CN111536198B - 一种刚度可变的双硅胶梁吸振装置 - Google Patents

一种刚度可变的双硅胶梁吸振装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111536198B
CN111536198B CN202010405667.5A CN202010405667A CN111536198B CN 111536198 B CN111536198 B CN 111536198B CN 202010405667 A CN202010405667 A CN 202010405667A CN 111536198 B CN111536198 B CN 111536198B
Authority
CN
China
Prior art keywords
silica gel
sliding
stepping motor
motor
frame
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010405667.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111536198A (zh
Inventor
杨继厚
李伟
杨晓东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Technology
Original Assignee
Beijing University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Technology filed Critical Beijing University of Technology
Priority to CN202010405667.5A priority Critical patent/CN111536198B/zh
Publication of CN111536198A publication Critical patent/CN111536198A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111536198B publication Critical patent/CN111536198B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
    • F16F15/08—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means with rubber springs ; with springs made of rubber and metal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

本发明公开了一种刚度可变的双硅胶梁吸振装置，包括步进电机、传动丝杠、硅胶梁、基座、滑动铰架、导轨、电机支架及外部框架；外部框架通过基座与减振设备连接；步进电机通过电机支架与外部框架固定，且传动丝杠和导轨关于电机对称；滑动铰架关于电机左右对称放置，丝杠在滑动铰架中心穿过；硅胶梁铰支在滑动铰架上，进而与传动丝杠连接，且两硅胶梁关于电机前后对称放置。基于硅胶材料的软弹特性以及硅胶梁在不同轴向拉力下的变刚度特点，同时其内部的步进电机还可以外接单片机进行控制，通过拾取传感器信号实现自适应调频吸振。本发明通过对硅胶梁施加轴向拉力来改变其刚度进而达到调频目的，具有调频精准、快捷、稳定的优点。

