一种高静低动刚度电磁隔振器

1.本实用新型属于低频隔振结构技术领域，尤其涉及一种高静低动刚度电磁隔振器。


背景技术：

2.高静低动刚度隔振器是将正刚度机构与负刚度机构并联，正刚度机构决定了隔振器承载力大小，负刚度机构用于降低系统动刚度。因此，高静低动刚度隔振器具有较高的静刚度和较低的动刚度，能够承受较大设备负载质量，同时使设备在静平衡位置振动时具有较低的动刚度。但目前所研究的高静低动刚度隔振器结构均十分复杂，安装和使用都十分不便，目前仅限于实验室以及理论验证用途，难以实现产业应用。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于，提供一种便于安装使用，生产使用以及维护成本低，实用性好的高静低动刚度电磁隔振器。
4.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。
5.一种高静低动刚度电磁隔振器，包括安装基座1以及设置于安装基座1上的正刚度组件2、负刚度组件3；
6.安装基座1包括：活动板1a、支撑板1b、多个导向轴1c和弹性支撑件1d；
7.支撑板1b固定设置，导向轴1c竖向设置在支撑板1b上；活动板1a设置在支撑板1b上侧，活动板1a上设置有可套设在导向轴1c上的通孔；所述通孔均匀设置于活动板1a边缘；所述支撑板1b在对应位置设置有过孔；所述支撑板1b在对应位置设置有过孔；通孔和过孔内设置有滑动轴承1e，所述导向轴1c套设在滑动轴承1e中；正刚度组件2和负刚度组件3设置在活动板1a和支撑板1b之间，弹性支撑件1d的两端分别抵住活动板1a和支撑板1b；
8.所述正刚度组件2包括：衔铁连接件2a、悬浮支架2b、第一电磁铁2c、衔铁2d；悬浮支架2b固定在支撑板1b上，第一电磁铁2c固定设置在悬浮支架2b上；衔铁连接件2a上端固定在活动板1a上，下端向下延伸并靠近悬浮支架2b；衔铁2d固定设置在衔铁连接件2a下端且朝第一电磁铁2c一侧延伸，第一电磁铁2c产生通电产生磁力以使衔铁连接件2a具有向上下移动的力；
9.所述负刚度组件3包括：第二电磁铁3a、磁体导向机构3b、永磁体3c、限位机构3d；
10.第二电磁铁3a固定设置在支撑板1b上，第二电磁铁3a的磁芯沿左右方向水平设置；
11.磁体导向机构3b包括：对称设置在第二电磁铁3a左右侧的两个直线导轨3e、设置在直线导轨3e上的两个永磁体支撑座3f；
12.永磁体支撑座3f可在直线导轨3e上左右运动；永磁体3c有两个且分别设置在两个永磁体支撑座3f上；
13.限位机构3d包括：两个连接在永磁体支撑座3f上的水平推杆3g、两个连接在活动
板1a上的限位臂3j；
14.水平推杆3g向背离第二电磁铁3a沿水平方向伸出形成挤压部30g；
15.限位臂3j下端设置有导向部3k，导向部3k高度与水平推杆3g高度一致且朝向水平推杆3g的一侧设置有弧形导向面30k；
16.挤压部30g抵住弧形导向面30k并沿弧形导向面30k在竖向运动。
17.对前述高静低动刚度电磁隔振器的进一步改进或者优选实施方案还包括，所述活动板1a为矩形平板，所述通孔设置于活动板1a四角处；还包括设置在导向轴1c之间的导向杆1g，导向杆1g固定设置在支撑板1b上，导向杆1g上套设有弹性支撑件，活动板1a上设置有供导向杆1g穿过的孔。
18.对前述高静低动刚度电磁隔振器的进一步改进或者优选实施方案还包括，所述负刚度组件3设置于支撑板1b中心位置，所述正刚度组件2设置于负刚度组件3前侧或者后侧；
19.所述衔铁连接件2a呈l形结构，包括竖向设置在负刚度组件3前侧或者后侧的竖向连接臂20a，以及连接在竖向连接臂20a顶端并延伸至支撑板1b中心位置的横向连接臂20b，横向连接臂20b的末端上侧设置有连接板20c，连接板20c可拆卸地连接在活动板1a下端面中心位置。
20.对前述高静低动刚度电磁隔振器的进一步改进或者优选实施方案还包括，所述悬浮支架2b设置于负刚度组件3前侧或者后侧；悬浮支架2b呈匚形结构；
