本发明涉及一种低频隔振装置，尤其是一种基于三浦折叠的空气弹簧低频隔振装置，属于复合管材技术领域。
背景技术：
在低频激励环境下(如车辆座椅、精密仪器等设备)，低频振动对驾驶人员的健康或者精密仪器的精度及使用寿命等有重大影响。可调式低频隔振装置一方面能够有效地隔离振动，又能够根据载荷的变化来调节隔振装置的性能。另外，由于应用场所的不同，要求隔振装置能够灵活的应用于多种空间尺度上。
中国发明专利“基于正负刚度弹簧并联的超低频隔振器”(申请号：201210118783.4，公开日：2012-08-01，公开号：cn102619916a)公开了一种基于正负刚度弹簧并联的超低频隔振器，由导向柱、套盖、滑块、负刚度弹簧、下盖、导向座、滚珠和主弹簧构成，导向柱穿设在导向座中，导向柱在导向座中可滑动，起导向作用，主弹簧为正刚度压缩弹簧，主弹簧套设在导向柱外，主弹簧的上下两端分别由套盖的顶盖内表面和导向座凹槽端面定位支撑，套、滑块、负刚度压缩弹簧及滚珠构成负刚度弹簧机构，套盖内圆周方向均布开偶数个圆柱形孔，分别与同数量的滑块配合，滑块可在圆柱孔中滑动，负刚度弹簧装在滑块内部，并由滑块和套盖上的圆柱形孔端面定位支撑，滚珠与滑块的球形面配合，且可以相互灵活转动，导向柱与套盖的顶盖之间螺纹联接，导向座外周具有球面结构，该球面与滚珠接触且在套盖和下盖有相对位移时滚珠在其上滚动。其将主弹簧(正刚度弹簧)与负刚度机构并联使减振器具有高静刚度、低动态刚度的特性，实现零赫兹超低频隔振，并且，通过调整螺纹副连接，可以根据被隔振质量调整隔振器刚度曲线，实现隔振性能可调；采用滚珠实现滚动摩擦，减小摩擦阻力；但是该隔振器存在的问题是：机械结构较为复杂，当空间尺度较小时其应用存在困难。
而三浦折叠技术是一种以拉开对角两端来把物品展开，而在收缩时则反向推入的方法。该方法不仅可以节省空间，又可以避免折叠和展开的过程中造成损耗。并通过研究发现该方法可使物件的体积减少25倍，能量密度却加强14倍。
如何将三浦折叠技术应用于低频隔振装置中是一件至关重要的事情。
技术实现要素：
本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种结构合理、使用方便、周期性强、隔振性能可调、尺度范围大的基于三浦折叠的空气弹簧低频隔振装置。
为了达到以上目的，本发明提供的一种基于三浦折叠的空气弹簧低频隔振装置，包括顶板(1)及与之匹配设置的底板(2)，所述顶板(1)与底板(2)之间还设置有弹性隔振机构，所述弹性隔振机构由三浦折叠型多胞结构(3)与线性弹簧(5)组成，所述线性弹簧(5)设置于三浦折叠型多胞结构(3)的中心轴线上，上端与顶板(1)固连，下端与底板(2)固连，且与三浦折叠型多胞结构(3)之间具有间隙；所述三浦折叠型多胞结构(3)由若干个胞元管(31)沿三维空间连续扩展而成，所述各胞元管(31)之间的相邻边通过转动副连接。
进一步的，前述的基于三浦折叠的空气弹簧低频隔振装置，所述胞元管(31)包括第一三浦折叠结构(311)和第二三浦折叠结构(312)，所述第一三浦折叠结构(311)与第二三浦折叠结构(312)之间形成内腔，所述内腔中容纳有气囊(4)，所述第一三浦折叠结构(311)与第二三浦折叠结构(312)相邻边之间通过转动副连接。
进一步的，前述的基于三浦折叠的空气弹簧低频隔振装置，所述第一三浦折叠结构(311)由三浦结构单元(3112)沿同一方向连续拓展得到，各相邻三浦结构单元(3112)的邻边之间通过转动副连接。所述三浦结构单元(3112)由四个相同的平行四边形按三浦折叠规律组合得到，各三浦结构单元(3112)的邻边之间通过转动副进行连接。
进一步的，前述的基于三浦折叠的空气弹簧低频隔振装置，所述底板(2)上具有凹槽(22)，所述凹槽(22)的路径与三浦折叠型多胞结构(3)的底部形状相同，通过每个胞元管(31)的下方。所述凹槽(22)内设有气囊(4)。凹槽(22)内的气囊与各胞元管(31)中的气囊相互贯通。
进一步的，前述的基于三浦折叠的空气弹簧低频隔振装置，所述气囊(4)的外表面与胞元管(31)的内壁和底板凹槽(22)黏贴固定，其一侧底部设有进气口(41)和出气口(42)。气囊(4)进气口(41)外接气源设备，出气口(42)安装有减压阀。
进一步的，前述的基于三浦折叠的空气弹簧低频隔振装置，所述顶板(1)与底板(2)上分别设有安装孔(11)和(21)。
本发明的有益效果是：本发明利用三浦折叠技术替代现有低频隔振装置中的机械结构，主要由顶板、底板、周期性三浦折叠型多胞结构、气囊和线性刚度弹簧组成，取消了复杂的机械部件和机构，使得本发明结构简单，周期性强。
同时，本发明可以根据被隔振质量的大小，通过调节多胞结构腔内压力、调整线性刚度弹簧特性或改变平行四边形的尺寸参数来调整隔振器刚度曲线，实现隔振性能的可调。