Description

一种刚度可变的双硅胶梁吸振装置
技术领域
本发明涉及减振控制领域，具体涉及一种刚度可变的双硅胶梁吸振装置。
背景技术
在工程实际中，振动问题一直普遍存在，高频振动会产生噪音，影响工人生产效率，而低频振动则会损坏机械设备，降低其使用寿命。针对此类机械振动，吸振器是一种很好的振动控制手段，其吸振原理是当吸振器的固有频率与设备受迫振动频率一致时发生共振，此时吸振器通过自身振动耗能来降低机械设备的振动幅值，从而起到了吸收振动的作用。此种双硅胶梁吸振装置能够通过步进电机调节硅凝胶柱的间距在两端对硅胶梁进行拉拽，等效对梁施加不同轴向拉力，改变其刚度进而实现其固有频率的调节；同时此种吸振装置还可以通过外接单片机接收传感器信号实现频率自适应调节。相较于传统吸振器，具有调频精准、快捷、稳定的优点。
发明内容
本发明的目的在于提出一种刚度可变的双硅胶梁吸振装置，此装置针对低频段振动，通过对硅胶梁轴向施加的拉力进行智能调节从而实现变频吸振。
本发明采用以下技术方案：
一种刚度可变的双硅胶梁吸振装置，主要包括步进电机、传动丝杠、硅胶梁、滑动铰架、基座和外部框架；步进电机通过电机紧固支架与外框架固定；两传动丝杠关于步进电机左右对称安装，且两端穿过滑动铰架中心孔与侧支架连接；滑动铰架关于步进电机左右对称放置，且每个铰架内侧关于中心孔对称有两个铰支夹具；硅胶梁两端通过夹具铰支在滑动铰架上，且滑动铰架通过中心孔与丝杠连接，两个导轨贯穿滑动铰架后与侧支架连接；导轨、硅胶梁两端关于电机左右对称，且两个导轨和两个硅胶梁关于步进电机前后对称放置；外部框架通过基座与目标吸振设备连接，并对内部结构起固定支撑作用。
进一步地，本发明所述步进电机采用中空式，丝杠采用外部驱动式丝杠，且两个丝杠通过螺栓与步进电机连接。
进一步地，本发明所述左右两个滑动铰架根据内部螺纹方向反向安装放置，在步进电机旋转时，两个铰架可以实现对向或反向滑动。
进一步地，本发明所述滑动铰架在中心位置通过螺纹孔与丝杠连接，铰架两端被导轨贯穿，铰架通过内侧的铰支夹具与硅胶梁连接，并对硅胶梁起到铰支拉拽作用。
进一步地，本发明所述滑动铰架通过丝杠传动，该结构可以相对滑动对硅胶梁两端施加轴向拉力。
进一步地，本发明所述滑动铰架的两端贯穿有两根用于定位导向的导轨，该导轨防止铰架在滑动过程中绕丝杠轴向的转动。
进一步地，本发明所述吸振器的外部框架及基座均为轻质铝合金材质。
与传统吸振装置不同的是，本发明所诉吸振装置内部弹性元件采用两根硅胶梁，增大其动质量，并且由于硅胶材质的软弹特性可以实现低频吸振；吸振装置采用两端铰支的硅胶梁，可以通过调节两端间距来施加不同大小的轴向拉力，进而来改变硅胶梁刚度调节吸振装置的固有频率；吸振装置采用步进电机搭配合适的传动系统，通过外接单片机接收传感器信号实现频率自调节功能。本发明所述刚度可变的双硅胶梁吸振装置，实现了自适应调频减振，具有调频精准、快捷、稳定的优点。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意实例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。附图中：
图1为本发明所述的刚度可变的双硅胶梁吸振装置的总体示意图；
图2为本发明所述的步进电机传动系统示意图；
图3为本发明所述的双硅胶梁示意图；
图4为本发明所述的框架示意图；
图中标记为：1-步进电机，2-传动丝杠I，3-硅胶梁I，4-基座，5- 滑动铰架I，6-侧支架I，7-电机支架I，8-导轨I，9-侧支架II，10- 侧支架III，11-侧支架IV，12-侧支架V，13-电机支架II，14-导轨 II，15-滑动铰架II，16-传动丝杠II，17-硅胶梁II。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行进一步描述：
如图1至4所示，本发明所述的一种刚度可变的双硅胶梁频吸振装置，主要包括步进电机(1)、传动丝杠I(2)、硅胶梁I(3)、基座 (4)、滑动铰架I(5)、侧支架I(6)、电机支架I(7)、导轨I(8)、侧支架II(9)、侧支架III(10)、侧支架IV(11)、侧支架V(12)、电机支架II(13)、导轨II(14)、滑动铰架II(15)、传动丝杠II(16)、硅胶梁II(17)。
步进电机(1)通过电机支架I(7)、电机支架II(13)与侧支架 III(10)固定；传动丝杠I(2)、传动丝杠II(16)关于步进电机(1) 左右对称安装，且两端穿过滑动铰架I(5)、滑动铰架II(15)中心孔分别与侧支架I(6)、侧支架V(12)连接；滑动铰架I(5)、滑动铰架II(15)关于步进电机左右对称放置，且每个铰架内侧关于中心孔对称有两个铰支夹具；硅胶梁I(3)、硅胶梁II(17)两端通过夹具铰支在滑动铰架I(5)、滑动铰架II(15)上，且滑动铰架I(5)、滑动铰架II(15)通过中心孔与传动丝杠II(16)、传动丝杠I(2)、连接，导轨I(8)、导轨II(14)贯穿滑动铰架I(5)、滑动铰架II (15)后与侧支架I(6)、侧支架V(12)连接；导轨、硅胶梁两端关于电机(1)左右对称，且导轨I(8)、导轨II(14)和硅胶梁I(3)、硅胶梁II(17)关于步进电机(1)前后对称放置；侧支架I(6)、侧支架II(9)、侧支架III(10)、侧支架IV(11)、侧支架V(12)固定连接构成外部框架，外部框架通过基座与目标吸振设备连接，并对内部结构起固定支撑作用。
硅胶梁固有频率随两端轴向拉力的变化关系通过有限元仿真的结果最终近似一次函数关系。
使用本发明所述吸振装置时，首先通过丝杠导程得到电机转动角度与铰架滑动位移的关系，然后得到铰架滑动位移与轴向力的关系，通过有限元仿真的硅胶梁固有频率与轴向力的关系，进而建立步进电机转动角度与吸振频率的关系。步进电机转动360度，铰支悬挂硅凝胶柱的滑台仅移动一个丝杠螺距。因此通过步进电机的转动角度，可以对硅凝胶柱进行调频。
本发明提供的刚度可变的双硅胶梁吸振装置，为增大其动质量内部的弹性元件采用两根硅胶梁，由于硅胶材质的软弹特性，具有较低的固有频率，是很好的低频吸振材料；吸振装置采用两端铰支的硅胶梁，可以通过调节两端间距来施加不同大小的轴向拉力，进而来改变硅胶梁刚度调节吸振装置的固有频率；此吸振装置采用步进电机搭配传动系统，能够快速精确的控制硅胶梁间距实现调频功能；传感器采集的频率信号输入到STM32单片机然后单片机输出相应信号到步进电机，从而实现自适应调频吸振。本发明所述刚度可变的双硅胶梁吸振装置，具有调频精准、快捷、稳定的优点。
以上所述仅为本发明的一种实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但可认为在这里揭示原理的各种方式仍在权利要求的范围内。

