【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于隔振，具体涉及一种负载自适应的大行程零刚度隔振装置。
技术介绍
1、随着社会发展和生活质量的不断提升，人们对隔离技术的要求也越来越高。不良的振动会给人们生活和仪器的精度带来很大的负面影响，例如汽车行驶时的高舒适性、高精密测量仪器运输时的安全性和水下潜艇的减振降噪等。传统的线性系统隔振器存在激励频率大于隔振器固有频率√2倍以上才会有隔振效果的缺点，因此也限制了其在低频隔振的发展。为了克服传统隔振器的缺点，准零刚度的隔振器可以实现高静低动的特点，即可以在满足足够的承载能力的同时又可以使其具有较低的固有频率。目前大多数准零刚度隔振器只能在单一负载下具有准零刚度低频隔振特性，且准零刚度的平台期范围较小无法适应较大的振动激励幅值，而且目前现有的可调的准零刚度隔振器存在调节复杂，调节范围小的缺点。因此需要进一步对准零刚度隔振器进行探索，使其结构简单、可靠，能自动适应外界的负载变化，并具有更大的调节范围和面对更复杂的振动环境。
技术实现思路
1、为了解决
技术介绍
中的问题，本专利技术提供了一种负载自适应的大行程零刚度隔振装置，不仅结构更加简单、制造方便、可靠性高，而且使其具有大行程的零刚度平台期来应对较大的振动幅值的同时，可以根据外界负载的变化，能自动的调整隔振装置的刚度，使其稳定在零刚度，从而能更加灵活的应对外界负载变化的场合。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一、一种负载自适应的大行程零刚度隔振装置
4、包括隔振平台和隔振底座、滑槽连杆
5、每根所述的上滑槽连杆的横向滑槽内部前后两侧设置有用于上滑块导向的小滑槽；横向滑槽内设置有沿横向滑槽左右滑动的上滑块，上滑块顶部前后两侧设置有环形孔，两侧的环形孔内插入有短销轴，且短销轴两端置于两侧的小滑槽内，与小滑槽间隙配合；短销轴用于在小滑槽中导向和安装拉伸弹簧。横向滑槽内安装有上螺杆，上螺杆平行于小滑槽布置，上螺杆一端穿过上滑块后与横向滑槽首端通过轴承连接，上螺杆另一端穿过横向滑槽后通过联轴器与上步进电机的输出轴相连；上步进电机通过紧固件螺钉固定于上滑槽连杆顶部外侧即横向滑槽末端；横向滑槽首端朝向内侧，横向滑槽末端朝向外侧；两根上滑槽连杆的两个上滑块之间连接有短拉伸弹簧，短拉伸弹簧两端分别连接至上滑块的短销轴上。
6、横向滑槽外部前后两侧等间隔开设有多个与小滑槽相通的通孔，便于从侧面通孔安装短销轴以及用于观察上滑块的移动行径。
7、每根所述的下滑槽连杆竖向滑槽内部前后两侧设置有用于下滑块导向的小滑槽；竖向滑槽内设置有沿竖向滑槽上下滑动的下滑块，下滑块内侧面前后位置分别设置有环形孔，两个环形孔内插入有短销轴，且短销轴两端置于前后两侧的小滑槽内，与小滑槽间隙配合；竖向滑槽内安装有下螺杆，下螺杆平行于小滑槽布置，下螺杆上端穿过下滑块后与竖向滑槽顶端通过轴承连接，下螺杆下端穿过竖向滑槽后通过联轴器与下步进电机的输出轴相连；下步进电机通过紧固件螺钉固定于下滑槽连杆底部；两根下滑槽连杆的两个下滑块之间连接有长拉伸弹簧，长拉伸弹簧两端分别连接至下滑块的短销轴上。
8、竖向滑槽外部前后两侧等间隔开设有多个与小滑槽相通的通孔，便于从侧面通孔安装短销轴以及用于观察下滑块的移动行径。
9、所述上滑槽连杆底部与下滑槽连杆顶部通过铰接相连。
10、通过两组铰接连杆保持隔振装置在受力时的稳定性，使得隔振平台仅能上下移动，避免左右前后晃动。
11、所述隔振平台顶面粘附有薄膜型压力传感器，用于感知隔振平台顶面负载的重量。
12、为保证在有效载荷下隔振装置能在任何给定的行程位置达到平衡，即隔振装置的有效刚度为零，隔振装置底部输入的能量winput＝f(t)×y＝2b(m+m)(1-sinθ)g必须完全转化为隔振装置的势能wpotential＝mgb(1-sinθ)+4a2k2(1-sinθ)2+2b2k1(cosθ)2，其中θ为下滑槽连杆和水平面的夹角，f(t)为输入的激励力，y为位移；由于m的质量远远大于m的质量(为了简便，在质心处考虑了各构件的质量为m)，因此在计算中忽略m的质量，即需满足下述条件：
13、
14、式中，k1为长拉伸弹簧的刚度，k2为短拉伸弹簧的刚度，a为上滑槽连杆长度，b为下滑槽连杆长度，m为负载质量。
15、二、采用上述装置的控制方法
16、包括以下步骤：
17、(1)启动控制器，通过调节步进电机旋转使滑块移动到初始位置；
