一种两级刚度减振结构及两级刚度减振器的制作方法

1.本发明属于机械减振结构技术领域，特别是涉及一种两级刚度减振结构及两级刚度减振器。


背景技术：

2.机载光电载荷是搭载于有人或无人飞机上的光电成像系统，往往具有成像清晰，分辨率高，指向精度高等特点。而机载的振动环境往往比较恶劣，对高质量成像影响很大，因此机载光电载荷多需要配置减振结构。
3.授权公告号cn 202686767 u的专利公布了一种减振结构，即通过三个独立的橡胶减振器来隔离机载扰动，这种减振方式被多数光电载荷所采纳，具有结构简单、成本低、适用范围广等特点。而当机载环境为燃油直升机，振源含有大量低频大振幅扰动时，通过这种简单的布置几个橡胶减振器的方式就不能再满足减振的要求了，主要是因为单个橡胶减振器很难做到在三个方向上都满足低刚度大位移的要求。六并联减振结构是通过六个具有单向平移自由度的杆状减振器并联组成的减振系统，可以通过简单的方式实现六自由度大位移。授权公告号cn 211820558 u的专利公布了一种六并联减振结构，然而其单个减振器为橡胶减振器，其减振幅度仍然较小，减振效果有限。


技术实现要素：

4.鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本技术旨在提供一种两级刚度减振结构及两级刚度减振器，相较于现有技术而言，本技术采用低刚度和高刚度两级刚度减振结构和多个两级刚度减振结构并联的设计，实现在多个自由度方向上都具有较大的减振幅度，而在振幅过大时，又可避免与光电设备产生谐振，具有结构简单、成本低、适用范围广的特点。
5.第一方面，本技术提供一种两级刚度减振结构，包括
6.连接杆，所述连接杆上设有用于起压缩作用的挡圈结构；
7.减振器架体，所述减振器架体具有内部空间，所述连接杆活动贯穿所述减振器架体内部空间，且所述连接杆两端探出所述减振器架体；
8.第一弹性体和第二弹性体，所述减振器架体的至少一端与所述挡圈结构之间具有所述第一弹性体和所述第二弹性体，且所述第一弹性体和所述第二弹性体均位于所述减振器架体内部且活动套设在所述连接杆上；所述第一弹性体活动套设在所述第二弹性体外部；所述第一弹性体和所述第二弹性体可沿第一方向压缩或伸展，所述第一方向为所述连接杆的轴线方向；所述第二弹性体的刚度大于所述第一弹性体的刚度，且所述第一弹性体的长度大于所述第二弹性体的长度，当所述连接杆向使得一个所述第一弹性体受压的方向动作时，且当该所述第一弹性体压缩设定行程时，对应的所述第二弹性体开始受压。
9.具体的，所述第一弹性、所述第二弹性体均为柱形弹簧，柱形弹簧在减振应用中可以提供更大范围的振幅，选择性更强，搭配更加灵活。所述第一弹性体为低刚度减振结构，所述第二弹性体为高刚度减振结构，所述挡圈结构一侧具有所述第一弹性体和所述第二弹
性体，则该两级减振结构沿所述第一方向在单方向具备两级减振效果，在受到低振幅时，所述第一弹性体受到所述挡圈结构的压缩起到减振作用，如果振幅过大，超过了所述第一弹性体设定的行程时，则所述第二弹性体开始受到挡圈结构的压缩，起到减振作用。通过设计，采用所述低刚度和高刚度两级刚度减振结构，可以实现在低刚度减振结构工作时有较大的减振幅度，而在振幅过大时，为避免与光电设备产生谐振，则会进入高刚度减振结构工作状态。
10.进一步的，所述减振器架体的两端与所述挡圈结构之间均具有所述第一弹性体和所述第二弹性体。具体的，所述挡圈结构两侧均具有所述第一弹性体和所述第二弹性体，则该两级减振结构沿所述第一方向在两个方向具备两级减振效果。
