本實(shí)用新型涉及隔振裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于X型結(jié)構(gòu)的多自由度非線性被動(dòng)隔振裝置。

背景技術(shù)：

在實(shí)際應(yīng)用中，振動(dòng)常常是復(fù)雜多向的，因此多自由度隔振平臺(tái)日益成為實(shí)際隔振中研究的重點(diǎn)，隔振平臺(tái)的作用主要是形成良好的隔振環(huán)境。好的隔振裝置不但能給車輛和飛機(jī)上的乘客和駕駛員帶來(lái)更好的乘坐環(huán)境，也能應(yīng)用在航空、船舶中對(duì)儀器進(jìn)行隔離振動(dòng)的保護(hù)。隔振系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)特性來(lái)看，可以分為線性隔振系統(tǒng)和非線性隔振系統(tǒng)。目前，在被動(dòng)隔振領(lǐng)域，有效性和穩(wěn)定性是設(shè)計(jì)和應(yīng)用隔振系統(tǒng)時(shí)存在的兩大問(wèn)題。其中，隔振頻帶和隔振效率是衡量隔振效果的兩個(gè)指標(biāo)，而對(duì)于具有非線性特性的振動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，通常在設(shè)計(jì)的過(guò)程中就要保證結(jié)構(gòu)具有足夠的穩(wěn)定性。因此，基于對(duì)于能夠使用在不同環(huán)境和領(lǐng)域的隔振系統(tǒng)的需求，需要提出一種的具有可調(diào)節(jié)剛度和阻尼特性的多自由度隔振平臺(tái)。

對(duì)于多自由度隔振平臺(tái)的設(shè)計(jì)、裝配和搭建過(guò)程來(lái)說(shuō)，有效性和穩(wěn)定性是兩個(gè)關(guān)鍵的指標(biāo)。被動(dòng)隔振系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和裝配過(guò)程中，系統(tǒng)在機(jī)械結(jié)構(gòu)和被動(dòng)元件特性相關(guān)參數(shù)上都具有較多的設(shè)計(jì)變量，并且在應(yīng)用與不同環(huán)境和背景時(shí)，被動(dòng)元件的參數(shù)很難進(jìn)行調(diào)節(jié)，一般的被動(dòng)隔振裝置只能應(yīng)用于某種特性的環(huán)境下。一旦被動(dòng)元件的取值確定(例如，彈簧剛度，阻尼系數(shù))，隔振裝置的有效隔振范圍和承載能力也相應(yīng)地確定，如果需要改進(jìn)隔振效果，那么更換彈簧元件或阻尼裝置會(huì)帶來(lái)麻煩和經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)。

而從另一方面來(lái)說(shuō)，主動(dòng)控制元件的成本和控制方法的設(shè)計(jì)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，其成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于被動(dòng)裝置，并且一般來(lái)說(shuō)，由于主動(dòng)控制元件需要控制器作動(dòng)器，所以其重量要大于被動(dòng)元件。所以，從結(jié)構(gòu)出發(fā)設(shè)計(jì)具有可調(diào)節(jié)的剛度和阻尼特性的被動(dòng)隔振結(jié)構(gòu)，并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況獲取具體物理參數(shù)的設(shè)計(jì)原則，可以減少隔振裝置的成本和難度，使其實(shí)現(xiàn)廣泛的應(yīng)用并具有重要意義。

在研究基于X型結(jié)構(gòu)的非線性被動(dòng)隔振平臺(tái)的基礎(chǔ)上，這里提出了將X型結(jié)構(gòu)有效的拓展到多自由度結(jié)構(gòu)上，從而達(dá)到多自由度隔振的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于X型結(jié)構(gòu)的多自由度非線性被動(dòng)隔振裝置，以此獲得在多自由度方向上具有更加優(yōu)異的隔振性能和更大的結(jié)構(gòu)參數(shù)可調(diào)性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種基于X型結(jié)構(gòu)的多自由度非線性被動(dòng)隔振裝置，包括用于與振動(dòng)源連接的下基座、用于與隔振對(duì)象連接的上平臺(tái)以及連接于所述下基座與所述上平臺(tái)之間的多個(gè)隔振單元，多個(gè)所述隔振單元在空間內(nèi)交錯(cuò)分布；

