專利名稱：一種具有多維減振功能的復合型聲子晶體桿的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種減振降噪領域的連接桿。
背景技術：
在機械工業以及其他工業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行削弱，直至振動的效應處在我們允許的范圍之內。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，在新型聲學器件、減振降噪領域具有廣闊的應用前景。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，扭轉振動。多維振·動在很多情況下對人員或設備都會產生不良影響，造成各種不同的損害，如機械手臂的多維振動影響機械手臂運動軌跡的精度，機床的多維振動影響零件的加工精度等。

發明內容
本發明的目的在于提供達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合型聲子晶體桿。本發明的目的是這樣實現的本發明一種具有多維減振功能的復合型聲子晶體桿，其特征是包括桿身、局域振子、端蓋、連接桿，桿身為中空，桿身內部裝有由鋼球、橡膠周期擺列組成的布拉格型聲子晶體內芯，桿身的兩端安裝端蓋，局域振子為內層為橡膠、外層為銅所組成的環形結構，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部，連接桿位于桿身內部的端部與端蓋之間安裝彈簧。本發明還可以包括I、還包括擋圈，擋圈安裝在端蓋外側，端蓋上設置填料槽，填料槽里添加填料，擋圈壓緊填料使填料在填料槽內脹緊。2、所述的填料為聚氟四乙烯。3、布拉格型聲子晶體內芯與桿身內表面間隙配合。本發明的優勢在于本發明整體結構簡單緊湊，應用范圍廣泛，可適用于各種減振平臺結構以及機械手臂。并且具有環境要求較低，對中低頻的多維減振效果突出等特點。


圖I為本發明的剖面示意圖；圖2為本發明的結構示意圖；圖3為布拉格型聲子晶體內芯不意圖；圖4為局域振子結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述結合圖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，擋圈7壓緊填料，使填料12在填料槽內脹緊，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。桿的長度也可根據需要進行加長和縮短，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芯，布拉格內芯置于中空桿2的內腔,布拉格內芯外表面和中空桿2內表面間隙配合。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的預緊力可根據振動帶隙要求通過墊片13的數量和厚度來調整 。I復合式聲子晶體內芯的連接將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芯，內芯的長度可以根據上下平臺的高度，或者機械手臂的長度決定。2復合式聲子晶體內腔的連接將粘接好的聲子晶體內芯放入中空桿身2中，然后將墊片13套入連接桿1，再把內芯左右兩端分別放入連接桿I，然后再將彈簧5套進左邊的連接桿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發生相對扭轉，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緊力，彈簧的預緊力可以通過增減墊片13調節。最后將法蘭盤10裝在連接桿I的兩端。3復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。4復合式聲子晶體的工作過程當縱向振動激擾從左端連接桿I傳入復合型桿時如圖1，由于有預緊力的布拉格型聲子晶體內芯的帶隙作用，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得到衰減。當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將得到衰減。當扭轉振動激擾傳入時，滑鍵11、柱銷6起到傳遞扭矩的作用，從而帶動中空桿2作扭轉振動，在局域振子的扭轉振動作用下，輸入的扭轉振動激擾將在一定的頻帶范圍聲子晶體扭轉振動帶隙內得到衰減。連接桿1，法蘭盤10可以根據具體連接的情況進行二次設計，設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振動帶隙，而由布拉格內芯構成的大彈性常數差的布拉格型聲子晶體的減振帶隙也位于中低頻范圍，因此本發明可以同時抑制外部傳入的縱向、彎曲以及扭轉振動，從而實現了中低頻多維減振的功能。本發明的原理為
I.軸向振動通過有預緊力的大彈性常數差的布拉格型聲子晶體桿進行抑制和衰減；2.彎曲振動通過局域共振型聲子晶體桿減振； 3.扭轉振動通過局域共振型聲子晶體桿減振。
權利要求
1.一種具有多維減振功能的復合型聲子晶體桿，其特征是包括桿身、局域振子、端蓋、連接桿，桿身為中空，桿身內部裝有由鋼球、橡膠周期擺列組成的布拉格型聲子晶體內芯，桿身的兩端安裝端蓋，局域振子為內層為橡膠、外層為銅所組成的環形結構，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部，連接桿位于桿身內部的端部與端蓋之間安裝彈簧。
2.根據權利要求I所述的一種具有多維減振功能的復合型聲子晶體桿，其特征是還包括擋圈，擋圈安裝在端蓋外側，端蓋上設置填料槽，填料槽里添加填料，擋圈壓緊填料使填料在填料槽內脹緊。
3.根據權利要求2所述的一種具有多維減振功能的復合型聲子晶體桿，其特征是所述的填料為聚氟四乙烯。
4.根據權利要求1-3任一所述的一種具有多維減振功能的復合型聲子晶體桿，其特征是布拉格型聲子晶體內芯與桿身內表面間隙配合。
全文摘要
本發明的目的在于提供一種具有多維減振功能的復合型聲子晶體桿，包括桿身、局域振子、端蓋、連接桿，桿身為中空，桿身內部裝有由鋼球、橡膠周期擺列組成的布拉格型聲子晶體內芯，桿身的兩端安裝端蓋，局域振子為內層為橡膠、外層為銅所組成的環形結構，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部，連接桿位于桿身內部的端部與端蓋之間安裝彈簧。本發明整體結構簡單緊湊，應用范圍廣泛，可適用于各種減振平臺結構以及機械手臂。并且具有環境要求較低，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 優先權日2012年9月21日
發明者舒海生, 高恩武, 劉少剛, 趙丹, 張法, 李世丹, 董立強 申請人:哈爾濱工程大學