一种隔振支撑结构及隔振器

摘要

本发明涉及机械设备技术领域，提供了一种隔振支撑结构及隔振器，包括：转接端盖(1)、至少两个隔振支撑单元(2)以及转接端盖(3)；所述至少两个隔振支撑单元依次串联设置在转接端盖(1)和转接端盖(3)之间；每个隔振支撑单元(2)中包括十字型支撑骨架(21)以及4个均匀分布的局域振子(22)，至少两个隔振支撑单元(2)的局域振子周期性串联排布，以衰减从支撑基础传递到被支撑物体上的振动能量。本发明在支撑方向上结构具有周期分布特性，在垂直于支撑方向上结构具有对称分布特性，可隔离多个方向的振动，具有多方向隔振能力。

权利要求

1.一种隔振支撑结构，其特征在于，包括：上转接端盖(1)、至少两个隔振支撑单元(2)以及下转接端盖(3)；

其中，所述至少两个隔振支撑单元依次串联设置在转接端盖(1)和转接端盖(3)之间；

每个隔振支撑单元(2)中包括十字型支撑骨架(21)以及4个均匀分布的局域振子(22)，至少两个隔振支撑单元(2)的局域振子周期性串联排布，以衰减从支撑基础传递到被支撑物体上的振动能量；

所述十字型支撑骨架(21)包括90°旋转对称布置的四个局部支撑结构(26)，所述局部支撑结构(26)为具有指定厚度的正方形框；所述正方形框的对角线上分布有四个支撑臂(28)，四个支撑臂(28)交于中心支撑环(29)上，所述局域振子(22)包裹在所述中心支撑环(29)内；所述四个支撑臂(28)上分别设置有对称柔节(27)。

2.如权利要求1所述的隔振支撑结构，其特征在于，所述局域振子(22)包由低模量环(221)以及高密度质量块(222)构成；

其中，所述低模量环(221)包裹着所述高密度质量块(222)。

3.如权利要求2所述的隔振支撑结构，其特征在于，所述低模量环(221)的弹性模量低于所述十字型支撑骨架(21)和所述高密度质量块(222)的弹性模量。

4.如权利要求2或3所述的隔振支撑结构，其特征在于，所述高密度质量块(222)所用材料的密度高于所述低模量环(221)所用材料的密度。

5.如权利要求1所述的隔振支撑结构，其特征在于，所述上转接端盖(1)和下转接端盖(3)上设置有螺纹孔，通过所述螺纹孔将所述隔振支撑结构与支撑基础和被支撑物体连接。

6.一种隔振器，其特征在于，所述隔振器包括如权利要求1-5任一项所述的隔振支撑结构。

说明书

一种隔振支撑结构及隔振器

技术领域

[0001] 本发明涉及机械设备技术领域，尤其涉及一种隔振支撑结构及隔振器。

背景技术

[0002] 有效振动隔离以及对设备支撑的需求普遍存在于机械工业和其他工业领域。隔振器一种常用的隔振设备，它是连接设备和基础的弹性元件，用以减少和消除由设备传递到基础的振动力和由基础传递到设备的振动，另外还有一些机械装置上不仅需要隔振设备，还需要对关键设备仪器进行可靠支撑。在传统设计上，支撑结构和振动隔离结构是分开设计的，需要分别占用设计空间和设计重量，导致整体结构不紧凑。这种将两种装置分开的设计方式不仅在设计制作时需要制备两种装置，安装时也会带来较大的安装误差增加整体装置的重量和体积。

[0003] 有鉴于此，需要提出一种新的隔振支撑结构及隔振器。

发明内容

[0004] 本发明提出了一种隔振支撑结构及隔振器，以解决现有技术中支撑结构和振动隔离结构分开设计造成整体装置结构不紧凑的问题。

[0005] 本发明的目的可通过以下技术措施来实现：

[0006] 本发明实施例的第一方面提供了一种隔振支撑结构，包括：上转接端盖、至少两个隔振支撑单元以及下转接端盖；

[0007] 其中，所述至少两个隔振支撑单元依次串联设置在转接端盖和转接端盖之间；

[0008] 每个隔振支撑单元中包括十字型支撑骨架以及4个均匀分布的局域振子，至少两个隔振支撑单元的局域振子周期性串联排布，以衰减从支撑基础传递到被支撑物体上的振动能量。

