一种超低频隔振器及其设计方法

摘要

本发明公开了一种超低频隔振器及设计方法，包括隔振承载台板、上部壳体、下部壳体、承载杆以及正刚度弹簧、负刚度磁弹簧，承载杆和上部壳体、下部壳体同轴，隔振承载台板设在承载杆顶端上。该超低频隔振器及设计方法既可以满足隔振器对承载力和超低固有频率的要求，同时能够使得隔振器在工作点附近保持线性刚度特性，从而能消除对振幅对隔振器性能的制约，从而实现优异的低频隔振性能。

权利要求

1.一种超低频隔振器，其特征在于：包括隔振承载台板(1)、上部壳体(2)、下部壳体(3)、承载杆(5)、正刚度弹簧及负刚度磁弹簧，承载杆(5)和上部壳体(2)、下部壳体(3)同轴，隔振承载台板(1)设在承载杆(5)顶端上；正刚度弹簧包括承载杆(5)的上部与上部壳体(2)之间固定安装的上端柔性铰(6)、承载杆(5)的下部与下部壳体(3)固定安装的下端柔性铰(9)及承载弹簧(10)，承载杆(5)的底部与承载弹簧(10)的上端同轴安装，下部壳体(3)底端固定安装有驱使承载弹簧(10)上下垂直运动的垂直驱动装置，承载弹簧(10)的下端安装在垂直驱动装置上；上部壳体(2)的内侧安装有外部环形永磁体(7)，在承载杆(5)的中部安装有内部环形永磁体(8)，内部环形永磁体(8)和外部环形永磁体(7)同轴，二者构成负刚度磁弹簧；隔振器处于工作状态时，内部环形永磁体(8)和外部环形永磁体(7)在垂直方向上的中心平面重合，该重合面为所述超低频隔振器的工作点。

2.根据权利要求1所述的超低频隔振器，其特征在于：所述上端柔性铰(6)的数量为2个或2个以上，在圆周平面内均布。

3.根据权利要求2所述的超低频隔振器，其特征在于：所述上端柔性铰(6)的数量为4，在圆周平面内均布。

4.根据权利要求1所述的超低频隔振器，其特征在于：所述下端柔性铰(9)的数量为2个或2个以上，在圆周平面内均布。

5.根据权利要求4所述的超低频隔振器，其特征在于：所述下端柔性铰(9)的数量为4，在圆周平面内均布。

6.根据权利要求1所述的超低频隔振器，其特征在于：所述内部环形永磁体(8)和外部环形永磁体(7)的磁化沿轴向且二者的磁化方向相同。

7.根据权利要求1-6任一项所述的超低频隔振器，其特征在于：所述垂直驱动装置包括下部壳体(3)底端固定安装的承载底座(13)，承载底座(13)上设有可在其垂直方向移动的承载滑块(12)，承载弹簧(10)的下端安装在承载滑块(12)上，承载滑块(12)上设有齿轮；下部壳体(3)上设有工作点调整手柄(4)，下部壳体(3)内侧设有工作点调整蜗轮杆(14)及贯穿下部壳体(3)的工作点调整蜗杆(11)，工作点调整手柄(4)与工作点调整蜗杆(11)固定连接，工作点调整手柄(4)驱动工作点调整蜗杆(11)，工作点调整蜗杆(11)上设有的蜗杆螺纹与工作点调整蜗轮杆(14)上设有的蜗轮螺纹相啮合；工作点调整蜗轮杆(14)上还设有高度调整齿轮(15)，高度调整齿轮(15)与承载滑块(12)上的齿轮相啮合。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的超低频隔振器设计方法，其特征在于：

1)根据上部壳体(2)的内侧圆周尺寸、承载杆(5)的圆周尺寸可以确定外部环形永磁体(7)的外半径r4以及内部环形永磁体(8)的内半径r1，同时根据装配要求可以确定气隙宽度ω，先随机给定气隙的位置r，在给定气隙位置r后，根据ω＝r3-r2可以确定外部环形永磁体(7)的内半径r3以及内部环形永磁体(8)外半径r2；

2)从小到大改变外部环形永磁体(7)的高度h2和内部环形永磁体(8)的高度h1，二者高度相等并且同步变化；随着h1和h2的同步变化，负刚度磁弹簧的刚度特性也会随之改变，当h1和h2超过某一临界高度时，负刚度磁弹簧的刚度特性几乎将不再发生改变，因此根据刚度特性几乎不变时h1和h2高度可以确定临界高度；确定临界高度后，将外部环形永磁体(7)和内部环形永磁体(8)的高度h2和h1保持在临界高度值；

