CN107489725A - 一种适用于宽频激励的mre减振装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于宽频激励的MRE减振装置，包括活塞、套筒和MRE材料层，活塞包括活塞轴和活塞体，活塞轴上缠绕设置绕组线圈，套筒作为绕组线圈的磁轭，MRE材料层硫化于活塞体与套筒之间；套筒的下边缘向外延伸形成固定沿，固定沿带有用于连接基础的螺孔和螺栓，活塞体顶部通过导杆连接支撑板，支撑板上亦开设螺孔并配设螺栓，能够与减振平台连接；活塞轴和活塞体均为圆柱形。本发明能够根据外部激励频率的改变，通过调节绕组线圈上电流的大小，使MRE材料层的力学性能发生改变，从而实现减振控制的目的，本发明适用于激励频带较宽且对减振控制要求高的工作平台，并具有能耗低、制作简单、温度影响小的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种隔减振装置，尤其涉及一种针对激励频带较宽且对减振控制要求高的工作平台的MRE减振装置。
背景技术
定向与制导，精密仪器加工与测量，光学工业等的发展，对环境的振动控制提出了越来越严格的要求。特别是微电子机械技术和纳米技术的飞速发展，对物体的操作尺度已进入亚微米及纳米级别，这样对环境和操作平台的振动控制也就要求达到纳米级。对于这些工作精密的仪器来说，其工作的动力学环境较为复杂，工作稳定性易受影响。而目前所拥有的隔振装置，在车辆减振，车间振动隔离等一般工业场合有比较理想的应用效果，但是，对于隔离低频和超低频振动效果不理想，而作为精密设备的隔振装置，既要隔离平台上设备运转，空气流动和操作干扰引起的振动，又要隔离从基础传来的地球自转，人员走动等引起的细微振动。
磁流变弹性体(以下简称MRE)作为磁流变材料家族的一个新秀，兼有磁流变材料和弹性体的优点，又克服了磁流变液易沉降、稳定性差等缺点，近年来成为磁流变材料研究的一个热点。但是，目前MRE研究的焦点主要集中于MRE材料性能、力学模型及性能试验方面，而MRE装置研制及其实际应用研究较少。
因此，这里我们推荐利用磁流变弹性体材料层的力学特性，来实现平台的隔减振控制。其中，半主动控制技术将主动控制思想与被动控制策略完美结合，使之既能达到近乎主动控制的效果且控制过程稳定可靠，又兼顾实现节约控制能源的目的，故而成为大型精密仪器减振控制领域性价比最高、最具有应用前景的控制技术。因此，本专利利用磁流变弹性体材料层的力学特性，来实现平台的隔减振控制。当加工平台由于各种因素产生振动时，装置根据外部振动的频率，改变线圈中的电流大小进而改变磁场的大小，使磁流变弹性体的力学性能发生改变，实现对平台的隔减振控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种适用于宽频激励的MRE减振装置，能够根据外部激励频率的改变，通过调节绕组线圈上电流的大小，使MRE材料层的力学性能发生改变，从而实现减振控制的目的，本发明适用于激励频带较宽且对减振控制要求高的工作平台，并具有能耗低、制作简单、温度影响小的优点。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种适用于宽频激励的MRE减振装置，包括活塞和套在活塞外部的套筒，所述活塞包括活塞轴和活塞体，活塞轴上缠绕设置有绕组线圈，所述套筒作为绕组线圈的磁轭，从而在活塞和套筒之间形成闭合的磁回路，所述活塞体外壁与套筒内壁之间夹设MRE材料层，MRE材料层硫化于活塞体与套筒之间；
所述套筒的下边缘向外延伸形成固定沿，固定沿带有用于连接基础从而固定该减振装置的螺孔和螺栓，所述活塞体顶部通过导杆连接支撑板，支撑板上亦开设螺孔并配设螺栓，支撑板能够与减振平台连接；所述活塞轴和活塞体均为圆柱形。
进一步，所述MRE材料层为溴化丁基橡胶基磁流变弹性体。
进一步，所述MRE材料层的剪切力方向与MRE材料层所处位置的磁场方向相垂直。
