CN112727974A - 一种基于刚度可调的宽频电磁动力吸振器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于刚度可调的宽频电磁动力吸振器，包括连接件1、定块2、两个螺旋弹簧3、动块4、电磁线圈5、速度传感器6、电荷放大器7、控制系统8、可控直流电源9和壳体10。其中连接件是与主振系统连接的刚性体；所述定块与连接件做成一体；所述动块在两个螺旋弹簧的中间，外部绕有电磁线圈；所述速度传感器安装在壳体的上部；所述电荷放大器一端与传感器连接，另一端与控制系统相连；所述控制系统的另一端与电源相连；所述电源另一端与电磁线圈相连；所述壳体采用塑料作为制作材料。本发明有效解决了吸振器在吸振频带窄的难题，刚度可调，具有结构紧凑、灵活、响应速度快以及不需要大量外界能量供应等优点。

Description

一种基于刚度可调的宽频电磁动力吸振器

技术领域

本发明属于振动控制领域，具体涉及一种基于刚度可调的电磁动力吸振器。

背景技术

振动与人们的生活息息相关，然而振动不仅易引起、甚至加速结构的疲劳损伤，而且会影响设备的使用寿命，同时还会产生一定的噪声，对生产与生活造成困扰。为解决上述问题，结构简单紧凑、布置灵活、响应速度快并且性能稳定和经济性好的动力吸振器得到了广泛的应用。

传统的动力吸振器因其结构参数不可变、形式单一、减振频率较窄和固有频率不可调等缺点，当外界的激振频率改变的时候减振的效果大大减弱。而在基于传统吸振器改进的半主动吸振器虽然能调节吸振器的固有频率，但是调节的范围较小，只适合在较小的振动范围内进行控制，不能满足宽频的需求。为解决吸振频带窄的问题，主动式动力吸振器相继推出，但由于其需要大量的外界能量，并且结构复杂和生产成本高，经济性也就较差。

鉴于上述现有的动力吸振器存在的缺陷，本发明提出一种基于刚度可调的宽频电磁动力吸振器，可解决现有主被动动力吸振器的普遍问题，并且结构简单、成本低、性能好，具有更高的经济性和实用性。

发明内容

1.本发明提供了一种基于刚度可调的宽频电磁动力吸振器，可有效解决现有动力吸振器结构复杂、成本高和吸振频带窄的问题，同时响应速度快，不需要大量的外界能量。

2.上述1中所述的一种基于刚度可调的宽频电磁动力吸振器可分为：连接模块、信息采集模块、控制模块、吸振模块。

3.上述2中所述的连接模块包括整个吸振器的外部保护壳体和与壳体上部做成一体的刚性连接件。其中壳体是采用一般的塑料制作，制作成本低；刚性连接体则是用耐疲劳的刚性材料磁力座来制作。

4.上述2中所述的信息采集模块包括速度传感器和电荷放大器，其中速度传感器安装在壳体的右上部，用来采集速度信息，与之相连的是电荷放大器；电荷放大器接受传感器传来的信息并进行处理。

5.上述2中所述的控制模块包括控制系统和可控直流电源，其中控制系统的一端与电荷放大器相连接并接受电荷放大器传来经过处理的信息，对信息进一步的分析、处理；另一端则是与可控直流电源相连接，可控直流电源接受控制系统处理信息后传来的指令，并输出相应的可控电流大小。

6.上述2中所述的吸振模块是由两个螺旋弹簧和一个电磁弹簧组成的组合体，其中电磁弹簧是由一个铁芯和绕在铁心外部的电磁线圈所组成。

7.本发明与现有的技术相比有明显的优点和实际经济效果，借由上述技术方案，本发明基于一种刚度可调的宽频电磁动力吸振器可达到相当的技术先进水平和实用性，并在产业上具有广泛的利用价值，具有结构简单、紧凑，并且布置灵活的特点。

9.本发明解决了现有吸振器吸振频带窄的问题，通过速度传感器接收主振系的速度信息，并经控制系统分析、处理，从而控制可控直流电源输出最合适的电流给电磁线圈，使振动单元的固有频率和主振系的激振频率一致，从而达到最佳的吸振效果。

附图说明

图1为本发明的吸振器加吸振结构原理图；

图2为本发明的吸振器整体外观结构图；

图3为本发明的内部结构图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步的详细说明。

如图1所示，动块4被夹在两个螺旋弹簧3之间组成本发明的吸振模块，两个螺旋弹簧3分别连接着上下部的壳体；在壳体的上部安装有一个速度传感器6，然后依次连接着电荷放大器7、控制系统8、可控直流电源9，可控直流电源则是连接着电磁线圈。

如图2所示，本发明整体外部结构呈一个圆柱形，是吸振器的连接模块，壳体上部分的刚性连接模块是由耐疲劳的刚性材料磁力座来制作的，可直接吸附在基体表面进行吸振。整个连接模块结构简单紧凑、易于安装。

如图3所示，本发明的内部吸振模块由两个螺旋弹簧和一个电磁弹簧组成，其中电磁弹簧由定块和绕在其外部的电磁线圈组成，整个模块结构也是很简单紧凑，而且解决了吸振频率窄的问题。

本发明总的工作原理是：首先是由速度传感器采集主振系统的速度信息，经过电荷放大器的处理放传给控制系统，控制系统对接受到的信息做进一步分析、处理，得出主振系的激振频率，然后传送指令给可控直流电源，使得可控直流电源输出一定的可控直流电给电磁线圈，一定的可控直流电可以使吸振模块的固有频率和主振系统的激振频率一致，从而达到最佳的吸振效果；当主振系统的频率改变时，可以通过改变可控直流电的大小来改变吸振模块的固有频率，使吸振器达到最佳的吸振效果。

以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种基于刚度可调的宽频电磁动力吸振器，其特征在于，由连接件、壳体、定块、动块、两个螺旋弹簧、电磁线圈、速度传感器、电荷放大器、控制系统以及可控直流电源等组成。

2.所述的连接件是一块磁力超强的磁力座，其作用是与主振系相连接，是整个吸振器的连接模块，承受着较大的振动载荷，可直接吸附基体表面，因此需使用硬度和耐久性比较好的刚性材料--磁力座。连接件的另一面又与衔铁做成组合体，组成壳体的上部分。

3.所述的壳体是整个吸振器的支撑体，总体的形状呈圆柱形，其中壳体的上部是连接体和衔铁的组合体，其余的部分则是用塑料制成。

4.所述的定块是一块衔铁，并与连接体做成一体，形成壳体的一部分；所述的动块是一个导磁性良好的软磁材料，并且在外部绕有电磁线圈，两者形成一个电磁弹簧，其上下端分别连接着两个螺旋弹簧。

5.所述的两个螺旋弹簧分别与壳体的上部和下部连接，中间还夹着动块，共同形成吸振模块。

6.所述的电磁线圈连接着电源的正负极，并且绕在动块的外部与其形成一个电磁弹簧。

7.所述的速度传感器安装在壳体的上部，采集主振系统的速度信息，并把信息传给与传感器相连的电荷放大器。

8.所述的电荷放大器一端与速度传感器相连接，另一端与控制系统相连接；其作用是对速度传感器传来的信息进行分析处理，并且处理的结果传给控制系统。

9.所述的控制系统分别连接着电荷放大器和可控直流电源。

10.所述的可控直流电源连接着控制系统，接受控制系统传来的指令，并且可以向电磁线圈输出一定的可控制直流电流。

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