[发明专利]水平方向准零刚度隔振器

说明书

本发明公开了水平方向准零刚度隔振器，包含：倒摆，包含摆动端与固定端，所述摆动端与承载台以球铰连接，所述固定端与固定台以球铰连接；承载台用于承载仪器，固定台与地基或飞行器、潜水器的机体连接。支撑杆，与所述固定台固定连接，至少三个所述支撑杆以所述倒摆为轴线呈中心对称分布，周向相邻的两根所述支撑杆之间设第一连接梁，每根所述第一连接梁中部与所述倒摆之间均设置第二连接梁。倒摆提供负刚度、至少三组第一连接梁和第二连接梁构成的梁组提供正刚度。通过第一连接梁和第二连接梁构成的梁组实现对载荷水平全周方向的零频隔振，附加阻尼较小，满足高精度设备的水平隔振要求。

技术领域

本发明涉及减振装置技术领域，尤其涉及水平方向准零刚度隔振器。

背景技术

准零刚度隔振器通常通过使用负刚度结构与正刚度结构并联，在平衡位置实现零刚度，因此整体结构的固有频率接近零频，从而实现低频、超低频隔振。高精度航天器、精密仪器等设备都需要隔离来自外界水平方向不同频率的振动。此外，隔振设备的阻尼应当较低，不影响被测结构的阻尼特性。

现有的隔振器水平全周方向很难实现零频隔振，承载范围难以调节，附加阻尼较大，无法满足高精度设备水平隔振的要求。

例如，中国专利文献CN 111237372 A公开了一种可隔离大振幅低频震动的倒摆式准零刚度隔振器，其通过相对于底板前后摆动的倒摆及位于倒摆前方和后方的底板上安装的复位机构实现隔振，该文献公开的倒立安装的倒摆，其竖直位置为平衡位置，受到激励时倒摆偏离平衡位置，由于其重力的作用产生负刚度；倒摆前后两侧均安装有复位机构，复位机构中的扭簧经复位板为倒摆提供回复到平衡位置的正刚度作用力。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了水平方向准零刚度隔振器，可以实现对载荷水平全周方向的零频隔振，承载范围能够调节，附加阻尼较小，满足高精度设备的水平隔振要求。

本发明是通过以下技术方案实现的发明目的，一种水平方向准零刚度隔振器，所述水平方向为与载荷的重力方向垂直的方向，包含：

倒摆，包含摆动端与固定端，所述摆动端与承载台以球铰连接，所述固定端与固定台以球铰连接；

支撑杆，与所述固定台固定连接，至少三个所述支撑杆以所述倒摆为轴线呈中心对称分布，周向相邻的两根所述支撑杆之间设第一连接梁，每根所述第一连接梁中部与所述倒摆之间均设置第二连接梁；

其中，所述第二连接梁与所述倒摆的连接点将所述倒摆分为长度为l₁和l₂的两段，根据载荷的大小调节l₁与l₂的比例。

在一种实施方式中，所述支撑杆的轴线方向与所述倒摆的轴线方向平行；且所述第一连接梁和第二连接梁与所述支撑杆的轴线垂直。

在一种实施方式中，所述第二连接梁与所述第一连接梁垂直。

在一种优选的实施方式中，所述倒摆包含轴线重合且首尾连接的第一段和第二段，其中：

所述第一段，包含第一首端和第一尾端，所述第一首端作为所述倒摆的摆动端、与承载台以球铰连接，所述第一尾端与所述倒摆的第二段连接；

所述第二段，包含第二首端和第二尾端，所述第一首端与所述倒摆的第一段连接，所述第二尾端作为所述倒摆的固定端、与第固定台以球铰连接。

在一种优选的实施方式中，倒摆的第一段与第二段通过连接件连接，所述第二段与所述连接件固定连接，所述第一段与所述连接件通过螺纹连接，通过改变所述螺纹连接的连接长度改变所述第二段的首端与所述第一段的首端之间的距离；

其中，所述第二段的长度为所述l₂，所述第二段的首端与所述第一段的首端之间的距离为所述l₁。