CN108412944A - 一种电磁式振动减缓装置及其减振方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电磁式振动减缓装置及其减振方法，本发明中的螺旋筒为类轴承构造，外层套筒随螺旋筒同步运动，而嵌有导体棒的内层套筒通过螺旋轨道与内层套筒中的螺旋柱发生旋转运动，使得导体棒在旋转运动的过程中做切割磁感线运动，产生感应电流，进而在与导体棒相连的电磁铁中产生磁场，对振动物体所发生的振动进行减缓。

Description

一种电磁式振动减缓装置及其减振方法

技术领域

本发明属于农业机械领域，具体涉及一种电磁式振动减缓装置及其减振方法。

背景技术

移栽机在田间进行作业时，由于自身发动机及其他装置的运行以及工作环境的不确定性，不可避免的会出现自身振动、颠簸振动的情况，而这些振动都会对人体及机械本身造成一定程度的损害。尤其是对现如今我国多发的心脑血管病方面：在神经系统中，例如大脑皮层机能减弱，脊髓中枢、植物神经、前庭器官受影响，皮肤感觉出现紊乱，其中尤以振动感觉和痛觉的改变最明显。在心血管系统中，例如周围毛细血管张力的改变，周围血管神经调节机能发生障碍，心肌能改变，最主要的变化是节律与传导系方面的异常，其中心动过缓者占受检人数的42.5％，且多伴有以窦性心律不齐。这些振动对机械本身也有较大影响，比如影响仪器设备功能，降低机械设备的工作精度，加剧构件磨损，甚至引起结构疲劳破坏，以及传动齿轮方面，如发生齿面损伤、齿面塑性变形、轮齿裂纹、过载折断、腐蚀磨损、气蚀故障等等。所以，为了减缓这些振动，避免作业人员身体及机械本身受到更长时间的损害，提高工作人员工作效率，延长机械使用寿命，提升作业精度，本发明提出了一种移栽机的振动减缓装置及其减振方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种电磁式振动减缓装置及其减振方法，本发明中的螺旋筒为类轴承构造，外层套筒随螺旋筒同步运动，而嵌有导体棒的内层套筒通过螺旋轨道与内层套筒中的螺旋柱发生旋转运动，使得导体棒在旋转运动的过程中做切割磁感线运动，产生感应电流，进而在与导体棒相连的电磁铁中产生磁场，对振动物体所发生的振动进行减缓。

为了达到上述目的，本发明的所采用的技术方案是：一种电磁式振动减缓装置，该振动减缓装置与振动物体相连，用于对振动物体所发生的振动进行减缓，该振动减缓装置包括外筒、内筒、螺旋筒以及底板，振动物体与所述外筒的顶端相连，所述底板设置在所述内筒的底端，所述外筒与所述内筒的内部分别设置有空腔Ⅰ和空腔Ⅱ，所述外筒套设在所述内筒的外壁上且所述外筒可在所述内筒的外壁上滑动，所述外筒在远离振动物体的一端开设有与所述空腔Ⅰ相连通的开口Ⅰ，所述内筒在远离所述底板的一端开设有与所述空腔Ⅱ相连通的开口Ⅱ，所述空腔Ⅰ在远离所述开口Ⅰ的一端设置有N极磁铁，所述N极磁铁的底端与缓冲弹簧Ⅰ的一端相连，所述空腔Ⅱ在远离所述开口Ⅱ的一端设置有S极磁铁，所述S极磁铁的顶端与缓冲弹簧Ⅱ的一端相连，所述缓冲弹簧Ⅰ的另一端与所述缓冲弹簧Ⅱ的另一端分别与螺旋筒的上、下两端相连，所述S极磁铁上端面的中心位置处固定连接有一螺旋柱，所述螺旋柱远离所述S极磁铁的一端从所述缓冲弹簧Ⅱ内穿过后穿设在所述螺旋筒的内部，所述螺旋柱的纵截面呈波浪形；所述内筒的内壁上对称设置有N极磁性材料和S极磁性材料；

