CN104806693A - 智能自适应吸振器、阵列整合装置及其应用 - Google Patents
智能自适应吸振器、阵列整合装置及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种智能自适应吸振器,包括:驱动体、质量体以及弹性梁;其中:所述驱动体设置于弹性梁的一端;所述质量体可移动地设置于弹性梁上,并在驱动体的驱动力下沿弹性梁往复移动;还包括设置于弹性梁另一端端部的终端限位传感器装置和压电传感器装置,通过调整质量体在弹性梁上形成的悬臂梁长度,实现吸振器固有频率的自适应控制。同时提供了基于上述智能自适应吸振器的阵列整合装置及应用。本发明结构简单、不仅能够对被控对象的单一振动实现精密抑制,还能够对被控对象的多频率叠加振动进行精密抑制控制,通过结构的特殊性还实现了惯性驱动和发电的应用,适合在多领域推广。
Description
技术领域
本发明涉及主动吸振器技术领域的一种振动主动控制装置,具体地,涉及一种可根据振源强度和振源方位自适应调整进行最优效果振动抑制的智能自适应吸振器、阵列整合装置及其应用。
背景技术
振动问题是精密工程领域普遍存在的问题,针对振动减隔振理论和技术和器件研究也非常广泛。由于动力吸振器在不影响主振动体(被控对象)任何结构情况下通过表面吸附等方式安装便可实现振动控制效果的方式,结构设计简单,安装使用非常便利,因此受到了普遍重视。但是,动力吸振器当设计结构确定后,其减隔振的频率就确定了,基于与被控对象实现共振的吸振原理,当被控制对象的振动频率发生变化,那么动力吸振器吸振效果就会受到很大影响。因此,人们进一步研制了可变动力吸振器结构刚度,进而可以调整动力吸振器固有频率,以匹配被控对象的振动频率变化而达到振动的最佳主动吸振效果。经过检索发现:申请号:201320797303.1、申请日:2013-12-05,提出了一种频率可调悬臂梁式吸振器专利,包括底座、悬臂梁、质量圆盘,底座的下端固定在振动设备上,底座的上端以及质量圆盘上均设置通孔,通孔里均设置内螺纹,悬臂梁上设置与通孔相配合的外螺纹,悬臂梁通过外螺纹安装在底座和质量圆盘的通孔里,底座的通孔两端安装固定螺母将底座与悬臂梁的位置固定,质量圆盘的通孔两端安装调整螺母将质量圆盘与悬臂梁的相对位置限定,且调整螺母可调,即质量圆盘与悬臂梁的相对位置可调。本实用新型吸振频率可灵活调节,且可调节余地较大。零件易于加工和替换。与电磁式和电动式可调谐吸振器相比,无电磁泄漏现象。结构简单,工作稳定,易于安装。
这种技术目的是实现频率可调,但是其频率可调是通过手工离线调整螺母实现质量圆盘与悬臂梁的相对位置来达到改变吸振器固有频率目的的。这种方式的缺点是其调整方式不能在被控对象工作是在线调整,并且每次调整后结构便固定了,因而固有频率确定,依然不能解决被控对象频率时变情况下的吸振器最有频率的对应调整。另外,在密频和多种频率特征振动问题的抑制方面,目前的技术都无法解决。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述不足,提供了一种智能自适应吸振器、阵列整合装置及其应用,根据振源强度和振源方位自适应调整进行最优效果的振动抑制,并能将振动能转化为电能进行发电、通过质量体移动的惯性实现惯性位移驱动、通过调整质量体的质心进而调整整个装置的质心。
本发明是通过以下技术方案实现的。
根据本发明的第一个方面,提供了一种智能自适应吸振器,包括:驱动体、质量体以及弹性梁;其中:
