專利名稱：一種具有多維減振功能的復(fù)合型聲子晶體桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種減振降噪領(lǐng)域的連接桿。
背景技術(shù)：
在機(jī)械工業(yè)以及其他工業(yè)部門都存在著各種振動問題，其中許多振動都是有害振動，這些振動給我們的生產(chǎn)生活帶來巨大的損失或者埋下了巨大的安全隱患。此外過量的振動和因振動而引起的噪聲，還會污染環(huán)境，損害人們的身體健康。同時必須指出振動并不能完全消除，我們只能通過各種手段對振動進(jìn)行削弱，直至振動的效應(yīng)處在我們允許的范圍之內(nèi)。近年來，聲子晶體的研究表明，聲子晶體可用于控制彈性波的傳播，在新型聲學(xué)器件、減振降噪領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。在很多情況下，振動是多維的，不僅有彎曲振動還有縱向振動，扭轉(zhuǎn)振動。多維振·動在很多情況下對人員或設(shè)備都會產(chǎn)生不良影響，造成各種不同的損害，如機(jī)械手臂的多維振動影響機(jī)械手臂運(yùn)動軌跡的精度，機(jī)床的多維振動影響零件的加工精度等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供達(dá)到中低頻帶下的多維減振的效果一種具有多維減振功能的復(fù)合型聲子晶體桿。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明一種具有多維減振功能的復(fù)合型聲子晶體桿，其特征是包括桿身、局域振子、端蓋、連接桿，桿身為中空，桿身內(nèi)部裝有由鋼球、橡膠周期擺列組成的布拉格型聲子晶體內(nèi)芯，桿身的兩端安裝端蓋，局域振子為內(nèi)層為橡膠、外層為銅所組成的環(huán)形結(jié)構(gòu)，局域振子周期排列在桿身的外表面，連接桿的橫截面為T型，連接桿一端位于桿身外部、其余部分位于桿身內(nèi)部，連接桿位于桿身內(nèi)部的端部與端蓋之間安裝彈簧。本發(fā)明還可以包括I、還包括擋圈，擋圈安裝在端蓋外側(cè)，端蓋上設(shè)置填料槽，填料槽里添加填料，擋圈壓緊填料使填料在填料槽內(nèi)脹緊。2、所述的填料為聚氟四乙烯。3、布拉格型聲子晶體內(nèi)芯與桿身內(nèi)表面間隙配合。本發(fā)明的優(yōu)勢在于本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)簡單緊湊，應(yīng)用范圍廣泛，可適用于各種減振平臺結(jié)構(gòu)以及機(jī)械手臂。并且具有環(huán)境要求較低，對中低頻的多維減振效果突出等特點。


圖I為本發(fā)明的剖面示意圖；圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為布拉格型聲子晶體內(nèi)芯不意圖；圖4為局域振子結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述結(jié)合圖I 4，連接桿I可以連接中空桿2與上下平臺或者同時連接相同的桿2，法蘭盤10起到連接的作用。填料12放置于端蓋7的填料槽內(nèi)，擋圈7壓緊填料，使填料12在填料槽內(nèi)脹緊，填料的材料為聚氟四乙烯，由于中空桿2要加油潤滑，因此其起著油密封的作用。局域振子31為橡膠，局域振子32為銅，局域振子周期的排列在中空桿2外表面。桿的長度也可根據(jù)需要進(jìn)行加長和縮短，局域振子與桿之間可由脹緊連接的方式，或者通過膠粘在一起。41為鋼球，42橡膠，41，42周期擺列組成布拉格型聲子晶體內(nèi)芯，布拉格內(nèi)芯置于中空桿2的內(nèi)腔,布拉格內(nèi)芯外表面和中空桿2內(nèi)表面間隙配合。擋圈8和連接桿I之間有滑鍵11連接，中空桿身2和擋圈8之間通過柱銷6連接。連接桿I和端蓋7通過彈簧5連接，彈簧5的預(yù)緊力可根據(jù)振動帶隙要求通過墊片13的數(shù)量和厚度來調(diào)整 。I復(fù)合式聲子晶體內(nèi)芯的連接將41，42按周期的順序排列起來，然后將41，42依次粘接在一起組成內(nèi)芯，內(nèi)芯的長度可以根據(jù)上下平臺的高度，或者機(jī)械手臂的長度決定。2復(fù)合式聲子晶體內(nèi)腔的連接將粘接好的聲子晶體內(nèi)芯放入中空桿身2中，然后將墊片13套入連接桿1，再把內(nèi)芯左右兩端分別放入連接桿I，然后再將彈簧5套進(jìn)左邊的連接桿I中，再將將左邊的端蓋7擰緊，然后把柱銷6插入端蓋7的柱銷空中，柱銷用于防止中空桿2與端蓋7發(fā)生相對扭轉(zhuǎn)，再把填料12放入端蓋的填料函中，用擋圈8把填料固定好，擋圈8和連接桿I之間通過滑鍵連接，同理裝入彈簧后可將右端的端蓋7擰緊。