一种正负刚度弹簧并联一维隔振装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种正负刚度弹簧并联一维隔振装置，包括基础框架，隔振台和横向、纵向导杆，横向、纵向弹簧及轴承。隔振台放置在框架内部，隔振台下方的纵向导杆和纵向弹簧，作为整个正负刚度并联一维隔振装置的正刚度弹簧；在隔振台的左右两侧铰接有两个横向导杆和横向弹簧。工作时，隔振台的高度低于横向导杆滑块、横向弹簧受压缩，因此左右侧的两个横向弹簧对隔振台产生向下的分力，起到负刚度弹簧的作用。本发明专利技术适用于毫米及以上尺度的一维低频振动的削弱或隔离，优点在于：通过正负刚度弹簧并联结构，在保证系统正刚度的前提下，实现系统运动刚度的减小，从而降低系统固有频率，提高隔振性能；结构简单、异形构件少，使用方便、便于维护。

One dimension vibration isolation device with positive and negative stiffness springs in parallel

The invention relates to a one-dimensional vibration isolation device with positive and negative stiffness springs in parallel, which comprises a base frame, a vibration isolation platform, a transverse and longitudinal guide rods, a transverse and longitudinal spring and a bearing. The vibration isolation platform is placed in the frame, and the longitudinal guide rod and the longitudinal spring under the vibration isolation platform are used as the positive stiffness spring of the whole positive and negative stiffness parallel one-dimensional vibration isolation device; the left and right sides of the vibration isolation platform are hinged with two transverse guide rods and transverse springs. When working, the height of the vibration isolation platform is lower than the slide of the transverse guide rod, and the transverse spring is compressed. Therefore, the two transverse springs on the left and right side generate downward component force on the vibration isolation platform, which plays the role of negative stiffness spring. The invention is applicable to the weakening or isolation of one-dimensional low-frequency vibration of millimeter and above. The advantages are: through the parallel structure of positive and negative stiffness springs, on the premise of ensuring the positive stiffness of the system, the system motion stiffness is reduced, so as to reduce the natural frequency of the system and improve the vibration isolation performance; the structure is simple, the special-shaped components are few, and the use is convenient and easy to maintain.

