CN107859705B - 一种拉压性能完全对称的主动调频减震器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种拉压性能完全对称的主动调频减震器，属于主动变刚度减振领域。它包括减震器外壳，装设于减震器外壳两端的盖板A和盖板B，穿过盖板A可自由升降的升降支杆，装设于升降支杆上下两端的升降板A和升降板B，一个金属螺旋弹簧，n组装设于减震器外壳内部轴对称分布的刚度调节模块，n为大于2的自然数，此外，还包括控制系统，控制系统能够控制步进电机的转动实施刚度成倍调节。本发明的主动调频减震器能够主动调节系统刚度、实现抗拉压刚度完全对称的性能。

Description

一种拉压性能完全对称的主动调频减震器
技术领域
本发明主要涉及主动变刚度减振领域，特指一种拉压性能完全对称的主动调频减震器。
背景技术
减震器的刚度改变将导致系统的固有频率发生变化，现有技术的减震器主要由两类，一类是刚度基本保持恒定的减震器，另一类是刚度随位移发生被动变化，且被隔振物体正、反向位移的刚度曲线并不对称。因此，设计一种能够主动调节系统刚度和固有频率，实现拉压性能完全对称的调频减震器具有十分重要的价值。
发明内容
本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种能够主动调节系统刚度、抗拉压刚度完全对称的主动调频减震器。
为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种拉压性能完全对称的主动调频减震器，它包括减震器外壳，装设于所述减震器外壳两端的盖板A和盖板B，穿过所述盖板A可自由升降的升降支杆，装设于所述升降支杆上下两端的升降板A和升降板B，一个金属螺旋弹簧，n组装设于所述减震器外壳内部轴对称分布的刚度调节模块，n为大于2的自然数，此外，还包括控制系统。
所述n组刚度调节模块的结构完全相同，均包括双向丝杠、装设于所述双向丝杠上的正向螺母滑块和反向螺母滑块、两个刚度全等的辅助弹簧、装设于电机架上的步进电机，所述电机架固定装设于所述减震器外壳的内部；所述双向丝杠穿过两个所述辅助弹簧且可以自由运动；所述正向螺母滑块与反向螺母滑块可以相对于所述减震器外壳沿轴线运动，且总是相互靠近运动或相互远离运动；所述两个辅助弹簧分别位于所述升降板B的上下两侧，且靠近所述升降板B的一端均装设有弹簧顶板，其另一端自由。
所述弹簧顶板固定装设于所述升降板B上，其内部设有一个可以运动所述双向丝杠自由运动的圆孔。
所述双向丝杠正向转动的极限位置对应着所述辅助弹簧的自由度刚好与所述正向螺母滑块或反向螺母滑块接触；所述双向丝杠反向转动的极限位置对应着运动中的所述辅助弹簧的自由度与所述正向螺母滑块和反向螺母滑块始终非接触；金属螺旋弹簧两端分别连接所述升降板B和电机架。
所述控制系统能够控制所述步进电机的转动实施刚度调节。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)本发明的一种拉压性能完全对称的主动调频减震器，设有控制系统和一端自由的辅助弹簧，通过电机转动使得辅助弹簧的自由度与螺母滑块接触或非接触，从而实现了系统刚度的成倍改变。
(2)本发明的一种拉压性能完全对称的主动调频减震器，采用双向丝杠驱动两个辅助弹簧，当升降板B上升或下降时，起作用的辅助弹簧必然有一个受压、另一个自由。从而使得系统拉压性能完全对称，即实现了完全对称的主动变刚度调频性能。
附图说明
图1是本发明的一种拉压性能完全对称的主动调频减震器的结构原理示意图。
图2是本发明的主动调频减震器只有金属螺旋弹簧工作的原理示意图。
图3是本发明的主动调频减震器的一部分辅助弹簧工作的原理示意图。
图中，1—减震器外壳，2—盖板A，3—盖板B，41—双向丝杠，42—正向螺母滑块，43—反向螺母滑块，44—电机架，45—步进电机，5—升降板B，6—金属螺旋弹簧，7—弹簧顶板，8—辅助弹簧，9—升降支杆，10—升降板A，11—控制系统。
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。
参见图1和图2所示，本发明的一种拉压性能完全对称的主动调频减震器，包括减震器外壳1，装设于减震器外壳1两端的盖板A2和盖板B3，穿过盖板A2可自由升降的升降支杆9，装设于升降支杆9上下两端的升降板A10和升降板B5，一个金属螺旋弹簧6，n组装设于减震器外壳1内部轴对称分布的刚度调节模块，n为大于2的自然数，此外，还包括控制系统11，其特征在于：
参见图1和图2所示，n组刚度调节模块的结构完全相同，均包括双向丝杠41、装设于双向丝杠41上的正向螺母滑块42和反向螺母滑块43、两个刚度全等的辅助弹簧8、装设于电机架44上的步进电机45，电机架44固定装设于减震器外壳1的内部；双向丝杠穿过两个辅助弹簧8且可以自由运动；正向螺母滑块42与反向螺母滑块43可以相对于减震器外壳1沿轴线运动，且总是相互靠近运动或相互远离运动；两个辅助弹簧8分别位于升降板B5的上下两侧，且靠近升降板B5的一端均装设有弹簧顶板7，其另一端自由；
参见图1和图2所示，弹簧顶板7固定装设于升降板B5上，其内部设有一个可以运动双向丝杠41自由运动的圆孔；
参见图1和图2所示，双向丝杠41正向转动的极限位置对应着辅助弹簧8的自由度刚好与正向螺母滑块42或反向螺母滑块43接触；双向丝杠41反向转动的极限位置对应着运动中的辅助弹簧8的自由度与正向螺母滑块42和反向螺母滑块43始终非接触；金属螺旋弹簧6两端分别连接升降板B5和电机架44；
参见图1和图2所示，控制系统11能够控制步进电机45的转动实施刚度调节。
参见图3所示，假设所有的辅助弹簧均处于不工作状态。控制系统11启动某个步进电机45，该步进电机45带动双向丝杠41反向转动，从而带动正向螺母滑块42和反向螺母滑块43相互靠近；直至装设于该双向丝杠41上的两个辅助弹簧8的自由度与正向螺母滑块42或反向螺母滑块43相接触，关闭步进电机45；此时该刚度调节模块处于有效刚度状态，即当升降板B5向下运动时，其下方的辅助弹簧8处于压缩状态，其上方的辅助弹簧8处于自由状态，系统的刚度为金属螺旋弹簧刚度的2倍；当升降板B5向上运动时，其下方的辅助弹簧8处于自由状态，其上方的辅助弹簧8处于压缩状态，从而实现了系统抗拉压刚度完全对称。
参见图3所示，假设所有的辅助弹簧均处于不工作状态。当控制系统11启动m个步进电机时，则m个刚度调节模块处于有效刚度状态，此时系统的总刚度为只有金属螺旋弹簧工作时刚度的(m+1)倍，且同一瞬时每个刚度调节模块中只有一个辅助弹簧8处于压缩状态。

