[實用新型]復合式作動器

有效

• 申請號: 201320121234.2
• 申請日: 2013-03-18
• 公開（公告）號: CN203130893U
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 張進秋;彭志召;賈進峰;張建;張磊;彭顏銘;黃大山
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍裝甲兵工程學院
• 主分類號: F16F9/53
• 分類號: F16F9/53;F16F15/03;F16F15/02
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 滿靖

技術領域

本實用新型涉及一種用于結構振動主動控制的復合式作動器，屬于結構主動控制作動器領域。

背景技術

目前，結構振動控制技術已被廣泛應用于橋梁、建筑、海洋平臺、航天航空及機械等很多領域。根據控制原理的不同，結構振動控制技術可分為主動控制和半主動控制兩個分支，其中的半主動控制能耗低，但其控制效果較差，而主動控制的效果好，但其能耗卻大，是其實際應用的瓶頸。

已有的電磁作動器由于其具有安裝空間小、重量輕、可控性好等優點，常被用于結構振動主動控制。在一定的控制策略下，電磁作動器輸出控制力來抑制結構振動，其控制力的方向不受結構的相對位移或相對速度的限制，控制效果好，但是，無論預期的控制力方向與結構相對速度的方向相同還是相反，電磁作動器都需要提供與控制力大小相應的電流，因此，其能耗非常大。

已有的磁流變阻尼器是一種以智能材料——磁流變液作為工作介質，通過加載磁場改變磁流變液的粘度而實現阻尼力可調的減振器件，其突出的特點是響應快、阻尼力可控范圍寬且大小連續可調，尤其是能耗低的優點使其倍受青睞，被廣泛應用于各種結構振動控制場合，但是，磁流變阻尼器是一種半主動控制減振器件，只能實現對阻礙相對運動的阻尼力的調節，即只能提供與相對速度方向相反的控制力，因而，控制效果較用于主動控制的電磁作動器遜色許多。

由此可見，設計出一種控制效果好、能耗低的結構振動控制器是目前急需解決的問題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種用于結構振動主動控制的復合式作動器，該復合式作動器結構緊湊，運行安全可靠，可輸出與結構相對運動方向相同或相反的主動控制力，與已有的電磁作動器和磁流變阻尼器相比，其增大了主動控制力輸出范圍，降低了對結構振動主動控制的能耗，控制效果非常好。

為了實現上述目的，本實用新型采用了以下技術方案：

一種用于結構振動主動控制的復合式作動器，其特征在于：它包括磁流變阻尼器、電磁作動器，其中：

該磁流變阻尼器包括非導磁外筒、固設在該非導磁外筒內的導磁內筒，該非導磁外筒的上、下端口分別由外上端蓋、外下端蓋密封，該導磁內筒的上、下端口分別由內上端蓋、內下端蓋密封，該導磁內筒的外壁上黏貼有氣囊，該氣囊位于該導磁內筒的外壁與該非導磁外筒的內壁之間形成的環形空腔內，該氣囊與該非導磁外筒的內壁之間形成有蓄能腔，該導磁內筒內設有活塞組件，該活塞組件包括活塞連桿，該活塞連桿的一端與阻尼活塞的一端連接，該活塞連桿的另一端從該內上端蓋、該外上端蓋上分別開設的通孔中穿出而露于該非導磁外筒外部，該阻尼活塞的另一端固定連接有導向活塞，該阻尼活塞上纏繞有電磁線圈，該阻尼活塞和該電磁線圈與該導磁內筒的內壁之間形成有環形阻尼縫隙，該電磁線圈與供電設備連接，該導向活塞與該導磁內筒的內壁滑動接觸，該阻尼活塞和該導向活塞將該導磁內筒分為上腔、下腔兩個腔室，該導向活塞上開設有通孔，該上腔與該下腔之間經由該環形阻尼縫隙、該導向活塞上開設的該通孔而連通，該內下端蓋上開設的通孔中安裝有導流閥，該導流閥的一端口與該下腔相通，該導流閥的另一端口位于該內下端蓋與該外下端蓋間的空隙內，該內下端蓋與該外下端蓋間的空隙與該蓄能腔之間設有相貫通的流動通道；

該電磁作動器包括初級組件、次級組件，該次級組件包括環狀的永磁體、環狀的磁極，從該非導磁外筒的一端至另一端，該永磁體、該磁極交替套設在該非導磁外筒的外壁上，該初級組件包括環狀的初級鐵芯、環狀的初級繞組、呈筒狀的初級軛部，該初級繞組與該供電設備連接，該初級鐵芯、該初級繞組交替固設在該初級軛部的內壁上且與該次級組件之間形成有空隙，該初級軛部的下部安裝有滑動導向軸承，該滑動導向軸承與該次級組件的表面滑動接觸，該初級軛部的上部安裝有外蓋，露于該非導磁外筒外部的該活塞連桿的一端與該外蓋固定連接。

本實用新型的優點是：

本實用新型復合式作動器將已有的電磁作動器與已有的磁流變阻尼器的特點相結合，當本實用新型復合式作動器預期輸出的主動控制力的方向與結構相對運動方向相同時，由本實用新型復合式作動器中的電磁作動器輸出主動控制力，當本實用新型復合式作動器預期輸出的主動控制力的方向與結構相對運動方向相反時，由本實用新型復合式作動器中能耗較低的磁流變阻尼器輸出主動控制力，若磁流變阻尼器無法輸出全部的主動控制力時，再由電磁作動器補充，如此，與已有的電磁作動器和磁流變阻尼器相比，本實用新型復合式作動器實現了大幅降低能耗且可雙向輸出控制力的目的，控制效果好。

附圖說明

圖1是本實用新型復合式作動器進行壓縮運動的示意圖；

圖2是本實用新型復合式作動器進行拉伸運動的示意圖。