一种连杆运动式主动变阻尼的恒刚度隔振器

摘要

本发明公开了一种连杆运动式主动变阻尼的恒刚度隔振器，属于阻尼隔振器领域。它包括外壳，上底板和下底板，下端固定装设于下底板上且位于外壳轴线位置的圆柱导向杆；圆柱导向杆上自下而上依次装设有主隔振弹簧、下滑动环、固定圆环、上滑动环和升降套筒；上滑动环与下滑动环的两侧分别采用连杆弹簧变阻尼结构A、连杆弹簧变阻尼结构B相连；连杆弹簧变阻尼结构A包括阻尼板A、上连杆A、下连杆A和金属螺旋弹簧A；连杆弹簧变阻尼结构B包括阻尼板B、上连杆B、下连杆B和金属螺旋弹簧B。本发明是一种结构简单合理、依靠连杆运动主动实现阻尼与激励力正相关、且阻尼变化不影响系统刚度的变阻尼隔振器。

说明书

技术领域

本发明主要涉及阻尼隔振器领域，特指一种连杆运动式主动变阻尼的恒刚度隔振器。

背景技术

随着电子业的发展，对电子设备的隔振要求越来越高。现有的广泛使用的隔振器主要为金属隔振器，金属隔振器虽然具有良好的刚度特性，但通常具有较小的阻尼，更为重要的是金属隔振器的阻尼力无法主动调节。因此，设计一种阻尼力与激振力正相关的隔振器具有重要的实用价值。

发明内容

本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单合理、依靠连杆运动主动实现阻尼与激励力正相关、且阻尼变化不影响系统刚度的变阻尼隔振器。

为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种连杆运动式主动变阻尼的恒刚度隔振器，包括外壳，分别装设于所述外壳上下两端的上底板和下底板，下端固定装设于所述下底板上且位于所述外壳轴线位置的圆柱导向杆。

所述外壳横截面为矩形环；所述圆柱导向杆上自下而上依次装设有主隔振弹簧、下滑动环、固定圆环、上滑动环和升降套筒；所述主隔振弹簧的两端分别与所述下底板和所述下滑动环相连；所述固定圆环固定装设于所述圆柱导向杆上，且始终位于所述上滑动环和所述下滑动环的正中间；所述上滑动环和所述下滑动环均可相对于所述圆柱导向杆自由上下滑动；所述升降套筒可相对于所述圆柱导向杆自由滑动，其下端与所述上滑动环的上端相连，其上端固定装设有用于安装被隔振设备的设备平台。

所述上滑动环与所述下滑动环的两侧分别采用连杆弹簧变阻尼结构A、连杆弹簧变阻尼结构B相连。

连杆弹簧变阻尼结构A包括始终与所述外壳内壁接触的阻尼板A，一端与所述上滑动环铰接、另一端与所述阻尼板A中部铰接的上连杆A，一端与所述下滑动环铰接、另一端与所述阻尼板A中部铰接的下连杆A，两端分别与所述阻尼板A中部、所述固定圆环相连的金属螺旋弹簧A；所述阻尼板A为可发生显著弹性变形的弓形金属壳板，所述弓形金属壳板的凸面一侧靠近所述固定圆环；所述上连杆A的下端与所述下连杆A的上端铰接。

连杆弹簧变阻尼结构B包括始终与所述外壳内壁接触的阻尼板B，一端与所述上滑动环铰接、另一端与所述阻尼板B中部铰接的上连杆B，一端与所述下滑动环铰接、另一端与所述阻尼板B中部铰接的下连杆B，两端分别与所述阻尼板B中部、所述固定圆环相连的金属螺旋弹簧B；所述阻尼板B为可发生显著弹性变形的弓形金属壳板，所述弓形金属壳板的凸面一侧靠近所述固定圆环；所述上连杆B的下端与所述下连杆B的上端铰接；

所述金属螺旋弹簧A与所述金属螺旋弹簧B刚度相同，且始终处于受压缩状态；所述阻尼板A和所述阻尼板B结构完全相同，其刚度不小于所述主隔振弹簧刚度的十倍；所述主隔振弹簧为刚度恒定的抗拉、压金属螺旋弹簧。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本发明的一种连杆运动式主动变阻尼的恒刚度隔振器设有连杆弹簧变阻尼结构A、连杆弹簧变阻尼结构B，从而使得外部激振力或冲击力增加时，上下滑动环相对距离发生改变，进而显著增加阻尼板A和阻尼板B相对于外壳运动的摩擦阻尼力；同时由于阻尼板为可发生显著弹性变形的弓形金属壳板，从而使得阻尼板与外壳的接触面积随外部激振力或冲击力的增加而增加，弓形金属壳板的弹性变形显著增加，进而储存一定的弹性势能，以便反向运动时可恢复到初始的阻尼值；此外，由于阻尼板的刚度不小于主隔振弹簧刚度的十倍，整个系统的刚度几乎等于主隔振弹簧的刚度，故阻尼的变化不影响系统的刚度。由此可知，本发明是一种结构简单合理、依靠连杆运动主动实现阻尼与激励力正相关、且阻尼变化不影响系统刚度的变阻尼隔振器。