彈簧由于壓縮有了預(yù)緊力，彈簧的預(yù)緊力可以通過增減墊片13調(diào)節(jié)。最后將法蘭盤10裝在連接桿I的兩端。3復(fù)合式聲子晶體局域振子的連接將局域振子32套入局域振子31中，兩者通過膠粘結(jié)在一起組成局域振子，然后將局域振子依次周期的排列在中空桿2，局域振子與中空桿也通過膠粘結(jié)。4復(fù)合式聲子晶體的工作過程當(dāng)縱向振動激擾從左端連接桿I傳入復(fù)合型桿時如圖1，由于有預(yù)緊力的布拉格型聲子晶體內(nèi)芯的帶隙作用，使得該縱向振動激擾在一定的頻帶范圍聲子晶體縱向振動帶隙內(nèi)得到衰減。當(dāng)彎曲振動激擾傳入時，連接桿I通過端蓋7帶動中空桿2彎曲振動，在中空桿2外壁上的局域振子的橫向振動作用下，彎曲振動在一定的頻帶范圍聲子晶體彎曲振動帶隙內(nèi)將得到衰減。當(dāng)扭轉(zhuǎn)振動激擾傳入時，滑鍵11、柱銷6起到傳遞扭矩的作用，從而帶動中空桿2作扭轉(zhuǎn)振動，在局域振子的扭轉(zhuǎn)振動作用下，輸入的扭轉(zhuǎn)振動激擾將在一定的頻帶范圍聲子晶體扭轉(zhuǎn)振動帶隙內(nèi)得到衰減。連接桿1，法蘭盤10可以根據(jù)具體連接的情況進(jìn)行二次設(shè)計，設(shè)計的核心思想是能將平臺和桿件，桿件與桿件連接起來。由于中空桿2與局域振子所組成的局域共振型聲子晶體同時具有中低頻范圍的彎曲振動帶隙和扭轉(zhuǎn)振動帶隙，而由布拉格內(nèi)芯構(gòu)成的大彈性常數(shù)差的布拉格型聲子晶體的減振帶隙也位于中低頻范圍，因此本發(fā)明可以同時抑制外部傳入的縱向、彎曲以及扭轉(zhuǎn)振動，從而實現(xiàn)了中低頻多維減振的功能。本發(fā)明的原理為
I.軸向振動通過有預(yù)緊力的大彈性常數(shù)差的布拉格型聲子晶體桿進(jìn)行抑制和衰減；2.彎曲振動通過局域共振型聲子晶體桿減振； 3.扭轉(zhuǎn)振動通過局域共振型聲子晶體桿減振。
權(quán)利要求
1.一種具有多維減振功能的復(fù)合型聲子晶體桿，其特征是包括桿身、局域振子、端蓋、連接桿，桿身為中空，桿身內(nèi)部裝有由鋼球、橡膠周期擺列組成的布拉格型聲子晶體內(nèi)芯，桿身的兩端安裝端蓋，局域振子為內(nèi)層為橡膠、外層為銅所組成的環(huán)形結(jié)構(gòu)，局域振子周期排列在桿身的外表面，連接桿的橫截面為T型，連接桿一端位于桿身外部、其余部分位于桿身內(nèi)部，連接桿位于桿身內(nèi)部的端部與端蓋之間安裝彈簧。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種具有多維減振功能的復(fù)合型聲子晶體桿，其特征是還包括擋圈，擋圈安裝在端蓋外側(cè)，端蓋上設(shè)置填料槽，填料槽里添加填料，擋圈壓緊填料使填料在填料槽內(nèi)脹緊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有多維減振功能的復(fù)合型聲子晶體桿，其特征是所述的填料為聚氟四乙烯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的一種具有多維減振功能的復(fù)合型聲子晶體桿，其特征是布拉格型聲子晶體內(nèi)芯與桿身內(nèi)表面間隙配合。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種具有多維減振功能的復(fù)合型聲子晶體桿，包括桿身、局域振子、端蓋、連接桿，桿身為中空，桿身內(nèi)部裝有由鋼球、橡膠周期擺列組成的布拉格型聲子晶體內(nèi)芯，桿身的兩端安裝端蓋，局域振子為內(nèi)層為橡膠、外層為銅所組成的環(huán)形結(jié)構(gòu)，局域振子周期排列在桿身的外表面，連接桿的橫截面為T型，連接桿一端位于桿身外部、其余部分位于桿身內(nèi)部，連接桿位于桿身內(nèi)部的端部與端蓋之間安裝彈簧。本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)簡單緊湊，應(yīng)用范圍廣泛，可適用于各種減振平臺結(jié)構(gòu)以及機(jī)械手臂。并且具有環(huán)境要求較低，對中低頻的多維減振效果突出等特點。
文檔編號F16F7/00GK102878235SQ20121036132
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月21日
發(fā)明者舒海生, 高恩武, 劉少剛, 趙丹, 張法, 李世丹, 董立強(qiáng) 申請人:哈爾濱工程大學(xué)