CN109630581B - 用于在磁性天棚阻尼器隔离中使用电感器的系统和调谐磁性缓冲器 - Google Patents
用于在磁性天棚阻尼器隔离中使用电感器的系统和调谐磁性缓冲器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及用于在磁性天棚阻尼器隔离中使用电感器的系统和调谐磁性缓冲器。一种用于在磁性天棚阻尼器隔离中使用电感器的示例系统包括相对于第二部件可移动的第一部件，以及定位在第一部件和第二部件之间的调谐磁性缓冲器。调谐磁性缓冲器阻尼第一部件相对于第二部件的运动，并且包括联接到第一部件的音圈、联接到第二部件并与音圈同心的磁体以及电感器，该电感器与音圈串联定位以实现频率相关的阻尼，使得低于临界频率
时的阻尼大于高于临界频率
时的阻尼，其中ωn是第一部件相对于第二部件的自然运动频率。
Description
技术领域
本公开大体上涉及用以隔离交通工具的两个部分免受由其中一个部分引起的运动的隔离系统，并且更具体地，涉及用于阻尼部件之间的运动的调谐磁性缓冲器。
背景技术
传递到交通工具中有效载荷上的振动可能会导致问题。例如，如果该交通工具是汽车，则振动会引起不适。如果该交通工具是太空运载火箭，振动会危及任务。因此，隔离系统通常用于将交通工具的主体与有效载荷隔离，以防止振动从主体传递到有效载荷。
隔离系统在本领域中是公知的，其包括被动系统、半主动系统和主动系统。被动系统利用被动隔离装置(例如，安装座和减震器)将悬挂构件与冲击和振动输入隔离开。被动系统能提供足够的隔离，但通常只会从系统耗散掉能量。
已经开发了半主动系统，其改变隔离系统的参数以便提供更好的隔离。例如，半主动系统能够包含可控阻尼器，以根据需要提供可控阻尼力。
主动系统通过使用外部电源进一步控制隔离构件在系统中的运动。示例主动系统通常用于汽车中以控制车轮相对于底盘或车身的运动，而不是使用运动完全由路面确定的被动悬架。
对于隔离系统，天棚理论是所有隔离系统(无论是被动的、半主动的还是主动的)被设计要实现的一种理念，其包括使系统保持稳定的姿势，好像系统被天空中的假想钩悬挂着一样，不受外部条件的影响。因此，隔离系统的目标是通过增加抵抗系统运动的力来实现系统在共振时的少量放大或不放大。这可以用主动系统通过实施天棚隔离器来实现，所述天棚隔离器具有在系统主体和致动器力之间建立的反馈链路，使得主动控制力能够与主体速度成比例并且没有低于ωn的放大(其中ωn是系统的自然频率，其中系统在没有阻尼力的情况下易于振荡)。
对于被动系统，天棚设计涉及共振放大和高频衰减之间的权衡。所需要的是一种使用几乎是天棚的理想性能的被动隔离实现隔离性能而无需主动隔离和外部电源的方法。
发明内容
在一个示例中，描述了一种用于阻尼第一部件相对于第二部件的运动的调谐磁性缓冲器。该调谐磁性缓冲器包含联接到第一部件的音圈、联接到第二部件并与音圈同心的磁体以及电感器，该电感器与音圈串联定位以实现频率相关的阻尼，使得低于临界频率
时的阻尼大于高于临界频率
时的阻尼，其中ωn是第一部件相对于第二部件的自然运动频率。
在另一示例中，描述了一种系统，其包括可相对于第二部件运动的第一部件以及定位在第一部件和第二部件之间的调谐磁性缓冲器。调谐磁性缓冲器用于阻尼第一部件相对于第二部件的运动。调谐磁性缓冲器包括联接到第一部件的音圈、联接到第二部件并与音圈同心的磁体以及电感器，该电感器与音圈串联定位以实现频率相关的阻尼，使得低于临界频率
时的阻尼大于高于所述临界频率
时的阻尼，其中ωn是所述第一部件相对于所述第二部件的自然运动频率。
已经讨论的特征、功能和优点可以在各种实施例中独立地实现，或者可以结合于其他实施例中，其进一步的细节可以参考以下描述和附图看出。
附图说明
