申请/专利权人：江南大学;北京市劳动保护科学研究所

申请日：2019-02-19

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN109667882B

主分类号：F16F15/04

分类号：F16F15/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2019.05.17#实质审查的生效;2019.04.23#公开

摘要：本发明涉及一种车载准零刚度减振装置，包括承载平台、通过球轴承连接于承载平台下方的锥形支柱组件；锥形支柱组件中减振元件通过减振杆与球轴承球连接；减振杆从上壳体外部伸入内部，减振杆一端固定有固定块，上壳体与下壳体螺纹连接，下壳体内底槽中固定有减振组件；减振组件中压缩弹簧下套在内底槽里的下弹簧座上，上套在上导向块的上弹簧座上，阻尼器与压缩弹簧并列排布；碟形弹簧上内缘与固定块和上导向块连接，下外缘固定于上壳体的上下定位块中。同现有技术相比，本发明具有自振频率低，减振效果好，适用场合多等优点。

主权项：1.一种车载准零刚度减振装置，包括承载平台1，其特征在于：所述承载平台1的底面安装有多个锥形支柱组件2；单个锥形支柱组件2的结构为：包括球铰链4，其底部均匀分布有多个减振元件3；单个减振元件3的结构为：包括互相配合的上壳体302与下壳体308，所述下壳体308的内底面开有凹槽，所述凹槽中固定安装有下弹簧座317，位于凹槽外圈的下壳体308的内底面上安装有下导向环316，下导向环316的顶部套装有上导向块314，上导向块314的内底面固定安装有上弹簧座313，所述上弹簧座313与下弹簧座317之间安装有压缩弹簧315，所述压缩弹簧315与阻尼器307并列竖直排布，所述上导向块314上平面固定安装有内定位环下312；减振杆301从所述上壳体302外部由上而下伸入内部，所述减振杆301下端安装有固定块309，所述固定块309下方安装内定位环上310；所述上壳体302内壁安装有上定位块303和下定位块306，上定位块303和下定位块306上下间隔并对应设置，所述上定位块303下表面固定有外定位环上304，所述下定位块306上表面固定有外定位环下305；还包括碟形弹簧311，其上内缘安装于所述内定位环上310和所述内定位环下312之间，下外缘安装于所述外定位环上304和所述外定位环下305之间。