各所述隔振單元包括鉸接于所述下基座的底端連桿組、鉸接于所述上平臺(tái)的頂端連桿組以及連接于所述底端連桿組與所述頂端連桿組之間的至少一個(gè)中間連桿組，所述底端連桿組的連桿末端、所述中間連桿組的連桿末端以及所述頂端連桿組的連桿末端依次鉸接形成X型結(jié)構(gòu)，所述X型結(jié)構(gòu)具有若干個(gè)分布于連桿末端的鉸接處，所述隔振單元還包括拉伸連接于其中兩個(gè)橫向分布的所述鉸接處之間的橫向拉伸彈性件以及拉伸連接于其中兩個(gè)縱向分布的所述鉸接處之間的縱向拉伸彈性件。

優(yōu)選地，所述底端連桿組的連桿末端、所述中間連桿組的連桿末端以及所述頂端連桿組的連桿末端依次通過(guò)鉸接件鉸接形成X型結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述底端連桿組包括首端通過(guò)底端同步齒輪機(jī)構(gòu)相互鉸接的兩個(gè)底端連接桿，所述頂端連桿組包括首端通過(guò)頂端同步齒輪機(jī)構(gòu)相互鉸接的兩個(gè)頂端連接桿，所述中間連桿組包括中部通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸相互鉸接的兩個(gè)中間連接桿；

各所述底端連接桿的末端、各所述中間連接桿的末端以及各所述頂端連接桿的末端對(duì)應(yīng)依次通過(guò)所述鉸接件鉸接形成X型結(jié)構(gòu)；

所述底端同步齒輪機(jī)構(gòu)與所述下基座鉸接，所述頂端同步齒輪機(jī)構(gòu)與上平臺(tái)鉸接。

優(yōu)選地，所述鉸接件為合頁(yè)、鉸鏈或者軸承。

優(yōu)選地，所述底端同步齒輪機(jī)構(gòu)包括底安裝座以及轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述底安裝座內(nèi)且相互嚙合的兩個(gè)底端齒輪，兩個(gè)所述底端齒輪分別與兩個(gè)所述底端連接桿的首端固定連接；

所述頂端同步齒輪機(jī)構(gòu)包括頂安裝座以及轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述頂安裝座內(nèi)且相互嚙合的兩個(gè)頂端齒輪，兩個(gè)所述頂端齒輪分別與兩個(gè)所述頂端連接桿的首端固定連接。

優(yōu)選地，所述隔振單元還包括連接于所述底安裝座底部的第一連接桿以及連接于所述頂安裝座頂部的第二連接桿，所述第一連接桿的末端通過(guò)第一虎克鉸與所述下基座鉸接，所述第二連接桿的末端通過(guò)第二虎克鉸與所述上平臺(tái)鉸接。