Claims (1)

1.一种拉压性能完全对称的主动调频减震器，包括减震器外壳(1)，装设于所述减震器外壳(1)两端的盖板A(2)和盖板B(3)，穿过所述盖板A(2)可自由升降的升降支杆(9)，装设于所述升降支杆(9)上下两端的升降板A(10)和升降板B(5)，一个金属螺旋弹簧(6)，n组装设于所述减震器外壳(1)内部轴对称分布的刚度调节模块，n为大于2的自然数，此外，还包括控制系统(11)，其特征在于：
所述n组刚度调节模块的结构完全相同，均包括双向丝杠(41)、装设于所述双向丝杠(41)上的正向螺母滑块(42)和反向螺母滑块(43)、两个刚度全等的辅助弹簧(8)、装设于电机架(44)上的步进电机(45)，所述电机架(44)固定装设于所述减震器外壳(1)的内部；所述双向丝杠穿过两个所述辅助弹簧(8)且可以自由运动；所述正向螺母滑块(42)与反向螺母滑块(43)可以相对于所述减震器外壳(1)沿轴线运动，且总是相互靠近运动或相互远离运动；所述两个辅助弹簧(8)分别位于所述升降板B(5)的上下两侧，且靠近所述升降板B(5)的一端均装设有弹簧顶板(7)，其另一端自由；
所述弹簧顶板(7)固定装设于所述升降板B(5)上，其内部设有一个可以运动所述双向丝杠(41)自由运动的圆孔；
所述双向丝杠(41)正向转动的极限位置对应着所述辅助弹簧(8)的自由度刚好与所述正向螺母滑块(42)或反向螺母滑块(43)接触；所述双向丝杠(41)反向转动的极限位置对应着运动中的所述辅助弹簧(8)的自由度与所述正向螺母滑块(42)和反向螺母滑块(43)始终非接触；金属螺旋弹簧(6)两端分别连接所述升降板B(5)和电机架(44)；
所述控制系统(11)能够控制所述步进电机(45)的转动实施刚度调节。
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