被认为是说明性实施例的特征的新颖特征在随附的权利要求书中阐述。然而，当结合附图阅读时，通过参考本公开的说明性实施例的以下详细描述，将最好地理解说明性实施例以及优选的使用模式、其进一步的目的和描述。
图1是根据一种示例实施方式的在其中产生并阻尼扰动力的系统的示例图示。
图2是图示说明根据一种示例实施方式的针对各种阻尼值ξ的示例被动隔离器(例如，图1中所示的系统)的传递率的示例曲线图。
图3图示说明根据一种示例实施方式的在磁性天棚阻尼器隔离中使用(一个或多个)电感器的示例系统。
图4是图示说明根据一种示例实施方式的调谐磁性缓冲器中的电感的示意图。
图5图示说明根据一种示例实施方式的具有电感器调谐功能的示例系统。
图6是图示说明根据一种示例实施方式的针对各种阻尼值ξ的调谐磁性缓冲器的传递率的示例曲线图。
图7图示说明根据一种示例实施方式的具有定位在第一部件和第二部件之间的主动隔离系统的示例系统。
图8示出根据一种示例实施例的用于阻尼第一部件相对于第二部件的运动的示例方法的流程图。
图9示出根据一种示例实施例的与该方法一起使用的示例方法的流程图。
图10示出根据一种示例实施例的与该方法一起使用的示例方法的流程图。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述所公开的实施例，附图中示出了一些但不是所有公开的实施例。实际上，可以描述若干不同的实施例，并且不应该将其解释为限于本文中阐述的实施例。更确切地说，描述这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。
主动隔离系统的目标是实现在共振时少量放大或不放大。图1是根据一种示例实施方式的系统100的示例图示，在系统100中产生并阻尼扰动力。系统100包括通过弹簧106和缓冲器108联接到第二质量104的第一质量102。第一质量102引起支撑结构(例如，脏主体)的位移xd，并且系统输出是第二质量104(例如，干净主体)的位移xc。弹簧106和缓冲器108运转以阻尼一定量的扰动，并且系统100的传递率(根据脏主体或第一质量102的位移与干净主体或第二质量104的位移之间的函数来定义)能够被确定为xc/xd。
图2是图示说明根据一种示例实施方式的针对各种阻尼值ξ的示例被动隔离器(例如，图1中所示的系统100)的传递率的示例曲线图。图2图示说明了示例主动隔离的目的的曲线，同样在该隔离中在1Hz以下不发生放大，并且在1Hz以上衰减开始。
如图2所示，示例被动隔离器的所有曲线对于
大于1Hz，对于
变为小于1Hz。因此，临界频率
分离开系统的放大域和衰减域。
当ξ＝0时，高频衰减率为1/s2，即-40dB/十倍频程(dB/decade)，而在转角频率ωn(弹簧-质量系统的自然频率)附近出现非常大的振幅。然后，阻尼降低共振时的振幅，但随着高频衰减率变为1/s(-20dB/十倍频程)，也趋于降低高频时的有效性。
被动隔离器的设计涉及共振放大和高频衰减之间的权衡。理想的隔离器可以具有频率相关的阻尼，其中在低于临界频率
(其中ωn是部件运动的自然频率)时具有高阻尼以减小放大峰值，并且在高于
时具有低阻尼以提高衰减率(decay rate)。设计主动隔离系统的目的通常是增加一个与弹簧和缓冲器并联工作的力致动器，其将以如下方式运转，即，低于ωn时不放大，并且在高频下衰减率为-40dB/十倍频程(例如，如图2中的虚线所示)。
如图2所示，在不牺牲1/s2滚降(在拉普拉斯域中或为时域中的1/ω2)的情况下实现共振时高阻尼的能力被称为天棚阻尼。天棚阻尼指的是保持系统中的稳定性，好像系统被天空中的假想钩悬挂着一样，因此如果阻尼器被附接到跟随周围的有效载荷的惯性参考(天棚)，则能够在不牺牲1/s2滚降的情况下实现共振时的高阻尼。主动隔离技术通常设计用于实现增加了反馈控制系统的复杂性且需要外部电源的天棚阻尼。在本文描述的示例内，描述了用于实现近乎理想的隔离性能的系统和方法，而无需主动隔离。新方法能够是完全被动的，并且例如不需要外部电源。
