061] 正负刚度元件并联，通过合适选择各类别弹簧的刚度值及垂直弹簧主体和水平弹 簧主体的安装个数，实现本实施例隔振器在静平衡位置的准零刚度；
[0062] 负刚度元件支撑柱10焊接方式与支撑板5连接，负刚度元件支撑柱为两个以支撑 柱为中心面的对称板状元件，在每个板状元件上部端面上开设的通孔处与负刚度元件调节 装置及负刚度元件连接(如图3所示）。
[0063] 当激励振幅过大时，活塞阻尼器会对整体隔振器形成保护，且活塞阻尼器会抑制 系统发生共振，以免对系统造成破坏。本实施例的支撑板和侧壁支撑的结构示意图如图4和 图5所示，图中标号与图1中相同，具体见附图注释。
[0064] 实施例2
[0065] 图6所示为本实施例的一种正负刚度并联低频隔振器的结构示意图；图7是本实施 例中的一种正负刚度并联低频隔振器的垂直弹簧及其组装调节元件结构示意图。与实例1 基本相似，不同之处在于将调节旋钮33与轮辐式压力传感器30配合使用，确保所有垂直弹 簧的调节量的准确性和一致性。
[0066]若系统的承载质量变化时，系统的静平衡位置时连接杆25不是水平状态，此时可 以通过旋转调节旋钮33并配合轮辐式压力传感器30使用，使若干垂直弹簧调节量的准确和 一致。
[0067] 图8为本实用新型一种正负刚度并联低频隔振器不同静平衡位置时位移刚度特性 曲线。
[0068] 移动隔振器的静平衡位置，使隔振器在静平衡位置时，连接杆25处于水平状态，此 时系统具有更好的负刚度特性。在静平衡位置时，连接杆处于水平状态，在平衡位置附近刚 度值为对称状态且刚度降低，该负刚度特性会方便的选择正负刚度弹性元件的数量和刚度 比值，进行系统隔振;如果静平衡位置时连接杆25处于倾斜状态。
[0069] 从图8中的位移刚度曲线可以看出，系统的刚度在静平衡位置处附近是增大的，不 利于负刚度隔振，在应用中应尽量避免静平衡位置时连接杆25出现倾斜状态。
[0070] 实施例3
[0071] 图9所示为本实施例的一种正负刚度并联低频隔振器的结构示意图。图10所示为 本实施例中的一种正负刚度并联低频隔振器的水平弹簧主体及正刚度元件调节装置的结 构示意图。
[0072] 与实例1基本相似，不同之处在于通过预压调节螺母22和S型压力传感器17配合使 用，如预压弹簧的压力，从而持续调整水平弹簧主体14的预压缩量，并保证若干水平弹簧主 体的预压缩量的准确性和一致性。完成水平弹簧主体预压缩量调节后，通过水平弹簧近端 滑动块固定螺杆16对滑动块15进行固定。通过控制水平弹簧主体的预压缩量，可以实现对 系统负刚度特性范围的调节。当系统静平衡位置时，水平弹簧主体位于水平状态处，由水平 弹簧的动力学特性可得出水平弹簧垂直方向的弹性力为：
[0074] 其中1为连接杆的长度，X为侧壁支撑铰接装置位移，kh为水平弹簧刚度，η为水平 弹簧主体的个数，fh为垂直方向上水平弹簧的弹性力。
[0075] 设水平弹簧主体预压量为△ 1，则水平弹簧主体弹性力的计算限制条件为
，即对不同的水平弹簧主体注以预压量A 1，对应不同的X取值范围，即隔振器的负刚度范围，会直接影响隔振器的低频隔振范围，根 据不同的隔振要求和工况要求，选择合适的水平弹簧主体预压量。
[0076] 实施例4
[0077]图11所示为本实施例中一种正负刚度并联低频隔振器的结构示意图。与实施例1 基本类似，不同之处在于通过调节螺柱调节旋钮23,可以实现双头螺柱24的固定位置的调 节。与双头螺柱固定连接的S型压力传感器17及二者之间的双头螺柱上的预压弹簧20配合 固定的预压弹簧远端固定垫片19、预压弹簧近端固定垫片21都会发生位置改变(如图10所 示）；
[0078]对于汽车隔振领域，对应汽车中的承受主体"人"来说，人体在承受全身振动时，垂 直方向上最敏感的振动频率范围为4~8Hz，水平方向上最敏感的振动频率范围为1~2Hz， 可以将本申请的隔振器安装在悬架和座椅上进行二级隔振;而对于精密仪器隔振领域，对 于不同的精密仪器有不同的隔振要求，由于采用正负刚度并联方式，系统具有高静刚度低 动刚度的特性，在不影响系统承载能力的情况下，采用不同正负刚度元件的数量和刚度比 值可以实现系统不同的刚度特性，从而满足不同领域的低频隔振需求。
[0079]以上所述的实施例1至实施例4为本实用新型一种正负刚度并联低频隔振器的较 佳实施例而已，本实用新型不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。凡是不脱离实用 新型所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本实用新型保护的范围。
