本發(fā)明屬于機械振動領(lǐng)域，特別涉及一種套筒內(nèi)置彈簧式導(dǎo)軌式三向振動控制方法。

背景技術(shù)：

目前，針對文物陳列、物品展覽、易碎品擺放、工業(yè)設(shè)備安置等振動控制工程中的易受地震或其他振動作用導(dǎo)致物品易傾倒損壞等問題，大多數(shù)采用以下幾種方式：1)采用大塊混凝土作為基礎(chǔ)；2)采用輕質(zhì)的陳列柜，將易損品固定在陳列柜中；3)采用二維減振(震)承臺板結(jié)構(gòu)；4)采用豎向支撐式減振器。這些設(shè)計方案在實際強振(震)作用下對陳列物品起到的保護(hù)作用十分有限。這些方案具有以下缺陷：1)剛性體無減振作用。大塊式混凝土基礎(chǔ)在強振(震)作用下，由于剛度大，中高頻振動傳遞率較大，而且自身也較容易破碎；2)大幅中高頻振動無法減振。輕質(zhì)陳列柜將易損品固定在柜中，該方案對于小幅振動的低頻荷載具有較好的作用，對于大幅中高頻振(震)動也無法實現(xiàn)有效的減振，起到保護(hù)作用；3)無豎向減振功能。二維減振承臺多為雙向摩擦滑移式減振，其在一定程度上可以減小水平振動對陳列品的振動作用，但是在大幅三維振(震)動下，該方案也不能有效提供豎向減振功能；4)減振效能低。豎向支撐式減振器主要形式包括橡膠減振器、剛彈簧減振器和空氣彈簧減振器。但是三種減振器主要提供的是豎向減振功能，水平向減振效果差；即便是合理設(shè)計鋼彈簧減振器和空氣彈簧減振器，可以降低其整體剛度， 但是由于兩類彈簧有效變形的行程有限，也導(dǎo)致了目前該類減振器減振效能極低；5)無法有效進(jìn)行三向減振。上述所有當(dāng)前陳列產(chǎn)品類的減振方案都無法提供有效的三向減振，尤其是針對較大的破壞性工業(yè)振動和地震，減振的主要方式是耗能，這些產(chǎn)品無法提供高效的耗能機制，不能抵御強振和強震作用，不能有力的卸載強振(震)動產(chǎn)生的動能，不能再減振過程中提供高效的穩(wěn)定性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的旨在提供一種套筒內(nèi)置彈簧式導(dǎo)軌式三向振動控制方法，可有效改善物品等易受地震或其他振動作用導(dǎo)致易傾倒損壞等問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種套筒內(nèi)置彈簧式導(dǎo)軌式三向振動控制方法，所述方法包括：

水平雙向機械導(dǎo)軌減振承臺結(jié)構(gòu)和多個套筒內(nèi)置鋼彈簧結(jié)構(gòu)分別位于豎向承臺板的上表面和下表面形成了具有三向低通濾波作用的大行程高耗能減振結(jié)構(gòu)；

其中，所述水平雙向機械導(dǎo)軌減振承載結(jié)構(gòu)通過包括兩層相互垂直的水平X向承臺板和水平Y(jié)向承臺板的兩級承臺板結(jié)構(gòu)及兩級承臺板結(jié)構(gòu)之間采用水平導(dǎo)軌和水平導(dǎo)軌連接扣件的連接方式，實現(xiàn)水平X向承臺板和水平Y(jié)向承臺板分別在X方向和Y方向自由滑移；

其中，每個套筒內(nèi)置鋼彈簧結(jié)構(gòu)中的內(nèi)環(huán)套筒結(jié)構(gòu)和外環(huán)套筒結(jié)構(gòu)通過兩端分別與所述內(nèi)環(huán)套筒結(jié)構(gòu)內(nèi)部頂端和所述外環(huán)套筒內(nèi)部 底端固連的豎向內(nèi)置減振彈簧變形實現(xiàn)上下相互運動。

