[发明专利]一种多维磁负刚度机构及其构成的多维磁负刚度减振系统

摘要

本发明涉及减振领域，公开了一种多维磁负刚度机构及其构成的多维磁负刚度减振系统。该多维减振系统由正刚度机构、多维负刚度机构、浮动框架、被减振体和安装基座构成。其中，正刚度机构是传统的弹性元件，连接被减振体和安装基座，提供X向、Y向和Z向的支撑力和基本减振功能。多维负刚度机构由至少两个负刚度磁组构成，每个负刚度磁组可以提供一维或者二维的负刚度，通过至少两个负刚度磁组的串联，可以实现二维或者三维的负刚度效果，提升系统多个维度上的减振性能。本发明所提供的一种多维磁负刚度机构及由其构成的多维磁负刚度减振系统，利用多维磁负刚度机构，既实现了对被减振体的大承载力，又实现了多维高性能减振的功能。

主权项

1.一种多维磁负刚度机构，其特征在于，包括：安装基座(1)、浮动框架(4)、二维磁负刚度单元和一维磁负刚度单元；二维磁负刚度单元包括至少一个二维负刚度磁组(6)，一维磁负刚度单元包括至少一个一维负刚度磁组(5)；浮动框架包括直线导轨(41)和永磁体安装架(42)；永磁体安装架(42)沿直线导轨(41)做一维直线运动；以主承载方向为Z向建立三维直角坐标系OXYZ，则直线导轨(41)沿Z向布置，二维负刚度磁组(6)的两个负刚度方向分别沿X向和Y向布置，一维负刚度磁组(5)的负刚度方向沿Z向布置；二维负刚度磁组(6)包括沿Z向直线排布的两个二维动磁铁(62)和位于其间的一个二维定磁铁(61)；二维定磁铁(61)和二维动磁铁(62)均沿Z向充磁，两个二维定磁铁(61)充磁方向相同且与二维动磁铁(62)充磁方向相反；一维负刚度磁组(5)包括垂直于Z向直线排布的两个一维定磁铁(52)和位于其间的一个一维动磁铁(51)；直线导轨(41)和两个一维定磁铁(52)均固定于安装基座(1)上，两个二维定磁铁(61)均固定于被减振体(3)上；或者，直线导轨(41)和两个一维定磁铁(52)均固定于被减振体(3)上，两个二维定磁铁(61)均固定于安装基座(1)上；一维动磁铁(51)和一维动磁铁(62)均固定于永磁体安装架(42)上，以随永磁体安装架(42)一同沿直线导轨(41)做Z向的一维直线运动；整个多维磁负刚度机构在Z向上的等效刚度k_z满足如下关系：其中，k_ZZ是二维磁负刚度单元在Z向产生的正刚度，k_ZF是一维磁负刚度单元在Z向产生的负刚度；k_ZF<0<‑k_ZF<k_ZZ时，k_z＜0，整个多维磁负刚度机构为三维磁负刚度机构；k_ZF<0<k_ZZ≤‑k_ZF时，k_z≥0，整个多维磁负刚度机构为X向和Y向的二维磁负刚度机构。