在本文的一些示例中，示出了使用音圈/磁性缓冲器和外部电感器实现几乎与主动隔离一样好的振动隔离性能的方法。因此，示例被动隔离器能够在高频下实现天棚阻尼，而无需任何外部电源。
图3图示说明了根据一种示例实施方式的在磁性天棚阻尼器隔离中使用(一个或多个)电感器的示例系统110。系统110包括可相对于第二部件114运动的第一部件112以及被定位在第一部件112和第二部件114之间的调谐磁性缓冲器116。调谐磁性缓冲器116阻尼第一部件112相对于第二部件114的运动。例如，第一部件112可以是基座，并且第二部件114可以是定位在基座上的有效载荷。因此，第一部件112的运动/振动被转换到第二部件114，并且调谐磁性缓冲器116运转以减弱例如会被转换到第二部件114的那些振动。
在一个具体示例中，第一部件112包括交通工具的框架，并且第二部件114包括附接到框架的主体，如果不是因为定位在第一部件112和第二部件114之间的减弱第一部件112相对于第二部件114所经受的振动的调谐磁性缓冲器116，则第二部件114将会经受与第一部件112所经受的振动相同的振动。
调谐磁性缓冲器116包括联接到第一部件112的音圈118、联接到第二部件114并与音圈118同心的磁体120以及电感器122，该电感器122与音圈118串联定位以实现频率相关的阻尼，使得低于临界频率
时的阻尼大于高于临界频率
时的阻尼，并且ωn是第一部件112相对于第二部件114的自然运动频率。
音圈118可以物理地连接到或附着到第一部件112，并且磁体120可以物理地连接到或附着到第二部件114。在另一些示例中，系统110可以是颠倒的，其中第二部件114是基座而第一部件112是有效载荷，使得音圈118物理地连接或附着到第一部件112(有效载荷)，并且磁体120物理地连接或附着到第二部件114(基座)。
系统110还包括弹簧124，弹簧124在第一部件112和第二部件114之间延伸，以控制第一部件112相对于第二部件114的相对定位。弹簧124用于进一步减弱第一部件112相对于第二部件114所经受的振动。
调谐磁性缓冲器116还能够包括框架126，并且音圈118能够被支撑在框架126中，磁体120通过音圈118可相对于框架126移动，并且电感器122能够被定位在框架126中。
调谐磁性缓冲器116的磁体120为调谐磁性缓冲器116提供移动质量，该移动质量在音圈118内同心地往复运动。音圈118未被主动供电以使磁体120从中性位置向上或向下移动，并且因此，调谐磁性缓冲器116不使用外部电源。而是使用被动的隔离，使得第一部件112经受的能量由调谐磁性缓冲器116耗散。例如，在音圈118附近的磁体120的速度(由于磁体所附着的第二部件114的运动所导致的)在音圈118中产生反电动势。如果音圈118短路，则有效阻尼系数是
其中bl是使力与施加的电流相关的音圈力系数，并且r是音圈118和使音圈118短路的导线的电阻。
如图3所示，当与弹簧124并联/并行使用音圈118和磁体120组合时，音圈118和磁体120组合能够被用作吸收能量并限制共振时的响应的缓冲器。
在图2中，设计有音圈缓冲器的被动隔离系统的行为将类似于标记为ξ1或ξ2的线，该线具有由阻尼系数确定的共振幅度，阻尼系数取决于音圈力系数的强度。虽然对应于ξ2的阻尼更大的曲线在共振时具有的较小振幅，但高于
时的行为随着滚降接近1/s而降级。由于隔离系统的目标是1/s2的滚降，因此高音圈力系数阻尼器可能无法实现此目标。
