CN104819234B - 基于磁浮和电动组合三向解耦的自适应等刚度隔振器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于磁浮和电动组合三向解耦的自适应等刚度隔振器,主要涉及电子仪器的三向等刚度隔振领域。本发明包括装设于隔振外壳内部的三向平动块、连接所述三向平动块与隔振平台的隔振连杆、装设于所述隔振外壳与所述三向平动块之间的磁浮阻尼系统和电动阻尼系统；X、Y、Z三个方向，至少一个方向装设有磁浮阻尼系统，至少一个方向装设有电动阻尼系统。本发明提供了一种结构合理、隔振性能更好的、基于磁浮和电动组合三向解耦的自适应等刚度隔振器。
Description
技术领域
本发明主要涉及电子仪器的三向等刚度隔振领域，特指一种基于磁浮和电动组合三向解耦的自适应等刚度隔振器。
背景技术
电子设备在应用过程中，通常要对其进行主动隔振保护。尤其是高、精、尖端电子设备，需要三个方向等刚度隔振。传统技术中，对电子设备隔振采用采用钢丝绳隔振器、橡胶隔振器、金属弹簧隔振器、无谐峰阻尼隔振器等。这些隔振器虽然能实现一定程度的隔振，但都存在如下缺陷：X、Y、Z三个方向刚度差别较大；三个方向刚度相互耦合；三个方向的刚度不能随外界的振动自适应调节。
现有技术中，专利文件(专利号：201210449640.1)公开了一种三向等刚度金属隔振器，通过六根设置于凸轴上的压缩螺旋弹簧实现了X、Y、Z向等刚度隔振。上述技术成功解决了X、Y、Z向三个刚度差别较大的问题，实现了三个方向的等刚度隔振。上述技术采用的压缩螺旋弹簧具有一定的抗弯曲性能和恒定的刚度性能，故仍然存在两个缺陷：(1)三个隔振方向的压缩螺旋弹簧存在着刚度耦合作用；(2)压缩螺旋弹簧的刚度不能自发的主动调节。因此，设计一种在三个隔振方向上具有相等刚度、三向刚度解耦、且刚度可改变的自适应等刚度隔振器具有重要的价值。
发明内容
本发明的发明目的：针对现有隔振器的三向刚度耦合、刚度不能调节等存在的技术问题，本发明的目的是提供一种结构合理、隔振性能更好的、基于磁浮和电动组合三向解耦的自适应等刚度隔振器。
为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种基于磁浮和电动组合三向解耦的自适应等刚度隔振器，它包括装设于隔振外壳内部的三向平动块、连接所述三向平动块与隔振平台的隔振连杆、装设于所述隔振外壳与所述三向平动块之间的磁浮阻尼系统和电动阻尼系统；X、Y、Z三个方向，至少一个方向装设有磁浮阻尼系统，至少一个方向装设有电动阻尼系统。
本发明的磁浮阻尼系统包括装设有磁浮系统滚轮的磁流变液下端盖，连接所述磁流变液下端盖、磁流变液上端盖的磁流变液缸体，装设于所述磁流变液缸体内部自由运动的磁浮活塞，一端装设于所述磁浮活塞上，另一端通过磁浮铰链连接所述三向平动块的磁浮活塞杆；所述磁浮活塞将所述磁流变液缸体分割为磁流变液A室、磁流变液B室两部分；所述磁流变液缸体内部的磁流变液，通过开设于所述磁浮活塞上的磁浮节流孔在所述磁流变液A室、磁流变液B室之间自由流动；所述磁浮阻尼系统通过所述磁浮系统滚轮可以在所述隔振外壳的内表面上自由滚动；所述电动阻尼系统包括装设有压电薄膜的薄膜基体，连接所述薄膜基体与电动活塞的电动活塞杆，两端开口的电流变液缸体，分别装设于所述电流变液缸体两端的电流变液上端盖、电流变液下端盖，装设于所述电流变液缸体内部的电动活塞；所述电动活塞将所述电流变液缸体分割为电流变液A室和电流变液B室两部分；所述电动活塞上开设有电动节流孔；所述电流变液下端盖装设有电动系统滚轮，可在所述隔振外壳的内表面自由滚动；位于所述电流变液缸体内部的电流变液通过所述电动节流孔在电流变液A室、电流变液B室之间自由流动；所述压电薄膜将所述三向平动块上的压力转变为电流变液上端盖、电流变液下端盖上的电压，形成电场控制电流变液；所述磁浮阻尼系统和电动阻尼系统相互独立，即X、Y、Z三向解耦；所述磁浮阻尼系统和电动阻尼系统通过改变磁场和电场调节磁流变液和电流变液的阻尼，即自适应调节X、Y、Z方向的刚度。
