CN110792714A - 一种用于主动隔振控制的压电橡胶复合作动器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于主动隔振控制的压电橡胶复合作动器，包括橡胶隔振器以及配合使用的金属封装的压电作动器；所述的橡胶隔振器包括下连接板，该下连接板的上端面固定有一外套管，所述外套管内相应设置有橡胶体，所述橡胶体上端面设置有一凹槽。本装置的橡胶隔振器作为典型的被动隔振元件，能有效地隔离高频振动；利用镶嵌在橡胶隔振器内部的压电作动器，在低频段，通过主动控制系统，驱动压电作动器产生与振源相位相反的振动，抑制低频段振源的振动传递，采用本装置的主动控制的压电橡胶复合隔振器可大幅提高隔振性能。

Description

一种用于主动隔振控制的压电橡胶复合作动器
技术领域
本发明涉及压电陶瓷应用技术领域，具体的说是一种用于主动隔振控制的压电橡胶复合作动器。
背景技术
隔振是工程设备减振降噪普遍采用的方法，通常应用最多的是被动隔振技术，其基本原理是在振源和基础之间设置弹性装置，依靠其弹性形变来减小振源对基础的影响。橡胶隔振器是应用最广泛的被动隔振元件，其特点是制作简便、成本低廉、高频隔振效果好等，但橡胶隔振器低频隔振性能欠佳。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明中提出一种用于主动隔振控制的压电橡胶复合作动器。
技术方案：本发明解决问题所采用的技术方案为：一种用于主动隔振控制的压电橡胶复合作动器，包括橡胶隔振器以及配合使用的金属封装的压电作动器；所述的橡胶隔振器包括下连接板，该下连接板的上端面固定有一外套管，所述外套管内相应设置有橡胶体，所述橡胶体上端面设置有一凹槽。
所述的压电作动器包括一上连接板，该上连接板的下端面设置有压电陶瓷叠堆，并且所述压电陶瓷叠堆的外侧套装有一内套管，所述的内套管相应安装在上连接板上将压电陶瓷叠堆约束在内套管中并对压电陶瓷叠堆施加预紧力。
所述下连接板设置在下，上连接板设置在上，所述内套管的外径尺寸与凹槽相对应，内套管相应固定在凹槽中使得金属封装的压电作动器嵌装在橡胶隔振器内，两者串联安装成一整体。
作为优选，所述的下连接板预留安装孔与基座或地面连接，并且所述的橡胶体硫化固定在外套管内。
作为优选，所述的上连接板上预留安装孔与振源设备刚性连接，并且上连接板与内套管通过螺栓连接，并根据压电陶瓷叠堆要求设置预紧力；并且所述的内套管相应硫化固定在橡胶体的凹槽内。
作为优选，所述的上连接板和下连接板均设置为金属连接板；所述的内套管和外套管均设置为金属套管。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：本装置的复合隔振器，包括金属封装的压电作动器与橡胶隔振器，金属封装的压电作动器镶嵌在橡胶隔振器内，二者串联结构连接，金属封装的压电作动器结构上预留安装孔，与振源设备连接；橡胶隔振器结构上预留安装孔，与基座连接；橡胶隔振器作为典型的被动隔振元件，能有效地隔离高频振动；利用镶嵌在橡胶隔振器内部的压电作动器，在低频段，通过主动控制系统，驱动压电作动器产生与振源相位相反的振动，抑制低频段振源的振动传递，采用本装置的主动控制的压电橡胶复合隔振器可大幅提高隔振性能。
附图说明
图1为本发明结构图；
图2为本发明中压电作动器结构图；
图3为图2俯视图；
图4为本发明中橡胶隔振器结构图；
图5为图4仰视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图1所示，一种用于主动隔振控制的压电橡胶复合作动器，包括橡胶隔振器以及配合使用的金属封装的压电作动器；橡胶隔振器包括下连接板1，该下连接板1的上端面固定有一外套管2，外套管2内相应设置有橡胶体3，橡胶体3上端面设置有一凹槽4。
压电作动器包括一上连接板5，该上连接板5的下端面设置有压电陶瓷叠堆6，并且压电陶瓷叠堆6的外侧套装有一内套管7，内套管7相应安装在上连接板5上将压电陶瓷叠堆6约束在内套管7中并对压电陶瓷叠堆6施加预紧力。
下连接板1设置在下，上连接板5设置在上，内套管7的外径尺寸与凹槽4相对应，内套管7相应固定在凹槽4中使得金属封装的压电作动器嵌装在橡胶隔振器内，两者串联安装成一整体。
下连接板1预留安装孔8与基座或地面连接，并且橡胶体3硫化固定在外套管2内；上连接板5上预留安装孔8与振源设备刚性连接，并且上连接板5与内套管7通过螺栓连接，并根据压电陶瓷叠堆6要求设置预紧力；并且内套管7相应硫化固定在橡胶体3的凹槽4内；上连接板5和下连接板1均设置为金属连接板；内套管7和外套管2均设置为金属套管。
如图2和图3所示，橡胶隔振器包括金属下连接板、金属外套管和橡胶体，外套管与下连接板刚性连接，下连接板预留安装孔，与基座或地面连接；橡胶体根据振源设备状态设计对应的技术参数，橡胶硫化在外套管内；外套管约束了橡胶的横向自由度，有利于提高隔振器的抗侧倾能力。
如图3和图4所示，金属封装的压电作动器结构包括金属上连接板、金属内套管和压电陶瓷叠堆；上连接板预留安装孔，与振源设备刚性连接；上连接板与内套管采用螺栓连接，将压电陶瓷叠堆约束在内套管内，通过控制拧紧连接螺纹扭矩，对压电陶瓷叠堆施加预紧力；压电叠堆根据振源设备状态，设计对应的技术参数，以满足复合隔振器承载及隔震的需求，通过主动控制系统驱动压电叠堆，使其产生与振源相位相反的振动，抑制振源的振动传递。
本装置整体包括金属封装的压电作动器与橡胶隔振器，金属封装的压电作动器镶嵌在橡胶隔振器内，二者串联结构连接，其中压电作动器上的内套管与橡胶体之间采用硫化工艺固定，保证二者结合的可靠性。当压电作动器不工作的情况下，该装置就是典型的橡胶被动隔振器；当通过主动控制系统驱动压电作动器，使其产生与振源相位相反的振动，压电-橡胶复合隔振器能在纯橡胶被动隔振器的基础上，提高低频段的隔振性能，达到全频段的隔振需求。
本装置将橡胶隔振器与压电作动器复合在一起，利用橡胶被动隔振器隔离高频振动，利用压电陶瓷作动器主动控制，隔离低频振动；压电陶瓷作动器有着体积小、重量轻、功耗低、承载力大、长时间工作不发热、易于控制等显著特点，具有较好的低频特性，采用主动控制的压电-橡胶复合隔振器可大幅提高隔振性能。
上述具体实施方式只是本发明的一个优选实施例，并不是用来限制本发明的实施与权利要求范围的，凡依据本发明申请专利保护范围内容做出的等效变化和修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。