所述驱动体设置于弹性梁的一端;
所述质量体可移动地设置于弹性梁上,并在驱动体的驱动力下沿弹性梁往复移动;当质量体移动至与被控对象之间处于共振状态的位置时,质量体在弹性梁上位置固定。
优选地,所述驱动体为电磁力发生器;所述质量体包括滑动永磁体,所述滑动永磁体在电磁力发生器产生的交变磁场作用力下往复运动。
优选地,所述质量体还包括电磁箝位装置,所述电磁箝位装置设置于滑动永磁体远离驱动体的一端,所述滑动永磁体通过电磁箝位装置进行位置固定;
所述电磁箝位装置包括磁场产生装置、滚动体以及壳体,其中,所述磁场产生装置设置于壳体的外部,所述壳体套接于弹性梁的外部,所述滚动体设置于壳体与弹性梁之间;所述壳体包括端部A和端部B,所述端部A的宽度小于端部B的宽度,磁场产生装置的磁场作用力驱动滚动体在端部A和端部B之间往复运动时,实现质量体的夹紧与释放;
所述滑动永磁体与电磁箝位装置之间设有隔磁体。
优选地,所述弹性梁的内部设有至少一个电磁铁,所述滑动永磁体在电磁铁的磁力作用下进行位置微调整和/或位置固定。
优选地,所述弹性梁采用如下任一种结构:
-弹性刚性体;
-直线电机,包括弹性输出轴以及两个以上成对设置于弹性输出轴上且由中间伸缩膨胀体相互对称连接的电磁箝位机构,通过交替控制一对电磁箝位机构中一侧卡紧一侧释放的方式实现弹性输出轴无限延长;
所述电磁箝位机构包括:磁场产生装置、滚动体以及壳体,其中,所述磁场产生装置设置于壳体的外部,所述壳体套接于弹性输出轴的外部,所述滚动体设置于壳体与弹性输出轴之间;所述壳体包括端部A和端部B,所述端部A的宽度小于端部B的宽度,磁场产生装置的磁场作用力驱动滚动体在端部A和端部B之间往复运动时,实现弹性输出轴的夹紧与释放;
所述驱动体设置于弹性输出轴上,并位于电磁箝位机构弹性输出轴输出的一侧。
优选地,所述驱动体为电机,所述质量体为螺母,所述弹性梁采用弹性螺纹杆,所述螺母在电机驱动下沿弹性螺纹杆往复移动;所述螺母通过自锁功能与弹性螺纹杆之间位置固定。
优选地,所述驱动体为电磁线圈,所述质量体为滑块,所述弹性梁包括弹性杆以及设置于弹性杆外部的滑竿,所述滑竿采用热膨胀合金材料、形状记忆合金材料或磁致形状记忆合金材料,所述滑块套设于滑竿的外部,所述滑竿在电磁线圈的热作用下伸长,并在冷却后缩短,进而带动滑块相对弹性杆往复移动;所述滑块与滑竿之间固定连接,当滑竿长度固定时,所述滑块与弹性杆之间位置固定。
优选地,所述智能自适应吸振器还包括终端限位传感器装置,所述终端限位传感器装置设置于弹性梁的另一端端部;
所述终端限位传感器装置包括固定永磁体和励磁线圈,所述固定永磁体设置于弹性梁上,所述励磁线圈与固定永磁体之间能够形成励磁场;
当质量体与被控对象之间处于共振状态时,励磁线圈产生的电流强度最大,通过电流强度自传感共振状态。
优选地,所述智能自适应吸振器还包括压电传感器装置,所述压电传感器装置包括铁磁体、磁致伸缩体、导磁体以及压电体,所述铁磁体设置于固定永磁体的外部,所述铁磁体与导磁体之间形成闭合磁路,所述磁致伸缩体位于闭合磁路内,所述压电体与磁致伸缩体相接触,并磁致伸缩体的伸缩作用力下产生电信号;
当质量体与被控对象之间处于共振状态时,电信号强度最大,通过电信号强度自传感共振状态。
优选地,所述智能自适应吸振器还包括框架体,所述驱动体、质量体、弹性梁、终端限位传感器装置以及压电传感器装置均设置于框架体内。