本发明的有益效果：提出一种基于磁浮和电动组合三向解耦的自适应等刚度隔振器，采用磁浮和电动组合技术实现了X、Y、Z三个方向的等刚度、刚度解耦、三向刚度主动调节的功能。因此，相比现有的隔振器，本发明提出的基于磁浮和电动组合三向解耦的自适应等刚度隔振器具有更加优越的三向隔振性能，能够更好的对电子设备进行三向隔振保护。
附图说明
图1是本发明的Z向磁浮、XY向电动组合三向解耦的自适应等刚度隔振器的结构主视图。
图2是本发明的Z向磁浮、XY向电动组合三向解耦的自适应等刚度隔振器的结构俯视图。
图3是本发明的Z向电动、XY向磁浮组合三向解耦的自适应等刚度隔振器的结构主视图。
图4是本发明的Z向电动、XY向磁浮组合三向解耦的自适应等刚度隔振器的结构俯视图。
图5是本发明的磁浮阻尼系统结构原理示意图。
图6是本发明的电动阻尼系统结构原理示意图。
图中，1—隔振外壳；2—三向平动块；31—隔振连杆；32—隔振平台；4—磁浮阻尼系统；41—磁浮系统滚轮；42—磁流变液下端盖；43—磁流变液缸体；44—磁浮活塞；441—磁浮节流孔；45—磁流变液上端盖；46—磁浮活塞杆；47—磁浮铰链；481—磁流变液A室；482—磁流变液B室；5—电动阻尼系统；51—压电薄膜；52—薄膜基体；53—电动活塞杆；54—电流变液上端盖；55—电流变液缸体；56—电流变液下端盖；57—电动活塞；571—电动节流孔；58—电动系统滚轮；591—电流变液B室；592—电流变液A室。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
结合图1和图2，作为实施实例一，本发明的基于磁浮和电动组合三向解耦的自适应等刚度隔振器，包括装设于隔振外壳1内部的三向平动块2、连接所述三向平动块2与隔振平台32的隔振连杆31、装设于所述隔振外壳1与所述三向平动块2之间的磁浮阻尼系统4和电动阻尼系统5；Z方向装设有磁浮阻尼系统4，X、Y方向装设有电动阻尼系统5。
结合图3和图4，作为实施实例二，本发明的基于磁浮和电动组合三向解耦的自适应等刚度隔振器，包括装设于隔振外壳1内部的三向平动块2、连接所述三向平动块2与隔振平台32的隔振连杆31、装设于所述隔振外壳1与所述三向平动块2之间的磁浮阻尼系统4和电动阻尼系统5；X、Y方向装设有磁浮阻尼系统4，Z向装设有电动阻尼系统5。
参见图5所示，本发明的磁浮阻尼系统4包括装设有磁浮系统滚轮41的磁流变液下端盖42，连接所述磁流变液下端盖42、磁流变液上端盖45的磁流变液缸体43，装设于所述磁流变液缸体43内部自由运动的磁浮活塞44，一端装设于所述磁浮活塞44上，另一端通过磁浮铰链47连接所述三向平动块2的磁浮活塞杆46；所述磁浮活塞44将所述磁流变液缸体43分割为磁流变液A室481、磁流变液B室482两部分；所述磁流变液缸体43内部的磁流变液，通过开设于所述磁浮活塞44上的磁浮节流孔441在所述磁流变液A室481、磁流变液B室482之间自由流动；所述磁浮阻尼系统4通过所述磁浮系统滚轮41可以在所述隔振外壳1的内表面上自由滚动。