所述螺旋筒包括内层套筒和外层套筒，所述外层套筒通过连接筋与所述外筒的内壁相连，所述内层套筒与所述外层套筒之间沿周向设置有若干列滚珠，每一列所述滚珠均沿所述内层套筒的母线方向间隔嵌设在所述内层套筒的外壁上，所述内层套筒内设置有与所述螺旋柱相匹配的螺旋轨道，所述内层套筒可通过螺旋轨道沿所述螺旋柱向上或向下转动，所述内层套筒与所述外层套筒两者的上端面上共同设置有电磁铁Ⅰ，所述电磁铁Ⅰ的顶端与所述缓冲弹簧Ⅰ的另一端相连，所述内层套筒与所述外层套筒两者的下端面上共同设置有电磁铁Ⅱ，所述电磁铁Ⅱ的底端与所述缓冲弹簧Ⅱ的另一端相连，所述内层套筒在靠近所述电磁铁Ⅰ一端的内部设置有至少一个导体棒Ⅰ，所述导体棒Ⅰ的两端分别通过导线与所述电磁铁Ⅰ的两个接线端电连接，所述内层套筒在靠近所述电磁铁Ⅱ一端的内部设置有至少一个导体棒Ⅱ，所述导体棒Ⅱ的两端分别通过导线与所述电磁铁Ⅱ的两个接线端电连接。

优选的，所述导体棒Ⅰ与所述电磁铁Ⅰ之间通过导线形成的串联回路上串接有二极管Ⅰ，所述导体棒Ⅱ与所述电磁铁Ⅱ之间通过导线形成的串联回路上串接有二极管Ⅱ。

优选的，所述二极管Ⅰ与所述二极管Ⅱ的伏安特性曲线相同。

优选的，所述导体棒Ⅰ与所述导体棒Ⅱ两者的中心轴线均与所述内层套筒的中心轴线平行。

优选的，所述导体棒Ⅰ与所述导体棒Ⅱ位于同一个圆柱面上且两者交错分布。

优选的，所述导体棒Ⅰ的数量为5个，5个所述导体棒Ⅰ沿周向均匀分布在所述内套筒的内部，5个所述导体棒Ⅰ的两端并联后与所述电磁铁Ⅰ的两个接线端相串接；所述导体棒Ⅱ的数量为5个，5个所述导体棒Ⅱ沿周向均匀设置在所述内套筒的内部，5个所述导体棒Ⅱ的两端并联后与所述电磁铁Ⅱ的两个接线端相串接。

优选的，所述内层套筒与所述外层套筒之间沿周向设置有16列滚珠，每一列所述滚珠的数量均为23个。

一种电磁式振动减缓装置的减振方法，包括以下步骤，

步骤一：振动物体与该振动减缓装置相连，振动物体发生振动时，对该振动减缓装置赋予挤压或者是拉伸的效果，当振动减缓装置被拉伸时，螺旋筒随外筒向上运动，其中，外层套筒随外筒同步向上运动，而内层套筒通过螺旋轨道沿螺旋柱做旋转向上运动，螺旋筒始终处于设置在内筒内壁上的N极磁性材料和S极磁性材料所产生的的磁场中，内层套筒在靠近电磁铁Ⅰ一端的内部设置有至少一个导体棒Ⅰ，导体棒Ⅰ在随内层套筒做旋转运动的同时做切割磁感线运动，并在导体棒Ⅰ的两端产生感应电动势；