全文数据：车载准零刚度减振装置技术领域本发明涉及振动控制技术领域，尤其是一种涉及车载的准零刚度的减振装置。背景技术运输过程中产生的低频振动，会危害工作人员的身心健康，影响运输物品的品质，造成不必要的损失，同时也带来噪声污染。为了解决这种问题，有效的低频减振设计是各个工程领域的研究重点。基于被动减振理论的线性减振系统对中高频振动的隔离效果较好，由于其变形和刚度之间的矛盾，其隔离低频振动的性能较差，难以满足工程领域的多种低频减振需求。若采用主动、半主动减振，虽然可实现好的低频减振性能，但涉及到控制技术，系统复杂程度增加，易导致结构过大，且能源消耗大，成本高昂。发明内容本申请人针对上述现有技术中的缺点，提供一种结构合理的车载准零刚度隔振装置，具有自振频率低、减振效果好的优点，从而有效降低运输过程中的低频振动，有效地解决了线性减振系统不足的缺陷。本发明所采用的技术方案如下：一种车载准零刚度减振装置，包括承载平台，所述承载平台的底面安装有多个锥形支柱组件。单个锥形支柱组件的结构为：包括球铰链，其底部均匀分布有多个减振元件。单个减振元件的结构为：包括互相配合的上壳体与下壳体，所述下壳体的内底面开有凹槽，所述凹槽中固定安装有下弹簧座，位于凹槽外圈的下壳体的内底面上安装有下导向环，下导向环的顶部套装有上导向块，上导向块的内底面固定安装有上弹簧座，所述上弹簧座与下弹簧座之间安装有压缩弹簧，所述压缩弹簧与阻尼器并列竖直排布，所述上导向块上平面固定安装有内定位环下；减振杆从所述上壳体外部由上而下伸入内部，所述减振杆下端安装有固定块，所述固定块下方安装内定位环上；所述上壳体内壁安装有上定位块和下定位块，上定位块和下定位块上下间隔并对应设置，所述上定位块下表面固定有外定位环上，所述下定位块上表面固定有外定位环下；还包括碟形弹簧，其上内缘安装于所述内定位环上和所述内定位环下之间，下外缘安装于所述外定位环上和所述外定位环下之间。作为上述技术方案的进一步改进：所述锥形支柱组件至少有四个，分别安装于所述承载平台底面四个角处。所述锥形支柱组件包含三个呈120度分布的减振元件。所述减振杆截面为圆形，上端为球形，与所述球铰链球面连接。所述固定块为圆形；所述内定位环上、内定位环下、外定位环上和外定位环下均为截面成半圆的环形结构；所述上定位块和下定位块均为截面成矩形的环形结构。所述上导向块与下导向环之间采用间隙配合。所述上壳体与下壳体螺纹连接。所述下壳体的外底面为球形。所述碟形弹簧为锥形结构。所述碟形弹簧作为负刚度，所述压缩弹簧作为正刚度，通过正负刚度并联原理，使得所述减振元件自振频率低，进而锥形支柱及整个减振装置自振频率低，从而实现减振装置隔离低频振动的目的，起到减振的效果。本发明的有益效果如下：本发明结构紧凑、合理，采用碟形弹簧和压缩弹簧的组合作为减振元件的核心，自振频率低，减振性能好，能有效降低车载运输过程中的低频振动，适用场合多。本发明还包括如下优点：1减振杆与球铰链为球面连接，在承受周向振动时实现减振元件与承载平台间角度的调整，缓冲部分振动；2下壳体底面为球形，在承受周向振动时实现锥形支柱组件与地面的稳定接触，使承载平台处于平稳环境；3上壳体与下壳体为螺纹连接，通过旋转螺纹实现压缩弹簧预紧力大小的调节，以保证压缩弹簧与阻尼器处在具最佳减振效果的合适位置处；4碟形弹簧作为负刚度，压缩弹簧作为正刚度，配合阻尼器，在承受振动时吸收部分能量起到自减振作用，实现减振装置隔离低频振动的效果；5上导向块与下导向环间隙配合，在保护压缩弹簧和阻尼器的同时起到导向作用。附图说明图1为本发明的结构示意图。图2为本发明锥形支柱组件的结构示意图。图3为本发明减振元件的内部结构示意图。其中：1、承载平台；2、锥形支柱组件；3、减振元件；4、球铰链；301、减振杆；302、上壳体；303、上定位块；304、外定位环上；305、外定位环下；306、下定位块；307、阻尼器；308、下壳体；309、固定块；310、内定位环上；311、碟形弹簧；312、内定位环下；313、上弹簧座；314、上导向块；315、压缩弹簧；316、下导向环；317、下弹簧座。具体实施方式下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。如图1所示：本发明的结构示意图，包括有承载平台1和四个锥形支柱组件2。如图2所示：本发明锥形支柱组件的结构示意图，锥形支柱组件2通过球铰链4与承载平台1连接。锥形支柱组件2由三个均匀分布的减振元件3与球铰链4球连接构成，减振元件3相隔120度布置。减振元件3底部为球面，使得锥形支柱组件2与地面的接触稳定牢固，实现减振装置平稳放置于地面。如图3所示：本发明减振元件的内部结构示意图，减振杆301从上壳体302外部由上而下伸入内部，减振杆301下端安装固定块309，固定块309下方安装内定位环上310。在承受纵向力时，减振杆301相对于上壳体302上下运动。下壳体308的内底面凹槽中固定安装有下弹簧座317，下导向环316固定安装在下壳体308内底面，上导向块314与下导向环316配合安装，上导向块314内底面固定安装有上弹簧座313，压缩弹簧315套装在上弹簧座313与下弹簧座317之间，阻尼器307与压缩弹簧315并列排布在上导向块314与下导向环316之间，上导向块314上平面固定安装内定位环下312。上壳体302内壁上安装有上定位块303和下定位块306，外定位环上304固定安装在上定位块303上，外定位环下305固定安装在下定位块306上；碟形弹簧311上内缘安装于内定位环上310和内定位环下312之间，下外缘安装于外定位环上304和外定位环下305之间。优选的，上壳体302与下壳体308螺纹连接，通过旋转螺纹调整上壳体302与下壳体308间距离，进而调节压缩弹簧315的预压缩量。本发明的具体原理如下：通过旋转上壳体302与下壳体308之间的配合螺纹，调整上壳体302与下壳体308的间距，使得压缩弹簧315和阻尼器307处在具有最佳减振效果的合适位置处。当车辆振动时，地面的振动传递给下壳体308，下壳体308把振动传递给压缩弹簧315和阻尼器307，压缩弹簧315和阻尼器307吸收和消耗了一部分振动能量，振动向上传递给碟形弹簧311，由碟形弹簧311消耗一部分振动能量，最后由碟形弹簧311将振动传递给减振杆301；减振杆301与球铰链4之间的球连接实现锥形支柱组件2与承载平台1之间的夹角调整变化，再缓冲一部分振动能量，最后传递给承载平台1的振动能量最小。下壳体308与地面的球接触，使得锥形支柱组件2与地面的接触更加稳定。最终使得承载平台1处于更加平稳的环境中，实现减振的目的。在本实例中，通过压缩弹簧315与碟形弹簧311正负刚度并联原理，使得减振元件3具有极低的自振频率，进而使得锥形支柱组件2及整个减振装置都具有极低的自振频率，从而隔离低频振动，实现减振。本发明结构简单合理、体积小巧、易于制作，自振频率低，隔振效果好，在车载运输过程中起到有效隔离低频振动，缓冲运载冲击的作用。以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

