使其实现广泛的应用并具有重要意义。在研究基于X型结构的非线性被动隔振平台的基础上，这里提出了将X型结构有效的拓展到多自由度结构上，从而达到多自由度隔振的效果。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于X型结构的多自由度非线性被动隔振装置，以此获得在多自由度方向上具有更加优异的隔振性能和更大的结构参数可调性。为实现上述目的，本技术的技术方案是：一种基于X型结构的多自由度非线性被动隔振装置，包括用于与振动源连接的下基座、用于与隔振对象连接的上平台以及连接于所述下基座与所述上平台之间的多个隔振单元，多个所述隔振单元在空间内交错分布；各所述隔振单元包括铰接于所述下基座的底端连杆组、铰接于所述上平台的顶端连杆组以及连接于所述底端连杆组与所述顶端连杆组之间的至少一个中间连杆组，所述底端连杆组的连杆末端、所述中间连杆组的连杆末端以及所述顶端连杆组的连杆末端依次铰接形成X型结构，所述X型结构具有若干个分布于连杆末端的铰接处，所述隔振单元还包括拉伸连接于其中两个横向分布的所述铰接处之间的横向拉伸弹性件以及拉伸连接于其中两个纵向分布的所述铰接处之间的纵向拉伸弹性件。优选地，所述底端连杆组的连杆末端、所述中间连杆组的连杆末端以及所述顶端连杆组的连杆末端依次通过铰接件铰接形成X型结构。优选地，所述底端连杆组包括首端通过底端同步齿轮机构相互铰接的两个底端连接杆，所述顶端连杆组包括首端通过顶端同步齿轮机构相互铰接的两个顶端连接杆，所述中间连杆组包括中部通过转动轴相互铰接的两个中间连接杆；各所述底端连接杆的末端、各所述中间连接杆的末端以及各所述顶端连接杆的末端对应依次通过所述铰接件铰接形成X型结构；所述底端同步齿轮机构与所述下基座铰接，所述顶端同步齿轮机构与上平台铰接。优选地，所述铰接件为合页、铰链或者轴承。优选地，所述底端同步齿轮机构包括底安装座以及转动连接于所述底安装座内且相互啮合的两个底端齿轮，两个所述底端齿轮分别与两个所述底端连接杆的首端固定连接；所述顶端同步齿轮机构包括顶安装座以及转动连接于所述顶安装座内且相互啮合的两个顶端齿轮，两个所述顶端齿轮分别与两个所述顶端连接杆的首端固定连接。优选地，所述隔振单元还包括连接于所述底安装座底部的第一连接杆以及连接于所述顶安装座顶部的第二连接杆，所述第一连接杆的末端通过第一虎克铰与所述下基座铰接，所述第二连接杆的末端通过第二虎克铰与所述上平台铰接。优选地，所述下基座的上表面的面积大于所述上平台的上表面的面积。优选地，所述横向拉伸弹性件为横向弹簧、横向阻尼器或者所述横向弹簧与所述横向阻尼器的结合件。优选地，所述纵向拉伸弹性件为纵向弹簧、纵向阻尼器或者所述纵向弹簧与所述纵向阻尼器的结合件。优选地，多个所述隔振单元的空间布局呈Stewart平台状。本技术的有益效果：本技术的基于X型结构的多自由度非线性被动隔振装置，其中，每一个隔振单元类似于单独的弹簧或阻尼结合体，将多个隔振单元连接在下基座与上平台之间，从而形成的隔振装置可以达到高静低动的特性，即具有高承载能力和低共振频率，从而具有被动控制低成本、易维护以及效果好的优点，极大的扩展隔振装置的应用范围，可以在复杂的振动环境下多方向的保护精密仪器，为汽车或飞机上的人员提供舒适的乘坐环境；并且，可以通过配置被动或半主动元件进一步改善其隔振效果。附图说明图1为本技术实施例提供的基于X型结构的多自由度非线性被动隔振装置的结构示意图。图2为本技术实施例提供的基于X型结构的多自由度非线性被动隔振装置的隔振单元的结构示意图。