步骤二：导体棒Ⅰ的两端分别通过导线与电磁铁Ⅰ的两个接线端电连接，在步骤一所产生的感应电动势的作用下，导体棒Ⅰ中产生向下的感应电流，进而在电磁铁Ⅰ的顶端生成电磁铁N极；外筒的内部设置有空腔Ⅰ，空腔Ⅰ内设置有N极磁铁，电磁铁N极与N极磁铁同性相斥，阻碍内筒与外筒之间的相对远离运动，达到对振动物体所发生的振动进行减缓的目的。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中外筒与内筒所采用的是紧密套合连接方式，不仅保证了整个装置运行过程中内部主要构造不受外界环境所干扰，提供了良好的密闭环境，而且外筒内壁与内筒外壁均涂有强摩擦力材料（聚偏二氯乙烯），可以在一定程度上阻碍振动物体带动外筒的振动运动，进而达到减缓振动的目的；而且本发明中的螺旋筒为类轴承构造，与外筒通过连接筋连接的外层套筒无法发生旋转运动，而嵌有导体棒的内层套筒可以通过螺旋轨道与内层套筒中的螺旋柱发生旋转运动，且内筒内壁又设置有N极磁性材料和S极磁性材料，可使得导体棒在做切割磁感线运动，从而产生电流，进而在与导体棒相连的电磁铁中产生磁场，对振动物体所发生的振动进行减缓。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明中螺旋筒的结构示意图；

图3是本发明中内层套筒内部的剖视图；

图4是本发明中导体棒Ⅰ、电磁铁Ⅰ以及二极管Ⅰ所组成串联回路的电路图；

图5是本发明中导体棒Ⅱ、电磁铁Ⅱ以及二极管Ⅱ所组成串联回路的电路图；

图中标记：1、振动物体，2、外筒，3、内筒，4、螺旋筒，401、内层套筒，402、外层套筒，403、滚珠，404、螺旋轨道，405、电磁铁Ⅰ，406、电磁铁Ⅱ，407、导体棒Ⅰ，408、导体棒Ⅱ，409、二极管Ⅰ，410、二极管Ⅱ，5、底板，6、空腔Ⅰ，7、空腔Ⅱ，8、N极磁铁，9、S极磁铁，10、缓冲弹簧Ⅰ，11、缓冲弹簧Ⅱ，12、螺旋柱，13、N极磁性材料，14、S极磁性材料。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种电磁式振动减缓装置，该振动减缓装置与振动物体1相连，用于对振动物体1所发生的振动进行减缓，该振动减缓装置包括外筒2、内筒3、螺旋筒4以及底板5，振动物体1与所述外筒2的顶端相连，所述底板5设置在所述内筒3的底端，所述外筒2与所述内筒3的内部分别设置有空腔Ⅰ6和空腔Ⅱ7，所述外筒2套设在所述内筒3的外壁上且所述外筒2可在所述内筒3的外壁上滑动，本发明中外筒与内筒所采用的是紧密套合连接方式，不仅保证了整个装置运行过程中内部主要构造不受外界环境所干扰，提供了良好的密闭环境，而且外筒内壁与内筒外壁均涂有强摩擦力材料（聚偏二氯乙烯），可以在一定程度上阻碍振动物体带动外筒的振动运动，进而达到减缓振动的目的；所述外筒2在远离振动物体1的一端开设有与所述空腔Ⅰ6相连通的开口Ⅰ，所述内筒3在远离所述底板5的一端开设有与所述空腔Ⅱ7相连通的开口Ⅱ，所述空腔Ⅰ6在远离所述开口Ⅰ的一端设置有N极磁铁8，所述N极磁铁8的底端与缓冲弹簧Ⅰ10的一端相连，所述空腔Ⅱ7在远离所述开口Ⅱ的一端设置有S极磁铁9，本领域技术人员应该知道，磁铁的极性是不能单独存在的，即本文中所有出现的电磁铁N极、电磁铁S极、N极磁铁8以及S极磁铁9均为磁铁所用到一极的简称；所述S极磁铁9的顶端与缓冲弹簧Ⅱ11的一端相连，所述缓冲弹簧Ⅰ10的另一端与所述缓冲弹簧Ⅱ11的另一端分别与螺旋筒4的上、下两端相连，所述S极磁铁9上端面的中心位置处固定连接有一螺旋柱12，所述螺旋柱12远离所述S极磁铁9的一端从所述缓冲弹簧Ⅱ11内穿过后穿设在所述螺旋筒4的内部，所述螺旋柱12整体呈螺旋型且其纵截面呈波浪形；所述内筒3的内壁上对称设置有N极磁性材料13和S极磁性材料14，N极磁性材料13和S极磁性材料14分别覆盖内筒3的一半内壁；

