本技術(shù)涉及隔振，特別涉及一種基于端部力的半主動準(zhǔn)零剛度隔振裝置。

背景技術(shù)：

1、隔振技術(shù)在現(xiàn)代工程領(lǐng)域中具有重要地位，廣泛應(yīng)用于精密儀器、機(jī)械設(shè)備、建筑結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域的振動控制。傳統(tǒng)的被動隔振系統(tǒng)雖然結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高，但其隔振性能受到固有頻率的限制，難以在低頻段實(shí)現(xiàn)有效隔振。為了克服這一限制，準(zhǔn)零剛度隔振系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

2、準(zhǔn)零剛度隔振系統(tǒng)的核心原理是通過正剛度和負(fù)剛度的相互平衡，在平衡位置附近實(shí)現(xiàn)極低的動剛度，從而顯著降低系統(tǒng)固有頻率，擴(kuò)展隔振頻帶。目前，負(fù)剛度機(jī)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方式主要包括斜置彈簧、磁力彈簧、氣動彈簧等磁力負(fù)剛度機(jī)構(gòu)，而磁力負(fù)剛度機(jī)構(gòu)通常采用永磁體產(chǎn)生負(fù)剛度，然而現(xiàn)有磁力負(fù)剛度機(jī)構(gòu)的漏磁嚴(yán)重，磁通量利用率較低，導(dǎo)致磁場能量浪費(fèi)嚴(yán)重，使得整個隔振系統(tǒng)的負(fù)載能力較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)旨在至少在一定程度上解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題之一。為此，本技術(shù)實(shí)施例提供一種基于端部力的半主動準(zhǔn)零剛度隔振裝置，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中漏磁嚴(yán)重、磁通量利用率低的問題，顯著提升了隔振性能和負(fù)載能力。

2、一種基于端部力的半主動準(zhǔn)零剛度隔振裝置，包括：

3、底座；

4、隔振座，與所述底座相對間隔布置；

5、負(fù)剛度機(jī)構(gòu)，設(shè)在所述底座與所述隔振座之間，所述負(fù)剛度機(jī)構(gòu)包括第一筒體結(jié)構(gòu)、第一內(nèi)磁軛柱、第一外環(huán)永磁體以及第一外磁軛筒，所述第一外磁軛筒的一端與所述隔振座固定連接，所述第一筒體結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述第一外磁軛筒內(nèi)部，所述第一內(nèi)磁軛柱穿設(shè)在所述第一筒體結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，所述第一內(nèi)磁軛柱的兩端從所述第一筒體結(jié)構(gòu)的兩端伸出，所述第一筒體結(jié)構(gòu)包括內(nèi)磁環(huán)架、充磁方向相反的第一內(nèi)環(huán)永磁體和第二內(nèi)環(huán)永磁體，所述第一內(nèi)環(huán)永磁體和所述第二內(nèi)環(huán)永磁體沿所述第一外磁軛筒的軸向平行且間隔設(shè)置在所述內(nèi)磁環(huán)架上，所述第一外環(huán)永磁體設(shè)置在所述第一外磁軛筒內(nèi)部并與所述第一外磁軛筒保持同心，所述第一外環(huán)永磁體與所述第一內(nèi)環(huán)永磁體沿著所述第一外磁軛筒的徑向至少部分重疊，所述第一外環(huán)永磁體與所述第二內(nèi)環(huán)永磁體沿著所述第一外磁軛筒的軸向間隔設(shè)置，所述第一外環(huán)永磁體與所述第一內(nèi)環(huán)永磁體的磁性相反，所述第一外環(huán)永磁體與所述第二內(nèi)環(huán)永磁體的磁性相同，所述第一外環(huán)永磁體的內(nèi)壁與所述第一筒體結(jié)構(gòu)的外壁之間具有活動間隙，所述第一內(nèi)磁軛柱與所述第一外磁軛筒為所述第一內(nèi)環(huán)永磁體和第二內(nèi)環(huán)永磁體構(gòu)建閉合磁回路；

