技术摘要：
本发明属于隔振技术领域，具体涉及一种六自由度准零刚度隔振装置及其调试方法、隔振方法。一种六自由度准零刚度隔振装置，包括顶板、底板、设置在所述顶板和底板之间的隔振器；所述的隔振器包括中央支撑弹簧和弹簧支架；所述中央支撑弹簧的两端分别挂接在所述顶板和底  全部
背景技术：
隔振器是一种用于隔离外界干扰振动对被隔振设备的正常工况、使用精度、稳定 性所带来影响的装置，主要用于精密机床、敏感仪器、汽车等场合，其关键性能参数包括振 动传递率、固有频率等。 理想的隔振器应具有振动传递率低、静态刚度大、重量轻、固有频率低的特性，可 增大被隔振设备的使用范围，有效降低系统的固有频率，增大隔振区间。准零刚度隔振器利 用调整其内部具有正、负刚度特性的隔振元件间的对应关系来使得隔振器在某一平衡位置 附近的整体刚度接近于零，以最大限度地来降低隔振系统的固有频率，增大其有效隔振范 围。 传统的隔振器多采用沿主隔振元件轴向进行隔振的形式，该类结构仅能实现单自 由度方向上的隔振效果。涉及到六自由度的隔振装置基本都采用的是Stewart平台形式，利 用六个上述类似的单自由度隔振器在空间上进行立方结构或正交结构形式的相互搭配来 实现在六个自由度方向上的隔振。该类设备的体积一般与其静态承载能力成正比，并且多 个隔振器间需要进行较为复杂的配合和调试过程。另外，目前已有的准零刚度隔振器大多 采用金属弹簧、电磁铁、空气弹簧的结构形式，尤其是其负刚度实现部分一般为多弹簧并联 机构、碟片橡胶机构或滚球副-弹簧机构等，结构较为复杂，体积较大。基于上述介绍，如果 仅是将上述两种隔振形式简单地组合起来，难以实现一种兼顾结构紧凑和性能优良特点的 六自由度隔振机构。因此，设计一种可以简单、有效地实现准零刚度特性的六自由度隔振平 台和调试方法，使其具有结构紧凑、承载力大、固有频率低、振幅小的特性，是急需解决的工 程技术问题。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题为：现有六自由度隔振平台普遍存在体积大、结构复 杂、调试繁琐的问题，并且准零刚度隔振器也存在着负刚度元件占空比大的问题。 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种六自由度准零刚度隔振 装置，包括顶板、底板、设置在所述顶板和底板之间的隔振器；所述的隔振器包括中央支撑 弹簧和弹簧支架；所述中央支撑弹簧的两端分别挂接在所述顶板和底板的中央位置；所述 的弹簧支架共有四组，沿所述底板竖向轴线等角间距旋转对称分布；每组弹簧支架的两端 分别与顶板和底板连接，并且所述弹簧支架相对于水平方向倾斜设置。 作为本发明的一种优选方式，所述顶板的尺寸小于底板的尺寸。 作为本发明的一种优选方式，所述的弹簧支架包括片簧、斜拉弹簧、弹簧支座和球 铰，所述弹簧支座通过球铰与顶板和底板上连接；所述片簧的两端固定在所述弹簧支座上； 4 CN 111609067 A 说　明　书 2/5 页 所述斜拉弹簧设置在所述片簧的下方，两端挂接在所述弹簧支座上。 进一步优选地，所述的顶板边缘等间距设有四个凸盘，所述凸盘与所述球铰的支 座通过螺栓连接。 进一步优选地，所述的底板边缘等间距设置四个凸盘，所述凸盘与所述球铰的支 座通过螺栓连接。 进一步优选地，所述的隔振器采用不锈钢材质。 