【主权项】
1. 一种正负刚度并联低频隔振器，其特征在于： 包括正刚度元件调节装置、正刚度元件、负刚度元件装置、负刚度元件调节装置、阻尼 装置、承载装置、负刚度元件支撑柱及底座支撑装置： 其中，所述的正刚度元件为垂直弹簧主体； 所述的正刚度元件调节装置由圆形套筒、调节旋钮及轮辐式压力传感器组成； 所述的负刚度元件装置由水平弹簧主体、水平弹簧套筒、滑动块、球形块、连接杆及侧 壁支撑铰接装置组成； 所述的负刚度元件调节装置由双头螺柱、固定框架、预压弹簧、预压调节螺母、螺柱调 节旋钮、紧固螺母及S型压力传感器组成； 所述的阻尼装置由连接板、活塞阻尼器、调整垫板组成； 所述的承载装置由承载台及侧壁支撑组成； 所述的底座支撑装置由支撑板、圆盘底座、支撑垫脚、支撑柱及直线轴承组成； 所述的水平弹簧主体、垂直弹簧主体及压紧弹簧的弹簧个数不唯一且可调整更换； 所述的活塞阻尼器个数不唯一且可调整更换； 其各组成部分的连接与安装围绕以底座支撑装置的支撑柱为中心面对称分布，具体 为： 正刚度元件调节装置固定于底座支撑装置下方，轮辐式压力传感器与调节旋钮相连， 该传感器一端与通过直线轴承穿过承载装置的侧壁支撑下端直杆连接，另一端连接垂直弹 簧主体;与圆形套筒中间孔配合连接的调节旋钮可对垂直弹簧主体进行调节，其中圆形套 筒固定在支撑板的下表面上；垂直弹簧主体安装于正刚度元件调节装置的圆形套筒内，上 端与轮辐式压力传感器连接，下端与调节旋钮连接；负刚度元件装置安装于水平弹簧支撑 柱上部开设的通孔处，其水平弹簧主体外部安装有水平弹簧套筒，水平弹簧套筒的固定端 连接在水平弹簧支撑柱通孔处外壁，水平弹簧主体的活动端连接滑动块，球形块另一端连 接有负刚度元件调节装置的S型压力传感器;水平弹簧主体另一端安装有可在水平弹簧套 筒内做直线运动的球形块，在球形块有铰接孔与连接杆相连，连接杆另一端也通过铰接方 式与侧壁支撑铰接装置连接;S型压力传感器的另一端连接到一根通过固定框架固定在水 平弹簧支撑柱内壁的双头螺柱上，紧固螺母固定连接双头螺柱和S型压力传感器，在双头螺 柱上安装有预压弹簧，并通过双头螺柱一端的预压调节螺母进行压力调节;双头螺柱通过 螺柱调节旋钮与固定框架连接;所述负刚度元件调节装置中的调节螺母与双头螺柱连接； 双头螺柱与预压弹簧连接，并与反馈调节螺母压力值的S型压力传感器连接； 活塞阻尼器通过阻尼装置的连接板、调整垫板和侧壁支撑内侧与支撑板连接:阻尼装 置的调整垫板和侧壁支撑连接到底座支撑装置的支撑板上方，调整垫板上固定有活塞阻尼 器，活塞阻尼器上部通过连接板连接到侧壁支撑的内壁;承载装置的侧壁支撑下部直杆通 过底座支撑装置的直线轴承并穿过其支撑板与正刚度元件调节装置的轮辐式压力传感器 相连，侧壁支撑上端面与承载台连接;支撑柱下端面与支撑板上表面固定连接，其上部通孔 处与负刚度元件调节装置的固定框架及负刚度元件装置的水平弹簧套筒固定连接;底座支 撑装置的圆盘底座下方安装有支撑垫脚，其上方连接有支撑柱，支撑柱上方接有支撑板，支 撑板下方固定有若干圆形套筒，圆形套筒内安装有垂直弹簧主体、调节旋钮及轮辐式压力 传感器，且垂直弹簧主体安装于轮辐式压力传感器与调节旋钮之间。
【专利摘要】本实用新型涉及一种正负刚度并联低频隔振器，包括正刚度元件、负刚度元件、阻尼装置、承载装置、负刚度元件支撑柱及底座支撑装置以及正、负刚度元件调节装置；本实用新型整体以底座支撑装置的支撑柱为中心面对称均匀分布；基于正负刚度并联：负刚度元件装置由水平弹簧主体及其套筒、滑动块固定螺杆、滑动块、球形块、连接杆及侧壁支撑铰接装置组成，正刚度由垂直弹簧主体提供，此外，阻尼装置可抑制系统共振及为过激提供保护；调节垂直弹簧主体的初始位置与水平弹簧主体的预压值可以满足不同承载质量与隔振要求。本实用新型结构紧凑、调节准确，有效改善了传统正负刚度并联的低频隔振器安装不便、结构复杂、工况适应性差、灵活机动性差、成本高且稳定度较低的问题。
【IPC分类】F16F7/00
【公开号】CN205278200
【申请号】CN201520935255
【发明人】刘彦琦, 曹东兴, 史晓峰, 张伟
【申请人】北京市劳动保护科学研究所, 北京工业大学, 卢继华
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年11月21日