图3为本技术实施例提供的基于X型结构的多自由度非线性被动隔振装置的隔振单元的结构分解示意图。图4(a)为现有技术的Stewart平台的结构模型图。图4(b)为本技术实施例提供的基于X型结构的多自由度非线性被动隔振装置的隔振单元的结构参数示意图。附图标记包括：10—下基座11—第一虎克铰20—上平台21—第二虎克铰30—隔振单元31—底端连杆组32—顶端连杆组33—中间连杆组34—横向拉伸弹性件35—纵向拉伸弹性件36—第一连接杆37—第二连接杆311—底端连接杆312—底端同步齿轮机构321—顶端连接杆322—顶端同步齿轮机构331—中间连接杆332—转动轴333—铰接件3121—底安装座3122—底端齿轮3221—顶安装座3222—顶端齿轮。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～4描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于X型结构的多自由度非线性被动隔振装置，其特征在于：包括用于与振动源连接的下基座、用于与隔振对象连接的上平台以及连接于所述下基座与所述上平台之间的多个隔振单元，多个所述隔振单元在空间内交错分布；各所述隔振单元包括铰接于所述下基座的底端连杆组、铰接于所述上平台的顶端连杆组以及连接于所述底端连杆组与所述顶端连杆组之间的至少一个中间连杆组，所述底端连杆组的连杆末端、所述中间连杆组的连杆末端以及所述顶端连杆组的连杆末端依次铰接形成X型结构，所述X型结构具有若干个分布于连杆末端的铰接处，所述隔振单元还包括拉伸连接于其中两个横向分布的所述铰接处之间的横向拉伸弹性件以及拉伸连接于其中两个纵向分布的所述铰接处之间的纵向拉伸弹性件。
【技术特征摘要】
1.一种基于X型结构的多自由度非线性被动隔振装置，其特征在于：包括用于与振动源连接的下基座、用于与隔振对象连接的上平台以及连接于所述下基座与所述上平台之间的多个隔振单元，多个所述隔振单元在空间内交错分布；各所述隔振单元包括铰接于所述下基座的底端连杆组、铰接于所述上平台的顶端连杆组以及连接于所述底端连杆组与所述顶端连杆组之间的至少一个中间连杆组，所述底端连杆组的连杆末端、所述中间连杆组的连杆末端以及所述顶端连杆组的连杆末端依次铰接形成X型结构，所述X型结构具有若干个分布于连杆末端的铰接处，所述隔振单元还包括拉伸连接于其中两个横向分布的所述铰接处之间的横向拉伸弹性件以及拉伸连接于其中两个纵向分布的所述铰接处之间的纵向拉伸弹性件。2.根据权利要求1所述的基于X型结构的多自由度非线性被动隔振装置，其特征在于：所述底端连杆组的连杆末端、所述中间连杆组的连杆末端以及所述顶端连杆组的连杆末端依次通过铰接件铰接形成X型结构。3.根据权利要求2所述的基于X型结构的多自由度非线性被动隔振装置，其特征在于：所述底端连杆组包括首端通过底端同步齿轮机构相互铰接的两个底端连接杆，所述顶端连杆组包括首端通过顶端同步齿轮机构相互铰接的两个顶端连接杆，所述中间连杆组包括中部通过转动轴相互铰接的两个中间连接杆；各所述底端连接杆的末端、各所述中间连接杆的末端以及各所述顶端连接杆的末端对应依次通过所述铰接件铰接形成X型结构；所述底端同步齿轮机构与所述下基座铰接，所述顶端同步齿轮机构与上平台铰接。4.根据权利要求2所述的基于X型结构的多...
【专利技术属性】
技术研发人员：景兴建，
申请(专利权)人：香港理工大学深圳研究院，
类型：新型
国别省市：广东;44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。