如图2和图3所示，所述螺旋筒4包括内层套筒401和外层套筒402，所述外层套筒402通过连接筋15与所述外筒2的内壁相连，所述内层套筒401与所述外层套筒402之间沿周向设置有若干列滚珠403，每一列所述滚珠403均沿所述内层套筒401的母线方向间隔嵌设在所述内层套筒401的外壁上，所述内层套筒401内设置有与所述螺旋柱12相匹配的螺旋轨道404，所述内层套筒401可通过螺旋轨道404沿所述螺旋柱12向上或向下转动，所述内层套筒401与所述外层套筒402两者的上端面上共同设置有电磁铁Ⅰ405，所述电磁铁Ⅰ405的顶端与所述缓冲弹簧Ⅰ10的另一端相连，所述内层套筒401与所述外层套筒402两者的下端面上共同设置有电磁铁Ⅱ406，所述电磁铁Ⅱ406的底端与所述缓冲弹簧Ⅱ11的另一端相连，所述内层套筒401在靠近所述电磁铁Ⅰ405一端的内部设置有至少一个导体棒Ⅰ407，所述导体棒Ⅰ407的两端分别通过导线与所述电磁铁Ⅰ405的两个接线端电连接，所述内层套筒401在靠近所述电磁铁Ⅱ406一端的内部设置有至少一个导体棒Ⅱ408，所述导体棒Ⅱ408的两端分别通过导线与所述电磁铁Ⅱ406的两个接线端电连接。

进一步优化本方案，如图4所示，所述导体棒Ⅰ407与所述电磁铁Ⅰ405之间通过导线形成的串联回路上串接有二极管Ⅰ409，如图5所示，所述导体棒Ⅱ408与所述电磁铁Ⅱ406之间通过导线形成的串联回路上串接有二极管Ⅱ410。

进一步优化本方案，所述二极管Ⅰ409与所述二极管Ⅱ410的伏安特性曲线相同。

进一步优化本方案，所述导体棒Ⅰ407与所述导体棒Ⅱ408两者的中心轴线均与所述内层套筒401的中心轴线平行。

进一步优化本方案，所述导体棒Ⅰ407与所述导体棒Ⅱ408位于同一个圆柱面上且两者交错分布。

进一步优化本方案，所述导体棒Ⅰ407的数量为5个，5个所述导体棒Ⅰ407沿周向均匀分布在所述内套筒的内部，5个所述导体棒Ⅰ407的两端并联后与所述电磁铁Ⅰ405的两个接线端相串接；所述导体棒Ⅱ408的数量为5个，5个所述导体棒Ⅱ408沿周向均匀设置在所述内套筒的内部，5个所述导体棒Ⅱ408的两端并联后与所述电磁铁Ⅱ406的两个接线端相串接。

进一步优化本方案，所述内层套筒401与所述外层套筒402之间沿周向设置有16列滚珠403，每一列所述滚珠403的数量均为23个。

一种电磁式振动减缓装置的减振方法，包括以下步骤，

步骤一：振动物体1与该振动减缓装置相连，振动物体1发生振动时，对该振动减缓装置赋予挤压或者是拉伸的效果，当振动减缓装置被拉伸时，螺旋筒4随外筒2向上运动，其中，外层套筒402随外筒2同步向上运动，而内层套筒401通过螺旋轨道404沿螺旋柱12做旋转向上运动，螺旋筒4始终处于设置在内筒3内壁上的N极磁性材料13和S极磁性材料14所产生的的磁场中，内层套筒401在靠近电磁铁Ⅰ405一端的内部设置有至少一个导体棒Ⅰ407，导体棒Ⅰ407在随内层套筒401做旋转运动的同时做切割磁感线运动，并在导体棒Ⅰ407的两端产生感应电动势；