例如，在现有的音圈/磁体系统中，磁体相对于音圈移动以在音圈中感应电流，并且电流通过看起来像阻尼到外部机械系统的音圈的电阻而耗散。这种系统在低频下工作，但是运转开始在200Hz-500Hz之间降级，并且衰减在约500Hz处中断。
在本文所述的示例中，调谐磁性缓冲器116不是使音圈118短路，而是使用与音圈118串联的电感器122，电感器122用于降低其在高频下作为缓冲器的性能。以确定的方式选择电感器122的值，以控制调谐磁性缓冲器116停止衰减以实现天棚阻尼的位置。
调谐磁性缓冲器116在音圈118中具有一定量的被动电感，并且阻尼显著减小的过渡频率在100Hz内，这远高于大多数系统的期望隔离频率。与音圈118串联的外部电感(例如，电感器122)的添加以及调谐电感器122的值使得能够实现低得多的过渡频率。因此，可调谐的电感器122的添加可以实现频率相关的阻尼，其中在低于临界频率
时具有高阻尼并且在高于临界频率
时具有低阻尼。因此，在运转时，电感器122在共振时减小第一部件112相对于第二部件114的位移幅度。
图3图示说明了与音圈118串联的一个电感器，然而，可以使用多于一个电感器。电感器122还可以是可调谐或可变电感器，如下所述。
另外，图3中的系统110图示说明了用于单自由度隔离器的一个调谐磁性缓冲器116，但是可以包括附加的阻尼器。例如，系统110可以包括被布置成六足(hexapod)的多个调谐磁性缓冲器，用于六自由度隔离器。
图4是图示说明根据一个示例实施方式的调谐磁性缓冲器116中的电感的示意图。音圈118具有固有电感128，其被示出而与由于电感器122导致的外部增加的电感串联。音圈118和磁体120运转以提供反电动势(EMF)以阻尼第一部件112相对于第二部件114的运动，并且电感器122因此是与音圈118串联增加的附加电感，以修改在某些频率下提供的反EMF。
图5图示说明了根据一个示例实施方式的具有电感器调谐功能的示例系统110。在图5中，计算装置130包括联接到第一部件112、第二部件114、电感器122和将电感器122连接到音圈118的导线的一个或多个处理器132。
电感器122的电感基于调谐磁性缓冲器116的截止频率，使得在截止频率之上时，调谐磁性缓冲器116几乎不提供第一部件112相对于第二部件114的运动的阻尼。音圈118具有固有电感bl，并且能够调谐电感器122的值以实现衰减中断的期望截止频率。计算装置130接收第一部件112和第二部件114的运动或位移的反馈，并相应地调整电感器122的值。
(一个或多个)处理器132可以是通用处理器或专用处理器(例如，数字信号处理器、专用集成电路等)。(一个或多个)处理器132可以被配置为执行程序指令(例如，计算机可读程序指令)，该程序指令存储在数据存储器134中并且可执行以提供本文描述的确定电感器122的值的功能。数据存储器134可以包括或采取能够由(一个或多个)处理器132读取或访问的一个或多个计算机可读存储介质的形式。计算机可读存储介质可以包括易失性和/或非易失性存储部件(例如，光学、磁性、有机或其他存储器或磁盘存储器)，其可以整体或部分地与(一个或多个)处理器132集成。数据存储器134被认为是非暂时性计算机可读介质。
为了确定电感器122的值，可以分析调谐磁性缓冲器116的传递率，其由如下运动方程确定的y/x给出：
f＝bli
其中m是第一部件112的质量，y是第一部件112的位移，x是第二部件114的位移，i是通过电感器122的电流，f是由音圈118施加的力，r是音圈118和电感器122的电阻，l是音圈118的内部电感，lext是电感器122的电感，bl是音圈力的系数，并且k是弹簧常数。根据需要针对传递率y/x求解这三个方程会得到电感器122的确定值(例如，lext)。
