[發明專利]一種多功能擺式吸振器

有效

• 申請號: 201410744610.2
• 申請日: 2014-12-09
• 公開（公告）號: CN104500644A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 彭超;程林;母立眾;王志海;王曉紅;王梅
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十八研究所
• 主分類號: F16F15/02
• 分類號: F16F15/02;F16F15/28
• 代理公司: 合肥金安專利事務所34114
• 代理人: 金惠貞

技術領域

本發明屬于振動控制技術領域，具體涉及一種吸振器。

技術背景

隨著現代科學技術的快速發展，振動控制技術在工程領域內發揮著日益重要的作用。一方面各種生產加工工具的機械化和大型化，產生的振動響應越來越突出，例如汽輪機的振動、飛機的顫振、航天器的微振動、輸電線的舞動、大橋的風動等。這些振動引起的結構零部件內部產生的交變應力是導致結構疲勞損傷的主要原因，并且長期工作在振動噪聲環境中的人會感到疼痛、不適，工作效率降低，甚至危害到他們的身體健康。另一方面在精密加工、測量和探測等尖端科技領域中，人們對振動環境的要求也越來越苛刻，特別是現代的高精密雷達電子裝備中，外界環境的微小振動將大大降低雷達的探測距離和精度，嚴重影響作戰性能。

吸振技術作為主要的振動控制技術之一，具有安裝簡單、使用方便等特點，不需要對原有結構進行改變，長期受到人們的青睞，已經廣泛應用到實際工程中，并逐漸發展出了被動式吸振器、主動式吸振器、自適應主動吸振器。傳統的被動式吸振器，各項參數是相對固定的，當外激勵的頻率發生改變時，吸振器的減振效果會因為失諧而迅速變差。主動吸振器是在被動式吸振器的基礎上引入作動器，根據主系統的反饋信號來實時調節作動器的輸出力和吸振器對主系統的反作用，使吸振器的反作用力與主系統的加速度頻率相等，相位相反。這類吸振器可控性高、減振效果好，但是耗能大、系統容易失穩等缺陷極大地限制了其在工程上的應用。自調諧式吸振器是通過調節自身的固有頻率，使其去跟蹤主系統的振動頻率，充分發揮其吸振能力，進而抑制主系統的振動。這種吸振器在一定程度上解決了被動式吸振器吸振頻帶窄、減振效果差等缺點，同時相對于主動式吸振器又有耗能小、穩定性高的優點，但其減振效果受阻尼影響較大，因此在設計時應當盡量減小自調諧式吸振器的阻尼。為了進一步減小阻尼對減振效果的影響，提高自調諧式吸振器的性能，將主動力引入到自調諧式吸振器中，這樣就是一種自適應主動共振吸振器，這種吸振器由于結合了主動式吸振器和自調諧式吸振器的優點將大大改善吸振器的減振效果。通常一旦吸振器設計定型之后，其使用工況也基本設定。若使用環境發生改變，或者對減振效果和能量消耗的需求發生變化，則需要重新設計和更換吸振器。

發明內容

本發明針對吸振器在不同振動工況的應用需要，設計一種多功能擺臂式吸振器。同時具有被動式吸振模式、自調諧式吸振模式、主動吸振模式和自適應主動共振吸振模式4種功能模式，可以根據實際的應用需要進行調整。

一種多功能擺式吸振器包括一對擺臂機構和安裝基座1；每只擺臂機構包括擺臂導軌2和配重機構，配重機構能在擺臂導軌2上移動；一對擺臂導軌2的一端分別通過軸承3連接著回轉軸4，且相對于回轉軸4呈對稱狀態；回轉軸4上設有兩個以上的扭轉彈簧5，回轉軸4的兩端通過支座6固定設于安裝基座1上；使用時，通過安裝基座1將所述擺式吸振器安裝到減振對象上，使減振對象的振動轉化為一對擺臂導軌2的擺動。

一種優化方案是：每條擺臂導軌2上沿長度方向設有齒條7；所述配重機構包括與齒條7配合的齒輪8、步進電機9、上滑塊10和下配重滑塊11，所述齒輪8設于步進電機9的輸出軸上，所述齒輪8和齒條7配合形成滾動軸承；所述上滑塊10為空心件，橫跨在擺臂導軌2上，且與齒條7兩側的擺臂導軌2滑動配合，所述步進電機9固定設于上滑塊10內；與上滑塊10對應的下配重滑塊11位于擺臂導軌2的底部，下配重滑塊11的兩端分別對應連接著上滑塊10的兩端。

在優化方案的基礎上：所述擺臂導軌2的頂面上沿長度方向設有燕尾槽13，所述齒條7位于所述燕尾槽13的頂面；所述上滑塊10的底部與擺臂導軌2的燕尾槽13配合。

在優化方案的基礎上：所述步進電機9為帶有剎車功能的步進電機，能夠在異常斷電的情況保持配重機構在擺臂導軌2上固定；步進電機9的輸出端通過聯軸器14連接著齒輪8。

在優化方案的基礎上：所述上滑塊10為空心的半圓柱狀，且軸向的兩端分別向延伸形成圓盤狀；所述下配重滑塊11為半圓柱狀，下配重滑塊11的兩端配合連接著上滑塊10的兩端形成圓柱狀。

另一優化的情況是：每條擺臂導軌2與安裝基座1之間分別設置有一主動力作動器12，主動力作動器12一端與安裝基座1進行活動連接，另一端與擺臂導軌2進行活動連接。

本發明的有益技術效果體現在下述幾個方面：

本發明為一多功能擺式吸振器，同時具有被動式吸振模式、主動式吸振模式、自調諧吸振模式和自適應主動共振吸振模式多種功能模式，可以根據不同的應用場合選擇不同的功能模式；