024]支撑底盘10上还设置有垂向导轨5，垂向导轨5的同轴安装到支撑底盘10的上端面上；垂直导轨5呈一中空的筒状结构，垂向主承载轴4的下端穿过垂直导轨5后再穿过支撑底盘10 ;垂直导轨5 —方面用于保证垂向主承载轴4沿垂直方向运动，另一方面便于降低整个隔振器的重心，增加其稳定性。
[0025]在本实施例中，上部辅助平台6与支撑底盘10之间还通过若干负刚度调节器8支撑，负刚度调节器8支撑优选的采用具有初始偏心的水平布置的欧拉压杆。具体的，负刚度调节器8平行设置，一端通过滚动轴承连接到上部辅助平台上；为了保证负刚度调节器8的平行设置，负刚度调节器8的另一端通过支撑件12连接到支撑底盘10上；支撑件12呈L型，支撑件12的底部安装到支撑底盘10上，负刚度调节器8的另一端通过滚动轴承5连接到支撑件12的顶部。在本实施例中，若干负刚度调节器8绕上部辅助平台6的轴轴向均匀布置，优选的可设置有四个负刚度调节器8 ;当然，负刚度调节器8的设置数目可以根据实际需求的隔振频率进行调整，并可以通过改变欧拉压杆的几何参数对其负刚度调节能力进行设计。本发明设置负刚度调节器8的主要作用是降低垂向的隔振频率，而且负刚度调节器8水平方向两端通过滚动轴承连接，可以有效降低传递至支撑底盘10的动态力。
[0026]在本实施例中，支撑底盘10上周向还设置有若干机脚11，机脚11用于承载整个隔振器。机脚11的结构可如图2中所示，机脚11呈一圆柱体型结构，机脚11可通过焊接等方式安装到支撑底盘10的底部；机脚11的结构也可如图1中所示，这种情况下，可省略支撑件12的使用，加长机脚11的上端用于支撑负刚度调节器8，此时机脚11的设置数目与负刚度调节器8的设置数目一致；当然，机脚11的设置数目并不以此为限，可根据具体情况进行设计。
[0027]在本实施例中，该隔振器采用全金属结构，从而使得隔振器对高温的环境适应性好，可应用于温度高、或是存在辐照等场合。
[0028]下面就本发明的工作原理，做进一步的描述:
被隔振设备通过螺栓等方式固定在载荷安装盘I的上端面上，被隔振设备在水平方向的载荷通过水平隔振压杆2，传递至下部承载圆盘3时，其中由于水平隔振压杆2的低频隔振，使得传递给下部承载圆盘3的振动已经得到极大的衰减；又由于水平隔振压杆2在垂向的刚度很大，因此被隔振设备在垂向的载荷能够直接传递到下部承载圆盘3上。
[0029]下部承载圆盘3通过垂向的垂向主承载轴4将垂向的载荷向上传递至上部辅助平台6，通过与上部辅助平台6连接的垂向支撑梁7和负刚度调节器8传递至支撑底盘10 ;在传递过程中，由于垂向主承载轴4外部采用了垂向导轨5，垂向主承载轴4所受的力为轴向力、上部辅助平台6受到的轴向力经过垂向支撑梁7和负刚度调节器8的超低频隔振后，传递至支撑底盘10的振动已经得到极大的衰减。同时，由于垂向支撑梁7和负刚度调节器8在水平横向的刚度不大，因此不会对横向产生的振动进行放大；并且垂向支撑梁7和负刚度调节器8通过滚动轴承连接，传递至支撑底盘10的力以其面内的横向力为主，垂直于支撑底盘10的横向力很小。
[0030]最后，支撑底盘10所受的载荷通过机脚11传递至隔振基础，隔振器通过上述纵向和横向的针对衰减，传递至隔振基础的载荷在各个方向都得到极大的衰减。
[0031]综上，本发明是基于欧拉压杆和负刚度机构，构造成的一种重载、固有频率较低的三向非线性隔振器。在水平方向，由于水平隔振压杆2在横向的频率非常低，可实现1.5Hz~2Hz的隔振频率；在垂直方向，利用垂向支撑梁7在屈曲前的载荷很大的特点来承受垂向的大载荷，并且屈曲后垂向支撑梁7的刚度较小，再通过并联负刚度调节器8，可使最低固有频率降低至1.5Hz以下；负刚度调节器8采用具有初始偏心的水平布置的欧拉压杆，具有在较小的变形下实现大的负刚度的能力，其调节能力强，且结构紧凑。