【技术实现步骤摘要】
一种正负刚度弹簧并联一维隔振装置
本专利技术属于振动控制与隔离领域，涉及一种正负刚度弹簧并联一维隔振装置。
技术介绍
振动是机械工程中较为常见的现象，在许多场景下，振动是有害的，如汽车的振动会对驾驶员或乘坐人员造成不适的感觉，火箭、飞机的振动会引起结构的松动甚至破坏，舰船和潜艇系统中动力系统引起的振动则会使载体自身呈现出明显的噪声特征、增大了暴露的风险。在超精密加工与测量领域，如超精密半导体制造、扫描隧道显微镜和原子力显微镜测量，振动已逐渐成为了阻碍其精度提高的重要因素。因此，如何最大限度的隔离或减小振动，是机械工程领域和超精密加工与测量领域非常关心的问题。针对于此，各式各样的隔振或减振器层出不穷。陈学东等人申请的中国专利CN101709763B公开了一种水平二自由度隔振机构，是利用磁体包括电磁铁和永磁体的同极相斥产生的正刚度特性、以及磁体异极相吸产生的负刚度特性、设计出的正负刚度并联的水平二自由度隔振系统。由于正负刚度并联使刚度相互抵消，因此，该水平二自由度隔振系统拥有接近零的固有刚度。该水平二自由度系统极低的固有刚度使其拥有极低的固有频率，从而可以实现低频水平隔振。但该专利的缺点在于磁极间的作用距离有限、斥力或吸力将随着距离的变大急剧衰减，导致隔振器的作用距离有限。张晓鹏等人申请的中国专利CN109780126A公开了一种空气弹簧及轨道车辆，提供了一种内置减振器并且横向具有一定位移特性的空气弹簧，可兼顾低频与高频振动的衰减，增强车辆的垂向减振性能。但该专利的局限性在于所设计的空气弹簧结构复杂、维护不便，不适用于恶劣的工作环境。
技术实现思路
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种正负刚度弹簧并联一维隔振装置，是针对机械工程领域对隔振的需求，避免现有隔振器存在的问题。技术方案一种正负刚度弹簧并联一维隔振装置，其特征在于包括基础框架1、隔振台2、横向导杆3、横向弹簧4、纵向弹簧13、导向直线轴承14和直线轴承安装支座15；导向直线轴承14位于直线轴承安装支座15中部，直线轴承安装支座15设于基础框架1的内部，隔振台2下端的纵向导杆12穿过作为整个正负刚度并联一维隔振装置的正刚度弹簧的纵向弹簧13后垂直插入导向直线轴承14中，使得隔振台在垂直方向实现无摩擦滑动；隔振台2的上部设有一个平台，两侧铰接横向导杆3；两个横向导杆3斜上方穿过基础框架1两侧的轴承安装座11，其中，横向导杆3先穿过起到负刚度弹簧的作用的横向弹簧4，再穿过两侧设有滑块轴承10的滑块，调整滑块的位置，使得滑块上的滑块轴承10安装于轴承安装座11上；所述隔振台的高度低于横向导杆滑块、横向弹簧受压缩，使得左右侧的两个横向弹簧对隔振台产生向下的分力，起到负刚度弹簧的作用。所述隔振台2与横向导杆3的铰接结构为：隔振台2的平台两侧设有凹槽结构，凹槽的两个侧壁设有隔振台轴承安装座7；横向导杆3的一端设有横向导杆连接件5，两侧设有轴承6，轴承6与隔振台轴承安装座7实现铰接。有益效果本专利技术提出的一种正负刚度弹簧并联一维隔振装置，主要包括基础框架、隔振台、横向导杆、横向弹簧、纵向导杆、纵向弹簧、导向直线轴承、直线轴承安装支座等。基础框架为整个正负刚度弹簧并联一维隔振装置的安装框架，隔振台放置在框架内部。隔振台下方固连有纵向导杆，纵向导杆垂直插入隔振台正下方的导向直线轴承中，导向直线轴承安装在直线轴承安装支座上，直线轴承安装支座固定安装在框架上，隔振台2下端的纵向导杆12垂直插入导向直线轴承14中，通过导向直线轴承14来巧妙的约束隔振台2的运动，同时又避免了隔振台2上下运动过程中的滑动摩擦。因此隔振台可以在垂直方向无摩擦滑动。在垂直导杆上介于隔振台和导向直线轴承之间的一段上套装有纵向弹簧，作为整个正负刚度并联一维隔振装置的正刚度弹簧。在隔振台的左右两侧铰接有两个横向导杆，横向导杆同时穿过横向导杆滑块。所述横向导杆滑块通过轴承安装在框架上，且可以在框架上转动。当隔振台上下移动时，横向导杆地铰接端将随隔振台上下移动，同时横向导杆也将相对横向导杆发生伸缩滑动。在水平导杆上介于隔振台和横向导杆滑块之间的一段上套装有横向弹簧。工作时，隔振台的高度低于横向导杆滑块、横向弹簧受压缩，因此左右侧的两个横向弹簧对隔振台产生向下的分力，起到负刚度弹簧的作用。整个装置通过正负刚度弹簧的并联，实现较大的支撑刚度和较小的运动刚度。