18、(2)在薄膜型压力传感器上放置负载，通过隔振平台上的薄膜型压力传感器感知负载的重量；当检测到负载有变化时，薄膜型压力传感器将测量到的负载值传送给控制器进行判定，当负载超过调节值时，系统亮红灯，停止工作；当检测到负载满足调节值时，系统亮绿灯，并且进一步对负载值进行处理，具体为：
19、根据下式确定两个上滑块位置a1和两个下滑块位置b1：
20、f＝mg＝2bk1
21、k1/k2＝a2/b2
22、再根据选用的螺杆的螺距p，获取上步进电机的转动圈数和下步进电机的转动圈数，控制器将数据通过驱动板以脉冲信号方式传递给步进电机，由步进电机的输出轴通过联轴器带动螺杆旋转，上滑块和下滑块分别位移到指定位置a1处和b1处，从而带动短拉伸弹簧和长拉伸弹簧移动到调节后的位置，使隔振装置满足输入的能量等于隔振负载的势能的条件，实现在不更换弹簧情况下实现零刚度，从而达到隔振目的；
23、其中，a为上滑块在a1位置时其中心处与上滑槽连杆与隔振平台铰接处的距离，b为下滑块在b1位置时其中心处与下滑槽连杆与隔振底座铰接处的距离。
24、3)最后撤去负载，薄膜型压力传感器接收到的负载f＝0，系统亮绿灯，滑块恢复初始位置，等待下一次调节。
25、所述上滑块的初始位置为靠近横向滑槽最内侧；所述下滑块的初始位置为靠近竖向滑槽最顶部。
26、本专利技术的有益效果：
27、1、本专利技术设计的隔振装置具有超大的零刚度区域，可以在面对大振幅振动的情况有更好的低频隔振效果。
28、2、本专利技术设计的隔振装置可以根据负载质量，自动精确的调节不同负载的零刚度，从而适应不同重量设备的隔振需求。
29、3、本专利技术所设计的一种负载自适应的大行程零刚度隔振装置，容易拆卸，便于维护，可设计性强。本专利技术各结构件本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种负载自适应的大行程零刚度隔振装置，其特征在于，包括隔振平台(1)和隔振底座(8)、滑槽连杆、铰接连杆、短拉伸弹簧(2)和长拉伸弹簧(6)；隔振平台(1)和隔振底座(8)分别设置于隔振装置顶部和底部，隔振平台(1)和隔振底座(8)之间通过铰接连接有两组滑槽连杆和两组铰接连杆，两组滑槽连杆对称布置于隔振装置左右两侧，两组铰接连杆对称布置于隔振装置前后两侧；
2.根据权利要求1所述的一种负载自适应的大行程零刚度隔振装置，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一种负载自适应的大行程零刚度隔振装置，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的一种负载自适应的大行程零刚度隔振装置，其特征在于，所述上滑槽连杆(4)底部与下滑槽连杆(12)顶部通过铰接相连。
5.根据权利要求1所述的一种负载自适应的大行程零刚度隔振装置，其特征在于，所述隔振平台(1)顶面粘附有薄膜型压力传感器(17)，用于感知隔振平台(1)顶面负载的重量。
6.根据权利要求1所述的一种负载自适应的大行程零刚度隔振装置，其特征在于，
7.采用权利要求1～6任
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述上滑块的初始位置为靠近横向滑槽最内侧；所述下滑块的初始位置为靠近竖向滑槽最顶部。
...【技术特征摘要】
1.一种负载自适应的大行程零刚度隔振装置，其特征在于，包括隔振平台(1)和隔振底座(8)、滑槽连杆、铰接连杆、短拉伸弹簧(2)和长拉伸弹簧(6)；隔振平台(1)和隔振底座(8)分别设置于隔振装置顶部和底部，隔振平台(1)和隔振底座(8)之间通过铰接连接有两组滑槽连杆和两组铰接连杆，两组滑槽连杆对称布置于隔振装置左右两侧，两组铰接连杆对称布置于隔振装置前后两侧；
2.根据权利要求1所述的一种负载自适应的大行程零刚度隔振装置，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一种负载自适应的大行程零刚度隔振装置，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的一种负载自适应的大...
【专利技术属性】
技术研发人员：诸骏，王铮铮，王振涛，王笑颜，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
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