[0009] 可选地，在本申请提供的另一实施例中，所述局域振子包由低模量环以及高密度质量块构成；

[0010] 其中，所述低模量环包裹着所述高密度质量块。

[0011] 可选地，在本申请提供的另一实施例中，所述低模量环的弹性模量低于所述十字型支撑骨架和所述高密度质量块的弹性模量。

[0012] 可选地，在本申请提供的另一实施例中，所述高密度质量块所用材料的密度高于所述低模量环所用材料的密度。

[0013] 可选地，在本申请提供的另一实施例中，所述十字型支撑骨架包括90°旋转对称布置的四个局部支撑结构，所述局部支撑结构为具有指定厚度的正方形框。

[0014] 可选地，在本申请提供的另一实施例中，所述正方形框的对角线上分布有四个支撑臂，四个支撑臂交于中心支撑环上。

[0015] 可选地，在本申请提供的另一实施例中，所述四个支撑臂上分别设置有对称柔节。

[0016] 可选地，在本申请提供的另一实施例中，所述局域振子包裹在所述中心支撑环内。

[0017] 可选地，在本申请提供的另一实施例中，所述上转接端盖和下转接端盖上设置有螺纹孔，通过所述螺纹孔将所述隔振支撑结构与支撑基础和被支撑物体连接。

[0018] 本申请实施例的第二方面提供了一种隔振器，所述隔振器包括上述任一项所述的隔振支撑结构。

[0019] 与现有技术相比，本申请提供的隔振支撑结构包括：转接端盖、至少两个隔振支撑单元以及转接端盖；至少两个隔振支撑单元依次串联设置在转接端盖和转接端盖之间；每个隔振支撑单元中包括十字型支撑骨架以及4个均匀分布的局域振子，至少两个隔振支撑单元的局域振子周期性串联排布，以衰减从支撑基础传递到被支撑物体上的振动能量。本发明在结构形式上属于模块化设计，每个隔振支撑单元可视为一个独立的模块，具体应用时可根据需要增加基本隔振支撑单元的数量；隔振支撑单元的十字形支撑骨架作为主要的支撑承力结构，利用十字支撑骨架内嵌套的局域振子吸收特定频率范围内振动能量以隔离振动，实现了振动隔离和轻量化支撑的一体化设计。在支撑方向上结构具有周期分布特性，在垂直于支撑方向上结构具有对称分布特性，可隔离多个方向的振动，具有多方向隔振能力。

附图说明

[0020] 图1是本发明实施例提供的隔振支撑结构的整体外观示意图；

[0021] 图2是本发明实施例提供的隔振支撑结构的拆解图；

[0022] 图3是本发明实施例提供的隔振支撑结构中隔振支撑单元2的整体结构示意图；

[0023] 图4是本发明实施例提供的隔振支撑单元2的正视图。

[0024] 图中：1、上转接端盖；2、隔振支撑单元；3、下转接端盖；21、十字型支撑骨架；22、局域振子；26、局部支撑结构；27、柔节；28、支撑臂；29、支撑环；221、低模量环；222、高密度质量块。

具体实施方式

[0025] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0026] 在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0027] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0028] 为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对本发明的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其它具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。