进一步，所述活塞轴上的所述活塞体为至少一个。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明提供一种参数可控、性能优良、构造相对简单的隔减振控制装置，能够根据外部激励频率的改变，通过调整绕组线圈上电流的大小，进而调整穿过MRE材料层的磁场强度，使MRE材料层的力学性能发生改变，实现减振控制的目的，适用于激励频带较宽且对减振控制要求高的工作平台，并具有能耗低、制作简单、温度影响小的优点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的纵剖图。
图中：1、活塞轴 2、活塞体 3、套筒 4、绕组线圈 5、MRE材料层 6、导杆 7、基础 8、固定沿 9、螺栓 10、支撑板。
具体实施方式
参看附图，本发明一个具体实施方式的结构中包括活塞和套在活塞外部的套筒3，所述活塞包括活塞轴1和活塞体2，活塞轴1上缠绕设置有绕组线圈4，所述套筒3作为绕组线圈4的磁轭，从而在活塞和套筒3之间形成闭合的磁回路，所述活塞体2外壁与套筒3内壁之间夹设MRE材料层5，MRE材料层5硫化于活塞体2与套筒3之间；
所述套筒3的下边缘向外延伸形成固定沿8，固定沿8带有用于连接基础7从而固定所述减振装置的螺孔和螺栓9，所述活塞体2顶部通过导杆6连接支撑板10，支撑板10上亦开设螺孔并配设螺栓9，支撑板10能够通过螺孔和螺栓9与减振平台连接；所述活塞轴1和活塞体2均为圆柱形。
所述MRE材料层6为溴化丁基橡胶基磁流变弹性体。溴化丁基橡胶基磁流变弹性体具有较大的损耗因子，同时其机械性能亦能满足工程需要。
所述MRE材料层6的剪切力方向与MRE材料层6所处位置的磁场方向相垂直。使磁场具有最大利用率，从而能够通过绕组线圈4的电流精准控制MRE材料层6的力学特性，达到能耗低、控制精准且性能优良的减振控制目的。
所述活塞轴1上的活塞体2为两个，两个活塞体2与活塞轴1一体成形且对称设置在活塞轴1的上端和下端。
本发明具有多级组合使用的方式，能够根据隔减振对象性能要求来增减每个活塞轴1上的活塞体2数量，同时绕组线圈4的数量随之进行配套增减，使减振装置形成多级腔体结构，灵活调节该减振装置的性能参数，以满足不同工作平台的减振控制需求。
本发明的工作原理是：根据外部激励频率的改变，针对性地调整通过绕组线圈4电流的大小，使穿过MRE材料层6的磁场强度发生改变，进而使MRE材料层6的力学性能发生改变，最终使本发明随外部激励频率变化进行针对性的减振控制，适用于激励频带较宽且对减振控制要求高的工作平台，具有能耗低、制作简单、温度影响小的优点。
此外，本发明充分利用了磁流变弹性体良好的特性，即在零场下MRE材料层本身具有良好的物理机械性能，因此其兼有磁流变材料和弹性体的优点，又克服了磁流变液易沉降、稳定性差等缺点；在不加磁场时本发明可作为粘弹性隔振支座使用；本发明结构较精简，制作简单方便、造价低廉，能够广泛地用于仪器仪表，前视红外系统，红外热像仪，激光测距仪，微光夜视及红外夜视等光电侦测设备，实验室设备等可能因周围环境影响产生振动，影响测量精度，降低设备使用寿命的精密仪器中。
上述描述仅作为本发明可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的单一限制条件。
Claims (4)
1.一种适用于宽频激励的MRE减振装置，包括活塞和套在活塞外部的套筒，其特征在于：所述活塞包括活塞轴和活塞体，活塞轴上缠绕设置有绕组线圈，所述套筒作为绕组线圈的磁轭，从而在活塞和套筒之间形成闭合的磁回路，所述活塞体外壁与套筒内壁之间夹设MRE材料层，MRE材料层硫化于活塞体与套筒之间；
所述套筒的下边缘向外延伸形成固定沿，固定沿带有用于连接基础从而固定该减振装置的螺孔和螺栓，所述活塞体顶部通过导杆连接支撑板，支撑板上亦开设螺孔并配设螺栓，支撑板能够与减振平台连接；
所述活塞轴和活塞体均为圆柱形。
2.根据权利要求1所述的适用于宽频激励的MRE减振装置，其特征在于：所述MRE材料层为溴化丁基橡胶基磁流变弹性体。
3.根据权利要求1所述的适用于宽频激励的MRE减振装置，其特征在于：所述MRE材料层的剪切力方向与MRE材料层所处位置的磁场方向相垂直。
4.根据权利要求1-3任一项所述的适用于宽频激励的MRE减振装置，其特征在于：所述活塞轴上的所述活塞体为至少一个。
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