根据本发明的第二个方面,提供了一种智能自适应吸振器阵列整合装置,包括多个单元体,所述多个单元体之间呈X\Y\Z方向立体阵列排列连接或呈中心向外放射状阵列排列连接;其中:每一个单元体均包括至少一个上述智能自适应吸振器,通过调整任一个或任多个单元体内智能自适应吸振器的刚度系数,实现被控对象的多频率叠加振动频率的吸振。
根据本发明的第三个方面,提供了一种质心调整装置,包括多个单元体,所述多个单元体之间呈X\Y\Z方向立体阵列排列连接或呈中心向外放射状阵列排列连接;其中:每一个单元体均包括至少一个上述智能自适应吸振器,通过调整任一个或任多个单元体内智能自适应吸振器的质量体移动而改变质量体质心位置,进而实现质心调整装置的质心微调整。
根据本发明的第四个方面,提供了一种基于上述智能自适应吸振器的惯性位移驱动装置,通过驱动体驱动质量体快速向终端限位传感器装置移动,当到达终端限位传感器装置时,质量体在惯性作用下继续移动,进而带动智能自适应吸振器整体移动一步;质量体在驱动体的反向磁场力作用下慢回,重复快速向终端限位传感器装置移动以及慢回的过程,实现基于智能自适应吸振器的位移输出。
根据本发明的第五个方面,提供了一种基于上述智能自适应吸振器的发电装置,被控对象的振动通过智能自适应吸振器的终端限位传感器装置,将振动能转化为电能;和/或
被控对象的振动通过智能自适应吸振器的压电传感器装置,将振动能转化为电能。
优选地,所述终端限位传感器装置将振动能转化为电能通过以下方式实现:
固定永磁体随质量体的振动而振动,固定永磁体的振动对励磁线圈产生励磁场,并激励励磁线圈产生励磁电流;改变质量体在弹性梁上的位置,当质量体与被控对象之间共振时,励磁线圈产生的电流强度最大。
优选地,固定永磁体随质量体的振动而振动,固定永磁体的振动对励磁线圈产生励磁场,铁磁体在励磁场的作用下与导磁体之间形成闭合磁路,磁致伸缩体在闭合磁路的交变磁场作用力下伸缩,所述压电体在磁致伸缩体的伸缩作用力下产生电信号;改变质量体在弹性梁上的位置,当质量体与被控对象之间共振时,电信号强度最大。
本发明提供的智能自适应吸振器,其工作原理为:
将框架体1及其所包含的所有部件作为一个整体的吸振结构单元,那么该单元的固有频率将随弹性梁6的刚度系数K改变而改变,而K值根据关系式K=3EI/L3(N/m),其中I为截面二次矩(m4),E为弹性模量(N/m2),L为悬臂梁长度(即电磁力发生器到质量体移动至任一个位置时质心之间的距离),可知刚度系数K将随L改变而改变,并且为L的三次方的倒数关系。因此,改变L的大小,可以非常灵敏的改变K,从而调节整体吸振结构单元的固有频率。因此可以通过电信号产生的电磁力推动滑动永磁体3并通过电磁箝位装置5复合作用,将由滑动永磁体3和电磁箝位装置5组成的质量体M,控制在在弹性梁上距电磁力发生器2距离为任意L的位置上。从而实时调节和改变吸振结构单元的固有频率以跟踪被控体的振动频率,可控的或自动跟踪被控对象的振动频率而实现共振吸振状态。
除此之外,在弹性梁6末端设置一个固定永磁体7,该固定永磁体7将随着弹性梁6上的质量体振动。因此,固定永磁体7将激励励磁线圈9产生励磁电流。该励磁电流信号可以用于检测固定永磁体7的振幅和频率进而监控整个系统的振动特性,当质量体与被控对象之间处于共振状态时,电流强度最大,通过电流强度自传感共振状态,实现自适应控制。也可以用于将该点发电,而将振动的机械能转换为电能。另外,固定永磁体7振动过程中的位置往复变化,也对磁致伸缩体10产生了一个交变磁场激励,而产生磁致伸缩效应并输出力作用于压电体12,使其产生压电传感信号,或用于将振动能转换成压电电能而发电。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