21.所述第一电磁铁2c包括：分别设置在匚形的悬浮支架2b两个横臂上的e形硅钢片组20d，绕制在e形硅钢片组20d上的差动线圈20e；两个e形硅钢片组20d开口正对设置；衔铁2d水平伸入两个e形硅钢片组20d之间。
22.对前述高静低动刚度电磁隔振器的进一步改进或者优选实施方案还包括，所述负刚度组件3还包括电磁铁支撑座，电磁铁支撑座由支撑杆30a以及设置有支撑杆30a顶端的电磁铁安装架30b组成；支撑杆30a垂直于支撑板1b且下端固定在支撑板1b上端面中心位置；第二电磁铁3a固定安装在电磁铁安装架30b上。
23.对前述高静低动刚度电磁隔振器的进一步改进或者优选实施方案还包括，所述第二电磁铁3a包括柱状永磁体30c和螺旋线圈30d；
24.所述负刚度组件3还包括导轨安装座30e，导轨安装座30e分别安装在电磁铁支撑座左右两侧；直线导轨3e安装在导轨安装座30e顶部；永磁体支撑座3f的下端设置有可与直线导轨3e配合的滑块30f。
25.对前述高静低动刚度电磁隔振器的进一步改进或者优选实施方案还包括，所述挤压部30g为球状结构；所述弧形导向面30k上设置有截面为半圆形的导向槽，所述挤压部30g沿截面为半圆形的导向槽滑动。
26.对前述高静低动刚度电磁隔振器的进一步改进或者优选实施方案还包括，所述弹性支撑件1d是指压缩弹簧，所述压缩弹簧套设在导向轴1c上。
27.其有益效果在于：
28.本实用新型用于解决现有的类似设备或产品结构复杂，使用和控制不方便，产业应用型检查的问题，该高静低动刚度电磁隔振器控制方式简单，系统刚度的计算和分析数据少，可以方便的通过控制两个电磁铁的电流大小来改变和控制系统整体刚度隔振参数，且体积小巧，支撑稳定，便于运用在各类型的隔振场合，具有良好的产业应用前景。
附图说明
29.图1是高静低动刚度电磁隔振器的主视图；
30.图2是高静低动刚度电磁隔振器的斜视图；
31.图3是高静低动刚度电磁隔振器的侧视图；
32.图4是正刚度组件的结构示意图一；
33.图5是正刚度组件的结构示意图二；
34.图6是负刚度组件的结构示意图一；
35.图7是负刚度组件的结构示意图二；
36.其中附图标记包括：
37.安装基座1、活动板1a、支撑板1b、多个导向轴1c、弹性支撑件1d、滑动轴承1e、导向杆1g、正刚度组件2、衔铁连接件2a、连接臂20a、连接臂20b、连接板20c、e形硅钢片组20d、差动线圈20e、悬浮支架2b、第一电磁铁2c、衔铁2d、负刚度组件3、第二电磁铁3a、磁体导向机构3b、永磁体3c、限位机构3d、直线导轨3e、永磁体支撑座3f、水平推杆3g、支撑杆30a、电磁铁安装架30b、柱状永磁体30c、螺旋线圈30d、导轨安装座30e、滑块30f、挤压部30g、限位臂3j、导向部3k、弧形导向面30k。
具体实施方式
38.以下结合具体实施例对本实用新型作详细说明。
39.本实用新型的一种高静低动刚度电磁隔振器，包括安装基座1以及设置于安装基座1上的正刚度组件2、负刚度组件3；
40.如图1、图2所示，安装基座1包括：活动板1a、支撑板1b以及多个导向轴1c和弹性支撑件1d；
41.支撑板1b固定设置，导向轴1c竖向设置在支撑板1b上；活动板1a设置在支撑板1b上侧，活动板1a上设置有可套设在导向轴1c上的通孔；压缩弹1d套设在导向轴1c上，且两端分别抵住活动板1a和支撑板1b；正刚度组件2和负刚度组件3设置在活动板1a和支撑板1b之间；
42.其中安装基座用于整体支撑和连接，同时作为刚度机构与支撑结构和待隔振设备或物品之间的连接固定结构，支撑板1a与地面或基础支撑结构连接，或者由支撑结构的部分直接形成，活动板1a可上下活动，用于支撑需要个真的设备或结构，实际使用时，活动板和支撑板不一定是标准的平板结构，根据需要还可能是盒状或各类便于固定和支撑的平台固定结构。
43.作为一种通用且简洁的结构方案，一般活动板1a可设计为平板，为保证上侧装置的稳定性，活动板1a水平设置；活动板1a上可设置各类孔槽和柱等结构以用于定位、固定和支撑，活动板由底部弹簧进行支撑，为保证受力均衡，用于控制弹簧分布位置的通孔均匀设置于活动板1a边缘；支撑板1b在对应位置设置有过孔；通孔和过孔内设置有滑动轴承1e，导向轴1c套设在滑动轴承1e中。滑动轴承有利于提高活动板上下移动的顺畅性，减少磨损，使隔振系统更加灵活。