3)改变气隙位置r，使气隙位置r在许可范围内移动，当气隙位置r改变时，负刚度磁弹簧的刚度特性将随着气隙位置r的变化而变化，在某一个气隙位置r上将得到负刚度磁弹簧最大的负刚度强度，因此可以确定气隙位置r的最优值，并根据得到最优气隙位置r的值和事先确定的气隙宽度ω，根据ω＝r3-r2，可以确定内部环形永磁体(8)的外半径r2和外部环形永磁体(7)的内半径r3；

4)在确定以上参数以后，通过调整内部环形永磁体(8)的高度h1，在调节过程中直到负刚度磁弹簧的负刚度特性的刚度特性的二次非线性分量变为零，从而可以内部环形永磁体(8)的高度h1的最终参数值；

5)通过以上设计方法和流程可以确定内部环形永磁体(8)和外部环形永磁体(7)构成的负刚度磁弹簧的所有结构参数，同时可以使得负刚度磁弹簧在工作点邻近区范围内实现线性负刚度特性；根据确定的内部环形永磁体(8)和外部环形永磁体(7)的所有结构参数及其剩余磁感应强度，计算可以得到磁弹簧的负刚度特性，包括负刚度强度以及负刚度特性在工作点附近的线性负刚度区域；

6)在获得负刚度磁弹簧负刚度特性以后，结合超低频隔振器的载荷下固有频率的设计要求，从而确定上端柔性铰(6)、下端柔性铰(9)、承载弹簧(10)共同组成正刚度弹簧所需要提供的正刚度数值；上端柔性铰(6)和下端柔性铰(9)的垂向刚度接近于零，因此确定承载弹簧(10)需要提供的正刚度特性的数值；同时根据现有的螺旋弹簧的设计方法确定承载弹簧(10)的材质、结构参数以及加工工艺方法。

9.根据权利要求8所述的超低频隔振器设计方法，其特征在于：步骤3)内所述许可范围内为外部环形永磁体(7)的厚度和内部环形永磁体(8)的厚度均不为零的位置。

说明书

一种超低频隔振器及其设计方法

技术领域

[0001] 本发明涉及到超低频减振隔振领域，特别涉及一种超低频隔振器及其设计方法。

背景技术

[0002] 随着超精密磨削、半导体加工、微纳制造以及表面形貌测量等为代表的一系列超精密加工和测量技术不断发展，其加工与测量精度也越来越接近物理极限，因此微小的环
境振动都有可能导致其加工或检测失效。为了保证加工、测量精度，该类加工测量装备对环
境振动提出了极高的要求。通常来说，环境振动一般分布在低频超低频范围，并且分布在一
定的频带区间。因此，低频超低频振动已经成为了制约加工、测量精度实现的关键因素。传
统的隔振器一般采用刚弹簧或橡胶弹性结构，但其固有频率很难低于4Hz，因而无法有效隔
离超低频振动。虽然，采用空气弹簧可以实现较大的承载力和对较低频振动的抑制，但是要
实现超低频的振动抑制，必将导致空气弹簧体积极其庞大，制造和使用均存在困难。降低固
有频率可以通过降低系统的刚度和增加负载的质量来实现，但会导致隔振器的静态变形位
移显著增加，甚至超过其有效的工作行程，从而使得隔振器无法正常工作。

[0003] 为了进一步降低隔振器的固有频率并保证其承载能力，负刚度特性被引入到隔振器的设计中。通过将负刚度机构引入隔振器的结构设计能够在不改变其静态承载力的情况
下，显著地降低隔振器的固有频率，并显著提升其低频隔振性能。

[0004] 一种名称为″正负刚度弹性元件并联的减振装置″(申请号：CN85109107)的发明专利提出了基于欧拉压杆的负刚度机构，以降低减振系统的固有频率。一种名称为″一种负刚
度磁弹簧″(CN201210284870.7)的发明专利提出了一种排斥型负刚度磁弹簧，如将其应用
到隔振器将能有效地降低系统的固有频率。一种专利名称为″一种三自由度超低频减振器″
(申请号：CN201310187711.X)的发明专利提出了垂向基于磁正刚度和磁负刚度并联，水平
向基于正刚度片簧和磁负刚度并联的三自由度低频减振器。一种名称为″一种正负刚度并
联减振器″(申请号为CN201310142491.9)的发明专利提出了一种基于正刚度空气弹簧和负
刚度磁弹簧并联的减振器，正刚度空气弹簧和负刚度磁弹簧并联布置，负刚度磁弹簧安装
在空气弹簧腔室内，其存在的问题是其负刚度机构由多块径向磁化瓦状永磁体构成，径向
磁化永磁体工艺成本高、难度大，同时负刚度磁弹簧采用数量众多的永磁体构成，因此加工
复杂、装配成本极高。