[0029] 本发明提供了一种隔振支撑结构，请参阅图1至图4，该隔振支撑结构包括：

[0030] 包括上转接端盖1、若干个隔振支撑单元2、下转接端盖3，其中，每个隔振支撑单元2由十字形支撑骨架21和四个局域振子22构成；十字形支撑骨架21包含90°旋转对称布置的四个局部支撑结构26，局部支撑结构26基本形状为具有一定厚度的正方形框（如有需要也可以设置为其他形状），且在正方形框的对角线上设置有四个支撑臂28，四个支撑臂28交于中心支撑环29上；四个支撑臂28上对称布置有柔节27。每个局域振子22包括低模量环221和高密度质量块222，其中低模量环221包裹着高密度质量块222，低模量环221所用材料的弹性模量低于十字支撑骨架21和高密度质量块222所用材料的弹性模量；高密度质量块222所用材料的密度高于低模量环221所用材料密度。通过这种的材料参数匹配选择构成了局域振子，从而可以通过局域振子吸收特定频率范围内的振动能量。上述低模量环可以是橡胶等比较柔软的材料；高密度质量块可是铅、铜等材料。十字支撑骨架可以是铝合金、钛合金等裁材料。模量高低和密度高低均是相对而言的，可以根据需要进行选择，在此对各个结构材料的选择并不做限定。

[0031] 四个局域振子22分别包覆在四个中心支撑环29之内；多个基本隔振支撑单元2串联并周期重复出现；上转接端盖1和下转接端盖3分别位于串联隔振支撑单元2的两个开放端，且基本隔振支撑单元2的数量不限于示意图所示数量，可根据具体应用需求进行增减；上转接端盖1和下转接端盖3上有螺纹孔可与支撑基础和被支撑物体连接，隔振支撑单元2和两个开放端上转接端盖1和下转接端盖3可以通过螺纹进行连接，也可以通过其他合适的方式进行连接，在此不做限定。

[0032] 进一步地，根据设备的隔振需求确定隔振支撑单元2的数量，然后将十字形支撑骨架21一体加工而成，在上面镶嵌布置局域振子22，从而使隔振支撑单元2之间互相连接。隔振支撑结构基于声子晶体制备而成。声子晶体具有振动带隙特性，能够抑制带隙频率范围内的振动能量的传递，在隔振领域具有广阔的应用前景。将支撑结构设计成多种材料构成的周期结构，可使支撑结构同时具备隔振效果，进而节省结构占用空间，实现隔振结构和支撑结构的整体轻量化设计。

[0033] 本发明的基于声子晶体的隔振支撑结构通过两个转接端盖上的螺纹孔分别连接支撑基础和被支撑物体，两个转接端盖之间周期性布置基本隔振支撑单元，每基本隔振单元含有四个局域振子，周期性串联出现的局域振子使隔振支撑结构产生特定频率范围的振动带隙，使得从支撑基础传递到被支撑物体上的该特定频率范围内的振动能量得到衰减，基本隔振支撑单元上布置在局域振子周围的柔节起到增大局域振子振幅的作用，进而增强隔振效果。根据需要，通过增加基本隔振支撑单元数量，可以增强振动隔离效果。本发明通过转接端盖和基本隔振支撑单元上的十字形支撑骨架提供基本支撑刚度，通过周期布置的局域振子吸收、隔离振动能量，从而同时起到支撑和隔振的作用。

[0034] 本申请提供的隔振支撑结构包括：转接端盖、至少两个隔振支撑单元以及转接端盖；至少两个隔振支撑单元依次串联设置在转接端盖和转接端盖之间；每个隔振支撑单元中包括十字型支撑骨架以及4个均匀分布的局域振子，至少两个隔振支撑单元的局域振子周期性串联排布，以衰减从支撑基础传递到被支撑物体上的振动能量。本发明在结构形式上属于模块化设计，每个隔振支撑单元可视为一个独立的模块，具体应用时可根据需要增加基本隔振支撑单元的数量；隔振支撑单元的十字形支撑骨架作为主要的支撑承力结构，利用十字支撑骨架内嵌套的局域振子吸收特定频率范围内振动能量以隔离振动，实现了振动隔离和轻量化支撑的一体化设计。在支撑方向上结构具有周期分布特性，在垂直于支撑方向上结构具有对称分布特性，可隔离多个方向的振动，具有多方向隔振能力。

[0035] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。