附图说明

图1是本发明的一种连杆运动式主动变阻尼的恒刚度隔振器的结构原理图。

图2是图1中的A-A截面图。

图中，11—下底板；12—上底板；13—外壳；21—阻尼板A；22—上连杆A；23—下连杆A；24—金属螺旋弹簧A；31—阻尼板B；32—上连杆B；33—下连杆B；34—金属螺旋弹簧B；4—圆柱导向杆；41—固定圆环；42—上滑动环；43—下滑动环；5—主隔振弹簧；6—升降套筒；7—设备平台。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1、图2所示，本发明的一种连杆运动式主动变阻尼的恒刚度隔振器，它包括外壳13，分别装设于外壳13上下两端的上底板12和下底板11，下端固定装设于下底板11上且位于外壳13轴线位置的圆柱导向杆4。

参见图1、图2所示，外壳13横截面为矩形环；圆柱导向杆4上自下而上依次装设有主隔振弹簧5、下滑动环43、固定圆环41、上滑动环42和升降套筒6；主隔振弹簧5的两端分别与下底板11和下滑动环43相连；固定圆环41固定装设于圆柱导向杆4上，且始终位于上滑动环42和下滑动环43的正中间；上滑动环42和下滑动环43均可相对于圆柱导向杆4自由上下滑动；升降套筒6可相对于圆柱导向杆4自由滑动，其下端与上滑动环42的上端相连，其上端固定装设有用于安装被隔振设备的设备平台7。

参见图1所示，上滑动环42与下滑动环43的两侧分别采用连杆弹簧变阻尼结构A、连杆弹簧变阻尼结构B相连。

参见图1、图2所示，连杆弹簧变阻尼结构A包括始终与外壳13内壁接触的阻尼板A21，一端与上滑动环42铰接、另一端与阻尼板A21中部铰接的上连杆A22，一端与下滑动环43铰接、另一端与阻尼板A21中部铰接的下连杆A23，两端分别与阻尼板A21中部、固定圆环41相连的金属螺旋弹簧A24；阻尼板A21为可发生显著弹性变形的弓形金属壳板，弓形金属壳板的凸面一侧靠近固定圆环41；上连杆A22的下端与下连杆A23的上端铰接。

参见图1所示，连杆弹簧变阻尼结构B包括始终与外壳13内壁接触的阻尼板B31，一端与上滑动环42铰接、另一端与阻尼板B31中部铰接的上连杆B32，一端与下滑动环43铰接、另一端与阻尼板B31中部铰接的下连杆B33，两端分别与阻尼板B31中部、固定圆环41相连的金属螺旋弹簧B34；阻尼板B31为可发生显著弹性变形的弓形金属壳板，弓形金属壳板的凸面一侧靠近固定圆环41；上连杆B32的下端与下连杆B33的上端铰接。

参见图1所示，金属螺旋弹簧A24与金属螺旋弹簧B34刚度相同，且始终处于受压缩状态；阻尼板A21和阻尼板B31结构完全相同，其刚度不小于主隔振弹簧5刚度的十倍；主隔振弹簧5为刚度恒定的抗拉、压金属螺旋弹簧。

阻尼与激振力正相关原理：当设备平台7承受的向下冲击力增加时，由于上滑动环42与下滑动环43对称，从而使得二者之间的相对距离变小，进而导致上连杆A22和下连杆B33顺时针方向转动，上连杆B32和下连杆A23逆时针方向转动；阻尼板A21和阻尼板B31压力增加，进而使得阻尼板A21和阻尼板B31相对于外壳13的摩擦力增加；因此，当上滑动环42与下滑动环43相对于圆柱导向杆4向下运动时阻尼正相关增加。按照类似的原理，当当设备平台7承受的向下冲击力减小时，阻尼板A21和阻尼板B31相对于外壳13的摩擦力也相应地减小。由于阻尼板A21和阻尼板B31结构完全相同，其刚度不小于主隔振弹簧5刚度的十倍，从而使得上滑动环42与下滑动环43之间的距离改变远小于主隔振弹簧5的变形量，因此整个系统的刚度几乎等于主隔振弹簧5的刚度。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应该属于本发明的保护范围之内。