1、本发明通过调整悬臂梁的长度L,即可准确设置吸振器的固有频率,进而实现对被控对象振动的抑制。
2、本发明可以通过终端限位传感器装置实时调整吸振器至与被控对象共振的状态,当质量体移动式,吸振器可以直接到达能够处于共振状态的位置,实现自传感智能吸振,调整更精密。
3、通过压电传感器装置采集到的电信号调整终端限位传感器装置的位置,实现吸振位置的精确控制。
4、由于被控对象的振动频率通常为多频率的叠加,本发明提供的阵列整合装置,可以在每一个单元体内调整弹性梁的刚度系数,进而实现对多频率叠加的振动频率进行一致。
5、本发明中弹性梁可以采用直线电机的形式,克服了电磁的限制,使悬臂梁的长度L无限延长。
6、悬臂梁的长度L即电磁力发生器到质量体移动至任一位置时的质心之间的距离,通过调整每一个单元体内质量体的质心位置,从而可以改变整个阵列整合装置的质心。
7、本发明还可以通过终端限位传感器装置和/或压电传感器装置,将被控对象的振动能转化为电能,由于振动能的持续性,且会调整至处于共振状态,基于智能自适应吸振器的发电装置具有更高的发电效率。
8、本发明还可以利用质量体移动时的惯性,实现智能自适应吸振器整体的位移输出,形成惯性位移驱动装置。
本发明提供的智能自适应吸振器、阵列整合装置及其应用,基于智能自适应吸振器,结构简单、不仅能够对被控对象的单一振动实现精密抑制,还能够对被控对象的多频率叠加振动进行精密抑制控制,通过结构的特殊性还实现了质心调整、惯性位移驱动和发电的应用,适合在多领域推广。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明智能自适应吸振器一种结构示意图;
图2为本发明智能自适应吸振器工作状态示意图,其中:(a)为质量体初始位置状态,(b)为质量体移动状态,(c)为质量体在移动过程中任一位置固定状态;
图3为本发明智能自适应吸振器电磁箝位装置的另一种结构示意图;
图4为本发明智能自适应吸振器弹性体内设置电磁铁示意图;
图5为本发明惯性位移驱动装置工作状态示意图,其中:(a)为质量体初始位置状态,(b)为质量体快速移动至终端限位传感器装置状态,(c)为质量体慢回至初始位置状态;
图6为本发明智能自适应吸振器另一种结构示意图;
图7为本发明智能自适应吸振器阵列整合装置的立方体阵列结构示意图;
图8为本发明智能自适应吸振器的工作状态示意图。
图中:
1 为框架体
2 为电磁力发生器
3 为滑动永磁体
4 为隔磁体
5 为电磁箝位装置
6 为弹性梁
7 为固定永磁体
8 为铁磁体
9 为励磁线圈
10 为磁致伸缩体
11 为导磁体
12 为压电体
13 为电机
14 为螺母
15 为螺纹杆
16 为滑竿
A 为智能自适应吸振器
B 为被控对象
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供了一种智能自适应吸振器,如图1所示,包括:驱动体、质量体以及弹性梁;其中:
所述驱动体设置于弹性梁的一端;
所述质量体可移动地设置于弹性梁上,并在驱动体的驱动力下沿弹性梁自动往复移动;当质量体移动至与被控对象之间处于共振状态的位置时,质量体在弹性梁上位置自动固定。
所述智能自适应吸振器的固有频率表达式为其中,K为弹性梁的刚度系数,所述M为质量体的质量;