且本发明的结构几乎涵盖了从宏观到微观的各个尺度，可以应用于广泛的尺度范围内。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明去除顶板后的俯视图。
图3为图2中a-a的剖视图。
图4为本发明的胞元管的空间扩展示意图。
图5为本发明的胞元管的结构示意图。
图6为本发明的三浦折叠单位结构的示意图。
图7为本发明的图6中平行四边形的结构示意图。
图8为本发明的底板的结构示意图。
图9为本发明的本发明的力学特性曲线，其中图9a为受力-位移特性曲线，图9b为刚度-位移特性曲线图。
图10为图6中三浦折叠单位结构在较小尺寸时的制作方法的示意图。
具体实施方式
本实施例提供的一种基于三浦折叠的空气弹簧低频隔振装置，结构如图1至图8所示，包括顶板1及与之匹配设置的底板2，顶板与底板上还分别设有安装孔11及安装孔21。
同时，在顶板与底板之间还设置有弹性隔振机构，该弹性隔振机构由三浦折叠型多胞结构3与线性刚度弹簧5组成。三浦折叠型多胞结构和线性刚度弹簧的上下两端通过粘接或者焊接方式分别与顶板和底板连接；其中，线性刚度弹簧设置于三浦折叠型多胞结构的中心轴线上，上端与顶板固连，下端与底板固连，且与三浦折叠型多胞结构之间具有间隙。如图4所示，三浦折叠型多胞结构则由若干个胞元管31沿三维空间连续扩展而成，各胞元管之间的相邻边通过转动副连接。
如图5所示，胞元管则包括第一三浦折叠结构311和第二三浦折叠结构312。其中，第一三浦折叠结构与第二三浦折叠结构之间形成内腔，用以容纳气囊4，且第一三浦折叠结构与第二三浦折叠结构相邻边之间通过转动副连接。
如图6所示，第一三浦折叠结构由三浦结构单元3112沿同一方向连续拓展得到，相邻三浦结构单元的邻边之间通过转动副连接。且三浦结构单元由四个相同的平行四边形按三浦折叠规律组合得到，相邻边之间通过转动副进行连接。平行四边形的结构参数如图7所示。
如图8所示，在底板上还开设有凹槽22，该凹槽的路径通过每个胞元管31的下方，凹槽内部也设有气囊。各个胞元管中的气囊与凹槽中的气囊相互贯通。
同时，气囊的外表面与胞元管的内壁和底板凹槽进行黏贴，在气囊底部一侧设有进气口41和出气口42。气囊的进气口外接有气源设备，出气口则安装有减压阀。
实施例一
如图1所示，本发明基于三浦折叠的空气弹簧低频隔振装置，且该隔振装置的安装使用场所有较大空间，如利用在中小型机械领域中时，三浦结构单元中的平行四边形结构采用厚度较大且不易变形的钢片，其尺寸特征为a＝b,γ＝75°。各个结构之间的连接采用类似于普通门合页的转动副，包括安装在两相邻结构上的固定件，在固定件的边缘处的突出部设有轴孔，当相邻两固定件的轴孔对接时，在相邻固定件的彼此对准的轴孔中插置有旋转轴，使相邻结构能够沿旋转轴作相对转动。这样可以使相邻的结构相对于彼此折叠或展开，以便使各结构能按照三浦折叠的方式进行折叠或展开。线性刚度弹簧置于多胞结构中央，并将弹簧和多胞结构上下两端与顶板和地板进行焊接。通过在进气口41外接气源设备，出气口42安装减压阀来使三浦折叠型多胞结构3的腔内具有恒定的压力。根据现有的学术研究，当三浦折叠型多胞结构3采用刚性折叠且其腔内压力保持恒定时，它在竖直方向即y方向具有负刚度特性。这样一来，当线性刚度弹簧5(正刚度)与三浦折叠型多胞结构3(负刚度)进行并联时，可以实现该空气弹簧低频隔振装置高静态刚度低动态刚度的非线性特性，如图9所示，且动态刚度理论上可以实现零刚度,从而实现超低频隔振，图9a为该装置的受力-位移特性曲线，图9b为该装置的刚度-位移特性曲线。
实施例二
如图1所示，本发明基于三浦折叠的空气弹簧低频隔振装置，且该隔振装置的安装使用场所为厘米或者毫米级。平行四边形结构采用硬质塑料，其尺寸特征为a＝b,γ＝75°。各个结构之间通过能够弯曲的柔性部件彼此连接，本实施例中柔性部件采用的是塑胶模，通过塑胶膜6将各个结构连接在一起并保持它们的相邻边之间的转动副关系，如图10所示。线性刚度弹簧置于多胞结构中央，并将弹簧和多胞结构上下两端与顶板和地板进行粘接。通过在进气口41外接气源设备，出气口42安装减压阀来使三浦折叠型多胞结构3的腔内具有恒定的压力。根据现有的学术研究，当三浦折叠型多胞结构3采用刚性折叠且其腔内压力保持恒定时，它在竖直方向即y方向具有负刚度特性。这样一来，当线性刚度弹簧5(正刚度)与三浦折叠型多胞结构3(负刚度)进行并联时，可以实现该空气弹簧低频隔振装置高静态刚度低动态刚度的非线性特性，如图9所示，且动态刚度理论上可以实现零刚度,从而实现超低频隔振，图9a为该装置的受力-位移特性曲线，图9b为该装置的刚度-位移特性曲线。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。