[0005] 虽然上述发明专利以及现阶段提出的负刚度机构都能够在一定程度降低隔振器的固有频率，实现对低频振动的隔离和抑制。然而不可忽略的是其构成的低频隔振器，在工
作点附近都表现出了显著的强非线性刚度特性。从而使得隔振器的性能显著依赖于振源振
幅：在弱激励(振幅较小)的情况下，隔振器近似线性系统，可以获得优异的隔振性能。然而
当激励幅值(振幅较大)变大时，隔振器刚度特性将表现出强烈的非线性特性使得隔振器出
现如超谐共振、亚谐共振、类周期共振等非线性共振，从而导致隔振器性能迅速恶化，显然
其应用场合受到了极大的制约。因此，如何实现隔振器的超低固有频率，并确保隔振器在工
作点附近具有线性低刚度特性，消除隔振器性能对振幅的依赖性，同时要考虑便于加工和
制造，这在隔振器的设计中显得至关重要。

发明内容

[0006] 本发明为解决上述缺陷，提供一种超低频隔振器。该隔振器结构紧凑、制造简单、成本低，采用正负刚度并联的原理，具有极低的固有频率，能显著扩展减振带宽，提升隔振
性能，尤其是在对低频和超低频振动也有良好的抑制效果，同时可以保证在不同振源振幅
情况下的隔振性能的稳定性。同时，本发明提供的隔振器能够根据隔振负载进行工作点调
整，防止负载变化带来的隔振器性能的退化。

[0007] 本发明所要解决的问题通过以下技术方案来实现：

[0008] 一种超低频隔振器，包括隔振承载台板、上部壳体、下部壳体、承载杆、正刚度弹簧及负刚度磁弹簧，承载杆和上部壳体、下部壳体同轴，隔振承载台板设在承载杆顶端上；正
刚度弹簧包括承载杆的上部与上部壳体之间固定安装的上端柔性铰、承载杆的下部与下部
壳体固定安装的下端柔性铰及承载弹簧，承载杆的底部与承载弹簧的上端同轴安装，下部
壳体底端固定安装有驱使承载弹簧上下垂直移动的垂直驱动装置，承载弹簧的下端安装在
垂直驱动装置上；上部壳体的内侧安装有外部环形永磁体，在承载杆的中部安装有内部环
形永磁体，内部环形永磁体和外部环形永磁体同轴，二者构成负刚度磁弹簧；隔振器处于工
作状态时，内部环形永磁体和外部环形永磁体在垂直方向上的中心平面重合，该重合面为
所述超低频隔振器的工作点。

[0009] 所述上端柔性铰的数量为2个或2个以上，在圆周平面内均布。

[0010] 所述上端柔性铰的数量为4，在圆周平面内均布。(这是最优方案，没有冲突)

[0011] 所述下端柔性铰的数量为2个或2个以上，在圆周平面内均布。

[0012] 所述下端柔性铰的数量为4，在圆周平面内均布。

[0013] 所述上端柔性铰的数量为4，在圆周平面内均布。

[0014] 所述内部环形永磁体和外部环形永磁体的磁化沿轴向且二者的磁化方向相同。

[0015] 所述垂直驱动装置包括下部壳体底端固定安装的承载底座，承载底座上设有可在其垂直方向移动的承载滑块，承载弹簧的下端安装在承载滑块上，承载滑块上设有齿轮；下
部壳体上设有工作点调整手柄，下部壳体内侧设有工作点调整蜗轮杆及贯穿下部壳体的工
作点调整蜗杆，工作点调整手柄与工作点调整蜗杆固定连接，工作点调整手柄可驱动工作
点调整蜗杆，工作点调整蜗杆上设有的蜗杆螺纹与工作点调整蜗轮杆上设有的蜗轮螺纹相
啮合，工作点调整蜗轮杆上还设有高度调整齿轮，高度调整齿轮与承载滑块上的齿轮相啮
合。