步骤二：导体棒Ⅰ407的两端分别通过导线与电磁铁Ⅰ405的两个接线端电连接，在步骤一所产生的感应电动势的作用下，导体棒Ⅰ407中产生向下的感应电流，通过预设导体棒Ⅰ与电磁铁Ⅰ两个接线端的连接关系，使得电磁铁Ⅰ405的顶端生成电磁铁N极；外筒2的内部设置有空腔Ⅰ6，空腔Ⅰ6内设置有N极磁铁8，本领域技术人员应该知道，磁铁的极性是不能单独存在的，即本文中出现的电磁铁N极与N极磁铁8均为磁铁所用到一极的简称，电磁铁N极与N极磁铁8同性相斥，阻碍内筒3与外筒2之间的相对远离运动，达到对振动物体1所发生的振动进行减缓的目的。

当振动减缓装置被挤压时，螺旋筒4随外筒2向下运动，其中，外层套筒402随外筒2同步向下运动，而内层套筒401通过螺旋轨道404沿螺旋柱12做旋转向下运动，螺旋筒4始终处于设置在内筒3内壁上的N极磁性材料13和S极磁性材料14所产生的的磁场中，内层套筒401在靠近电磁铁Ⅱ406一端的内部设置有至少一个导体棒Ⅱ408，导体棒Ⅱ408在随内层套筒401做旋转运动的同时做切割磁感线运动，并在导体棒Ⅱ408的两端产生感应电动势；导体棒Ⅱ408的两端分别通过导线与电磁铁Ⅱ406的两个接线端电连接，在步骤一所产生的感应电动势的作用下，导体棒Ⅱ408中产生向上的感应电流，通过预设导体棒Ⅱ408与电磁铁Ⅱ406两个接线端的连接关系，使得电磁铁Ⅱ406的底端生成电磁铁S极；外筒2的内部设置有空腔Ⅱ7，空腔Ⅱ7内设置有S极磁铁9，本领域技术人员应该知道，磁铁的极性是不能单独存在的，即本文中出现的电磁铁S极与S极磁铁9均为磁铁所用到一极的简称，电磁铁S极与S极磁铁9同性相斥，阻碍内筒3与外筒2之间的相对靠近运动，达到对振动物体1所发生的振动进行减缓的目的。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种电磁式振动减缓装置，该振动减缓装置与振动物体相连，用于对振动物体所发生的振动进行减缓，其特征在于：该振动减缓装置包括外筒、内筒、螺旋筒以及底板，振动物体与所述外筒的顶端相连，所述底板设置在所述内筒的底端，所述外筒与所述内筒的内部分别设置有空腔Ⅰ和空腔Ⅱ，所述外筒套设在所述内筒的外壁上且所述外筒可在所述内筒的外壁上滑动，所述外筒在远离振动物体的一端开设有与所述空腔Ⅰ相连通的开口Ⅰ，所述内筒在远离所述底板的一端开设有与所述空腔Ⅱ相连通的开口Ⅱ，所述空腔Ⅰ在远离所述开口Ⅰ的一端设置有N极磁铁，所述N极磁铁的底端与缓冲弹簧Ⅰ的一端相连，所述空腔Ⅱ在远离所述开口Ⅱ的一端设置有S极磁铁，所述S极磁铁的顶端与缓冲弹簧Ⅱ的一端相连，所述缓冲弹簧Ⅰ的另一端与所述缓冲弹簧Ⅱ的另一端分别与螺旋筒的上、下两端相连，所述S极磁铁上端面的中心位置处固定连接有一螺旋柱，所述螺旋柱远离所述S极磁铁的一端从所述缓冲弹簧Ⅱ内穿过后穿设在所述螺旋筒的内部，所述螺旋柱的纵截面呈波浪形；所述内筒的内壁上对称设置有N极磁性材料和S极磁性材料；