11.进一步的，所述挡圈结构包括活动套设在所述连接杆上的滑套和设置在所述连接杆上的凸缘二；所述连接杆上可拆卸连接有用于限制所述滑套滑动的限位销；所述滑套相对靠近所述凸缘二的一端设有凸缘一；两个所述第一弹性体位于所述凸缘一两侧；两个所述第二弹性体位于所述凸缘一相对靠近所述凸缘二的一侧，且位于所述凸缘二两侧；相对靠近所述凸缘二的所述第一弹性体的长度大于两个所述第二弹性体的长度与所述凸缘二的厚度之和；相对远离所述凸缘二的所述第一弹性体活动套设在所述滑套外部，且其长度大于所述滑套长度。具体的，所述二弹性体的刚度远远大于所述第一弹性体的刚度，从而在所述第一弹性体受到压缩减振时可以忽略所述二弹性体的减振效果。相对远离所述凸缘一的所述第二弹性体在所述连接杆上可自由滑动的距离形成所述第一弹性体向上的振幅，所述滑套相对远离所述凸缘二的一端与所述减振器架体内部空间的距离形成所述第一弹性体向下的振幅，采用分隔设置所述第一弹性体、所述第二弹性体的设计方式，可将所述两级刚度减振结构不同方向的振动独立分隔开，使得不同方向减振时互不影响，而且不同方向减振时均具有两级减振效果，进一步提升减振效果，同时也方便所述减振结构的装配和拆卸。
12.进一步的，所述滑套相对远离所述凸缘二的一端具有与所述限位销配合并限制所述滑套在所述第一方向滑动的凹槽。具体的，在所述滑套上设计与限位销配合的凹槽结构，可以缩小所述两级刚度减振结构的整体尺寸，也可以防止滑套在减振时产生周向转动，影响减振效果。
13.进一步的，所述滑套相对远离凸缘二的一端具有与所述限位销配合并限制所述滑套在所述第一方向滑动的凹槽。具体的，在所述滑套上设计与限位销配合的凹槽结构，可以缩小所述两级刚度减振结构的整体尺寸。
14.进一步的，所述减振器架体为包括套筒和与所述套筒两端分别可拆卸连接的套筒盖一、套筒盖二。具体的，所述套筒盖一、套筒盖二与所述套筒两端螺纹连接，可以方便所述两级刚度减振结构的组装、拆卸和维修。
15.进一步的，所述套筒盖一和所述套筒盖二内具有与所述连接杆活动贯穿的凸台；所述凸台与所述套筒内壁形成容纳所述第一弹性体端部的空间。具体的，所述空间可以限制所述第一弹性体和所述第二弹性体端部向其他方向移动，确保所述所述第一弹性体和所述第二弹性体在沿所述第一方向振动过程中在所述套筒内稳定不发生偏移，使受力更加均衡，减振更加平稳。
16.第二方面，本技术提供一种采用所述两级刚度减振结构的两级刚度减振器，包括
用于与飞行器连接的与第一支撑架、若干与所述第一支撑架连接的所述两级刚度减振结构、若干与所述两级刚度减振结构相对远离所述第一支撑架的一端连接且用于连接光电设备的第二支撑架。具体的，所述第一支撑架与若干所述两级刚度减振结构可以提供更好减振效果和更多的自由度。
17.进一步的，所述连接杆一端与所述第一支撑架采用虎克铰方式连接，另一端与所述第二支撑架采用球铰方式连接；所述球铰包括与所述第二支撑架连接的球窝和位于所述球窝内部与所述减振器架体连接的球头，且所述连接杆活动插入所述球头中。具体的，采用虎克铰和球铰的连接方式，可以在减振过程中提供更多的自由度。
18.进一步的，所述第二支撑架与两个所述两级刚度减振结构连接。具体的，一个所述第二支撑架与两个所述两级刚度减振结构连接，可以提供更好减振效果。
19.综上，本技术公开有一种两级刚度减振结构。基于上述方案产生的有益效果是，本技术所述两级刚度减振结构包括连接杆、减振器架体、第一弹性体和第二弹性体，所述连接杆上设有用于起压缩作用的挡圈结构，所述连接杆活动贯穿所述减振器架体内部空间，且所述连接杆两端探出所述减振器架体，所述减振器架体的至少一端与所述挡圈结构之间具有所述第一弹性体和所述第二弹性体，且所述第一弹性体和所述第二弹性体均位于所述减振器架体内部且活动套设在所述连接杆上，所述第一弹性体活动套设在所述第二弹性体外部；所述第一弹性体和所述第二弹性体可沿第一方向压缩或伸展，所述第一方向为所述连接杆的轴线方向，所述第二弹性体的刚度大于所述第一弹性体的刚度且所述第一弹性体的长度大于所述第二弹性体的长度。在使用时，所述减振器架体或所述连接杆一端受力时，即进入低刚度减振结构工作状态，此时所述第一弹性体受到压缩起减振作用，当振幅过大，超过了所述第一弹性体设定的行程时，所述第二弹性体开始受到压缩起减振作用，进入高刚度减振结构工作状态。