[0016] 一种超低频隔振器设计方法，1)根据上部壳体的内侧圆周尺寸、承载杆的圆周尺寸可以确定外部环形永磁体的外半径r4以及内部环形永磁体的内半径r1，同时根据装配要
求可以确定气隙宽度ω，先随机给定气隙的位置r，在给定气隙位置r后，根据ω＝r3-r2可以
确定外部环形永磁体的内半径r3以及内部环形永磁体外半径r2；

[0017] 2)从小到大改变外部环形永磁体的高度h2和内部环形永磁体的高度h1，二者高度相等并且同步变化；随着h1和h2的同步变化，负刚度磁弹簧的刚度特性也会随之改变，当h1
和h2超过某一临界高度时，负刚度磁弹簧的刚度特性几乎将不再发生改变，因此根据刚度
特性几乎不变时h1和h2的高度可以确定临界高度；确定临界高度后，将外部环形永磁体和内
部环形永磁体的高度h2和h1保持在临界高度值；

[0018] 3)改变气隙位置r，使气隙位置r在许可范围内移动，所述许可范围内为保持外部环形永磁体的厚度和内部环形永磁体的厚度不为零的位置；当气隙位置r改变时，负刚度磁
弹簧的刚度特性将随着气隙位置r的变化而变化，在某一个气隙位置r上将得到负刚度磁弹
簧最大的负刚度强度，因此可以确定气隙位置r的最优值，并根据得到最优气隙位置r的值
和事先确定的气隙宽度ω，根据ω＝r3-r2，可以确定内部环形永磁体的外半径r2和外部环
形永磁体的内半径r3；

[0019] 4)在确定以上参数以后，通过调整内部环形永磁体的高度h1，在调节过程中直到负刚度磁弹簧的负刚度特性的二次非线性分量变为零，从而可以确定内部环形永磁体的高
度h1的最终参数值；

[0020] 5)通过以上设计方法和流程可以确定内部环形永磁体和外部环形永磁体构成的负刚度磁弹簧的所有结构参数，同时可以使得负刚度磁弹簧在工作点邻近区范围内实现线
性负刚度特性；根据确定的内部环形永磁体和外部环形永磁体的所有结构参数及其剩余磁
感应强度，通过计算可以得到负刚度磁弹簧的负刚度特性，包括负刚度强度以及负刚度特
性在工作点附近的线性负刚度区域；

[0021] 6)在获得负刚度磁弹簧负刚度特性以后，结合超低频隔振器的载荷下的固有频率的设计要求，从而确定上端柔性铰、下端柔性铰、承载弹簧共同组成正刚度弹簧所需要提供
的正刚度数值；上端柔性铰和下端柔性铰的垂向刚度接近于零，因此可以确定承载弹簧需
要提供的正刚度特性的数值；同时根据现有的螺旋弹簧的设计方法确定承载弹簧的材质、
结构参数以及加工工艺方法。

[0022] 步骤3)中所述许可范围内为外部环形永磁体的厚度和内部环形永磁体的厚度均不为零的位置。

[0023] 本发明的有益效果是：

[0024] (1)采用正负刚度并联的结构可以达到极低的系统固有频率，有效降低隔振器的隔振下限截止频率，扩展隔振带宽；

[0025] (2)相比而言，同等体积约束下，提出的磁负刚度弹簧提供的负刚度强度要显著优于现有永磁体负刚度弹簧，因而能获得更低的隔振固有频率；

[0026] (3)可对隔振器工作点进行调节，使得隔振器在负载变化情况下都能工作在预先设定的工作位置，防止负载变化带来的性能改变；

[0027] (4)隔振器中的负刚度磁弹簧其结构采用了轴向磁化同心结构，使得整个隔振器结构紧凑，同时在加工和制造、装配等方面具有显著优势；

[0028] (5)本发明提供的隔振器的组合可以实现对多个自由度的重载隔振；

[0029] (6)通过提出的设计方法能实现隔振器在工作点附近具有线性低刚度特性，能有效地消除传统低频隔振器在工作点表现出的刚度非线性导致的隔振器性能恶化现象，确保
在不同振幅下的隔振器性能的稳定性。