Claims (3)

1.一种刚度可变的双硅胶梁吸振装置，其特征在于：包括步进电机、传动丝杠、硅胶梁、滑动铰架、基座和外部框架；步进电机通过电机紧固支架与外框架固定；两传动丝杠关于步进电机左右对称平行布置，且传动丝杠的两端穿过滑动铰架中心孔与侧支架连接；滑动铰架关于步进电机左右对称放置，且每个滑动铰架内侧关于中心孔对称有两个铰支夹具；硅胶梁两端通过夹具铰支在滑动铰架上，且滑动铰架通过中心孔与丝杠连接，两个导轨贯穿滑动铰架后与侧支架连接；导轨、硅胶梁两端关于电机左右对称，且两个导轨和两个硅胶梁关于步进电机前后对称放置；外部框架通过基座与目标吸振设备连接，并对内部结构起固定支撑作用；基于硅胶材质的软弹特性，硅胶梁具有低固有频率实现低频吸振；吸振装置采用双铰支硅胶梁，通过调节铰支间距来调节吸振装置的固有频率；
步进电机采用中空式结构，传动丝杠采用外部驱动式丝杠，且两个传动丝杠通过螺栓与步进电机连接；
所述铰架具有与丝杠螺纹相配合的螺纹孔，且左右两个滑动铰架根据内部螺纹方向反向安装放置；
所述滑动铰架在中心位置通过螺纹孔与丝杠连接，铰架两端被导轨贯穿，铰架通过内侧的铰支夹具与硅胶梁连接；
所述滑动铰架通过丝杠传动，通过相对滑动对硅胶梁两端施加轴向拉力，
所述滑动铰架的两端贯穿有两根用于定位导向的导轨。
2.根据权利要求1所述的一种刚度可变的双硅胶梁吸振装置，其特征在于：所述吸振装置的外部框架及基座均为轻质铝合金材质。
3.根据权利要求1所述的一种刚度可变的双硅胶梁吸振装置，其特征在于：采用步进电机搭配传动系统，能够控制硅胶梁铰支间距对其两端施加不同拉力实现调频功能；传感器采集的频率信号输入到STM32单片机然后STM32单片机输出相应信号到步进电机，从而实现自适应调频吸振。
CN202010405667.5A 2020-05-14 2020-05-14 一种刚度可变的双硅胶梁吸振装置 Active CN111536198B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010405667.5A CN111536198B (zh) 2020-05-14 2020-05-14 一种刚度可变的双硅胶梁吸振装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010405667.5A CN111536198B (zh) 2020-05-14 2020-05-14 一种刚度可变的双硅胶梁吸振装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111536198A CN111536198A (zh) 2020-08-14
CN111536198B true CN111536198B (zh) 2022-05-24

Family

ID=71980529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010405667.5A Active CN111536198B (zh) 2020-05-14 2020-05-14 一种刚度可变的双硅胶梁吸振装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111536198B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112431896A (zh) * 2020-10-28 2021-03-02 北京工业大学 一种对称悬臂式自适应调频金属硅胶吸振装置
CN114738414B (zh) * 2022-05-11 2023-05-23 西南石油大学 一种易控的半主动式非线性双作用吸振器

