[發明專利]一種具有線性負剛度特性的電磁彈簧

有效

• 申請號: 201610147176.9
• 申請日: 2016-03-15
• 公開（公告）號: CN105587812B
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 劉學廣;韓超;范朝陽;張佳琪;呂紹平;黃迪;葉天貴;宿柱
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F16F6/00
• 分類號: F16F6/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明的目的在于提供一種具有線性負剛度特性的電磁彈簧，包括定子、動子，定子設置在動子的外部，動子上纏繞有線圈，動子和定子的工作表面設置矩形齒圈，動子矩形齒圈與定子矩形齒圈的位置相對應且兩者之間存在氣隙，定子矩形齒圈的齒距大于動子矩形齒圈的齒寬，線圈未通電時，定子矩形齒圈每個齒槽的位置分別對應動子矩形齒圈的一個磁齒。本發明通過定子齒槽與動子磁齒相對應以及確定兩者寬度的最優比值，電磁彈簧在工作行程內僅具有線性負剛度特性，其非線性負剛度特性消失，這一點是現有負剛度結構做不到的。

技術領域

本發明涉及的是一種振動控制裝置，具體地說是電磁彈簧。

背景技術

準零剛度隔振器因其優異的高靜態剛度、低動態剛度特性近些年得到越來越多的研究，負剛度結構作為準零剛度隔振器的核心構件，其好壞直接影響到所設計隔振器的隔振性能。

到目前為止，科研人員已能通過多種途徑實現負剛度，其中典型的方法有：機械彈簧式、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，所有這些方案所實現的負剛度特性存在一個必須面對的問題：非線性剛度特性的出現。

公開號為CN 103398139 B的專利利用蝶形橡膠材料作為負剛度彈性元件，提出了一種碟形橡膠準零剛度隔振器。該專利與已有準零剛度隔振器相比，具有承載量大、體積小、重量輕等優點，但其在實現負剛度的同時亦會引入非線性，這一情況會導致所設計隔振器在實際工作時會產生跳躍現象甚至更復雜的動力學行為。

綜上所述，非線性的存在不但會對系統的動力學特性產生非常大的影響，并且可以想到其在主動控制領域亦非常難于控制。為此，設計一款僅具有線性負剛度特性的機構十分必要，然而，查閱國內外文獻，并未發現相關方面的研究工作。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有線性負剛度特性的電磁彈簧。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明一種具有線性負剛度特性的電磁彈簧，其特征是：包括定子、動子，定子設置在動子的外部，動子上纏繞有線圈，動子和定子的工作表面設置矩形齒圈，動子矩形齒圈與定子矩形齒圈的位置相對應且兩者之間存在氣隙，定子矩形齒圈的齒距大于動子矩形齒圈的齒寬，線圈未通電時，定子矩形齒圈每個齒槽的位置分別對應動子矩形齒圈的一個磁齒。

本發明一種具有線性負剛度特性的電磁彈簧，其特征是：包括定子、動子，定子設置在動子的內部，定子上纏繞有線圈，動子和定子的工作表面設置矩形齒圈，動子矩形齒圈與定子矩形齒圈的位置相對應且兩者之間存在氣隙，定子矩形齒圈的齒距大于動子矩形齒圈的齒寬，線圈未通電時，定子矩形齒圈每個齒槽的位置分別對應動子矩形齒圈的一個磁齒。

本發明的優勢在于：通過定子齒槽與動子磁齒相對應以及確定兩者寬度的最優比值，電磁彈簧在工作行程內僅具有線性負剛度特性，其非線性負剛度特性消失，這一點是現有負剛度結構做不到的。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明的靜態磁場分布圖；

圖3為電磁彈簧結構不同齒寬比下的力-位移曲線圖；

圖4為電磁彈簧結構仿真參數。

具體實施方式

下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述：

結合圖1～4，本發明一種具有線性負剛度特性的電磁彈簧，不同于傳統的電磁彈簧的磁齒與磁齒對應，其動子磁齒與定子齒槽相對應。