20.采用本技术提供的两级刚度减振结构组成的两级刚度减振器，将若干所述两级刚度减振结构的一端通过虎克铰与所述第一支撑架连接，所述两级刚度减振结构另一端通过球铰与所述第二支撑架连接，组成两级刚度减振器，在受到振动时，所述第一弹性体受到所述减振器架体内壁的压缩起到减振作用，进入低刚度减振结构工作工作状态，如果振幅过大，超过了所述第一弹性体设定的行程时，则所述第二弹性体开始受到所述凸缘一或所述凸缘二的压缩，起到减振作用，进入高刚度减振工作状态。
21.本技术采用低刚度和高刚度两级刚度减振结构和多个两级刚度减振结构并联的设计，实现在多个自由度方向上都具有较大的减振幅度，而在振幅过大时，又可避免与光电设备产生谐振，具有结构简单、成本低、适用范围广的特点。
附图说明
22.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
23.图1为本技术实施例所示的一种两级刚度减振结构示意图。
24.图2为本技术实施例所示的一种两级刚度减振器示意图。
25.其中，1、第一支撑架；2、减振器架体；3、第二支撑架；4、球窝；5、球头；7、凸缘二；9、凸缘一；10、限位销；12、第一弹性体；14、第二弹性体；16、滑套；17、虎克铰；18、连接杆；21、
套筒；22、套筒盖一；23、套筒盖二。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
27.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
28.实施例1
29.请参考图1所示的一种两级刚度减振结构的具体结构。
30.连接杆18，所述连接杆18上设有用于起压缩作用的挡圈结构；所述挡圈结构包括活动套设在所述连接杆18上的滑套16和设置在所述连接杆18上的凸缘二7；所述滑套16相对靠近所述凸缘二7的一端设有凸缘一9；
31.减振器架体2，所述减振器架体2具有内部空间，所述连接杆18活动贯穿所述减振器架体2内部空间，且所述连接杆18两端探出所述减振器架体2；
32.第一弹性体12、第二弹性体14，所述减振器架体2内部包括两个所述第一弹性体12和两个所述第二弹性体14，所述第一弹性体12、所述第二弹性体14均活动套设在所述连接杆18上；两个所述第一弹性体12位于所述凸缘一9两侧；两个所述第二弹性体14位于所述凸缘一9相对靠近所述凸缘二7的一侧，且位于所述凸缘二7两侧；相对靠近所述凸缘二7的所述第一弹性体12活动套设在所述第二弹性体14外部；所述第一弹性体12和所述第二弹性体14可沿第一方向压缩或伸展，所述第一方向为所述连接杆18的轴线方向；所述第二弹性体14的刚度大于所述第一弹性体12的刚度；所述连接杆18上可拆卸连接有用于限制所述滑套16滑动的限位销10；相对靠近所述凸缘二7的所述第一弹性体12的长度大于两个所述第二弹性体14的长度与所述凸缘二7的厚度之和；相对远离所述凸缘二7的所述第一弹性体12活动套设在所述滑套16外部，且其长度大于所述滑套16长度。所述第一弹性体12、所述第二弹性体14、所述第三弹性体15均为柱形弹簧。
33.优选的，所述滑套16相对远离所述凸缘二7的一端具有与所述限位销10配合并限制所述滑套16在所述第一方向滑动的凹槽。所述凹槽为u型凹槽。