優(yōu)選地，所述每個套筒內(nèi)置鋼彈簧結(jié)構(gòu)中的內(nèi)環(huán)套筒結(jié)構(gòu)和外環(huán)套筒結(jié)構(gòu)之間通過豎向內(nèi)外環(huán)導(dǎo)軌穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，使得內(nèi)環(huán)套筒結(jié)構(gòu)和外環(huán)套筒結(jié)構(gòu)相向運動過程中的運動軌跡僅為豎直方向。

優(yōu)選地，所述豎向內(nèi)外環(huán)導(dǎo)軌穩(wěn)定結(jié)構(gòu)為包括豎向?qū)к壖柏Q向?qū)к夁B接扣件的連接結(jié)構(gòu)，內(nèi)環(huán)套筒結(jié)構(gòu)和外環(huán)套筒結(jié)構(gòu)在相向運動中側(cè)向受到豎向?qū)к壖柏Q向?qū)к夁B接扣件的約束，同時減小了在滑動過程中產(chǎn)生的摩擦力，從而保障了所述相向運動為理想的豎直向運動提供了較高的豎向運動穩(wěn)定性。

優(yōu)選地，所述多個套筒內(nèi)置鋼彈簧結(jié)構(gòu)中的內(nèi)環(huán)套筒結(jié)構(gòu)之間通過內(nèi)環(huán)套筒水平剛性連接件連接成為一個剛性推子結(jié)構(gòu)及保證各個內(nèi)環(huán)套筒結(jié)構(gòu)運動軌跡一致，及所述多個套筒內(nèi)置鋼彈簧結(jié)構(gòu)中的外環(huán)套筒結(jié)構(gòu)之間通過外環(huán)套筒水平剛性連接件連接成為一個剛性支撐結(jié)構(gòu)及保證各個外環(huán)套筒結(jié)構(gòu)運動軌跡一致。

優(yōu)選地，所述內(nèi)環(huán)套筒結(jié)構(gòu)端部通過內(nèi)外套筒防撞彈簧，保證內(nèi)、外環(huán)套筒結(jié)構(gòu)在運動中及套筒內(nèi)置鋼彈簧結(jié)構(gòu)拉伸過程中，內(nèi)、外環(huán)套筒結(jié)構(gòu)端頭觸碰的位置不會發(fā)生剛性碰撞，而是低剛度彈性接觸，以降低大幅振動過程中內(nèi)、外環(huán)套筒結(jié)構(gòu)端頭的損傷，提高其使用壽命。

優(yōu)選地，所述內(nèi)外套筒防撞彈簧末端設(shè)置有橡膠墊。

優(yōu)選地，所述外環(huán)套筒結(jié)構(gòu)底部設(shè)置有基座結(jié)構(gòu)，所述基座結(jié)構(gòu)底部設(shè)置有調(diào)節(jié)螺栓，用于調(diào)節(jié)高度。

優(yōu)選地，所述內(nèi)環(huán)套筒結(jié)構(gòu)和外環(huán)套筒結(jié)構(gòu)均為方管結(jié)構(gòu)。

有益效果

本發(fā)明提供的一種套筒內(nèi)置彈簧式導(dǎo)軌式三向振動控制方法有益效果：

1)發(fā)明了一種由水平向雙層滑軌及扣件組成的承臺板結(jié)構(gòu)和豎直向內(nèi)外環(huán)套筒內(nèi)置鋼彈簧支撐結(jié)構(gòu)組成的具有三向減振功能的系統(tǒng)。該系統(tǒng)水平向減振方案由雙層承臺板沿滑軌雙向滑動實現(xiàn)振動位移耗能，豎直向減振方案由套筒內(nèi)置鋼彈簧自由伸縮實現(xiàn)位移耗能，具有三向大行程、高耗能減振功能。

2)套筒式內(nèi)置減振彈簧豎向減振裝置。該減振(震)裝置主要由內(nèi)環(huán)套筒結(jié)構(gòu)、外環(huán)套筒結(jié)構(gòu)和減振彈簧構(gòu)成，通過減振彈簧的拉伸和壓縮，可以實現(xiàn)內(nèi)外套筒相互運動，即可以實現(xiàn)振(震)動作用下上部套筒剛性組建整體豎向自由運動，從而大幅消耗豎向振(震)動作用。