6、音圈電機(jī)，安裝在所述底座上，所述音圈電機(jī)與所述第一內(nèi)磁軛柱的一端連接；

7、端板，所述端板與所述第一內(nèi)磁軛柱的另一端固定連接，所述端板與所述底座相對間隔布置；

8、正剛度機(jī)構(gòu)，設(shè)置在所述端板與所述底座之間。

9、在可選或優(yōu)選的實(shí)施例中，所述音圈電機(jī)包括：

10、第二外磁軛筒，所述第二外磁軛筒的一端與所述第一外磁軛筒上遠(yuǎn)離所述隔振座的一端連接；

11、第二筒體結(jié)構(gòu)，設(shè)置在所述第二外磁軛筒內(nèi)部，所述第二筒體結(jié)構(gòu)包括線圈架和兩個繞線方向相反的線圈，所述線圈架設(shè)置在所述第二外磁軛筒的內(nèi)部并與所述底座固定連接，兩個所述線圈沿所述第二外磁軛筒的軸向平行且間隔布置在所述線圈架上；

12、第二內(nèi)磁軛柱，穿設(shè)在所述第二筒體結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，所述第二內(nèi)磁軛柱的兩端從所述第二筒體結(jié)構(gòu)的兩端伸出，所述第二內(nèi)磁軛柱的一端與所述底座固定連接，另一端與所述第一內(nèi)磁軛柱連接；

13、兩個磁性相反的第二外環(huán)永磁體，兩個所述第二外環(huán)永磁體設(shè)置在所述第二外磁軛筒的內(nèi)部并與所述第二外磁軛筒保持同心，兩個所述第二外環(huán)永磁體沿著所述第二外磁軛筒的軸向平行間隔布置，兩個所述第二外環(huán)永磁體沿著所述第二外磁軛筒的徑向分別與兩個所述線圈對齊，兩個所述第二外環(huán)永磁體的內(nèi)壁與所述第二筒體結(jié)構(gòu)的外壁之間具有活動間隙。

14、在可選或優(yōu)選的實(shí)施例中，所述第二外磁軛筒的內(nèi)徑和外徑與所述第一外磁軛筒的內(nèi)徑和外徑均相同，所述第二外磁軛筒與所述第一外磁軛筒一體成型連接。

15、在可選或優(yōu)選的實(shí)施例中，所述第二內(nèi)磁軛柱與所述第一內(nèi)磁軛柱之間通過隔磁塊連接，所述隔磁塊的外壁與一體成型連接的所述第一外磁軛筒和所述第二外磁軛筒的內(nèi)壁之間具有活動間隙。

16、在可選或優(yōu)選的實(shí)施例中，還包括筒狀結(jié)構(gòu)的外磁環(huán)架，所述外磁環(huán)架設(shè)置在一體成型連接的所述第一外磁軛筒和所述第二外磁軛筒的內(nèi)部，所述外磁環(huán)架與一體成型連接的所述第一外磁軛筒和所述第二外磁軛筒保持同軸，所述外磁環(huán)架上開設(shè)第一磁環(huán)裝配槽和第二磁環(huán)裝配槽，所述第一外環(huán)永磁體裝配在所述第一磁環(huán)裝配槽中，所述第二磁環(huán)裝配槽開設(shè)兩層，兩個所述第二外環(huán)永磁體分別裝配在兩層所述第二磁環(huán)裝配槽中。

17、在可選或優(yōu)選的實(shí)施例中，所述端板上設(shè)有避讓孔，所述隔振座上設(shè)有連接支腳，所述連接支腳穿過所述避讓孔連接所述第一外磁軛筒和所述外磁環(huán)架。

18、在可選或優(yōu)選的實(shí)施例中，所述正剛度機(jī)構(gòu)設(shè)置三個，三個所述正剛度機(jī)構(gòu)在一體成型連接的所述第一外磁軛筒和第二外磁軛筒的外周環(huán)向間隔布置，所述正剛度機(jī)構(gòu)包括第一支撐桿、第二支撐桿、第三支撐桿、外側(cè)壓簧片和內(nèi)側(cè)壓簧片，所述第一支撐桿與所述第二支撐桿平行且間隔布置，所述第一支撐桿與所述第二支撐桿的同一端部通過所述外側(cè)壓簧片連接，所述第三支撐桿設(shè)置在所述第一支撐桿與所述第二支撐桿之間，且與所述第一支撐桿和所述第二支撐桿平行，所述第三支撐桿通過連接塊與一體成型連接的所述第一外磁軛筒和所述第二外磁軛筒的外壁固定，所述第三支撐桿的兩端設(shè)置所述內(nèi)側(cè)壓簧片，所述內(nèi)側(cè)壓簧片的兩端分別連接所述第一支撐桿和所述第二支撐桿，所述內(nèi)側(cè)壓簧片與所述外側(cè)壓簧片平行，所述第一支撐桿與所述第二支撐桿上靠近所述端板的所述外側(cè)壓簧片與所述端板連接，所述第一支撐桿與所述第二支撐桿上靠近所述底座的所述外側(cè)壓簧片與所述底座連接。