图6是图示说明根据一个示例实施方式的针对各种阻尼值ξ的调谐磁性缓冲器116的传递率的示例曲线图。
在一个示例中，可以产生具有非常小的ξ的轻微阻尼隔离器(其匹配图2中的ξ＝0的曲线)，并且其呈现1/s2滚降，如曲线136所示。在另一个示例中，可以产生具有相对较高阻尼和接近1/s的滚降的短路缓冲器，如曲线138所示。
然而，通过调谐电感器122，可以实现其外部电感(例如，电感器122的值(lext))是音圈118的固有/内部电感的约六十(60)倍的缓冲器，如曲线140所示。曲线140与曲线138相比在共振时具有非常小的振幅增加(例如，增加约20％)，但是与曲线138相比在十(10)倍隔离器频率时经历降低到66％的传递率。随着频率增加，与曲线138相比，曲线140的线滚降随着性能增加也与曲线136的期望的1/s2滚降紧密匹配。
因此，具有外部电感的调谐磁性缓冲器116(例如，曲线140)在滚降时实现了轻微阻尼隔离器(由曲线136表示)的期望性能特性，同时还在共振时实现了短路缓冲器(由曲线138表示)的期望性能特性。在一些示例中，通过调谐电感器122，在低于临界频率
(其中ωn是部件的自然运动频率)时实现高阻尼以减小如由传统隔离器(由曲线136表示)所得的放大峰值，并且在高于
时实现低阻尼以改善如由短路缓冲器(由曲线138表示)所得的衰减率。
能够调谐电感器122的电感值，直到通过调谐磁性缓冲器116得到与如由曲线140所得的性能匹配或非常类似的性能。在一个示例中，电感器122的电感能够被选择成是音圈118的固有电感的约六十(60)倍。
在调谐磁性缓冲器116中使用外部电感改善了隔离器的性能，并且使得可调谐隔离器能够在共振时实现较低幅度和/或改善隔离器性能。
图7图示说明了根据一种示例实施方式的具有定位在第一部件112和第二部件114之间的主动隔离系统142的示例系统110。主动隔离系统142可以与调谐磁性缓冲器116并联操作。在图7中，则调谐磁性缓冲器116可以是例如备用阻尼系统。
图8示出了根据一种示例实施例的用于阻尼第一部件112相对于第二部件114的运动的示例方法200的流程图。图8中所示的方法200展示了一种方法的实施例，该方法例如可以与如本文所示和所述的系统110一起使用。应当理解，对于本文公开的这个和其他过程和方法，流程图示出了本实施例的一种可能实施方式的功能和操作。在一些情况下，装置和/或系统的部件可以被配置为执行功能，使得部件实际上(使用硬件和/或软件)被配置和结构化以实现这种性能。在另一些示例中，装置和/或系统的部件可以被布置为适应于、能够或适合于执行功能，例如当以特定方式操作时。方法200可以包括一个或多个操作、功能或动作，如由框202-206中的一个或多个所示。尽管以连续顺序示出了框，但是这些框也可以并联执行，和/或以与本文描述的顺序不同的顺序执行。而且，基于期望的实施方式，可以将各种框组合成更少的框、划分成附加的框和/或被移除。
应当理解，对于本文公开的这个和其他过程和方法，流程图示出了本示例的一种可能实施方式的功能和操作。就这一点而言，所述框中的任何一个可以表示模块、段或一部分程序代码，其包括可由处理器执行的一个或多个指令，用于实现过程中的具体逻辑功能或步骤。程序代码可以存储在任何类型的计算机可读介质或数据存储器上，例如，诸如包括磁盘或硬盘驱动器在内的存储设备。此外，程序代码可以以机器可读格式编码在计算机可读存储介质上，或者编码在其他非暂时性介质或制品上。计算机可读介质可以包括非暂时性计算机可读介质或存储器，例如，诸如像寄存器存储器、处理器高速缓存和随机存取存储器(RAM)那样的在短时间内存储数据的计算机可读介质。计算机可读介质还可以包括非暂时性介质，例如，诸如像只读存储器(ROM)、光盘或磁盘、光盘只读存储器(CD-ROM)那样的二级或持久性长期存储设备。计算机可读介质还可以是任何其他易失性或非易失性存储系统。例如，计算机可读介质可以被认为是有形计算机可读存储介质。