3)豎向內(nèi)外環(huán)導(dǎo)軌穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)中每一對內(nèi)外套筒，分別設(shè)計有豎向?qū)к壖斑B接扣件，通過豎向?qū)к夁B接，使得內(nèi)環(huán)套筒和外環(huán)套筒相向運動過程中，內(nèi)外環(huán)套筒的運動軌跡僅為豎直方向，側(cè)向受到導(dǎo)軌的約束，同時并不會在滑動過程中產(chǎn)生摩擦力，從而保障了內(nèi)外套筒相向運動為理想的豎直向運動，為套筒相互運動提供了較高的豎向運動穩(wěn)定性。

4)套筒水平剛性連接件。由于每套系統(tǒng)中內(nèi)外套筒分別為兩件，為了保障相同方向上所有套筒運動軌跡一致，不發(fā)生同方向運動不同 位置套筒之間存在偏差，進(jìn)而導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)不平穩(wěn)，甚至發(fā)傾斜，本發(fā)明中設(shè)計的套筒水平向剛性連接件有效的起到了解決該問題作用。

5)內(nèi)外環(huán)套筒防撞彈簧。通過在內(nèi)環(huán)套筒端部設(shè)計防撞彈簧圈結(jié)構(gòu)，可以有效保證內(nèi)外套筒運動，即在內(nèi)置減振彈簧拉伸過程中，在內(nèi)外環(huán)套筒端頭觸碰位置，不會發(fā)生剛性碰撞，而是低剛度彈性接觸，這樣可以有效的降低大幅振動過程中內(nèi)外套筒端頭的損傷，提高其使用壽命。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述技術(shù)方案和其他特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例中公開的一種套筒內(nèi)置彈簧式導(dǎo)軌式三向振動控制方法的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面，結(jié)合附圖以及具體實施方式，對本發(fā)明做進(jìn)一步描述：

圖1是本發(fā)明實施例中公開的一種套筒內(nèi)置彈簧式導(dǎo)軌式三向振動控制方法的結(jié)構(gòu)示意圖；

一種套筒內(nèi)置彈簧式導(dǎo)軌式三向振動控制結(jié)構(gòu)包括，水平雙向機械導(dǎo)軌減振承臺結(jié)構(gòu)、豎向承臺板07和多個套筒內(nèi)置鋼彈簧結(jié)構(gòu)，水平雙向機械導(dǎo)軌減振承臺結(jié)構(gòu)包括兩層相互垂直的水平X向承臺 板01和水平Y(jié)向承臺板04，水平X向承臺板01下表面設(shè)置水平X向?qū)к壙奂?2，水平X向?qū)к壙奂?2可滑動連接至設(shè)置在所述Y向承臺板04的上表面的水平X向移動導(dǎo)軌03，可以實現(xiàn)水平X項承臺板01可通過水平X向移動導(dǎo)軌03在X向自由滑移，最大X向行程為20cm。水平Y(jié)向承臺板04的下表面設(shè)置有水平Y(jié)向?qū)к壙奂?5，水平Y(jié)向?qū)к壙奂?5可滑動連接至設(shè)置在豎直承臺板07上表面的水平Y(jié)向移動導(dǎo)軌06，可實現(xiàn)水平Y(jié)向承臺板04通過水平Y(jié)向移動導(dǎo)軌06在Y向自由滑移，最大行程為20cm。

每個套筒內(nèi)置鋼彈簧結(jié)構(gòu)包括內(nèi)環(huán)套筒結(jié)構(gòu)08和外環(huán)套筒結(jié)構(gòu)10，內(nèi)環(huán)套筒結(jié)構(gòu)08為方管結(jié)構(gòu)，管內(nèi)徑60mm，壁厚5mm。主要功能為與外環(huán)套筒結(jié)構(gòu)10形成內(nèi)外套筒連接系統(tǒng)，外環(huán)套筒結(jié)構(gòu)10也為方管結(jié)構(gòu)，管內(nèi)徑80mm，壁厚5mm。主要功能為與內(nèi)環(huán)套筒結(jié)構(gòu)08形成內(nèi)內(nèi)外套筒連接系統(tǒng)。

