CN110107647B - 一种塔型振动衰减与转换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种塔型振动衰减与转换装置，位于振动源下方；包括塔型橡胶减振板、线圈骨架、磁致伸缩薄板及永磁体，线圈骨架套装于塔型橡胶减振板的两腰上，磁致伸缩薄板设于塔型橡胶减振板内腰处，永磁体套设于塔型橡胶减振板两腰的下部。该装置利用塔型橡胶减振板构成两个阻尼减振并联的结构,可大幅减少振动，利用磁致伸缩薄板实现振动能转化为电能，其能够实现模块化，能够作为最小单元进行任意排列组合，根据不同的应用场景需求进行调整，可利用程度高，利用橡胶减振装置与能量收集装置的耦合结构，有利于振动能量的捕获和传递，且方便安装固定，能够使减振和能量吸收同时完成，有利于该装置在市场上的推广及应用。
Description
技术领域
本发明涉及能量收集及减振技术领域，具体是一种塔型振动衰减与转换装置。
背景技术
在工业生产和日常生活中，振动是一种常见的物理现象，而在振动环境中，往往有着较高的振动能量转化为声、热等，这既不符合绿色生产的环保需求，也带来很大的安全隐患和噪声污染，振动能量扩散到环境中浪费掉了，现有的减振器或能量收集器往往功能单一，只能完成减振或者能量收集其中一项功能，因此需要一种既能够减少振动，也能够把振动能量收集起来的装置。
发明内容
本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种塔型振动衰减与转换装置，该装置结构巧妙，能够使减振和能量吸收同时完成，有利于该装置在市场上的推广及应用。
为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种塔型振动衰减与转换装置，位于振动源下方；包括塔型橡胶减振板、线圈骨架、磁致伸缩薄板及永磁体，所述线圈骨架套装于所述塔型橡胶减振板的两腰上，所述磁致伸缩薄板设于所述塔型橡胶减振板内腰处，所述永磁体套设于所述塔型橡胶减振板两腰的下部。
作为本发明的一种优选方案，所述塔型橡胶减振板两腰处分别开设有卡槽，所述磁致伸缩薄板嵌设于所述卡槽内。
作为本发明的一种优选方案，所述塔型橡胶减振板腰内侧设有两个相对设置的凸起；所述凸起呈斜角设置，与所述塔型橡胶减振板腰内侧形成卡槽，两卡槽之间的距离与所述磁致伸缩薄板的长度尺寸相同，所述磁致伸缩薄板嵌设于所述卡槽内。
作为本发明的一种优选方案，所述塔型橡胶减振板由具有阻尼作用的橡胶材料制成。
作为本发明的一种优选方案，所述塔型橡胶减振板底部设有支撑底座，所述支撑底座开设有与所述塔型橡胶减振板底脚部相适配的斜凹槽，所述塔型橡胶减振板底脚部嵌设于所述斜凹槽内。
作为本发明的一种优选方案，所述支撑底座两端开设于螺栓孔，所述螺栓孔内穿设有螺栓，通过螺栓与地面固定。
作为本发明的一种优选方案，所述永磁体为矩形中空结构，内部设有截面呈矩形的通孔，所述通孔的尺寸略大于所述塔型橡胶减振板外部的尺寸。
作为本发明的一种优选方案，所述线圈骨架为中空矩形结构，中空矩形的长度与所述塔型橡胶减振板的宽度相等，中空矩形的宽度略大于所述塔型橡胶减振板厚度最厚处的尺寸。
作为本发明的一种优选方案，所述磁致伸缩薄板的宽度与所述塔型橡胶减振板的宽度相同。
作为本发明的一种优选方案，所述磁致伸缩薄板的长度与所述塔型橡胶减振板单条腰上的两个所述卡槽最深处的相对距离尺寸相等。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的塔型振动衰减与转换装置，通过设置塔型橡胶减振板、线圈骨架、磁致伸缩薄板及永磁体，利用塔型橡胶减振板构成两个阻尼减振并联的结构,可大幅减少振动，利用磁致伸缩薄板实现振动能转化为电能，其能够实现模块化，能够作为最小单元进行任意排列组合，根据不同的应用场景需求进行调整，可利用程度高，利用橡胶减振装置与能量收集装置的耦合结构，有利于振动能量的捕获和传递，且方便安装固定，能够使减振和能量吸收同时完成，有利于该装置在市场上的推广及应用。