所述螺旋筒包括内层套筒和外层套筒，所述外层套筒通过连接筋与所述外筒的内壁相连，所述内层套筒与所述外层套筒之间沿周向设置有若干列滚珠，每一列所述滚珠均沿所述内层套筒的母线方向间隔嵌设在所述内层套筒的外壁上，所述内层套筒内设置有与所述螺旋柱相匹配的螺旋轨道，所述内层套筒可通过螺旋轨道沿所述螺旋柱向上或向下转动，所述内层套筒与所述外层套筒两者的上端面上共同设置有电磁铁Ⅰ，所述电磁铁Ⅰ的顶端与所述缓冲弹簧Ⅰ的另一端相连，所述内层套筒与所述外层套筒两者的下端面上共同设置有电磁铁Ⅱ，所述电磁铁Ⅱ的底端与所述缓冲弹簧Ⅱ的另一端相连，所述内层套筒在靠近所述电磁铁Ⅰ一端的内部设置有至少一个导体棒Ⅰ，所述导体棒Ⅰ的两端分别通过导线与所述电磁铁Ⅰ的两个接线端电连接，所述内层套筒在靠近所述电磁铁Ⅱ一端的内部设置有至少一个导体棒Ⅱ，所述导体棒Ⅱ的两端分别通过导线与所述电磁铁Ⅱ的两个接线端电连接。

2.根据权利要求1所述的一种电磁式振动减缓装置，其特征在于：所述导体棒Ⅰ与所述电磁铁Ⅰ之间通过导线形成的串联回路上串接有二极管Ⅰ，所述导体棒Ⅱ与所述电磁铁Ⅱ之间通过导线形成的串联回路上串接有二极管Ⅱ。

3.根据权利要求2所述的一种电磁式振动减缓装置，其特征在于：所述二极管Ⅰ与所述二极管Ⅱ的伏安特性曲线相同。

4.根据权利要求1所述的一种电磁式振动减缓装置，其特征在于：所述导体棒Ⅰ与所述导体棒Ⅱ两者的中心轴线均与所述内层套筒的中心轴线平行。

5.根据权利要求4所述的一种电磁式振动减缓装置，其特征在于：所述导体棒Ⅰ与所述导体棒Ⅱ位于同一个圆柱面上且两者交错分布。

6.根据权利要求5所述的一种电磁式振动减缓装置，其特征在于：所述导体棒Ⅰ的数量为5个，5个所述导体棒Ⅰ沿周向均匀分布在所述内套筒的内部，5个所述导体棒Ⅰ的两端并联后与所述电磁铁Ⅰ的两个接线端相串接；所述导体棒Ⅱ的数量为5个，5个所述导体棒Ⅱ沿周向均匀设置在所述内套筒的内部，5个所述导体棒Ⅱ的两端并联后与所述电磁铁Ⅱ的两个接线端相串接。

7.根据权利要求1所述的一种电磁式振动减缓装置，其特征在于：所述内层套筒与所述外层套筒之间沿周向设置有16列滚珠，每一列所述滚珠的数量均为23个。

8.一种电磁式振动减缓装置的减振方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤一：振动物体与该振动减缓装置相连，振动物体发生振动时，对该振动减缓装置赋予挤压或者是拉伸的效果，当振动减缓装置被拉伸时，螺旋筒随外筒向上运动，其中，外层套筒随外筒同步向上运动，而内层套筒通过螺旋轨道沿螺旋柱做旋转向上运动，螺旋筒始终处于设置在内筒内壁上的N极磁性材料和S极磁性材料所产生的的磁场中，内层套筒在靠近电磁铁Ⅰ一端的内部设置有至少一个导体棒Ⅰ，导体棒Ⅰ在随内层套筒做旋转运动的同时做切割磁感线运动，并在导体棒Ⅰ的两端产生感应电动势；

步骤二：导体棒Ⅰ的两端分别通过导线与电磁铁Ⅰ的两个接线端电连接，在步骤一所产生的感应电动势的作用下，导体棒Ⅰ中产生向下的感应电流，进而在电磁铁Ⅰ的顶端生成电磁铁N极；外筒的内部设置有空腔Ⅰ，空腔Ⅰ内设置有N极磁铁，电磁铁N极与N极磁铁同性相斥，阻碍内筒与外筒之间的相对远离运动，达到对振动物体所发生的振动进行减缓的目的。