所述弹性梁的刚度系数K的表达式为:K=3EI/L3,其中,I为截面二次矩,E为弹性模量,L为质量体在弹性梁上形成的悬臂梁的长度(如图2所示),L的值通过被控对象的频率确定;
通过调整L的值,实现智能自适应吸振器的固有频率与被控对象的振动频率一致。
进一步地,所述驱动体为电磁力发生器。
进一步地,所述质量体包括滑动永磁体,所述滑动永磁体在电磁力发生器产生的交变磁场作用力下往复运动。
进一步地,所述弹性梁采用如下任一种结构:
-弹性刚性体;
-直线电机,包括弹性输出轴以及两个以上成对设置于弹性输出轴上且由中间伸缩膨胀体相互对称连接的电磁箝位机构,通过交替控制一对电磁箝位机构中一侧卡紧一侧释放的方式实现弹性输出轴无限延长;
所述电磁箝位机构包括:磁场产生装置、滚动体以及壳体,其中,所述磁场产生装置设置于壳体的外部,所述壳体套接于弹性输出轴的外部,所述滚动体设置于壳体与弹性输出轴之间;所述壳体包括端部A和端部B,所述端部A的宽度小于端部B的宽度,磁场产生装置的磁场作用力驱动滚动体在端部A和端部B之间往复运动时,实现弹性输出轴的夹紧与释放;
所述驱动体设置于弹性输出轴上,并位于电磁箝位机构弹性输出轴输出的一侧。
进一步地,所述智能自适应吸振器还包括框架体,所述驱动体、质量体、弹性梁均设置于框架体内。
本实施例可通过L值准确设置吸振器的固有频率,进而实现对被控对象振动的抑制。
实施例2
实施例2为实施例1的变化例,如图1所示,本实施例在实施例1的基础上,所述智能自适应吸振器还包括终端限位传感器装置,所述终端限位传感器装置设置于弹性梁的另一端端部。
进一步地,所述终端限位传感器装置包括固定永磁体和励磁线圈,所述固定永磁体设置于弹性梁上,所述励磁线圈与固定永磁体之间能够形成励磁场。
当质量体与被控对象之间处于共振状态时,励磁线圈产生的电流强度最大,通过电流强度自传感共振状态。
所述终端限位传感器装置设置于框架体内。
实施例3
实施例3为实施例2的变化例,如图1所示,本实施例在实施例2的基础上,所述智能自适应吸振器还包括压电传感器装置,所述压电传感器装置包括铁磁体、磁致伸缩体、导磁体以及压电体,所述铁磁体设置于固定永磁体的外部,所述铁磁体与导磁体之间形成闭合磁路,所述磁致伸缩体位于闭合磁路内,所述压电体与磁致伸缩体相接触,并磁致伸缩体的伸缩作用力下产生电信号;
当质量体与被控对象之间处于共振状态时,电信号强度最大,通过电信号强度自传感共振状态。
所述压电传感器装置设置于框架体内。
实施例4
本实施例为实施例1至3的变化例,如图1和图3所示,本实施例在实施例1至3中任一项的基础上,所述质量体还包括电磁箝位装置,所述电磁箝位装置设置于滑动永磁体远离驱动体的一端,所述滑动永磁体通过电磁箝位装置进行位置固定。
进一步地,所述电磁箝位装置包括磁场产生装置、滚动体以及壳体,其中,所述磁场产生装置设置于壳体的外部,所述壳体套接于弹性梁的外部,所述滚动体设置于壳体与弹性梁之间;所述壳体包括端部A和端部B,所述端部A的宽度小于端部B的宽度,磁场产生装置的磁场作用力驱动滚动体在端部A和端部B之间往复运动时,实现质量体的夹紧与释放。
进一步地,所述滑动永磁体与电磁箝位装置之间设有隔磁体。
由于实施例1至实施例4的质量体不设置电磁箝位装置,因此质量体在移动过程中对任一位置的调整稳定性差,直至末端;增加了电磁箝位装置,能够有效控制质量体在移动过程中任一位置的夹紧和释放。
实施例5
实施例5为实施例1至4的变化例,如图4所示,本实施例在实施例1至4中任一项的基础上,所述弹性梁(弹性刚性体或弹性输出轴)的内部设有至少一个电磁铁,所述滑动永磁体在电磁铁的磁力作用下进行位置微调整。