優(yōu)選地，所述下基座的上表面的面積大于所述上平臺(tái)的上表面的面積。

優(yōu)選地，所述橫向拉伸彈性件為橫向彈簧、橫向阻尼器或者所述橫向彈簧與所述橫向阻尼器的結(jié)合件。

優(yōu)選地，所述縱向拉伸彈性件為縱向彈簧、縱向阻尼器或者所述縱向彈簧與所述縱向阻尼器的結(jié)合件。

優(yōu)選地，多個(gè)所述隔振單元的空間布局呈Stewart平臺(tái)狀。

本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型的基于X型結(jié)構(gòu)的多自由度非線性被動(dòng)隔振裝置，其中，每一個(gè)隔振單元類似于單獨(dú)的彈簧或阻尼結(jié)合體，將多個(gè)隔振單元連接在下基座與上平臺(tái)之間，從而形成的隔振裝置可以達(dá)到高靜低動(dòng)的特性，即具有高承載能力和低共振頻率，從而具有被動(dòng)控制低成本、易維護(hù)以及效果好的優(yōu)點(diǎn)，極大的擴(kuò)展隔振裝置的應(yīng)用范圍，可以在復(fù)雜的振動(dòng)環(huán)境下多方向的保護(hù)精密儀器，為汽車或飛機(jī)上的人員提供舒適的乘坐環(huán)境；并且，可以通過(guò)配置被動(dòng)或半主動(dòng)元件進(jìn)一步改善其隔振效果。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于X型結(jié)構(gòu)的多自由度非線性被動(dòng)隔振裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于X型結(jié)構(gòu)的多自由度非線性被動(dòng)隔振裝置的隔振單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于X型結(jié)構(gòu)的多自由度非線性被動(dòng)隔振裝置的隔振單元的結(jié)構(gòu)分解示意圖。

圖4(a)為現(xiàn)有技術(shù)的Stewart平臺(tái)的結(jié)構(gòu)模型圖。

圖4(b)為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于X型結(jié)構(gòu)的多自由度非線性被動(dòng)隔振裝置的隔振單元的結(jié)構(gòu)參數(shù)示意圖。

附圖標(biāo)記包括：

10—下基座 11—第一虎克鉸 20—上平臺(tái)

21—第二虎克鉸 30—隔振單元 31—底端連桿組

32—頂端連桿組 33—中間連桿組 34—橫向拉伸彈性件

35—縱向拉伸彈性件 36—第一連接桿 37—第二連接桿

311—底端連接桿 312—底端同步齒輪機(jī)構(gòu) 321—頂端連接桿

322—頂端同步齒輪機(jī)構(gòu) 331—中間連接桿 332—轉(zhuǎn)動(dòng)軸

333—鉸接件 3121—底安裝座 3122—底端齒輪

3221—頂安裝座 3222—頂端齒輪。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖1～4描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“長(zhǎng)度”、“寬度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的一種基于X型結(jié)構(gòu)的多自由度非線性被動(dòng)隔振裝置，包括用于與振動(dòng)源(圖未示)連接的下基座10、用于與隔振對(duì)象(圖未示)連接的上平臺(tái)20以及連接于所述下基座10與所述上平臺(tái)20之間的多個(gè)隔振單元30，多個(gè)所述隔振單元30在空間內(nèi)交錯(cuò)分布。其中，多個(gè)隔振單元30在空間內(nèi)交錯(cuò)布置可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定，保持每?jī)蓚€(gè)隔振單元30之間相互不干涉即可。具體的，振動(dòng)源可以是飛機(jī)等交通工具，隔振對(duì)象可以是座椅或者其他精密儀器等。

各所述隔振單元30包括鉸接于所述下基座10的底端連桿組31、鉸接于所述上平臺(tái)20的頂端連桿組32以及連接于所述底端連桿組31與所述頂端連桿組32之間的至少一個(gè)中間連桿組33，所述底端連桿組31的連桿末端、所述中間連桿組33的連桿末端以及所述頂端連桿組32的連桿末端依次鉸接形成X型結(jié)構(gòu)，所述X型結(jié)構(gòu)具有若干個(gè)分布于連桿末端的鉸接處，所述隔振單元30還包括拉伸連接于其中兩個(gè)橫向分布的所述鉸接處之間的橫向拉伸彈性件34以及拉伸連接于其中兩個(gè)縱向分布的所述鉸接處之間的縱向拉伸彈性件35。

具體的，本實(shí)用新型實(shí)施例的基于X型結(jié)構(gòu)的多自由度非線性被動(dòng)隔振裝置，其中，每一個(gè)隔振單元30類似于單獨(dú)的彈簧或阻尼結(jié)合體，將多個(gè)隔振單元30連接在下基座10與上平臺(tái)20之間，從而形成的隔振裝置可以達(dá)到高靜低動(dòng)的特性，即具有高承載能力和低共振頻率，從而具有被動(dòng)控制低成本、易維護(hù)以及效果好的優(yōu)點(diǎn)，極大的擴(kuò)展隔振裝置的應(yīng)用范圍，可以在復(fù)雜的振動(dòng)環(huán)境下多方向的保護(hù)精密儀器，為汽車或飛機(jī)上的人員提供舒適的乘坐環(huán)境；并且，可以通過(guò)配置被動(dòng)或半主動(dòng)元件進(jìn)一步改善其隔振效果。