权利要求：1.一种车载准零刚度减振装置，包括承载平台1，其特征在于：所述承载平台1的底面安装有多个锥形支柱组件2；单个锥形支柱组件2的结构为：包括球铰链4，其底部均匀分布有多个减振元件3；单个减振元件3的结构为：包括互相配合的上壳体302与下壳体308，所述下壳体308的内底面开有凹槽，所述凹槽中固定安装有下弹簧座317，位于凹槽外圈的下壳体308的内底面上安装有下导向环316，下导向环316的顶部套装有上导向块314，上导向块314的内底面固定安装有上弹簧座313，所述上弹簧座313与下弹簧座317之间安装有压缩弹簧315，所述压缩弹簧315与阻尼器307并列竖直排布，所述上导向块314上平面固定安装有内定位环下312；减振杆301从所述上壳体302外部由上而下伸入内部，所述减振杆301下端安装有固定块309，所述固定块309下方安装内定位环上310；所述上壳体302内壁安装有上定位块303和下定位块306，上定位块303和下定位块306上下间隔并对应设置，所述上定位块303下表面固定有外定位环上304，所述下定位块306上表面固定有外定位环下305；还包括碟形弹簧311，其上内缘安装于所述内定位环上310和所述内定位环下312之间，下外缘安装于所述外定位环上304和所述外定位环下305之间。2.如权利要求1所述的车载准零刚度减振装置，其特征在于：所述锥形支柱组件2至少有四个，分别安装于所述承载平台1底面四个角处。3.如权利要求1所述的车载准零刚度减振装置，其特征在于：所述锥形支柱组件2包含三个呈120度分布的减振元件3。4.如权利要求1所述的车载准零刚度减振装置，其特征在于：所述减振杆301截面为圆形，上端为球形，与所述球铰链4球面连接。5.如权利要求1所述的车载准零刚度减振装置，其特征在于：所述固定块309为圆形；所述内定位环上310、内定位环下312、外定位环上304和外定位环下305均为截面成半圆的环形结构；所述上定位块303和下定位块306均为截面成矩形的环形结构。6.如权利要求1所述的车载准零刚度减振装置，其特征在于：所述上导向块314与下导向环316之间采用间隙配合。7.如权利要求1所述的车载准零刚度减振装置，其特征在于：所述上壳体302与下壳体308螺纹连接。8.如权利要求1所述的车载准零刚度减振装置，其特征在于：所述下壳体308的外底面为球形。9.如权利要求1所述的车载准零刚度减振装置，其特征在于：所述碟形弹簧311为锥形结构。

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