[發(fā)明專(zhuān)利]一種具有線性負(fù)剛度特性的電磁彈簧

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610147176.9
• 申請(qǐng)日: 2016-03-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105587812B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉學(xué)廣;韓超;范朝陽(yáng);張佳琪;呂紹平;黃迪;葉天貴;宿柱
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F16F6/00
• 分類(lèi)號(hào): F16F6/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明的目的在于提供一種具有線性負(fù)剛度特性的電磁彈簧，包括定子、動(dòng)子，定子設(shè)置在動(dòng)子的外部，動(dòng)子上纏繞有線圈，動(dòng)子和定子的工作表面設(shè)置矩形齒圈，動(dòng)子矩形齒圈與定子矩形齒圈的位置相對(duì)應(yīng)且兩者之間存在氣隙，定子矩形齒圈的齒距大于動(dòng)子矩形齒圈的齒寬，線圈未通電時(shí)，定子矩形齒圈每個(gè)齒槽的位置分別對(duì)應(yīng)動(dòng)子矩形齒圈的一個(gè)磁齒。本發(fā)明通過(guò)定子齒槽與動(dòng)子磁齒相對(duì)應(yīng)以及確定兩者寬度的最優(yōu)比值，電磁彈簧在工作行程內(nèi)僅具有線性負(fù)剛度特性，其非線性負(fù)剛度特性消失，這一點(diǎn)是現(xiàn)有負(fù)剛度結(jié)構(gòu)做不到的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種振動(dòng)控制裝置，具體地說(shuō)是電磁彈簧。

背景技術(shù)

準(zhǔn)零剛度隔振器因其優(yōu)異的高靜態(tài)剛度、低動(dòng)態(tài)剛度特性近些年得到越來(lái)越多的研究，負(fù)剛度結(jié)構(gòu)作為準(zhǔn)零剛度隔振器的核心構(gòu)件，其好壞直接影響到所設(shè)計(jì)隔振器的隔振性能。

到目前為止，科研人員已能通過(guò)多種途徑實(shí)現(xiàn)負(fù)剛度，其中典型的方法有：機(jī)械彈簧式、磁鐵式、橡膠式以及電磁鐵式。([1]R.A.Ibrahim.“Recent advances in nonlinearpassive vibration isolators.”J.Sound Vib,2008)然而，所有這些方案所實(shí)現(xiàn)的負(fù)剛度特性存在一個(gè)必須面對(duì)的問(wèn)題：非線性剛度特性的出現(xiàn)。

公開(kāi)號(hào)為CN 103398139 B的專(zhuān)利利用蝶形橡膠材料作為負(fù)剛度彈性元件，提出了一種碟形橡膠準(zhǔn)零剛度隔振器。該專(zhuān)利與已有準(zhǔn)零剛度隔振器相比，具有承載量大、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，但其在實(shí)現(xiàn)負(fù)剛度的同時(shí)亦會(huì)引入非線性，這一情況會(huì)導(dǎo)致所設(shè)計(jì)隔振器在實(shí)際工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生跳躍現(xiàn)象甚至更復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)行為。

綜上所述，非線性的存在不但會(huì)對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性產(chǎn)生非常大的影響，并且可以想到其在主動(dòng)控制領(lǐng)域亦非常難于控制。為此，設(shè)計(jì)一款僅具有線性負(fù)剛度特性的機(jī)構(gòu)十分必要，然而，查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，并未發(fā)現(xiàn)相關(guān)方面的研究工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種具有線性負(fù)剛度特性的電磁彈簧。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明一種具有線性負(fù)剛度特性的電磁彈簧，其特征是：包括定子、動(dòng)子，定子設(shè)置在動(dòng)子的外部，動(dòng)子上纏繞有線圈，動(dòng)子和定子的工作表面設(shè)置矩形齒圈，動(dòng)子矩形齒圈與定子矩形齒圈的位置相對(duì)應(yīng)且兩者之間存在氣隙，定子矩形齒圈的齒距大于動(dòng)子矩形齒圈的齒寬，線圈未通電時(shí)，定子矩形齒圈每個(gè)齒槽的位置分別對(duì)應(yīng)動(dòng)子矩形齒圈的一個(gè)磁齒。

本發(fā)明一種具有線性負(fù)剛度特性的電磁彈簧，其特征是：包括定子、動(dòng)子，定子設(shè)置在動(dòng)子的內(nèi)部，定子上纏繞有線圈，動(dòng)子和定子的工作表面設(shè)置矩形齒圈，動(dòng)子矩形齒圈與定子矩形齒圈的位置相對(duì)應(yīng)且兩者之間存在氣隙，定子矩形齒圈的齒距大于動(dòng)子矩形齒圈的齒寬，線圈未通電時(shí)，定子矩形齒圈每個(gè)齒槽的位置分別對(duì)應(yīng)動(dòng)子矩形齒圈的一個(gè)磁齒。

本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于：通過(guò)定子齒槽與動(dòng)子磁齒相對(duì)應(yīng)以及確定兩者寬度的最優(yōu)比值，電磁彈簧在工作行程內(nèi)僅具有線性負(fù)剛度特性，其非線性負(fù)剛度特性消失，這一點(diǎn)是現(xiàn)有負(fù)剛度結(jié)構(gòu)做不到的。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的靜態(tài)磁場(chǎng)分布圖；

圖3為電磁彈簧結(jié)構(gòu)不同齒寬比下的力-位移曲線圖；

圖4為電磁彈簧結(jié)構(gòu)仿真參數(shù)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述：

結(jié)合圖1～4，本發(fā)明一種具有線性負(fù)剛度特性的電磁彈簧，不同于傳統(tǒng)的電磁彈簧的磁齒與磁齒對(duì)應(yīng)，其動(dòng)子磁齒與定子齒槽相對(duì)應(yīng)。