結(jié)合圖1～2所示，本實(shí)施例中，所述底端連桿組31的連桿末端、所述中間連桿組33的連桿末端以及所述頂端連桿組32的連桿末端依次通過(guò)鉸接件333鉸接形成X型結(jié)構(gòu)。具體的，通過(guò)鉸接件333來(lái)連接兩個(gè)連桿的端部可以使得被連接的兩個(gè)連桿可以實(shí)現(xiàn)相互的轉(zhuǎn)動(dòng)，且連接的兩根連桿的穩(wěn)定性好，使用可靠性高。

結(jié)合圖1～3所示，本實(shí)施例中，所述底端連桿組31包括首端通過(guò)底端同步齒輪機(jī)構(gòu)312相互鉸接的兩個(gè)底端連接桿311，所述頂端連桿組32包括首端通過(guò)頂端同步齒輪機(jī)構(gòu)322相互鉸接的兩個(gè)頂端連接桿321，所述中間連桿組33包括中部通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸332相互鉸接的兩個(gè)中間連接桿331。具體的，底端同步齒輪機(jī)構(gòu)312的設(shè)置可以使得兩個(gè)底端連接桿311可以繞著該底端同步齒輪機(jī)構(gòu)312作相同的角度轉(zhuǎn)動(dòng)，即確保兩個(gè)底端連接桿311的轉(zhuǎn)動(dòng)角度同步，提升各隔振單元30的側(cè)向剛度。同理，頂端同步齒輪機(jī)構(gòu)322的設(shè)置可以使得兩個(gè)頂端連接桿321可以繞著該頂端同步齒輪機(jī)構(gòu)322作相同的角度轉(zhuǎn)動(dòng)，即確保兩個(gè)頂端連接桿321的轉(zhuǎn)動(dòng)角度同步，提升各隔振單元30的側(cè)向剛度。而通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸332鉸接連接的兩個(gè)中間連接桿331則實(shí)現(xiàn)了各隔振單元30的剛度非線性，當(dāng)然，該轉(zhuǎn)動(dòng)軸332還可以用其他可以使得兩個(gè)中間連接桿331的中部鉸接的結(jié)構(gòu)代替，例如軸承、鉸鏈等。

更具體的，各所述底端連接桿311的末端、各所述中間連接桿331的末端以及各所述頂端連接桿321的末端對(duì)應(yīng)依次通過(guò)所述鉸接件333鉸接形成X型結(jié)構(gòu)。

當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際層數(shù)的需要可以設(shè)置多個(gè)中間連桿組33相互連接，然后再將相互連接的多個(gè)中間連桿組33連接于底端連桿組31和頂端連桿組32之間。

其中，所述底端同步齒輪機(jī)構(gòu)312與所述下基座10鉸接，所述頂端同步齒輪機(jī)構(gòu)322與上平臺(tái)20鉸接。

在其他實(shí)施例中，也可以不使用底端同步齒輪機(jī)構(gòu)312和頂端同步齒輪機(jī)構(gòu)322。直接將兩個(gè)首端相互鉸接的底端連接桿311與下基座10鉸接，兩個(gè)首端相互鉸接的頂端連接桿321與上平臺(tái)20鉸接。

優(yōu)選地，所述鉸接件333為合頁(yè)、鉸鏈或者軸承。具體的，根據(jù)實(shí)際需求，可以采用合頁(yè)、鉸鏈或者軸承作為鉸接件333使用，合頁(yè)、鉸鏈或者軸承作為鉸接件333使用均能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)連桿的端部之間的鉸接連接。