参见图6所示，本发明的电动阻尼系统5包括装设有压电薄膜51的薄膜基体52，连接所述薄膜基体52与电动活塞57的电动活塞杆53，两端开口的电流变液缸体55，分别装设于所述电流变液缸体55两端的电流变液上端盖54、电流变液下端盖56，装设于所述电流变液缸体55内部的电动活塞57；所述电动活塞57将所述电流变液缸体55分割为电流变液A室592和电流变液B室591两部分；所述电动活塞57上开设有电动节流孔571；所述电流变液下端盖56装设有电动系统滚轮58，可在所述隔振外壳1的内表面自由滚动；位于所述电流变液缸体55内部的电流变液通过所述电动节流孔571在电流变液A室592、电流变液B室591之间自由流动；所述压电薄膜51将所述三向平动块2上的压力转变为电流变液上端盖54、电流变液下端盖56上的电压，形成电场控制电流变液。
本发明的磁浮阻尼系统4和电动阻尼系统5相互独立，即X、Y、Z三向解耦；所述磁浮阻尼系统4和电动阻尼系统5通过改变磁场和电场调节磁流变液和电流变液的阻尼，即自适应调节X、Y、Z方向的刚度。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下做出的若干改进和润饰，都应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.基于磁浮和电动组合三向解耦的自适应等刚度隔振器，其特征在于：包括装设于隔振外壳(1)内部的三向平动块(2)、连接所述三向平动块(2)与隔振平台(32)的隔振连杆(31)、装设于所述隔振外壳(1)与所述三向平动块(2)之间的磁浮阻尼系统(4)和电动阻尼系统(5)；X、Y、Z三个方向，至少一个方向装设有磁浮阻尼系统(4)，至少一个方向装设有电动阻尼系统(5)；所述磁浮阻尼系统(4)包括装设有磁浮系统滚轮(41)的磁流变液下端盖(42)，连接所述磁流变液下端盖(42)、磁流变液上端盖(45)的磁流变液缸体(43)，装设于所述磁流变液缸体(43)内部自由运动的磁浮活塞(44)，一端装设于所述磁浮活塞(44)上，另一端通过磁浮铰链(47)连接所述三向平动块(2)的磁浮活塞杆(46)；所述磁浮活塞(44)将所述磁流变液缸体(43)分割为磁流变液A室(481)、磁流变液B室(482)两部分；所述磁流变液缸体(43)内部的磁流变液，通过开设于所述磁浮活塞(44)上的磁浮节流孔(441)在所述磁流变液A室(481)、磁流变液B室(482)之间自由流动；所述磁浮阻尼系统(4)通过所述磁浮系统滚轮(41)可以在所述隔振外壳(1)的内表面上自由滚动；所述电动阻尼系统(5)包括装设有压电薄膜(51)的薄膜基体(52)，连接所述薄膜基体(52)与电动活塞(57)的电动活塞杆(53)，两端开口的电流变液缸体(55)，分别装设于所述电流变液缸体(55)两端的电流变液上端盖(54)、电流变液下端盖(56)，装设于所述电流变液缸体(55)内部的电动活塞(57)；所述电动活塞(57)将所述电流变液缸体(55)分割为电流变液A室(592)和电流变液B室(591)两部分；所述电动活塞(57)上开设有电动节流孔(571)；所述电流变液下端盖(56)装设有电动系统滚轮(58)，可在所述隔振外壳(1)的内表面自由滚动；位于所述电流变液缸体(55)内部的电流变液通过所述电动节流孔(571)在电流变液A室(592)、电流变液B室(591)之间自由流动；所述压电薄膜(51)将所述三向平动块(2)上的压力转变为电流变液上端盖(54)、电流变液下端盖(56)上的电压，形成电场控制电流变液；所述磁浮阻尼系统(4)和电动阻尼系统(5)相互独立，即X、Y、Z三向解耦；所述磁浮阻尼系统(4)和电动阻尼系统(5)通过改变磁场和电场调节磁流变液和电流变液的阻尼，即自适应调节X、Y、Z方向的刚度。
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