[發明專利]基于壓電材料的柔性桁架結構振動主動抑振系統及方法

有效

• 申請號: 201410312908.6
• 申請日: 2014-07-02
• 公開（公告）號: CN104092403A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 楊克亞;徐明龍;吳成松;敬子建
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02N2/02
• 分類號: H02N2/02;H02N2/06
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.基于壓電材料的柔性桁架結構振動主動抑振系統，其特征在于：包括固定于地面的主支撐桿(1)，在主支撐桿(1)上固定有柔性橫桿(2)和分別位于柔性橫桿(2)兩側的左柔性斜桿(8-1)和右柔性斜桿(8-2)，位于柔性橫桿(2)下方且緊鄰柔性橫桿(2)、在主支撐桿(1)上固定有安裝夾具(3)，安裝夾具(3)另一端的左邊通過左第一剛性繩索(4-1)與左菱形作動器(5-1)短軸側的一端連接，左菱形作動器(5-1)短軸側的另一端通過左第二剛性繩索(6-1)和固定在左柔性斜桿(8-1)上的左定位夾具(7-1)連接，安裝夾具(3)另一端的右邊通過右第一剛性繩索(4-2)與右菱形作動器(5-2)短軸側的一端連接，右菱形作動器(5-2)短軸側的另一端通過右第二剛性繩索(6-2)和固定在右柔性斜桿(8-2)上的右定位夾具(7-2)連接；所述左菱形作動器(5-1)和右菱形作動器(5-2)的長軸側均連接有壓電堆；所述左第一剛性繩索(4-1)、左第二剛性繩索(6-1)和左定位夾具(7-1)的長度方向在同一直線上，且該直線與左柔性斜桿(8-1)垂直，所述右第一剛性繩索(4-2)、右第二剛性繩索(6-2)和右定位夾具(7-2)的長度方向在同一直線上，且該直線與右柔性斜桿(8-2)垂直；所述柔性橫桿(2)、左柔性斜桿(8-1)和右柔性斜桿(8-2)的另一端均與柔性桁架結構主體相連。

2.根據權利要求1所述的基于壓電材料的柔性桁架結構振動主動抑振系統，其特征在于：所述左菱形作動器(5-1)和右菱形作動器(5-2)的長軸側均連接有兩個壓電堆。

3.根據權利要求1所述的基于壓電材料的柔性桁架結構振動主動抑振系統，其特征在于：所述安裝夾具(3)包括固定在主支撐桿(1)上的抱環(3-1)以及固定在抱環(3-1)上部的連接塊(3-2)。

4.根據權利要求1所述的基于壓電材料的柔性桁架結構振動主動抑振系統，其特征在于：所述第一剛性繩索(6)和第二剛性繩索(7)為凱夫拉繩索。

5.根據權利要求1所述的基于壓電材料的柔性桁架結構振動主動抑振系統，其特征在于：所述左定位夾具(7-1)、右定位夾具(7-2)、左菱形作動器(5-1)、右菱形作動器(5-2)和安裝夾具(3)的尺寸在保證控制效果的同時盡量小。

6.權利要求1所述的基于壓電材料的柔性桁架結構振動主動抑振系統的控制方法，其特征在于：工作時，首先調節安裝夾具(3)兩側的左第一剛性繩索(4-1)、右第一剛性繩索(4-2)、左第二剛性繩索(6-1)和右第二剛性繩索(6-2)使其處于預緊狀態，保證柔性橫桿(2)及與其相連的柔性桁架結構主體處于靜平衡位置；當柔性桁架結構主體沿水平面被激振后，產生沿X方向左右搖晃振動；當柔性桁架結構主體沿X正向擺動且振幅達到預先設定位移值時，開始給右菱形作動器(5-2)通電，右菱形作動器(5-2)工作，左菱形作動器(5-1)未工作，右菱形作動器(5-2)中壓電堆沿長軸方向伸長，則右菱形作動器(5-2)短軸方向長度縮短，通過右第二剛性繩索(6-2)帶動連接在右柔性斜桿(8-2)、柔性橫桿(2)和左柔性斜桿(8-1)上的柔性桁架結構主體往左側拉回；當柔性桁架結構主體沿X負向擺動且振幅達到預先設定位移值時，開始給左菱形作動器(5-1)通電，左菱形作動器(5-1)工作，右菱形作動器(5-2)停止工作，左菱形作動器(5-1)中壓電堆沿長軸方向伸長，則左菱形作動器(5-1)短軸方向長度縮短，通過左第二剛性繩索(6-1)帶動連接在左柔性斜桿(8-1)、柔性橫桿(2)和右柔性斜桿(8-2)上的柔性結構主體往右側拉回；柔性桁架結構主體沿X方向來回擺動時，左菱形作動器(5-1)和右菱形作動器(5-2)交替工作，從而達到抑振的效果。