結(jié)合圖3所示，本實(shí)施例中，所述底端同步齒輪機(jī)構(gòu)312包括底安裝座3121以及轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述底安裝座3121內(nèi)且相互嚙合的兩個(gè)底端齒輪3122，兩個(gè)所述底端齒輪3122分別與兩個(gè)所述底端連接桿311的首端固定連接。具體的，兩個(gè)相互嚙合的底端齒輪3122在底安裝座3121內(nèi)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，那么與兩個(gè)底端齒輪3122固定連接的兩個(gè)底端連接桿311在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角度同步，如此，即能夠提升本實(shí)施例的基于X型結(jié)構(gòu)的多自由度非線性被動(dòng)隔振裝置的隔振效果。

結(jié)合圖3所示，所述頂端同步齒輪機(jī)構(gòu)322包括頂安裝座3221以及轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述頂安裝座3221內(nèi)且相互嚙合的兩個(gè)頂端齒輪3222，兩個(gè)所述頂端齒輪3222分別與兩個(gè)所述頂端連接桿321的首端固定連接。具體的，兩個(gè)相互嚙合的頂端齒輪3222在底安裝座3121內(nèi)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，那么與兩個(gè)頂端齒輪3222固定連接的兩個(gè)頂端連接桿321在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角度同步，如此，即能夠提升本實(shí)施例的基于X型結(jié)構(gòu)的多自由度非線性被動(dòng)隔振裝置的隔振效果。

結(jié)合圖1～3所示，本實(shí)施例中，所述隔振單元30還包括連接于所述底安裝座3121底部的第一連接桿36以及連接于所述頂安裝座3221頂部的第二連接桿37，所述第一連接桿36的末端通過(guò)第一虎克鉸11與所述下基座10鉸接，所述第二連接桿37的末端通過(guò)第二虎克鉸21與所述上平臺(tái)20鉸接。具體的，將第一連接桿36連接在底安裝座3121上，可以確保每個(gè)相鄰的第一連接桿36在工作時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度同步，然后再使用第一虎克鉸11即可將第一連接桿36與下基座10之間實(shí)現(xiàn)鉸接。同理，將第二連接桿37連接在頂安裝座3221上，可以確保每個(gè)相鄰的第二連接桿37在工作時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度同步，然后再使用第二虎克鉸21即可將第一連接桿36與上平臺(tái)20之間實(shí)現(xiàn)鉸接。

進(jìn)一步地，相鄰的兩個(gè)第一虎克鉸11之間的距離可以根據(jù)需求設(shè)定，當(dāng)然，相鄰的兩個(gè)第一虎克鉸11之間的距離也可以為零，只要確保每?jī)蓚€(gè)隔振單元30之間相互不干涉即可。同理，相鄰的兩個(gè)第二虎克鉸21之間的距離可以根據(jù)需求設(shè)定，當(dāng)然，相鄰的兩個(gè)第二虎克鉸21之間的距離也可以為零，只要確保每?jī)蓚€(gè)隔振單元30之間相互不干涉即可。

更具體的，第一連接桿36的長(zhǎng)度和第二連接桿37的長(zhǎng)度可以是相同也可以是不同。且，具有多個(gè)第一連接桿36時(shí)，相鄰的第一連接桿36的長(zhǎng)度也可以是相同或者不相同。同理，具有多個(gè)第二連接桿37時(shí)，相鄰的第二連接桿37的長(zhǎng)度也可以是相同或者不相同。也就是說(shuō)，第一連接桿36的長(zhǎng)度和第二連接桿37的長(zhǎng)度是根據(jù)實(shí)際需求選擇，以確保組裝出的基于X型結(jié)構(gòu)的多自由度非線性被動(dòng)隔振裝置的性能滿足需求。