另外，图8中以及本文公开的其他过程和方法中的框可以表示被连线以执行过程中的具体逻辑功能的电路。替代实施方式包括在本公开的示例的范围内，其中功能可以由示出或讨论的顺序颠倒执行，包括基本上同时或相反的顺序，这取决于所涉及的功能，如由本领域合理技术人员将理解的那样。
在框202处，方法200包括将音圈118联接到第一部件112。在框204处，方法200包括将磁体120联接到第二部件114并与音圈118同心。在框206处，该方法包括将电感器122与音圈118串联定位以实现频率相关的阻尼，使得低于临界频率
时的阻尼大于高于临界频率
时的阻尼，其中ωn是第一部件相对于第二部件的自然运动频率。
图9示出了根据一种示例实施例的与方法200一起使用的示例方法的流程图。在框208处，功能包括操作音圈118和磁体120以提供反电动势(EMF)，以阻尼第一部件112相对于第二部件114的运动，并且电感器122是串联增加至音圈118的附加电感，以修改在某些频率下提供的反EMF。
图10示出了根据一种示例实施例的与方法200一起使用的示例方法的流程图。在框210处，功能包括基于由如下运动方程确定的y/x给出的调谐磁性缓冲器116的传递率来确定电感器122的电感值：
f＝bli
其中m是第一部件112的质量，y是第一部件112的位移，x是第二部件114的位移，i是通过电感器122的电流，f是由音圈118施加的力，r是音圈118和电感器122的电阻，l是音圈118的内部电感，lext是电感器122的电感，bl是音圈力的系数，并且k是弹簧常数。
本文中使用的术语“基本上”和“约”是指所述特征、参数或值不需要精确地实现，而是可以发生以不妨碍该特征旨在提供的效果的量的偏差或变化，包括例如公差、测量误差、测量精度限制和本领域技术人员已知的其他因素。
本文公开的(一种或多种)系统、(一种或多种)装置和(一种或多种)方法的不同示例包括各种部件、特征和功能。应当理解，本文公开的(一种或多种)系统、(一种或多种)装置和(一种或多种)方法的各种示例可以包括以任何组合形式存在的本文公开的(一种或多种)系统、(一种或多种)装置和(一种或多种方法)的任何一个其他示例的部件、特征和功能中的任何一个，并且所有这些可能性都意在在本公开的范围内。
进一步地，本公开包含根据以下条款的实施例：
条款1.一种用于阻尼第一部件相对于第二部件的运动的调谐磁性缓冲器，所述调谐磁性缓冲器包含：
音圈，其联接到所述第一部件；
磁体，其联接到所述第二部件并与所述音圈同心；和
电感器，其与所述音圈串联定位以实现频率相关的阻尼，使得低于临界频率
时的阻尼大于高于所述临界频率
时的阻尼，其中ωn是所述第一部件相对于所述第二部件的自然运动频率。
条款2.根据条款1所述的调谐磁性缓冲器，其中所述调谐磁性缓冲器未使用外部电源。
条款3.根据条款1所述的调谐磁性缓冲器，其中所述音圈具有固有电感，并且其中所述音圈和所述磁体运转以提供反电动势即EMF以阻尼所述第一部件相对于所述第二部件的运动，并且
其中所述电感器是串联增加至所述音圈的附加电感，以修改在某些频率下提供的所述反EMF。
条款4.根据条款3所述的调谐磁性缓冲器，其中所述电感器的电感基于所述调谐磁性缓冲器的截止频率，其中在所述截止频率之上时，所述调谐磁性缓冲器几乎不提供第一部件相对于第二部件的运动的阻尼。
条款5.根据条款1所述的调谐磁性缓冲器，其中弹簧在所述第一部件和所述第二部件之间延伸，以控制所述第一部件到所述第二部件的相对定位。
