[發明專利]基于差動電磁作動器的空氣彈簧超低頻隔振方法與裝置

有效

• 申請號: 200610150810.0
• 申請日: 2006-09-26
• 公開（公告）號: CN101067433A
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發明（設計）人: 譚久彬;劉彥;王雷;姚紹明;楊文國;魯云峰;曹剛
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F16F15/02
• 分類號: F16F15/02
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所
• 代理人: 陳曉光

1.一種基于差動電磁作動器的空氣彈簧超低頻隔振裝置，其組成包括：供氣系統(1)、高度控制系統(2)、一組空氣彈簧(3)、基體(4)、既為系統提供負剛度，又為系統提供可控阻尼力的電磁作動器(5)、速度傳感器(6)、力傳感器(7)、位移傳感器(8)、功率放大器(9)、模/數轉換器(10)、數/模轉換器(11)、控制器(12)，所述的供氣系統(1)供氣端與所述的高度控制系統(2)輸入端相連，所述的高度控制系統(2)輸出端經由數/模轉換器(11)與每個所述的空氣彈簧(3)進氣孔相連，所述的空氣彈簧(3)和所述的電磁作動器(5)并行安裝在所述的基體(4)的下方，所述的位移傳感器(8)和所述的速度傳感器(6)安裝在所述的基體(4)之上，所述的力傳感器(7)輸入和輸出端分別與所述的基體(4)和所述的模/數轉換器(10)相連，所述的力傳感器(7)和所述的位移傳感器(8)的信號輸出端都經由模/數轉換器(10)連接到所述的高度控制系統(2)的信號接受端，所述的速度傳感器(6)的信號輸出端與所述的模/數轉換器(10)輸入端相連，所述的模/數轉換器(10)的輸出端與所述的控制器(12)輸入端相連，所述的控制器(12)輸入端與所述的數/模轉換器(11)輸入端相連，所述的數/模轉換器(11)輸出端與所述的功率放大器(9)輸入端相連，所述的功率放大器(9)輸入端與所述的電磁作動器(5)信號接受端相連。

2.根據權利要求1所述的基于差動電磁作動器的空氣彈簧超低頻隔振裝置，其特征是：所述的高度控制系統(2)由高度控制器(17)，三位電磁閥(18)組成，高度控制器(17)輸入端與供氣系統(1)相連，信號接受端分別與位移傳感器(8)和力傳感器(7)相連，輸出端與三位電磁閥(18)輸入端相連，三位電磁閥(18)輸出端與空氣彈簧相連，高度控制系統依據位移傳感器(8)反饋信號作粗調，依據力傳感器(7)反饋信號作微調。

3.根據權利要求1或2所述的基于差動電磁作動器的空氣彈簧超低頻隔振裝置，其特征是：所述的電磁作動器(5)由一對電磁鐵(13a，13b)、電磁鐵支架(14a，14b)、銜鐵(15)、銜鐵支架(16)組成，兩電磁鐵(13a，13b)差動布置在所述的電磁鐵支架(14a，14b)上，所述的銜鐵(15)安裝在所述的銜鐵支架(16)上并位于兩電磁鐵(13a，13b)之間，和兩電磁鐵(13a，13b)留有相同的間隙。

4.根據權利要求1或2所述的基于差動電磁作動器的空氣彈簧超低頻隔振裝置，其特征是：所述的電磁作動器(5)中一對電磁鐵(13a，13b)差動布置，通入基電流I₀以后，兩電磁鐵(13a，13b)相對面為同極性。

5.根據權利要求3所述的基于差動電磁作動器的空氣彈簧超低頻隔振裝置，其特征是：所述的銜鐵支架(16)安裝于所述的基體(4)，或者與所述的基體固定的物體上，所述的電磁鐵支架(14a)安裝到地面或者與地面固定的物體上。

6.一種控制權利要求1所述的基于差動電磁作動器的空氣彈簧超低頻隔振裝置的方法，其特征是：該方法包括以下步驟：

(1)根據空氣彈簧隔振系統固有剛度K_s和欲達到的系統固有頻率ω確定所需的負剛度K_N，然后由K_N計算電磁作動器中的基電流I₀；

(2)調整空氣彈簧隔振系統至工作高度附近并在差動電磁作動器中通入基電流I₀，每隔一個時間段V_t對安裝在差動電磁作動器銜鐵上力傳感器的反饋信號作平均，高度控制系統依據此平均值對空氣彈簧的工作高度作一次微調，直至平均值為零，完成高度調整工作；

(3)根據空氣彈簧隔振系統基體運動速度V_b，控制差動電磁作動器的偏置電流I_d，使作動器為隔振系統提供一個正比于速度V_b的主動阻尼力F_c；主動阻尼力F_c結合負剛度K_N可使隔振基礎獲得優良的超低頻隔振性能。

7.根據權利要求6所述的控制方法，其特征是：所述的電磁作動器中的基電流I₀由系統所需的負剛度K_N確定。