結(jié)合圖1所示，本實(shí)施例中，所述下基座10的上表面的面積大于所述上平臺(tái)20的上表面的面積。下基座10用于與振動(dòng)源直接接觸，下基座10的尺寸可隨實(shí)際情況作出調(diào)整，但通常下基座10的尺寸要大于上平臺(tái)20的尺寸。相同的，下基座10的形狀可以是圓形，也可以為其它形狀，例如四邊形、三角形或框架結(jié)構(gòu)等均可。上平臺(tái)20用于放置隔振對(duì)象，上平臺(tái)20的形狀可以是圓形，也可以為其它形狀，例如四邊形、三角形或框架結(jié)構(gòu)等均可。上平臺(tái)20的尺寸可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行更改，但通常要小于下基座10的尺寸。

優(yōu)選地，所述橫向拉伸彈性件34為橫向彈簧、橫向阻尼器或者所述橫向彈簧與所述橫向阻尼器的結(jié)合件。具體的，橫向拉伸彈性件34的作用是為隔振單元30提供振動(dòng)剛度。選用橫向彈簧作為橫向拉伸彈性件34時(shí)，可以選用金屬?gòu)椈苫蛘呖諝鈴椈傻茸鳛闄M向彈簧。

優(yōu)選地，所述縱向拉伸彈性件35為縱向彈簧、縱向阻尼器或者所述縱向彈簧與所述縱向阻尼器的結(jié)合件。具體的，縱向拉伸彈性件35的作用是在隔振單元30傾覆時(shí)，為隔振單元30提供回復(fù)力。相同的，選用縱向彈簧作為縱向拉伸彈性件35時(shí)，可以選用金屬?gòu)椈苫蛘呖諝鈴椈傻茸鳛榭v向彈簧。

本實(shí)施例中，多個(gè)所述隔振單元30的空間布局呈Stewart平臺(tái)狀。也即是說(shuō)，多個(gè)隔振單元30在空間內(nèi)交錯(cuò)設(shè)置，且首尾連接于上平臺(tái)20與下基座10之間后形成的基于X型結(jié)構(gòu)的多自由度非線性被動(dòng)隔振裝置的形狀與Stewart平臺(tái)結(jié)構(gòu)的形狀相似，這樣結(jié)構(gòu)的基于X型結(jié)構(gòu)的多自由度非線性被動(dòng)隔振裝置能夠?qū)崿F(xiàn)多自由度非線性的隔振效果。

更具體的，隔振單元30的數(shù)量?jī)?yōu)選為六個(gè)。當(dāng)然，隔振單元30的數(shù)量也可以是大于六個(gè)或者小于六個(gè)，例如，隔振單元30的數(shù)量可以是四個(gè)或者八個(gè)。

為了進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)施例的基于X型結(jié)構(gòu)的多自由度非線性被動(dòng)隔振裝置，如下圖的結(jié)構(gòu)中，采用一主動(dòng)控制平臺(tái)—Stewart平臺(tái)，基于此Stewart平臺(tái)，將隔振單元30集成到該Stewart平臺(tái)上作為一個(gè)被動(dòng)多自由度隔振系統(tǒng)。圖4(a)所示即為Stewart平臺(tái)的結(jié)構(gòu)模型，圖4(b)所示即為本實(shí)施例的隔振單元30的結(jié)構(gòu)參數(shù)示意圖。其中：

圖4(a)中，Moving platform為移動(dòng)平臺(tái)，Base platform為基座平臺(tái)，位于移動(dòng)平臺(tái)和基座平臺(tái)上的xyz和XYZ均為坐標(biāo)軸，(1)(2)(3)(4)(5)(6)為被動(dòng)元件(即為可用本實(shí)施例中的隔振單元30代替使用的單元結(jié)構(gòu))，T₁、T₂、T₃則分別為被動(dòng)元件與移動(dòng)平臺(tái)的鉸接點(diǎn)，B₁、B₂、B₃則分別為被動(dòng)元件與基座平臺(tái)的鉸接點(diǎn)，H即為Stewart平臺(tái)的高度。