条款6.根据条款5所述的调谐磁性缓冲器，其中由如下运动方程确定的y/x给出所述调谐磁性缓冲器的传递率：
f＝bli
其中m是所述第一部件的质量，y是所述第一部件的位移，x是所述第二部件的位移，i是电流，f是由所述音圈施加的力，r是所述音圈和所述电感器的电阻，l是所述音圈的内部电感，lext是所述电感器的电感，bl是所述音圈力的系数，并且k是弹簧常数。
条款7.根据条款6所述的调谐磁性缓冲器，其中所述电感器减小共振时所述第一部件的位移幅度。
条款8.根据条款1所述的调谐磁性缓冲器，其中所述音圈具有固有电感，并且其中所述电感器具有为所述音圈的所述固有电感的近似60倍的电感。
条款9.根据条款1所述的调谐磁性缓冲器，其还包含框架，其中：
所述音圈被支撑在所述框架中；
所述磁体可通过所述音圈相对于所述框架移动；以及
所述电感器被定位在所述框架中。
条款10.一种系统，其包含：
第一部件，其可相对于第二部件移动；和
调谐磁性缓冲器，其被定位在所述第一部件和所述第二部件之间，所述调谐磁性缓冲器用于阻尼所述第一部件相对于所述第二部件的运动，所述调谐磁性缓冲器包括：
音圈，其被联接到所述第一部件；
磁体，其被联接到所述第二部件并与所述音圈同心；和
电感器，其与所述音圈串联定位以实现频率相关的阻尼，使得低于临界频率
时的阻尼大于高于所述临界频率
时的阻尼，其中ωn是所述第一部件相对于所述第二部件的自然运动频率。
条款11.根据条款10所述的系统，其还包含被布置成六足的多个调谐磁性缓冲器。
条款12.根据条款10所述的系统，其中所述调谐磁性缓冲器未使用外部电源。
条款13.根据条款10所述的系统，其中所述音圈具有固有电感，并且其中所述音圈和所述磁体运转以提供反电动势即EMF以阻尼所述第一部件相对于所述第二部件的运动，并且
其中所述电感器是串联增加至所述音圈的附加电感，以修改在某些频率下提供的所述反EMF。
条款14.根据条款13所述的系统，其中所述电感器的电感基于所述调谐磁性缓冲器的截止频率，其中在所述截止频率之上时，所述调谐磁性缓冲器几乎不提供第一部件相对于第二部件的运动的阻尼。
条款15.根据条款10所述的系统，其中弹簧在所述第一部件和所述第二部件之间延伸，以控制所述第一部件至所述第二部件的相对定位。
条款16.根据条款15所述的系统，其中由如下运动方程确定的y/x给出所述调谐磁性缓冲器的传递率：
f＝bli
其中m是所述第一部件的质量，y是所述第一部件的位移，x是所述第二部件的位移，i是电流，f是由所述音圈施加的力，r是所述音圈和所述电感器的电阻，l是所述音圈的内部电感，lext是所述电感器的电感，bl是所述音圈力的系数，并且k是弹簧常数。
条款17.根据条款16所述的系统，其中所述电感器减小共振时所述第一部件的位移幅度。
条款18.根据条款10所述的系统，其中所述音圈具有固有电感，并且其中所述电感器具有为所述音圈的所述固有电感的近似60倍的电感。
条款19.根据条款10所述的系统，其中所述调谐磁性缓冲器还包含框架，并且其中：
所述音圈被支撑在所述框架中；
所述磁体可通过所述音圈相对于所述框架移动；以及
所述电感器被定位在所述框架中。
条款20.根据条款10所述的系统，其还包含：
主动隔离系统，其被定位在所述第一部件和所述第二部件之间，所述主动隔离系统与所述调谐磁性缓冲器并联操作。
出于说明和描述的目的，已经给出了对不同有利布置的描述，并且不旨在穷举或限于所公开形式的示例。许多修改和变化对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。此外，与其他有利示例相比，不同的有利示例可以描述不同的优点。选择和描述所选择的一个或多个示例是为了最好地解释示例的原理、实际应用，并使本领域的其他普通技术人员能够理解具有适合于预期的特定用途的各种修改的各种示例的公开。