Claims (4)

1.一种用于主动隔振控制的压电橡胶复合作动器，其特征在于：包括橡胶隔振器以及配合使用的金属封装的压电作动器；所述的橡胶隔振器包括下连接板(1)，该下连接板(1)的上端面固定有一外套管(2)，所述外套管(2)内相应设置有橡胶体(3)，所述橡胶体(3)上端面设置有一凹槽(4)；
所述的压电作动器包括一上连接板(5)，该上连接板(5)的下端面设置有压电陶瓷叠堆(6)，并且所述压电陶瓷叠堆(6)的外侧套装有一内套管(7)，所述的内套管(7)相应安装在上连接板(5)上将压电陶瓷叠堆(6)约束在内套管(7)中并对压电陶瓷叠堆(6)施加预紧力；
所述下连接板(1)设置在下，上连接板(5)设置在上，所述内套管(7)的外径尺寸与凹槽(4)相对应，内套管(7)相应固定在凹槽(4)中使得金属封装的压电作动器嵌装在橡胶隔振器内，两者串联安装成一整体。
2.根据权利要求1所述的一种用于主动隔振控制的压电橡胶复合作动器，其特征在于：所述的下连接板(1)预留安装孔(8)与基座或地面连接，并且所述的橡胶体(3)硫化固定在外套管(2)内。
3.根据权利要求1所述的一种用于主动隔振控制的压电橡胶复合作动器，其特征在于：所述的上连接板(5)上预留安装孔(8)与振源设备刚性连接，并且上连接板(5)与内套管(7)通过螺栓连接，并根据压电陶瓷叠堆(6)要求设置预紧力；并且所述的内套管(7)相应硫化固定在橡胶体(3)的凹槽(4)内。
4.根据权利要求1所述的一种用于主动隔振控制的压电橡胶复合作动器，其特征在于：所述的上连接板(5)和下连接板(1)均设置为金属连接板；所述的内套管(7)和外套管(2)均设置为金属套管。
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Denomination of invention: A piezoelectric rubber composite actuator for active vibration isolation control

Granted publication date: 20240702

Pledgee: China Merchants Bank Co.,Ltd. Yangzhou Branch

Pledgor: JIANGSU UNITED CAN ELECTRONIC TECHNOLOGY CO.,LTD.

Registration number: Y2025980064683

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