附图说明
图1是实施例中塔型振动衰减与转换装置的结构示意图；
图2是实施例中塔型振动衰减与转换装置的结构剖视图。
附图标记：1、支撑底座；11、斜凹槽；12、螺栓孔；2、线圈骨架；3、塔型橡胶减振板；31、卡槽；32、凸起；4、振动源；5、永磁体；6、螺栓；7、磁致伸缩薄板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作详细说明。
实施例：如图1至2所示，一种塔型振动衰减与转换装置，位于振动源4下方，包括塔型橡胶减振板3、线圈骨架2、磁致伸缩薄板7及永磁体5，振动源4的下表面与塔型橡胶减振板3的顶端表面相接触，上述线圈骨架2套装在上述塔型橡胶减振板3的两腰上，上述磁致伸缩薄板7设在上述塔型橡胶减振板3内腰处，上述永磁体5套设在上述塔型橡胶减振板3两腰的下部，用以提供偏置磁场，偏置磁场有利于磁致伸缩材料内部的磁畴方向的偏转。
塔型橡胶减振板3两腰处分别开设有卡槽31，或者在上述塔型橡胶减振板3腰内侧设有两个相对设置的凸起32，上述凸起32呈斜角设置，凸起32与上述塔型橡胶减振板3腰内侧形成卡槽31，两卡槽31之间的距离与上述磁致伸缩薄板7的长度尺寸相同，上述磁致伸缩薄板7嵌设在上述卡槽31内，避免磁致伸缩薄板7在应用过程中脱落，以保证磁致伸缩薄板7的使用寿命及使用效果。
塔型橡胶减振板3由具有阻尼作用的橡胶材料制成，即为减振阻尼板，利用橡胶的阻尼衰减作用，增大振动系统的阻尼系数，能够有效降低振动源4的纵向振幅。
为了保证该装置在使用过程中的稳定性，上述塔型橡胶减振板3底部设有支撑底座1，上述支撑底座1开设有与上述塔型橡胶减振板3底脚部相适配的斜凹槽11，上述塔型橡胶减振板3底脚部嵌设在上述斜凹槽11内，支撑底座1两端分别开设于螺栓孔12，上述螺栓孔12内穿设有螺栓6，支撑底座1通过螺栓6与地面或者其他工作平面固定，以保证稳定性。
永磁体5为矩形中空结构，即永磁体5内部设有截面呈矩形的通孔，上述通孔的尺寸略大于上述塔型橡胶减振板3外部的尺寸，便于塔型橡胶减振板3的安装且永磁体5与塔型橡胶减振板3之间间隙安装，能够在振动过程中有效起到缓冲作用。
线圈骨架2为中空矩形结构，中空矩形的长度与上述塔型橡胶减振板3的宽度相等，中空矩形的宽度略大于上述塔型橡胶减振板3厚度最厚处的尺寸，为受力变形时的塔型橡胶减振板3留出一定的余量。
磁致伸缩薄板7的宽度与上述塔型橡胶减振板3的宽度相同，磁致伸缩薄板7的长度与上述塔型橡胶减振板3单条腰上的两个上述卡槽31最深处的相对距离尺寸相等，保证磁致伸缩薄板7在使用过程中的稳定性。
本实施例中的一种塔型振动衰减与转换装置，其工作原理为：
减振原理：通过安置两个支撑底座1的相对位置而使得塔型橡胶减振板3的两脚得到固定，并根据具体情况而适当有一定预紧力，利用橡胶的阻尼衰减作用，增大振动系统的阻尼系数，能够有效降低振动源4的纵向振幅。
能量转换原理：振动源4的振动会传到塔型橡胶减振板3的顶端表面，在受到纵向压力时，塔型橡胶支撑板会产生弯曲形变；磁致伸缩薄板7是嵌在塔型橡胶减振板3的卡槽中，磁致伸缩薄板7也会随着塔型橡胶减振板3腰部的变形而产生弯曲变形，磁致伸缩薄板7的一侧会产生拉伸形变，另一侧会产生挤压形变，应变的改变在材料内部产生应力，根据维拉里效应可知，应力引起磁致伸缩材料周围磁感应强度的变化，当磁致伸缩薄板7周边的磁场改变时，套在其周边的感应线圈上就会产生感应电动势，在其感应线圈上连接能量转换电路就可以将振动能量转化为电能收集起来。