当质量体不设置电磁箝位装置时,通过对电磁铁施加交变磁场,能够实现质量体的位置微调整以及位置固定;
当质量体设置电磁箝位装置时,通过对电磁铁施加交变磁场,能够实现质量体的位置微调整。
实施例6
实施例6为实施例1的变化例,如图6所示,实施例6与实施例1的区别在于,所述驱动体为电机,所述质量体为螺母,所述弹性梁采用弹性螺纹杆,所述螺母在电机驱动下沿弹性螺纹杆往复移动;由于螺母具有自锁功能,因此,在没有电磁箝位装置和终端限位传感器装置的情况下,本实施例也能够实现质量体在任意位置的固定。
进一步地,所述螺纹杆的外部还设有滑竿。
实施例7
实施例7为实施例6的变化例,如图6所示,实施例7与实施例6的区别在于,所述驱动体为电磁线圈,所述质量体为滑块,所述弹性梁包括弹性杆以及设置于弹性杆外部的滑竿,所述滑竿采用热或磁致膨胀或变形合金材料,例如热膨胀合金材料、形状记忆合金材料或磁致形状记忆合金材料,所述滑块套设于滑竿的外部,所述滑竿在电磁线圈的热作用下伸长,并在冷却后缩短,进而带动滑块相对弹性杆往复移动;所述滑块与滑竿之间固定连接,当滑竿伸长的长度固定时,所述滑块与弹性杆之间位置固定。
实施例8
实施例8为实施例2的变化例,如图5所示,本实施例提供的智能自适应吸振器不设置电磁箝位装置以及电磁铁,质量体在交变磁场作用力下直接滑动至弹性梁的端部。
在本实施例中,优选地,弹性梁采用直线电机结构,首先根据被控对象的振动频率计算出L的长度,然后将弹性输出轴向位移输出方向移动相应的长度,施加交变磁场,使质量体移动至弹性梁的端部。
实施例9
本实施例提供了一种智能自适应吸振器阵列整合装置,如图7所示,包括多个单元体,所述多个单元体之间呈X\Y\Z方向立体阵列排列连接或呈中心向外放射状阵列排列连接;其中:每一个单元体均包括至少一个实施例1至6中任一项所述的智能自适应吸振器,通过调整每一个单元体内智能自适应吸振器的刚度系数,实现被控对象的多频率叠加振动频率的吸振。
实施例10
本实施例提供了一种质心调整装置,如图7所示,包括多个单元体,所述多个单元体之间呈X\Y\Z方向立体阵列排列连接或呈中心向外放射状阵列排列连接;其中:每一个单元体均包括至少一个上述智能自适应吸振器,通过调整任一个或任多个单元体内智能自适应吸振器的质量体移动而改变质量体质心位置,整个装置也即变为一个能进行总体质心调整的装置,通过质心调整装置实现质量平衡调整。
实施例11
本实施例提供了一种智能自适应吸振器的应用,具体是一种基于智能自适应吸振器的惯性位移驱动装置,如图5(a)、图5(b)和图5(c)所示,通过驱动体驱动质量体快速向终端限位传感器装置移动,当到达终端限位传感器装置时,质量体在惯性作用下继续移动,进而带动智能自适应吸振器整体移动一步;质量体在驱动体的反向磁场力作用下慢回,重复快速向终端限位传感器装置移动以及慢回的过程,实现基于智能自适应吸振器的位移输出。
实施例12
本实施例提供了一种智能自适应吸振器的应用,具体是一种基于智能自适应吸振器的发电装置,被控对象的振动通过智能自适应吸振器的终端限位传感器装置,将振动能转化为电能;和/或
被控对象的振动通过智能自适应吸振器的压电传感器装置,将振动能转化为电能。
优选地,所述终端限位传感器装置将振动能转化为电能通过以下方式实现:
固定永磁体随质量体的振动而振动,固定永磁体的振动对励磁线圈产生励磁场,并激励励磁线圈产生励磁电流;改变质量体在弹性梁上的位置,当质量体与被控对象之间共振时,励磁线圈产生的电流强度最大。