附图说明

[0030] 图1为本发明所提供超低频隔振器的外观示意图；

[0031] 图2为本发明所提供超低频隔振器的主视示意图；

[0032] 图3为本发明所提供超低频隔振器的俯视示意图；

[0033] 图4为本发明所提供超低频隔振器A-A剖面示意图；

[0034] 图5为本发明所提供超低频隔振器B-B剖面示意图；

[0035] 图6为本发明所提供超低频隔振器的结构示意图；

[0036] 图7为本发明所提供的隔振器超低频固有频率实现的原理图；

[0037] 图8为本发明所提供的负刚度磁弹簧的结构参数示意图；

[0038] 图9为本发明所提供的超低频隔振器设计流程图1；

[0039] 图10为本发明所提供的超低频隔振器设计流程图2；

[0040] 图11为本发明所提供的超低频隔振器设计流程中对应的负刚度磁弹簧的刚度特性曲线。

具体实施方式

[0041] 下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的
实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都
属于本发明保护的范围。

[0042] 请参阅图1～6，本发明公开的一种超低频隔振器，1为所提出的超低频隔振器的隔振承载台板，5为承载杆。承载杆5与隔振器上部壳体2和下部壳体3同轴。承载杆5上部与上
端柔性铰6内端固定连接，上端柔性铰6的外端与隔振器上部壳体2固定连接；其中，上端柔
性铰6的数量为2个或者2个以上都可以，在同一平面内呈圆周均布，；在本实施例中，上端柔
性铰6的数量为4个，并在同一平面内呈圆周均布。承载杆5的下部与下端柔性铰9的内端固
定连接，下端柔性铰9的外端与隔振器下部壳体3固定连接。同样，下端柔性铰9的数量为2个
或者2个以上都可以，在同一平面内呈圆周均布；在本实施例中，下端柔性铰9的数量为4个，
并在同一平面内呈圆周均布。承载杆5的底部与承载弹簧10的上端同轴连接。通过上端柔性
铰6和下端柔性铰9的约束，承载杆5以及隔振承载台板1只能在垂直方向发生位移。承载弹
簧10的下端安装在承载滑块12上，承载滑块12可在承载底座13垂直方向移动，从而可以对
承载弹簧10施加垂向位移。承载底座13与隔振器下部壳体3底端固定连接。工作点调整手柄
4与工作点调整蜗杆11固定连接，工作点调整蜗杆11贯穿于隔振器下部壳体3。工作点调整
蜗杆11的蜗杆螺纹与工作点调整蜗轮杆14上的蜗轮螺纹相啮合。在工作点调整蜗轮杆14上
有高度调整齿轮15，高度调整齿轮15与承载滑块12上的齿轮相啮合。通过转动工作点调整
手柄4，将依次驱动工作点调整蜗杆11、工作点调整蜗轮杆14、高度调整齿轮15、从而可以实
现承载滑块11垂向位置的调整。最后可以实现对承载弹簧10的下端施加垂直向位移。在超
低频隔振器上部壳体2的内侧安装有外部环形永磁体7，在承载杆5的中部安装有内部环形
永磁体8，其中内部环形永磁体8和外部环形永磁体7同轴，二者构成负刚度磁弹簧。隔振器
处于工作状态时，内部环形永磁体8和外部环形永磁体7在垂直方向上的中心平面重合，该
重合面为隔振器的工作点。

[0043] 图7为本发明隔振器的正负刚度并联实现超低频隔振的原理示意：在本发明中，上端柔性铰6、下端柔性铰9、承载弹簧10共同组成正刚度弹簧为隔振器提供承载力，其刚度为
k正；内部环形永磁体8和外部环形永磁体7构成负刚度磁弹簧，其刚度为k负；通过二者并
联，隔振器的综合刚度为k＝k正+k负，由于负刚度磁弹簧的刚度k负＜0，所以并联后隔振器
的总刚度k要小于正簧刚度k正，从而可以显著地降低隔振器的固有频率。构成负刚度磁弹
簧的内部环形永磁体8和外部环形永磁体7采用轴向磁化，工艺成熟，低成本，同时装配简
单。同时，在不同隔振载荷作用下，通过转动工作点调整手柄4，改变承载弹簧10的压缩量，
从而确保隔振系统的工作点不变。

[0044] 为了消除振幅对隔振器性能的影响，超低频隔振器的综合刚度需要在工作点附近一定范围内保持线性低刚度特性。为了实现线性综合刚度，负刚度磁弹簧应在工作点附近
一定振幅区域内保持平直的负刚度特性，从而可以有效地消除振幅对隔振性能的制约。