镶嵌在支撑底座1上的永磁体5会提供一个偏置磁场，偏置磁场是为了使磁致伸缩薄板7内部磁畴获得一个偏移方向，若没有偏置磁场，磁致伸缩材料内部的磁畴方向是杂乱无章的，利用偏置磁场可使得在能量转换过程中材料磁畴方向旋转为一致方向，对外显示为磁感应强度的变化，
本装置可以作为一个基础的单元，也可以通过多个并联的方式获得更好的吸振与能量收集的效果。
本实施例中的塔型振动衰减与转换装置，通过设置塔型橡胶减振板3、线圈骨架2、磁致伸缩薄板7及永磁体5，利用塔型橡胶减振板3构成两个阻尼减振并联的结构,可大幅减少振动，利用磁致伸缩薄板7实现振动能转化为电能，其能够实现模块化，能够作为最小单元进行任意排列组合，根据不同的应用场景需求进行调整，可利用程度高，利用橡胶减振装置与能量收集装置的耦合结构，有利于振动能量的捕获和传递，且方便安装固定，能够使减振和能量吸收同时完成，有利于该装置在市场上的推广及应用。
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。
尽管本文较多地使用了图中附图标记：1、支撑底座；11、斜凹槽；12、螺栓孔；2、线圈骨架；3、塔型橡胶减振板；31、卡槽；32、凸起；4、振动源；5、永磁体；6、螺栓；7、磁致伸缩薄板等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (6)
1.一种塔型振动衰减与转换装置，位于振动源(4)下方；其特征在于：包括塔型橡胶减振板(3)、线圈骨架(2)、磁致伸缩薄板(7)及永磁体(5)，所述线圈骨架(2)套装于所述塔型橡胶减振板(3)的两腰上，所述磁致伸缩薄板(7)设于所述塔型橡胶减振板(3)内腰处，所述永磁体(5)套设于所述塔型橡胶减振板(3)两腰的下部；所述塔型橡胶减振板(3)两腰处分别开设有卡槽(31)，所述磁致伸缩薄板(7)嵌设于所述卡槽(31)内；所述塔型橡胶减振板(3)腰内侧设有两个相对设置的凸起(32)；所述凸起(32)呈斜角设置，与所述塔型橡胶减振板(3)腰内侧形成卡槽(31)，两卡槽(31)之间的距离与所述磁致伸缩薄板(7)的长度尺寸相同，所述磁致伸缩薄板(7)嵌设于所述卡槽(31)内；所述永磁体(5)为矩形中空结构，内部设有截面呈矩形的通孔，所述通孔的尺寸略大于所述塔型橡胶减振板(3)外部的尺寸；所述线圈骨架(2)为中空矩形结构，中空矩形的长度与所述塔型橡胶减振板(3)的宽度相等，中空矩形的宽度略大于所述塔型橡胶减振板(3)厚度最厚处的尺寸。
2.根据权利要求1所述的一种塔型振动衰减与转换装置，其特征在于：所述塔型橡胶减振板(3)由具有阻尼作用的橡胶材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种塔型振动衰减与转换装置，其特征在于：所述塔型橡胶减振板(3)底部设有支撑底座(1)，所述支撑底座(1)开设有与所述塔型橡胶减振板(3)底脚部相适配的斜凹槽(11)，所述塔型橡胶减振板(3)底脚部嵌设于所述斜凹槽(11)内。
4.根据权利要求3所述的一种塔型振动衰减与转换装置，其特征在于：所述支撑底座(1)两端开设于螺栓孔(12)，所述螺栓孔(12)内穿设有螺栓(6)，通过螺栓(6)与地面固定。
5.根据权利要求1所述的一种塔型振动衰减与转换装置，其特征在于：所述磁致伸缩薄板(7)的宽度与所述塔型橡胶减振板(3)的宽度相同。
6.根据权利要求5所述的一种塔型振动衰减与转换装置，其特征在于：所述磁致伸缩薄板(7)的长度与所述塔型橡胶减振板(3)单条腰上的两个所述卡槽(31)最深处的相对距离尺寸相等。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20211214 |