44.为便于加工装配，本实施例中，活动板1a为矩形平板，通孔设置于活动板1a四角处；
45.为了提高装置稳定性，保证活动板1a能够稳定支撑，防止倾斜卡死，在必要时还可以在导向轴1c之间设置导向杆1g，导向杆1g固定设置在支撑板1b上，导向杆1g上套设有弹性支撑件，活动板1a上设置有供导向杆1g穿过的孔。导向杆1g用于支撑，同时辅助导向轴进行限位、引导以及装配对正。
46.如图3、图4所示，正刚度组件2包括：衔铁连接件2a、悬浮支架2b、第一电磁铁2c、衔铁2d；
47.悬浮支架2b固定在支撑板1b上，第一电磁铁2c固定设置在悬浮支架2b上；衔铁连接件2a上端固定在活动板1a上，下端向下延伸并靠近悬浮支架2b；衔铁2d固定设置在衔铁连接件2a下端且朝第一电磁铁2c一侧延伸，第一电磁铁2c产生通电产生磁力以使衔铁连接件2a具有向上下移动的力；
48.具体用过程中，衔铁受电磁力作用下可受力并上下移动，最终带动衔铁连接件以及上侧活动板1a受力和运动，进而控制正刚度系统参数，电磁铁固定在支撑板1b上，是支撑板和活动板之间相互作用。
49.其中，悬浮支架2b设置于负刚度组件3前侧或者后侧；为便于安装电磁铁上的硅钢片组，悬浮支架2b采用匚形结构；
50.第一电磁铁2c包括：分别设置在匚形的悬浮支架2b两个横臂上的e形硅钢片组20d，绕制在e形硅钢片组20d上的差动线圈20e；两个e形硅钢片组20d开口正对设置；衔铁2d水平伸入两个e形硅钢片组20d之间。
51.如图6、图7所示，与正刚度系统的结构原理相近，负刚度组件3包括：第二电磁铁3a、磁体导向机构3b、永磁体3c、限位机构3d；
52.第二电磁铁3a固定设置在支撑板1b上，第二电磁铁3a的磁芯沿左右方向水平设置；
53.磁体导向机构3b包括：对称设置在第二电磁铁3a左右侧的两个直线导轨3e、设置在直线导轨3e上的两个永磁体支撑座3f；
54.永磁体支撑座3f可在直线导轨3e上左右运动；永磁体3c有两个且分别设置在两个永磁体支撑座3f上；
55.限位机构3d包括：两个连接在永磁体支撑座3f上的水平推杆3g、两个连接在活动板1a上的限位臂3j；
56.水平推杆3g向背离第二电磁铁3a沿水平方向伸出形成挤压部30g；
57.限位臂3j下端设置有导向部3k，导向部3k高度与水平推杆3g高度一致且朝向水平推杆3g的一侧设置有弧形导向面30k；挤压部30g抵住弧形导向面30k并沿弧形导向面30k在竖向运动，为保证两者相对运动稳定，并在竖向齐，本实施例中，挤压部30g为球状结构；弧形导向面30k上设置有截面为半圆形的导向槽，挤压部30g伸入截面为半圆形的导向槽中沿截面为半圆形的导向槽滑动。
58.为便于整体结构，便于调节和恢复系统刚度特性，作为优选方案，本实施例中，负刚度组件3设置于支撑板1b中心位置，正刚度组件2设置于负刚度组件3前侧或者后侧；
59.为保证受力点位置的平衡，衔铁连接件2a呈l形结构，包括竖向设置在负刚度组件3前侧或者后侧的竖向连接臂20a，以及连接在竖向连接臂20a顶端并延伸至支撑板1b中心位置的横向连接臂20b，横向连接臂20b的末端上侧设置有连接板20c，连接板20c可拆卸地
连接在活动板1a下端面中心位置。
60.负刚度组件3还包括电磁铁支撑座，电磁铁支撑座由支撑杆30a以及设置有支撑杆30a顶端的电磁铁安装架30b组成；支撑杆30a垂直于支撑板1b且下端固定在支撑板1b上端面中心位置；第二电磁铁3a固定安装在电磁铁安装架30b上。
61.第二电磁铁3a包括柱状永磁体30c和螺旋线圈30d；
62.负刚度组件3还包括导轨安装座30e，导轨安装座30e分别安装在电磁铁支撑座左右两侧；直线导轨3e安装在导轨安装座30e顶部；永磁体支撑座3f的下端设置有可与直线导轨3e配合的滑块30f。
63.最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。