优选地,固定永磁体随质量体的振动而振动,固定永磁体的振动对励磁线圈产生励磁场,铁磁体在励磁场的作用下与导磁体之间形成闭合磁路,磁致伸缩体在闭合磁路的交变磁场作用力下伸缩,所述压电体在磁致伸缩体的伸缩作用力下产生电信号;改变质量体在弹性梁上的位置,当质量体与被控对象之间共振时,电信号强度最大。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。
Claims (15)
1.一种智能自适应吸振器,其特征在于,包括:驱动体、质量体以及弹性梁;其中:
所述驱动体设置于弹性梁的一端;
所述质量体可移动地设置于弹性梁上,并在驱动体的驱动力下沿弹性梁往复移动;当质量体移动至与被控对象之间处于共振状态的位置时,质量体在弹性梁上位置固定。
2.根据权利要求1所述的智能自适应吸振器,其特征在于,所述驱动体为电磁力发生器;所述质量体包括滑动永磁体,所述滑动永磁体在电磁力发生器产生的交变磁场作用力下往复运动。
3.根据权利要求2所述的智能自适应吸振器,其特征在于,所述质量体还包括电磁箝位装置,所述电磁箝位装置设置于滑动永磁体远离驱动体的一端,所述滑动永磁体通过电磁箝位装置进行位置固定;
所述电磁箝位装置包括磁场产生装置、滚动体以及壳体,其中,所述磁场产生装置设置于壳体的外部,所述壳体套接于弹性梁的外部,所述滚动体设置于壳体与弹性梁之间;所述壳体包括端部A和端部B,所述端部A的宽度小于端部B的宽度,磁场产生装置的磁场作用力驱动滚动体在端部A和端部B之间往复运动时,实现质量体的夹紧与释放;
所述滑动永磁体与电磁箝位装置之间设有隔磁体。
4.根据权利要求2所述的智能自适应吸振器,其特征在于,所述弹性梁的内部设有至少一个电磁铁,所述滑动永磁体在电磁铁的磁力作用下进行位置微调整和/或位置固定。
5.根据权利要求2所述的智能自适应吸振器,其特征在于,所述弹性梁采用如下任一种结构:
-弹性刚性体;
-直线电机,包括弹性输出轴以及两个以上成对设置于弹性输出轴上且由中间伸缩膨胀体相互对称连接的电磁箝位机构,通过交替控制一对电磁箝位机构中一侧卡紧一侧释放的方式实现弹性输出轴无限延长;
所述电磁箝位机构包括:磁场产生装置、滚动体以及壳体,其中,所述磁场产生装置设置于壳体的外部,所述壳体套接于弹性输出轴的外部,所述滚动体设置于壳体与弹性输出轴之间;所述壳体包括端部A和端部B,所述端部A的宽度小于端部B的宽度,磁场产生装置的磁场作用力驱动滚动体在端部A和端部B之间往复运动时,实现弹性输出轴的夹紧与释放;
所述驱动体设置于弹性输出轴上,并位于电磁箝位机构弹性输出轴输出的一侧。
6.根据权利要求1所述的智能自适应吸振器,其特征在于,所述驱动体为电机,所述质量体为螺母,所述弹性梁采用弹性螺纹杆,所述螺母在电机驱动下沿弹性螺纹杆往复移动;所述螺母通过自锁功能与弹性螺纹杆之间位置固定。
7.根据权利要求1所述的智能自适应吸振器,其特征在于,所述驱动体为电磁线圈,所述质量体为滑块,所述弹性梁包括弹性杆以及设置于弹性杆外部的滑竿,所述滑竿采用热膨胀合金材料、形状记忆合金材料或磁致形状记忆合金材料,所述滑块套设于滑竿的外部,所述滑竿在电磁线圈的热作用下伸长,并在冷却后复位或缩短,进而带动滑块相对弹性杆往复移动;所述滑块与滑竿之间固定连接,当滑竿长度固定时,所述滑块与弹性杆之间位置固定。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的智能自适应吸振器,其特征在于,所述智能自适应吸振器还包括终端限位传感器装置,所述终端限位传感器装置设置于弹性梁的另一端端部;