[0032]本发明将承载圆盘布置在减振器的底部，一方面可以留出水平隔振压杆2的布置空间，另一方面可以降低整个减振器的重心，增强器稳定性；负刚度调节器8通过水平方向的滚动轴承连接，可以有效降低传递至支撑底盘10的动态力矩，传递的力以水平方向为主，因此可以降低传递至支撑底盘10的垂向动态力，对于减小力传递率有利。
[0033]本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离本发明的精神或范围。尽管已描述了本发明的实施例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明精神和范围之内作出变化和修改。
【主权项】
1.一种多自由度超低频大载荷全金属被动隔振器，其特征在于，包括同轴且平行依次排布的安装盘、上部辅助平台、支撑底盘、下部承载盘，其中， 所述安装盘与所述下部承载盘之间设置有若干水平隔振压杆，所述水平隔振压杆的一端连接所述安装盘，另一端穿过所述支撑底盘连接所述下部承载盘，且所述水平隔振压杆相对于所述支撑底盘轴向移动； 该隔振器还包括有垂向主承载轴，所述主承载梁的上端连接所述上部辅助平台，下端穿过所述支撑底盘连接所述下部承载盘，且所述主承载梁相对于所述支撑底盘轴向移动； 所述上部辅助平台与所述支撑底盘之间设置有若干垂向支撑梁；所述支撑底盘上设置有若干用于支撑整个隔振器的机脚。2.根据权利要求1所述的多自由度超低频大载荷全金属被动隔振器，其特征在于，所述垂向支撑梁采用具有1%_5%初始偏心的垂向布置的欧拉压杆。3.根据权利要求1所述的多自由度超低频大载荷全金属被动隔振器，其特征在于，所述垂向支撑梁的两端通过滚动轴承分别连接所述上部辅助平台和所述支撑底盘。4.根据权利要求1所述的多自由度超低频大载荷全金属被动隔振器，其特征在于，所述支撑底盘上同轴设置有一垂直导轨，所述垂向主承载轴穿过所述垂直导轨内，且所述垂向主承载轴沿所述垂直导轨轴向移动。5.根据权利要求1所述的多自由度超低频大载荷全金属被动隔振器，其特征在于，所述若干水平隔振压杆绕所述支撑底盘的中心轴周向均匀布置，所述若干垂直支撑梁绕所述支撑底盘的中心轴周向均匀布置。6.根据权利要求1所述的多自由度超低频大载荷全金属被动隔振器，其特征在于，所述隔振器还包括有负刚度调节器，所述负刚度调节器水平设置，其一端连接所述上部辅助平台，另一端通过一支撑件连接所述支撑底盘。7.根据权利要求6所述的多自由度超低频大载荷全金属被动隔振器，其特征在于，所述隔振器包括有若干负刚度调节器，且所述若干负刚度调节器绕所述支撑底盘的中心轴周向均匀布置。8.根据权利要求6所述的多自由度超低频大载荷全金属被动隔振器，其特征在于，所述负刚度调节器采用具有初始偏心的水平布置的欧拉压杆。9.根据权利要求6所述的多自由度超低频大载荷全金属被动隔振器，其特征在于，所述负刚度调节器的两端通过滚动轴承分别连接所述上部辅助平台和所述支撑件。10.根据权利要求1所述的多自由度超低频大载荷全金属被动隔振器，其特征在于，所述隔振器采用全金属制作而成。
【专利摘要】本发明提供了一种多自由度超低频大载荷全金属被动隔振器，该隔振器由载荷安装盘、水平隔振压杆、下部承载盘、垂向主承载轴、垂向导轨、上部辅助平台、垂向支撑梁、负刚度调节器、滚动轴承、支撑底盘、机脚等构成。本发明基于欧拉压杆和负刚度机构，提出一种重载、固有频率较低的三向非线性隔振器，可实现最低1.5Hz的隔振频率；而且本发明采用全金属结构，对高温的环境适应性好。
【IPC分类】F16F15/06
【公开号】CN105179587
【申请号】
【发明人】黄修长, 刘兴天, 徐时吟, 华宏星
【申请人】上海交通大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年6月30日