一种电磁-气动式准零刚度隔振器设计与分析

作者：谢英江; 牛福; 孟令帅; 赵万卓; 孙景工^*

来源：医疗卫生装备, 2021, 42(09): 13-24.

DOI：10.19745/j.1003-8868.2021181

• 准零刚度
• 隔振器
• 救护车辆
• 振动干扰
• 电磁弹簧
• 气动弹簧

目的:针对救护车辆搭载的担架、座椅等在伤员后送中受到的低频振动干扰,设计一种具有低动态刚度和高静态支撑能力的电磁-气动式准零刚度隔振器。方法:采用电磁弹簧和气动弹簧并联的方式设计准零刚度隔振器,利用电磁弹簧产生的负刚度平衡气动弹簧产生的正刚度,从而获得准零刚度特性。运用细丝法和理想气体可逆多变方程推导电磁力与气动弹簧回复力的解析表达式,进而得到隔振系统的回复力并进行泰勒多项式近似。建立隔振系统的动力学模型,采用谐波平衡法求解隔振系统的幅频响应特性及力传递率,并与线性隔振系统进行比较。结果:电磁-气动式准零刚度隔振器的力传递率峰值和起始隔振频率均小于线性隔振系统,且减小激励幅值或增大阻尼比都能够拓宽隔振频带。结论:该隔振器具有较低的起始隔振频率,低频隔振性能优越,能够降低车辆搭载平台受到的低频振动干扰,提高乘卧人员的舒适性。