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060175169A1 (en) * 2005-02-04 2006-08-10 Or Siu W Tunable vibration absorption device
CN101126474A (zh) * 2007-04-18 2008-02-20 郑国尧 一种消除低频振动固体传递噪声的方法
CN102928443A (zh) * 2011-08-11 2013-02-13 中国科学院高能物理研究所 一种双向对称拉伸机
CN203395066U (zh) * 2013-07-02 2014-01-15 上海通用汽车有限公司 吸振器
CN103644249A (zh) * 2013-12-17 2014-03-19 哈尔滨工程大学 可调式宽频吸振隔振箱体底座
CN105736620A (zh) * 2014-12-10 2016-07-06 中国飞机强度研究所 一种压电型调谐质量阻尼器
CN107013618A (zh) * 2017-05-19 2017-08-04 南京航空航天大学 刚度可调谐的动力吸振装置
CN107165981A (zh) * 2017-05-23 2017-09-15 宁波拓普集团股份有限公司 一种动力吸振器
CN107461450A (zh) * 2017-08-08 2017-12-12 北京空间飞行器总体设计部 一种可实现靶能量传递的非线性动力吸振器
CN109099100A (zh) * 2018-10-30 2018-12-28 石家庄铁道大学 一种调节方便的负刚度装置
CN112431896A (zh) * 2020-10-28 2021-03-02 北京工业大学 一种对称悬臂式自适应调频金属硅胶吸振装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103629294B (zh) * 2013-12-05 2015-08-12 哈尔滨工程大学 一种简支梁式频率可调的动力吸振器

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060175169A1 (en) * 2005-02-04 2006-08-10 Or Siu W Tunable vibration absorption device
CN101126474A (zh) * 2007-04-18 2008-02-20 郑国尧 一种消除低频振动固体传递噪声的方法
CN102928443A (zh) * 2011-08-11 2013-02-13 中国科学院高能物理研究所 一种双向对称拉伸机
CN203395066U (zh) * 2013-07-02 2014-01-15 上海通用汽车有限公司 吸振器
CN103644249A (zh) * 2013-12-17 2014-03-19 哈尔滨工程大学 可调式宽频吸振隔振箱体底座
CN105736620A (zh) * 2014-12-10 2016-07-06 中国飞机强度研究所 一种压电型调谐质量阻尼器
CN107013618A (zh) * 2017-05-19 2017-08-04 南京航空航天大学 刚度可调谐的动力吸振装置
CN107165981A (zh) * 2017-05-23 2017-09-15 宁波拓普集团股份有限公司 一种动力吸振器
CN107461450A (zh) * 2017-08-08 2017-12-12 北京空间飞行器总体设计部 一种可实现靶能量传递的非线性动力吸振器
CN109099100A (zh) * 2018-10-30 2018-12-28 石家庄铁道大学 一种调节方便的负刚度装置
CN112431896A (zh) * 2020-10-28 2021-03-02 北京工业大学 一种对称悬臂式自适应调频金属硅胶吸振装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN111536198A (zh) 2020-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111536198B (zh) 一种刚度可变的双硅胶梁吸振装置
CN111765204A (zh) 一种悬挂式硅凝胶自适应调频吸振装置
CN112431896A (zh) 一种对称悬臂式自适应调频金属硅胶吸振装置
CN110695649A (zh) 一种用于液晶模组的翻转机械手
CN210120519U (zh) 一种可调节角度的光伏板安装架
CN215521799U (zh) 一种隔振平台用减振支腿
CN111010070A (zh) 一种高效的太阳能用支撑架
CN216249751U (zh) 一种拉索减振试验模型装置
CN114614743A (zh) 支架高度可调型柔性光伏装置
CN209582725U (zh) 一种皮带宽度可调的传送装置
CN114525961A (zh) 一种电塔架框架用角钢支撑铁件
CN220565430U (zh) 一种钢结构建筑减震支座
CN209394659U (zh) 装配装置
CN216464154U (zh) 一种多角度调节的装配式底座
CN219451130U (zh) 无级调频的吸振装置
CN110708000A (zh) 一种光伏板用拼接固定装置
CN111404775A (zh) 一种互联网数据监测用装置
CN215445362U (zh) 便于安装的管线固定支架
CN220884775U (zh) 一种拼接式船用发动机底座
CN215990034U (zh) 一种电气工程管线安装支架
CN221075762U (zh) 一种新型的机械电气装置
CN209858344U (zh) 一种方便固定的砜聚合物生产用检测装置
CN114959593B (zh) 一种激光晶体镀膜装置及其镀膜方法
CN218767122U (zh) 一种电磁兼容测试架
CN216079701U (zh) 一种手术无影灯平衡臂稳定调节装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant