技术领域
[0001] 本发明涉及隔振器技术领域，尤其涉及一种具有超宽准零刚度区间的低频隔振器。
相关背景技术
[0002] 隔振器通过减小被隔振物体与振源之间动态耦合来降低振动的不利影响，广泛应用于航空航天、车辆运输和精密仪器等领域。根据振动理论可知，隔振器隔振频带由其固有频率决定，当振源扰动频率大于隔振器固有频率的 倍时才能有效隔离振动。
[0003] 隔振器有两个重要指标：隔振带宽和承载能力。扩大隔振带宽需要降低隔振器固有频率，一般通过降低系统刚度或增加系统质量来实现。但是降低系统刚度和增加系统质量会增大系统静变形，在有限空间下，其承载能力低、工程可行性差，对于低频、超低频尤其如此。在有限空间下提高承载能力，需要增大系统刚度，这会提高隔振器固有频率，缩小隔振频带。因此，隔振带宽和承载能力两者是一对天然矛盾体。
[0004] 通过正负刚度并联的方式，准零刚度隔振器能够实现高静刚度和低动刚度，系统的承载力由正刚度弹簧决定，负刚度元件用以减小系统动刚度，有效的解决了隔振带宽和承载能力的矛盾。
[0005] 但是现有的准零刚度隔振器低刚度位移区间较窄，随位移增大刚度明显增大，非线性明显增强，隔振器起始隔振频率升高，隔振频带变窄，低频隔振性能下降，从而影响准零刚度隔振器的适用范围。
具体实施方式
[0033] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0034] 实施例1：
[0035] 参照图1‑6，一种具有超宽准零刚度区间的低频隔振器，包括底框体1和顶盖2，底框体1的顶部外壁上环绕设有柔性防尘罩16，防止灰尘或喷溅水渍进入隔振器内部，底框体1的外壁上固定连接有多个锁紧块14，锁紧块14上设有锁紧口，方便对底框体1进行安装固定，顶盖2水平设置于底框体1的顶部，顶盖2的顶部设有多个固定孔；
[0036] 本发明中，底框体1的内底部中心设有第一支撑圈3，顶盖2的底部固定连接有与第一支撑圈3平行设置的第二支撑圈4，用于支撑弧形钢丝绳6，顶盖2的底部固定连接有与第二支撑圈4对应的负刚度机构安装套5，用于将顶盖2的载荷分配到负刚度杆9上；
[0037] 本发明中，第一支撑圈3和第二支撑圈4的边缘通过多个弧形钢丝绳6连接，对第二支撑圈4起到一定支撑作用，多个弧形钢丝绳6交错设置，第二支撑圈4的底部中心固定连接有导向杆7，第一支撑圈3的顶部固定连接有与导向杆7对应的通口，底框体1的内底部固定连接有支撑座15，支撑座15的顶部固定连接有与导向杆7对应的导向套8，防止第二支撑圈4晃动；
[0038] 本发明中，底框体1的内侧壁上环绕设有多个负刚度杆9，作为负刚度机构抵消弧形钢丝绳6的刚度值，从而实现零刚度特性，负刚度杆9的两端分别通过第一连接组件和第二连接组件与负刚度机构安装套5和底框体1转动连接；
[0039] 负刚度杆9包括连接杆92、第一连接套93和第二连接套96，第一连接套93与第二连接套96的一端固定连接，第一连接套93内滑动插设有连接杆92，连接杆92和第二连接套96相远离的一端均设有圆孔，圆孔内安装有轴承91，连接杆92和第二连接套96之间安装有线性螺旋弹簧97，连接杆92位于线性螺旋弹簧97内的一端通过锁紧螺钉95固定连接有中间磁铁环911，线性螺旋弹簧97的外部环绕设有第一磁铁环98、第二磁铁环99和第三磁铁环910，第二连接套96的内壁上设有与第一磁铁环98、第二磁铁环99以及第三磁铁环910对应的台阶孔，第一磁铁环98、第二磁铁环99以及第三磁铁环910之间通过磁铁环隔断圈94进行分隔；
[0040] 本发明中，第一连接组件包括第一连接头10，底框体1的内壁上固定连接有与第一连接头10对应的第一安装座11，第一连接头10与第一安装座11内壁转动连接，方便固定安装负刚度杆9；
[0041] 本发明中，第二连接组件包括第二连接头12，负刚度机构安装套5的外壁上固定连接有与第二连接头12对应的第二安装座13，第二连接头12与第二安装座13内壁转动连接，方便固定安装负刚度杆9。
[0042] 本发明中，当顶盖2的顶部载荷发生变化时，顶盖2带动第二支撑圈4向下移动，多个负刚度杆9可以作为负刚度机构去抵消弧形钢丝绳6的刚度值，从而实现零刚度特性；锁紧块14的设置，可以方便对底框体1进行固定，同时多个固定孔的设置，可以方便将配重与顶盖2进行连接，负刚度机构安装套5的设置，可以对第二支撑圈4起到一定支撑作用，同时导向杆7和导向套8的设置，可以防止第二支撑圈4的晃动。
[0043] 本发明中，当被隔振设备质量等于额定质量时，弧形钢丝绳6被压缩且被压缩量等于额定压缩量，此时负刚度杆9正好处于水平位置，负刚度杆9中的线性螺旋弹簧97被压缩，中间磁铁环911和第三磁铁环910平齐。中间磁铁环911和第三磁铁环910极性相同，在相互平齐时产生最大斥力。此时，永磁铁组和线性螺旋弹簧97共同组成负刚度机构，抵消由弧形钢丝绳6组成的正刚度机构的刚度值，实现低频隔振。因在负刚度机构中引入了中间磁铁环911和第三磁铁环910组，使负刚度机构能够在大位移区间内产生准零刚度特性，从而使隔振器具有超宽准零刚度区间。
[0044] 本发明中，当作用在隔振器上的外激励幅值增加时，被隔振设备的动力学响应增大，负刚度杆9绕第一安装座11转动的角度增大，线性螺旋弹簧97的压缩量减小，中间磁铁环911偏离第三磁铁环910，并向第二磁铁环99靠近。此时，主要由中间磁铁环911和第一磁铁环99、以及线性螺旋弹簧97提供负刚度，实现了在大动力学响应幅值条件下的准零刚度特性。
[0045] 本发明中，当作用在隔振器上的外激励幅值进一步增加时，被隔振设备的动力学响应也进一步增大，负刚度杆9绕第一安装座11转动的角度增大，线性螺旋弹簧97的压缩量减小，中间磁铁环911偏离第二磁铁环99，并向第一磁铁环98靠近。此时，主要由中间磁铁环911和第一磁铁环98、以及线性螺旋弹簧97提供负刚度，实现了在超大动力学响应幅值条件下的准零刚度特性。
[0046] 本发明中，通过磁铁环式负刚度机构的设置，使负刚度机构能够在大位移区间内产生准零刚度特性，使隔振器的隔振区间可以随着载荷的变化，进行无极变化，从而有效提升了准零刚度隔振器的适用范围。
[0047] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