Claims (8)
1.一种用于阻尼第一部件(112)相对于第二部件(114)的运动的调谐磁性缓冲器(108)，所述调谐磁性缓冲器包括：
音圈(118)，其被联接到所述第一部件；
磁体(120)，其被联接到所述第二部件并与所述音圈同心；和
电感器(122)，其与所述音圈串联定位以实现频率相关的阻尼，使得低于临界频率
时的阻尼大于高于所述临界频率
时的阻尼，其中ωn是所述第一部件相对于所述第二部件的自然运动频率，
其中所述音圈(118)具有固有电感，并且其中所述音圈和所述磁体(120)运转以提供反电动势即反EMF以阻尼所述第一部件(112)相对于所述第二部件(114)的运动，并且其中所述电感器(122)具有串联增加至所述音圈的附加电感，以修改在某些频率下提供的所述反EMF，并且其中所述电感器(122)的电感基于所述调谐磁性缓冲器(108)的截止频率，使得在所述截止频率之上时，所述调谐磁性缓冲器(108)几乎不提供所述第一部件(112)相对于所述第二部件(114)的运动的阻尼。
2.根据权利要求1所述的调谐磁性缓冲器(108)，其中弹簧(106)在所述第一部件(112)和所述第二部件(114)之间延伸，以控制所述第一部件相对于所述第二部件的相对定位。
3.根据权利要求1所述的调谐磁性缓冲器(108)，其还包含框架(126)，其中：
所述音圈(118)被支撑在所述框架中；
所述磁体(120)通过所述音圈可相对于所述框架移动；以及
所述电感器(122)被定位在所述框架中。
4.一种用于阻尼第一部件(112)相对于第二部件(114)的运动的系统(110)，其包含：
第一部件(112)，其可相对于第二部件(114)移动；和
调谐磁性缓冲器(108)，其被定位在所述第一部件和所述第二部件之间，所述调谐磁性缓冲器用于阻尼所述第一部件相对于所述第二部件的运动，所述调谐磁性缓冲器包括：
音圈(118)，其被联接到所述第一部件；
磁体(120)，其被联接到所述第二部件并与所述音圈同心；和
电感器(122)，其与所述音圈串联定位以实现频率相关的阻尼，使得低于临界频率
时的阻尼大于高于所述临界频率
时的阻尼，其中ωn是所述第一部件相对于所述第二部件的自然运动频率，
其中所述音圈(118)具有固有电感，并且其中所述音圈和所述磁体(120)运转以提供反电动势即反EMF以阻尼所述第一部件(112)相对于所述第二部件(114)的运动，并且其中所述电感器(122)具有串联增加至所述音圈的附加电感，以修改在某些频率下提供的所述反EMF，并且其中所述电感器(122)的电感基于所述调谐磁性缓冲器(108)的截止频率，使得在所述截止频率之上时，所述调谐磁性缓冲器(108)几乎不提供所述第一部件(112)相对于所述第二部件(114)的运动的阻尼。
5.根据权利要求4所述的系统(110)，其还包含被布置成六足的多个调谐磁性缓冲器(108)。
6.根据权利要求4所述的系统(110)，其中弹簧(106)在所述第一部件(112)和所述第二部件(114)之间延伸，以控制所述第一部件相对于所述第二部件的相对定位。
7.根据权利要求4所述的系统(110)，其中所述调谐磁性缓冲器(108)还包括框架(126)，并且其中：
所述音圈(118)被支撑在所述框架中；
所述磁体(120)通过所述音圈可相对于所述框架移动；以及
所述电感器(122)被定位在所述框架中。
8.根据权利要求4所述的系统(110)，其还包含：
主动隔离系统，其被定位在所述第一部件(112)和所述第二部件(114)之间，所述主动隔离系统与所述调谐磁性缓冲器(108)并联操作。
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