圖4(b)中，h即為隔振單元30的靜態(tài)高度，n即為結(jié)構(gòu)層數(shù)，h₀即為第一連接桿36和第二連接桿37的長(zhǎng)度，q_i、s_i為坐標(biāo)軸，BB_i、TT_i分別為第一連接桿36和第二連接桿37與下基座10和上平臺(tái)20之間的鉸接點(diǎn)，L為底端連接桿311、中間連接桿331或者頂端連接桿321的長(zhǎng)度，θ為底端連接桿311、中間連接桿331或者頂端連接桿321的初始安裝角度，k_h為橫向拉伸彈性件34的剛度，k_v為縱向拉伸彈性件35的剛度2nLsinθ即為X型結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)高度。

理論與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證證明了該隔振單元30的有效程度。從而可得出此種集成隔振單元30的基于X型結(jié)構(gòu)的多自由度非線性被動(dòng)隔振裝置的設(shè)計(jì)確實(shí)可行的結(jié)論。本實(shí)施例附圖1～3中所示的基于X型結(jié)構(gòu)的多自由度非線性被動(dòng)隔振裝置的結(jié)構(gòu)僅為展示與具體闡述本實(shí)用新型提出的設(shè)計(jì)理念，并非為此定型，任何根據(jù)基于X型結(jié)構(gòu)的多自由度非線性被動(dòng)隔振裝置的改進(jìn)或者整合均屬本市有新型的保護(hù)范圍。

本實(shí)施例中，對(duì)基于X型結(jié)構(gòu)的多自由度非線性被動(dòng)隔振裝置的組裝思路為：一、對(duì)隔振單元30進(jìn)行優(yōu)化變形，使其能夠作為一個(gè)獨(dú)立的隔振單元30，類似于單獨(dú)的彈簧或阻尼結(jié)合體。二、將此種優(yōu)化過(guò)后的隔振單元30作為獨(dú)立的隔振單元30整合于多自由度隔振或者主動(dòng)控制平臺(tái)。三、將隔振單元30進(jìn)行變形直接應(yīng)用于多自由度隔振或者主動(dòng)控制平臺(tái)中。

以下結(jié)合圖1～4所示，對(duì)本實(shí)施例的基于X型結(jié)構(gòu)的多自由度非線性被動(dòng)隔振裝置作進(jìn)一步說(shuō)明：

一、對(duì)多自由度機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)或選定

如圖4(a)所示常用于主動(dòng)控制平臺(tái)里的Stewart平臺(tái)具有多自由度的特性，因此在本實(shí)施例利用Stewart的基本思想進(jìn)行拓展設(shè)計(jì)，將其作為隔振單元30的框架，從而達(dá)到多自由度隔振的效果。

二、對(duì)隔振單元30進(jìn)行變形優(yōu)化設(shè)計(jì)

本實(shí)施例中對(duì)隔振單元30進(jìn)行了變形優(yōu)化，增強(qiáng)了其側(cè)向強(qiáng)度與剛度，縮小了其體積。從而使改良后的隔振單元30可以獨(dú)立的工作在多自由度機(jī)構(gòu)中。如圖2～3所示，同步齒輪機(jī)構(gòu)的引入可以保證一端固定時(shí)，另一端依然垂直固定面運(yùn)動(dòng)。該種設(shè)計(jì)使得隔振單元30在保證其隔振效能的情況下集成到多自由度平臺(tái)當(dāng)中，完成多方向上的震動(dòng)隔離。

三、將優(yōu)化后的隔振單元30集成入多自由度結(jié)構(gòu)

如圖4所示，將圖4(b)集成到圖4(a)中即可完成對(duì)基于X型結(jié)構(gòu)的多自由度非線性被動(dòng)隔振裝置的設(shè)計(jì)，參見(jiàn)圖1。

綜上所述可知本實(shí)用新型乃具有以上所述的優(yōu)良特性，得以令其在使用上，增進(jìn)以往技術(shù)中所未有的效能而具有實(shí)用性，成為一極具實(shí)用價(jià)值的產(chǎn)品。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的思想和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。