[实用新型]一种周期腔体型低频宽带隙隔振器

说明书

技术领域

本实用新型属于隔振器领域，更具体地，涉及一种周期腔体型低频宽 带隙隔振器。

背景技术

超精密运动平台是大规模集成电路制造、精微加工、精密测量等纳米 制造装备的核心部件，其微振动具有振幅小(几纳米到几十纳米)、频带宽(数 赫兹至数万赫兹)、频率低等特点，这类微振动的抑制是当前国际振动研究 前沿的热点难点问题。为了抑制此类微振动，用于振动传递抑制的减振结 构，其工作频带需要有低频和宽频的特性。

周期性结构对某些频率波段的振动和波的传播具有屏蔽或抑制作用， 这些频率波段称为禁带或带隙，因此周期性结构可以用于对带隙频率范围 内的振动进行隔离或者衰减。周期性结构因为具有低频和高频带隙，有望 成为超精密运动平台的减振结构。然而，相对超精密运动平台微振动频率， 目前周期性结构尺寸较大，最低频率带隙的频率较高，带宽较窄，衰减效 率低，承载力不足，无法满足实际需求。因此如何获得拥有低频率、宽带 隙、可调节、高振动衰减率等特征的频率带隙，并具有足够承载能力的小 型化周期性结构，具有重要的理论和实际工程意义。

实用新型内容

针对现有技术上的缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种周期腔体 型低频宽带隙隔振器，隔振器由多个周期腔体型单元组成周期性结构，腔 体中弯曲刚体小的薄板作为主体，弯曲刚体大的环腔散射体及连接块散射 体作为散射体，采用腔体结构增大了弯曲波传播路径，降低了带隙频率， 同时又能使结构保持较小尺寸。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面提出了一种周期腔体型 低频宽带隙隔振器，其特征在于，该隔振器包括两个或两个以上周期单元， 每个周期单元包括两个薄板主体和一个环腔散射体，其中所述两个薄板主 体的外缘用所述环腔散射体相连以形成一腔体；两个所述周期单元之间用 连接块散射体相连。

作为进一步优选的，所述两个薄板主体为直径相同的圆形薄板，所述 环腔散射体为空心圆柱体，以此形成圆柱形腔体。

作为进一步优选的，所述两个薄板主体为直径不同的圆形薄板，所述 环腔散射体为空心圆台，以此形成圆台形腔体。

作为进一步优选的，所述两个薄板主体为直径相同的圆形薄板，所述 环腔散射体的母线为曲线，以此形成曲母线形腔体。

作为进一步优选的，所述两个薄板主体为方形薄板，所述环腔散射体 为空心方柱，以此形成方形腔体。

作为进一步优选的，所述腔体为开放式，所述环腔散射体分成两块或 多块。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比， 主要具备以下的技术优点：

1.本实用新型的隔振器采用周期性结构，周期单元包括构成腔体的薄 板主体和环腔散射体，周期单元之间通过连接块散射体串联而构成周期性 结构，主体和散射体周期性交替布置，能够产生低频、宽频、高衰减率的 带隙；在薄板主体中，通过调节薄板主体的材料和几何参数，即可确定带 隙的频率和宽度；连接块散射体除了作为必要的连接元件，在振动控制中 还起到了集中质量振子的作用，通过改变其质量实现对带隙频率的调节， 即通过改变其材料和几何参数，可以有效地调节带隙的位置和宽度。

2.本实用新型的隔振器主要利用周期性腔体结构产生布拉格散射带隙， 不仅可以有效降低最低频率带隙的频率，克服布拉格散射最低带隙频率相 对较高，或带隙频率低但结构尺寸大的缺点，还具有较宽的带隙，且达到 了高振动衰减率的要求；同时避免了局域共振结构承载力小、带隙带宽太 窄的问题。采用腔体结构，增大了弯曲波的传播路径，降低了带隙频率， 相比于常见的长直型周期性结构，保持了较小尺寸，实现了“小尺寸控制 大波长”的目的。

3.本实用新型的隔振器应用于超精密运动平台微振动的抑制，克服目 前周期性结构减振器尺寸较大，最低频率带隙的频率较高，带宽较窄，衰 减效率低等缺点，结构简单，制造方便，成本低廉；其周期性减振单元通 过刚柔交叉布置的主体和散射体的共同作用，对振动产生的弯曲波进行调 制，达到振动的隔离和抑制，具有能在更低频率段形成带隙，并同时拥有 更宽的带隙，尺寸相对更小，衰减效率更高的优点。