[0045] 为了使环形永磁体8和外部环形永磁体7负构成的刚度磁弹簧在工作点附近一定范围内实现线性负刚度特性，本发明提出了如下设计方法。负刚度磁弹簧的结构参数如图7
所示：其中内部环形永磁体8的高度为h1、内半径为r1、外半径为r2，外部环形永磁体7的高度
为h2、内半径为r3、外半径为r4，气隙位置为r，气隙宽度为ω，其中有气隙宽度ω＝r3-r2。在
本实施方案中其中内部环形永磁体8和外部环形永磁体7的磁化沿轴向并且二者的磁化方
向相同。负刚度磁弹簧刚度特性为典型的以外部环形永磁体7和内部环形永磁体8的二者垂
向中心平面的位置偏差为变量的二次非线性函数，因此可以将其刚度特性分解为线性分量
和二次非线性分量：其中线性分量表示负刚度强度大小，二次非线性分量表示为刚度非线
性度强度的大小。

[0046] 下面结合图9-11说明超低频隔振器的设计方法。首先根据超低频隔振器上部壳体2的内侧圆周尺寸、承载杆5的圆周尺寸可以确定外部环形永磁体7的外半径r4以及内部环
形永磁体8的内半径r1，同时根据装配要求可以确定气隙宽度ω。首先随机给定气隙的位置
r，在给定气隙位置r后，根据ω＝r3-r2可以计算出外部环形永磁体7的内半径r3以及内部环
形永磁体8外半径r2，其对应的刚度特性曲线如图11中α所示。接下来，从小到大改变外部环
形永磁体7和内部环形永磁体8的高度h1和h2，二者高度相等并且同步变化。随着h1和h2的同
步变化，负刚度磁弹簧的刚度特性也会随之改变，当h1和h2超过某一临界高度时，负刚度磁
弹簧的刚度特性几乎将不再发生改变，因此根据刚度特性几乎不变时h1和h2高度可以确定
临界高度，其对应的刚度特性曲线如图11中β所示。确定临界高度后，将外部环形永磁体7和
内部环形永磁体8的高度h1和h2保持在临界高度值。然后改变气隙位置r，当气隙位置r改变
时，负刚度磁弹簧的刚度特性将随着气隙位置r的变化而变化，当气隙r在许可范围内移动
时(外部环形永磁体7和内部环形永磁体8的厚度不为零)，在某一个气隙位置r上将得到负
刚度磁弹簧最大的负刚度强度，从而可以确定气隙位置r的最优值，并根据得到最优气隙位
置r的值和事先确定的气隙宽度ω，根据ω＝r3-r2，可以确定内部环形永磁体8的外半径r2
和外部环形永磁体7的内半径r3，其对应的刚度特性曲线如图11中γ所示。最后，在确定以
上参数以后，通过调整内部环形永磁体8的高度h2，在调节过程中直到负刚度磁弹簧的刚度
特性的二次非线性分量变为零，从而可以确定内部环形永磁体8的高度h2的最终数值，其刚
度特性曲线如图11中θ所示。通过以上设计方法和流程可以确定内部环形永磁体8和外部环
形永磁体7构成的负刚度磁弹簧的所有结构参数，同时可以实现负刚度磁弹簧在工作点邻
近区范围内的线性负刚度特性。根据确定的内部环形永磁体8和外部环形永磁体7的所有结
构参数及其剩余磁感应强度，计算可以得到负刚度磁弹簧的刚度特性，包括负刚度强度以
及负刚度特性在工作点附近的线性负刚度区域。在获得负刚度磁弹簧负刚度特性以后，结
合超低频隔振器的额定载荷下的固有频率的设计要求，可以确定上端柔性铰6、下端柔性铰
9、承载弹簧10共同组成正刚度弹簧所需要提供的正刚度数值。事实上，上端柔性铰6和下端
柔性铰9的垂向刚度接近于零，因此可以确定承载弹簧10需要提供的正刚度特性的数值。根
据现有的螺旋弹簧的设计方法即可确定承载弹簧10的材质、结构参数以及加工工艺方法。

[0047] 显然，通过以上提出的设计方法既可以满足隔振器对超低固有频率和承载能力的要求，同时能够使得隔振器在工作点附近保持线性刚度特性，从而能消除对振幅对隔振器
性能的制约，从而实现优异的低频隔振性能。

[0048] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领
域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。