內(nèi)環(huán)套筒結(jié)構(gòu)08一端與豎直承臺板07下表面固接，該豎向承臺板07為正方形，邊長為600mm，厚度20mm。主要功能為上部設(shè)置軌道，為水平X向承臺板01、水平X向?qū)к壙奂?2、水平X向移動導(dǎo)軌03、水平Y(jié)向承臺板04、水平Y(jié)向?qū)к壙奂?5和水平Y(jié)向移動導(dǎo)軌06部分提供承載平臺，下部和內(nèi)環(huán)套筒結(jié)構(gòu)08相連。

內(nèi)環(huán)套筒結(jié)構(gòu)08內(nèi)設(shè)置豎向內(nèi)置減振彈簧14，豎向內(nèi)置減振彈簧14頂部與內(nèi)環(huán)套筒結(jié)構(gòu)08頂部固連，豎向內(nèi)置減振彈簧14底部與外環(huán)套筒底部10固連，該豎向減振彈彈簧14為本發(fā)明中主要豎向減振機構(gòu)，其主要構(gòu)成為一鋼制彈簧結(jié)構(gòu)，長度為500mm，直徑 為60mm。其主要功能是利用內(nèi)環(huán)套筒結(jié)構(gòu)08和外環(huán)套筒結(jié)構(gòu)10構(gòu)成內(nèi)外套筒結(jié)構(gòu)，通過該彈簧的壓縮和伸長，有效地將外界傳來的豎向振動能量通過彈簧變形進(jìn)行卸載和消耗，從而起到豎向減振的作用。

內(nèi)環(huán)套筒結(jié)構(gòu)08另一端設(shè)置內(nèi)外套筒防撞彈簧13，內(nèi)外套筒防撞彈簧末端設(shè)置有橡膠墊12。該結(jié)構(gòu)為一機械柔性彈簧，且端頭帶有橡膠墊的防撞裝置，該裝置設(shè)置在內(nèi)環(huán)套筒結(jié)構(gòu)端頭。其功能主要為當(dāng)豎向內(nèi)置減振彈簧14拉伸運動至極限時，即當(dāng)內(nèi)外環(huán)套筒相互運動至邊界時，該內(nèi)外套筒防撞彈簧13可以起到柔性碰撞，有效地通過內(nèi)外套筒防撞彈簧13較為平緩的卸載沖擊能量，避免內(nèi)外套筒端頭剛性碰撞，造成磨損。

豎直承臺板07下方設(shè)置可設(shè)置兩個套筒內(nèi)置鋼彈簧結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中每一對內(nèi)外套筒中，內(nèi)環(huán)套筒08外壁設(shè)置有豎向?qū)к?9，內(nèi)環(huán)套筒08內(nèi)壁設(shè)置有豎向?qū)к夁B接扣件11，通過豎向?qū)к?9與豎向?qū)к夁B接扣件11的滑動連接，使得內(nèi)環(huán)套筒08和外環(huán)套筒10相向運動過程中，內(nèi)外環(huán)套筒08的運動軌跡僅為豎直方向，側(cè)向受到豎向?qū)к?9的約束，同時并不會在滑動過程中產(chǎn)生摩擦力，從而保障了內(nèi)外套筒08相向運動為理想的豎直向運動，為內(nèi)環(huán)套筒08和外環(huán)套筒10相互運動提供了較高的豎向運動穩(wěn)定性。同時，內(nèi)外套筒08相互運動可以通過豎向內(nèi)置減振彈簧14的伸縮變形便實現(xiàn)了豎向振動時低頻率、高耗能、高阻尼比性能。

外環(huán)套筒結(jié)構(gòu)10底部設(shè)置有基座結(jié)構(gòu)15，所述基座結(jié)構(gòu)15底 部設(shè)置有調(diào)節(jié)螺栓(未示出)，用于調(diào)節(jié)高度。該基座結(jié)構(gòu)15為一支撐型地腳裝置，其主要功能為本發(fā)明整體系統(tǒng)提供支撐作用，其底部安置有調(diào)節(jié)螺栓，具備底部可調(diào)節(jié)高度的作用。