为了进一步解决本发明的技术问题，本发明还提供了一种六自由度准零刚度隔振 装置的调试方法，该方法通过选择性地调节中央支撑弹簧与四个弹簧支架的片簧和斜拉弹 簧之间的刚度对应关系以实现整体的零刚度；首先进行初始状态调试，然后对六个自由度 方向的隔振性能进行调试。 进一步优选地，初始状态下，中央支撑弹簧处于被拉伸的状态，周围四个弹簧支架 上的斜拉弹簧处于被压缩的状态，中央支撑弹簧提供初始负刚度与四个斜拉弹簧提供的初 始正刚度相抵消，整体刚度为零。 进一步优选地，所述六个自由度方向的隔振性能调试包括： Z向位移自由度，选择中央支撑弹簧、四个弹簧支架上的四个斜拉弹簧和四个片簧进行 调试； X向位移自由度，选择中央支撑弹簧、沿X向的两个弹簧支架上的两个斜拉弹簧和两个 片簧进行调试； Y向位移自由度，选择中央支撑弹簧、沿Y向的两个弹簧支架上的两个斜拉弹簧和两个 片簧进行调试； 绕X向的旋转自由度，选择沿Y向的两个弹簧支架上的两个斜拉弹簧和两个片簧进行调 试； 绕Y向的旋转自由度，选择沿X向的两个弹簧支架上的两个斜拉弹簧和两个片簧来实现 进行调试； 绕Z向的旋转自由度，选择四个弹簧支架上的四个斜拉弹簧和四个片簧进行调试。 本发明还提供一种六自由度准零刚度隔振方法，包括： （1）、先将所述的六自由度准零刚度隔振装置按照如下方法进行固定：Z向沿顶板和底 板的竖向轴线方向；Y向沿任意两个夹角呈180°的弹簧支架的连接线方向；X向根据Y向、Z向 由右手笛卡尔坐标系来确定；其他三个旋转自由度方向则分别沿X、Y、Z方向按照右手定则 来定； （2）、将被隔振物体固定在顶板位置，其重力方向沿整个装置的Z向，且整个隔振装置沿 其Z向进行垂直固定。 与现有技术相比，本发明的有益效果为： 1、提供了一种有别于现有六自由度隔振平台的隔振器结构，其仅采用四个弹簧支架和 一个中央支撑弹簧可同时实现六自由度隔振和准零刚度隔振的功能，具有结构紧凑、固有 频率低的特点； 2、通过将该隔振器所有部件更换为不锈钢材质，可实现在水下使用的效果，能为水下 敏感仪器的搭载提供一种隔振平台方案； 3、提供了一种与所发明的隔振器装置相配套的调试方法，可实现提高承载能力、减小 5 CN 111609067 A 说　明　书 3/5 页 隔振区间的振幅、降低固有频率的功能，同时调试过程简便、可靠，具备工程化现场应用的 能力； 4、提供了一种隔振方法，采用本发明提供的隔振装置，实现六个自由度的准零刚度隔 振效果。 附图说明 图1  为本发明实施例中六自由度准零刚度隔振装置整体结构、组成及其使用方向 的示意图； 图2 为本发明实施例中具有准零刚度隔振特性的弹簧支架结构示意图； 图3为沿六自由度准零刚度隔振器Z轴使用方向的调试原理示意图； 图4为沿六自由度准零刚度隔振器X、Y轴使用方向的调试原理示意图； 图5为沿六自由度准零刚度隔振器Rx、Ry旋转使用方向的调试原理示意图； 图6为沿六自由度准零刚度隔振器Rz旋转使用方向的调试原理示意图。 图中：1.顶板；2.底板；3.中央支撑弹簧；4.弹簧支架；5.螺栓；6.片簧；7.斜拉弹 簧；8.球铰支座；9.片簧支座；41.  第一片簧；42.第二片簧；43.第三片簧；44.第四片簧；45. 第一斜拉弹簧；46.第二斜拉弹簧；47.第三斜拉弹簧；48.第四斜拉弹簧； 10.中央支撑弹簧受力状态；11.受力方向一侧斜拉弹簧的受力状态；12.受力方向一侧 片簧的受力状态；13.受力方向另一侧斜拉弹簧的受力状态；14-受力方向另一侧片簧的受 力状态。