34.优选的，所述减振器架体2为包括套筒21和与所述套筒21两端分别可拆卸连接的套筒盖一22、套筒盖二23。所述套筒盖一21、套筒盖二23分别于所述套筒8的两端螺纹连接。
35.优选的，所述套筒盖一22和所述套筒盖二23内具有与所述连接杆18活动贯穿的凸台；所述凸台与所述套筒21内壁形成容纳所述第一弹性体12端部的空间。
36.综合以上技术方案，本技术所述两级刚度减振结构包括连接杆18、减振器架体2、第一弹性体12、第二弹性体14，所述连接杆18上设有用于起压缩作用的滑套16、凸缘二7、限位销10，所述滑套16上设有凸缘一9，所述连接杆18两端活动贯穿所述减振器架体2，两个所述第一弹性体12和两个所述第二弹性体14均位于所述减振器架体2内部且活动套设在所述连接杆18上；两个所述第一弹性体12位于所述凸缘一9两侧；两个所述第二弹性体14位于所述凸缘一9相对靠近所述凸缘二9的一侧，且位于所述凸缘二7两侧；相对靠近所述凸缘二7的所述第一弹性体12活动套设在所述第二弹性体14外部；所述第一弹性体12和所述第二弹
性体14可沿第一方向压缩或伸展，所述第一方向为所述连接杆18的轴线方向；所述第二弹性体14的刚度大于所述第一弹性体12的刚度；所述连接杆18上可拆卸连接有用于限制所述滑套16滑动的限位销10；相对靠近所述凸缘二7的所述第一弹性体12的长度大于两个所述第二弹性体14的长度与所述凸缘二7的厚度之和；相对远离所述凸缘二7的所述第一弹性体12活动套设在所述滑套16外部，且其长度大于所述滑套16长度。在使用时，所述第一弹性体12和所述第二弹性14初始状态均处于压缩状态，连接杆18一端或减振器架体2一端受力时，即进入低刚度减振结构工作状态，此时所述第一弹性体12受到压缩起减振作用，当振幅过大，超过了第一弹性体12设定的行程时，所述第二弹性体14开始受到压缩起减振作用，进入高刚度减振结构工作状态。
37.实施例2
38.请参考图2所示的一种两级刚度减振器的具体结构，采用了实施例1所示的两级刚度减振结构。
39.一种两级刚度减振器，包括用于与飞行器连接的与第一支撑架1、六个与所述第一支撑架1连接的所述两级刚度减振结构、三个用于连接光电设备的第二支撑架3，其中每个所述第二支撑架3与两个所述两级刚度减振结构连接，且两个所述两级刚度减振结构的所述连接杆18形成的开口朝向所述第二支撑架3，且逐渐增大。
40.优选的，所述连接杆18一端与所述第一支撑架1采用虎克铰17方式连接，另一端与所述第二支撑架3采用球铰方式连接；所述球铰包括与所述第二支撑架3连接的球窝4和位于所述球窝4内部与所述减振器架体2的一端连接的球头5，且所述连接杆18活动插入所述球头5中。具体的，所述球头5与所述套筒盖一22固定连接。
41.综合以上技术方案，采用本技术提供的两级刚度减振结构组成的两级刚度减振器，将六个所述两级刚度减振结构的一端通过虎克铰17与所述第一支撑架1连接，并平均分成三组，每组两个所述两级刚度减振结构另一端通过球铰与所述第二支撑架3连接，组成两级刚度减振器，通过所述第一支撑架1将两级刚度减振器安装在无人飞行器上，并通过第二支撑架3搭载光电设备后，在受到振动时，所述第一弹性体12受到所述减振器架体2内壁的压缩起到减振作用，进入低刚度减振结构工作工作状态，如果振幅过大，超过了所述第一弹性体12设定行程时，则所述第二弹性体14开始受到所述凸缘一9或凸缘二7的压缩，起到减振作用，进入高刚度减振工作状态。
42.本技术采用低刚度和高刚度两级刚度减振结构和多个两级刚度减振结构并联的设计，并采用柱形弹簧，实现在多个自由度方向上都具有较大的减振幅度，而在振幅过大时，又可避免与光电设备产生谐振，具有结构简单、成本低、适用范围广的特点。
43.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。