19、在可選或優(yōu)選的實(shí)施例中，所述端板上設(shè)有水平延伸的第一卡槽，所述第一卡槽的一端延伸至所述端板的邊緣形成第一開口，所述正剛度機(jī)構(gòu)上靠近所述端板一端的所述外側(cè)壓簧片上設(shè)有第一卡塊，所述第一卡塊通過所述第一開口插入所述第一卡槽，所述底座上設(shè)有水平延伸的第二卡槽，所述第二卡槽的一端延伸至所述底座的邊緣形成第二開口，所述正剛度機(jī)構(gòu)上靠近所述底座一端的所述外側(cè)壓簧片上設(shè)有第二卡塊，所述第二卡塊通過所述第二開口插入所述第二卡槽。

20、在可選或優(yōu)選的實(shí)施例中，所述內(nèi)磁環(huán)架上設(shè)有第三磁環(huán)裝配槽和第四磁環(huán)裝配槽，所述第一內(nèi)環(huán)永磁體包括多塊第一扇形磁塊，所述第三磁環(huán)裝配槽中裝配至少兩塊所述第一扇形磁塊，各塊所述第一扇形磁塊在所述第三磁環(huán)裝配槽中拼成所述第一內(nèi)環(huán)永磁體，所述第二內(nèi)環(huán)永磁體包括多塊第二扇形磁塊，所述第四磁環(huán)裝配槽中裝配至少兩塊所述第二扇形磁塊，各塊所述第二扇形磁塊在所述第四磁環(huán)裝配槽中拼成所述第二內(nèi)環(huán)永磁體，所述第三磁環(huán)裝配槽中相鄰兩塊所述第一扇形磁塊之間通過第一隔板隔開，所述第一隔板與所述內(nèi)磁環(huán)架為一體結(jié)構(gòu)，所述第四磁環(huán)裝配槽中相鄰兩塊所述第二扇形磁塊之間通過第二隔板隔開，所述第二隔板與所述內(nèi)磁環(huán)架為一體結(jié)構(gòu)。

21、在可選或優(yōu)選的實(shí)施例中，每個所述第一外環(huán)永磁體包括多塊第三扇形磁塊，各塊所述第三扇形磁塊在所述第一磁環(huán)裝配槽中拼成所述第一外環(huán)永磁體，所述第一磁環(huán)裝配槽中相鄰兩個所述第三扇形磁塊之間通過第三隔板隔開，所述第三隔板與所述外磁環(huán)架為一體結(jié)構(gòu)；每個所述第二外環(huán)永磁體包括多塊第四扇形磁塊，各塊所述第四扇形磁塊在所述第二磁環(huán)裝配槽中拼成所述第二外環(huán)永磁體，所述第二磁環(huán)裝配槽中相鄰兩個所述第四扇形磁塊之間通過第四隔板隔開，所述第四隔板與所述外磁環(huán)架為一體結(jié)構(gòu)。

22、基于上述技術(shù)方案，本技術(shù)實(shí)施例至少具有以下有益效果：本技術(shù)中的負(fù)剛度機(jī)構(gòu)采用第一內(nèi)磁軛柱和第一外磁軛筒在第一內(nèi)環(huán)永磁體和第二內(nèi)環(huán)永磁體的內(nèi)外構(gòu)建引導(dǎo)磁力的閉合回路，通過第一內(nèi)磁軛柱和第一外磁軛筒能有效減少漏磁，且磁通量利用率顯著提高，解決了現(xiàn)有技術(shù)中磁場能量浪費(fèi)嚴(yán)重的問題，從而有效提高整個隔振裝置的負(fù)載能力。