一种电磁-气动式准零刚度隔振器设计与分析

谢英江，牛 福，孟令帅，赵万卓，孙景工

（军事科学院系统工程研究院，北京 100166）

0 引言

救护车辆在伤病员后送过程中搭载的担架、座椅等易受到外界振动的干扰，对伤病员的乘卧舒适性及紧急救治带来很大的挑战，其中低频振动危害更加难以解决[1]。被动隔振器作为振动控制的重要手段，广泛应用于工程领域中，然而只有当外界激励频率大于隔振器固有频率的倍时隔振系统才具有较好的隔振效果[2]。为了降低隔振起始频率，必须降低系统的固有频率，即减小系统刚度，但静态承载能力随之降低，稳定性变差。为提高低频隔振性能，由提供正负刚度的机构并联形成的准零刚度（quasizero stiffness，QZS）隔振器逐渐成为研究热点。准零刚度隔振器在静态平衡位置附近兼具高静态支撑能力和低动态刚度，能够降低隔振系统的起始隔振频率，实现低频甚至超低频隔振。

准零刚度隔振器的种类很多，Alabuzhev等[3]在1989年出版了第一本有关准零刚度隔振器的书籍，系统地阐述了准零刚度的理论和设计方法。Carrella等[4-6]对倾斜弹簧和垂直弹簧并联实现准零刚度特性的隔振器进行了深入研究。Deng等[7]通过模拟鸟颈多椎骨结构和注视稳定性，提出了由三弹簧结构的准零刚度隔振器组成多层准零刚度隔振系统。Zhou等[8]先将V型杆与板簧并联获得非线性负刚度，再与螺旋弹簧并联实现准零刚度。Zhou等[9]和Ye等[10]将凸轮滚子机构和线性弹簧并联，得到了良好的隔振效果。Yuan等[11]利用3个环形线圈与环形磁体同轴排列形成的电磁弹簧与线性弹簧并联实现准零刚度。……