所述终端限位传感器装置包括固定永磁体和励磁线圈,所述固定永磁体设置于弹性梁上,所述励磁线圈与固定永磁体之间能够形成励磁场;
当质量体与被控对象之间处于共振状态时,励磁线圈产生的电流强度最大,通过电流强度自传感共振状态。
9.根据权利要求8所述的智能自适应吸振器,其特征在于,所述智能自适应吸振器还包括压电传感器装置,所述压电传感器装置包括铁磁体、磁致伸缩体、导磁体以及压电体,所述铁磁体设置于固定永磁体的外部,所述铁磁体与导磁体之间形成闭合磁路,所述磁致伸缩体位于闭合磁路内,所述压电体与磁致伸缩体相接触,并磁致伸缩体的伸缩作用力下产生电信号;
当质量体与被控对象之间处于共振状态时,电信号强度最大,通过电信号强度自传感共振状态。
10.根据权利要求9所述的智能自适应吸振器,其特征在于,所述智能自适应吸振器还包括框架体,所述驱动体、质量体、弹性梁、终端限位传感器装置以及压电传感器装置均设置于框架体内。
11.一种智能自适应吸振器阵列整合装置,其特征在于,包括多个单元体,所述多个单元体之间呈X\Y\Z方向立体阵列排列连接或呈中心向外放射状阵列排列连接;其中:每一个单元体均包括至少一个权利要求1至10中任一项所述的智能自适应吸振器,通过调整任一个或任多个单元体内智能自适应吸振器的刚度系数,实现被控对象的多频率叠加振动频率的吸振。
12.一种质心调整装置,其特征在于,包括多个单元体,所述多个单元体之间呈X\Y\Z方向立体阵列排列连接或呈中心向外放射状阵列排列连接;其中:每一个单元体均包括至少一个权利要求1至10中任一项所述的智能自适应吸振器,通过调整任一个或任多个单元体内智能自适应吸振器的质量体移动而改变质量体质心位置,实现质心调整装置的质心调整。
13.一种基于权利要求8或9所述的智能自适应吸振器的惯性位移驱动装置,其特征在于,通过驱动体驱动质量体快速向终端限位传感器装置移动,当到达终端限位传感器装置时,质量体在惯性作用下继续移动,进而带动智能自适应吸振器整体移动一步;质量体在驱动体的反向磁场力作用下慢回,重复快速向终端限位传感器装置移动以及慢回的过程,实现基于智能自适应吸振器的位移输出。
14.一种基于权利要求8或9所述的智能自适应吸振器的发电装置,其特征在于,被控对象的振动通过智能自适应吸振器的终端限位传感器装置,将振动能转化为电能;和/或
被控对象的振动通过智能自适应吸振器的压电传感器装置,将振动能转化为电能。
15.根据权利要求14所述的智能自适应吸振器的发电装置,其特征在于,
所述终端限位传感器装置将振动能转化为电能通过以下方式实现:
固定永磁体随质量体的振动而振动,固定永磁体的振动对励磁线圈产生励磁场,并激励励磁线圈产生励磁电流;改变质量体在弹性梁上的位置,当质量体与被控对象之间共振时,励磁线圈产生的电流强度最大;
所述压电传感器装置将振动能转化为电能通过以下方式实现:
固定永磁体随质量体的振动而振动,固定永磁体的振动对励磁线圈产生励磁场,铁磁体在励磁场的作用下与导磁体之间形成闭合磁路,磁致伸缩体在闭合磁路的交变磁场作用力下伸缩,所述压电体在磁致伸缩体的伸缩作用力下产生电信号;改变质量体在弹性梁上的位置,当质量体与被控对象之间共振时,电信号强度最大。
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