在兩個套筒內(nèi)置鋼彈簧結(jié)構(gòu)中的兩個內(nèi)環(huán)套筒結(jié)構(gòu)間08設(shè)置水平剛性內(nèi)連接件16，水平剛性內(nèi)連接件16為一水平向內(nèi)框架剛性結(jié)構(gòu)。其功能為通過該水平剛性內(nèi)連接件16，可以將整套系統(tǒng)中兩個內(nèi)環(huán)套筒結(jié)構(gòu)連接成為一個剛性整體套筒裝置，可以有效地保證套筒上下運動時，上部內(nèi)環(huán)套筒為一理想剛性體，只能進(jìn)行豎向運動。在兩個套筒內(nèi)置鋼彈簧結(jié)構(gòu)中的外環(huán)套筒結(jié)構(gòu)10間設(shè)置水平剛性外連接件17。水平剛性外連接件17為一水平向內(nèi)框架剛性結(jié)構(gòu)。其功能為通過該水平剛性內(nèi)連接件17，可以將整套系統(tǒng)中的兩個外環(huán)套筒結(jié)構(gòu)連接成為一個剛性整體套筒裝置，可以有效地保證套筒上下運動時，下部外環(huán)套筒為一理想剛性體，整體處于靜止?fàn)顟B(tài)。該水平剛性內(nèi)連接件16和水平剛性外連接件17可以通過預(yù)先設(shè)計完成標(biāo)準(zhǔn)件，在系統(tǒng)安裝過程中直接通過螺栓方式連接，也可通過預(yù)先焊接成標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行連接。

以上結(jié)構(gòu)通過綜合利用內(nèi)外套筒內(nèi)置豎向減震彈簧和上部兩級承臺板之間采用導(dǎo)軌連接的技術(shù)，使該結(jié)構(gòu)具備三向減振(震)功能。

本結(jié)構(gòu)基于套筒式內(nèi)置彈簧結(jié)構(gòu)和雙向?qū)к壗Y(jié)構(gòu)，設(shè)計了三向具有低通濾波作用的大行程高耗能減振結(jié)構(gòu)，通過內(nèi)外環(huán)水平向套筒剛性連接件使上部分內(nèi)環(huán)套筒連接成為一個剛性推子結(jié)構(gòu)，下部分外環(huán)討論連接成為一個剛性支撐結(jié)構(gòu)，保證豎向內(nèi)置減振彈簧伸縮過程上 下套筒裝置均為剛體運動。

該結(jié)構(gòu)目前用于文物陳列等易損品陳放支撐結(jié)構(gòu)，主要目的是抵御外界環(huán)境強振(震)作用下對易損品造成傾覆破壞，其功能為大行程耗能振動控制。由于該裝置在三向抵御強振(震)作用時，需要具備豎向大行程、低剛度、高阻尼、高穩(wěn)定性、運動部件整體高剛性等要求，特采用一種套筒內(nèi)置鋼彈簧結(jié)構(gòu)，并輔助在內(nèi)外環(huán)套筒間增設(shè)豎向?qū)к壓蛯?dǎo)軌扣件，以及防撞彈簧，使得該結(jié)構(gòu)可以有效通過該設(shè)計形式，形成一個上部內(nèi)環(huán)套筒整體剛性推子結(jié)構(gòu)、下部外環(huán)套筒整體剛性支撐結(jié)構(gòu)，通過內(nèi)置減振彈簧實現(xiàn)了豎向低剛度、大行程、高阻尼特性的減振功能。并通過內(nèi)外環(huán)套筒之間增設(shè)導(dǎo)軌和導(dǎo)軌扣件，有效保證了豎向減振過程中，內(nèi)外環(huán)套筒相對運動過程中僅為豎向運動，側(cè)向存在約束，避免發(fā)生運動過程中傾斜問題。而且防撞彈簧結(jié)構(gòu)也有效避免了內(nèi)外環(huán)套筒運動過程中，端頭部位出現(xiàn)剛性碰撞引發(fā)材料損壞情況。該套系統(tǒng)可以有效地實現(xiàn)三向，即兩個水平向和一個豎直向的振動控制，而且具有低剛度、高阻尼、大行程、低損耗、高穩(wěn)定性的特征。該套系統(tǒng)在實現(xiàn)過程中工藝流程極為簡單，無需較多的拆卸安裝，僅需要將結(jié)構(gòu)部件加工成為標(biāo)準(zhǔn)件，通過螺栓連接，現(xiàn)場拼裝使用即可。

對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。