[发明专利]一种可调节的扩大准零刚度的隔振平台

说明书

本发明涉及工程中的隔振技术领域,具体涉及一种可调节的扩大准零刚度的隔振平台，主要由调节装置，U型弹性结构以及X型隔振平台组成。其中，调节装置可以通过一个齿轮放大扭矩系统来实现一种省力的方式来扭动螺母，从而调节水平弹簧的预压力；U型弹性结构在一定水平运动范围内并不起作用，当运动幅值增大，或者载荷加大时，U型结构中的水平弹簧会与底部支座接触，从而产生从零开始逐渐增大的正刚度；整个X型隔振平台可以实现有利的非线性刚度和阻尼，特别的是该平台在受到一定的载荷下会出现准零刚度甚至负刚度，这对结构的稳定性不利，同时降低了隔振性能，而U型弹性结构装置可以提供一个在垂直方向的从零刚度到正刚度的刚度曲线。

技术领域

本发明涉及隔振技术领域，尤其涉及基于仿生型结构的可调非线性刚度阻尼，加宽的准零刚度范围以及基于齿轮驱动的省力调节的隔振装置、平台。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

在工程中，隔振平台被广泛的应用，例如，汽车座椅的悬置系统，机械系统中精密仪器的隔振平台，土木工程中结构的隔振层设计，这些隔振系统不仅可以应用在民用领域，在优化设计下也能应用在航空器、船舶、导弹发射等航空航天军事领域的振动保护。

隔振领域有被动隔振，主动隔振以及半主动隔振等隔振方式。其中被动隔振技术无耗能，无需使用传感器、控制器等设备，且不依赖于实时监控，安全稳定，成本低廉。在优化设计下，被动隔振技术可以实现主动隔振的效果并可以广泛使用。

隔振系统从数学建模分析来看，可以分为线性隔振系统和非线性隔振系统两种类型。其中，线性系统动力学模型简单，容易分析，但存局限性，无法深入分析一些振动机理，同时忽略了非线性项可能带来的有利现象。虽然非线性系统建模较为复杂，分析存在难度，但是有着线性系统无法实现的优势，比如可以深入分析系统的非线性现象，并在工程中利用这些非线性现象来实现更具优势产品性能、结构设计，例如利用非线性来提高系统的隔振性能。

对于日渐提高的隔振要求，比如低频隔振、更宽的隔振频率范围，最小的共振峰值等，隔振系统的刚度和阻尼需要优化设计来实现最佳的隔振效果。在线性隔振系统的参数设计中，降低系统刚度可以实现低频隔振，同时加宽的隔振频带，但会导致隔振平台承载能力下降；阻尼系数增大会使得共振峰的振动幅值减小，但会恶化高频区域的隔振性能，这些都是线性系统无法解决问题。

相反的，在优化设计下的非线性隔振系统可以解决以上问题，提升整个系统全方位的隔振性能。比如，可利用结构的几何非线性来设计超低动刚度同时提高静力承载能力，即：高静刚度低动刚度(高静低动)的非线性刚度，甚至可实现准零刚度，此时隔振系统可实现超低频隔振，1Hz以上有效隔振，甚至全频隔振。但现有的一些准零刚度技术还存在一些，比如准零刚度的范围过窄，不稳定等，需要进一步的优化设计去解决这些问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可调节的、加宽的准零刚度范围的隔振装置，旨在解决现有技术中存在的被动隔振装置的准零刚度范围过窄，运动不稳定，承载能力差，参数调节困难等技术问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

本发明提出了一种可调节的扩大准零刚度的隔振平台，包括：

X型隔振平台，其包括X型结构、上平台和底座，所述的X型结构顶部与上平台相连，底部与底座相连；

调节装置，其与X型结构相连，驱动X型结构升降；调节水平弹簧的预紧力，可以实现上平台升降，并且提供X型结构的垂直向刚度，而通过该调节装置，该刚度可以分别实现正、负或零刚度；

U型弹性结构，其包括U型接口、弹簧以及底部支座；所述的所述U型接口的非接口位置固定在上平台上，U型口内水平安装所述的弹簧；所述的底部支座安装在所述底座上，当弹簧与底座支座接触时，水平弹簧产生拉伸变形，为系统提供垂直方向的正刚度。