本专利技术适用于毫米及以上尺度的一维低频振动的削弱或隔离，本专利技术的优点在于：1通过正负刚度弹簧并联结构，在保证系统正刚度的前提下，实现系统运动刚度的减小，从而降低系统固有频率，提高隔振性能；2结构简单、异形构件少，使用方便、便于维护。附图说明图1是本专利技术的整体示意图图2是框架的装配示意图图3是隔振台的装配示意图图4是横向导杆的装配示意图附图标记说明：1—基础框架、2—隔振台、3—横向导杆、4—横向弹簧、5—横向导杆连接件A、6—第一轴承A、7—轴承安装座A、8—第一横向导杆滑块B1、9—第二横向导杆滑块B2、10—第二轴承B、11—框架轴承安装座B、12—纵向导杆、13—纵向弹簧、14—导向直线轴承、15—直线轴承安装支座。具体实施方式现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：一种正负刚度弹簧并联一维隔振装置，包括基础框架1、隔振台2、横向导杆3、横向弹簧4、横向导杆连接件A5、轴承A6、轴承安装座A7、横向导杆滑块B18、横向导杆滑块B29、轴承B10、轴承安装座B11、纵向导杆12、纵向弹簧13、导向直线轴承14、直线轴承安装支座15。如图1所示，所述基础框架1为整个正负刚度弹簧并联一维隔振装置的安装框架。所述隔振台2放置在框架1内部。所述隔振台2下方固连有纵向导杆12，所述纵向导杆12垂直插入隔振台正下方的导向直线轴承14中，所述导向直线轴承14安装在直线轴承安装支座15上，所述直线轴承安装支座15固定安装在框架1上，因此隔振台2可以在垂直方向无摩擦滑动。在纵向导杆12上介于隔振台2和导向直线轴承14之间的一段上套装有纵向弹簧13，作为整个正负刚度并联一维隔振装置的正刚度弹簧。隔振台的左右两侧铰接有两个横向导杆3。如图2所示，框架1上除了安装有导向直线轴承14外，还安装有轴承安装座B11。如图3所示，隔振台2上除了安装有纵向导杆12外，还对称安装着4个轴承安装座A7。如图4所示，横向导杆3的一端安装有横向导杆连接件A5，横向导杆连接件A5上安装有一对轴承A6；所述轴承A6在装配时将安装在轴承安装座A7，从而使得横向导杆3的一端铰接在隔振台2上。横向导杆3同时穿过横向导杆滑块B18和横向导杆滑块B29且能够沿着两者轴向滑动；所述横向导杆滑块B18和横向导杆滑块B29扣合在一起，扣合处安装有一对轴承B10；所述轴承B10在装配时将安装在轴承安装座B11，从而使得横向导杆滑块8、9可以在框架上摆动。如图1、4所示，在水平导杆上介于横向导杆连接件A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正负刚度弹簧并联一维隔振装置，其特征在于包括基础框架(1)、隔振台(2)、横向导杆(3)、横向弹簧(4)、纵向弹簧(13)、导向直线轴承(14)和直线轴承安装支座(15)；导向直线轴承(14)位于直线轴承安装支座(15)中部，直线轴承安装支座(15)设于基础框架(1)的内部，隔振台(2)下端的纵向导杆(12)穿过作为整个正负刚度并联一维隔振装置的正刚度弹簧的纵向弹簧(13)后垂直插入导向直线轴承(14)中，使得隔振台在垂直方向实现无摩擦滑动；隔振台(2)的上部设有一个平台，两侧铰接横向导杆(3)；两个横向导杆(3)斜上方穿过基础框架(1)两侧的轴承安装座(11)，其中，横向导杆(3)先穿过起到负刚度弹簧的作用的横向弹簧(4)，再穿过两侧设有滑块轴承(10)的滑块，调整滑块的位置，使得滑块上的滑块轴承(10)安装于轴承安装座(11)上；所述隔振台的高度低于横向导杆滑块、横向弹簧受压缩，使得左右侧的两个横向弹簧对隔振台产生向下的分力，起到负刚度弹簧的作用。/n

【技术特征摘要】
1.一种正负刚度弹簧并联一维隔振装置，其特征在于包括基础框架(1)、隔振台(2)、横向导杆(3)、横向弹簧(4)、纵向弹簧(13)、导向直线轴承(14)和直线轴承安装支座(15)；导向直线轴承(14)位于直线轴承安装支座(15)中部，直线轴承安装支座(15)设于基础框架(1)的内部，隔振台(2)下端的纵向导杆(12)穿过作为整个正负刚度并联一维隔振装置的正刚度弹簧的纵向弹簧(13)后垂直插入导向直线轴承(14)中，使得隔振台在垂直方向实现无摩擦滑动；隔振台(2)的上部设有一个平台，两侧铰接横向导杆(3)；两个横向导杆(3)斜上方穿过基础框架(1)两侧的轴承安装座(11)，其中，横向导杆(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冠华，潘光，施瑶，黄桥高，姜军，杜晓旭，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61