[發明專利]多維主動控制減振裝置和方法

有效

• 申請號: 201710303769.4
• 申請日: 2017-05-03
• 公開（公告）號: CN107061613B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 胡文彬;鄭磊;甘維兵;楊燕;李盛;劉芳
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: F16F15/027
• 分類號: F16F15/027;F16F15/03;F16F15/04;G01H17/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

1.一種多維主動控制減振裝置，其特征在于：它包括外盒，和置于外盒中用于放置待減振物體的內盒；外盒上設有三個維度方向的加速度傳感器；內盒設有頂面、底面和側面，內盒的底面與外盒之間、內盒的側面與外盒之間分別連接有主動控制減振器，主動控制減振器的數量和方向保證：所述的加速度傳感器的每個維度方向上，至少有一個主動控制減振器；

本裝置還包括微處理器和減振器驅動器，微處理器用于接收所述的加速度傳感器的信號，分別分析每個維度方向的振動狀態，計算每個維度對應的主動控制減振器的減振方案，分別通過減振器驅動器驅動對應的主動控制減振器；

所述的微處理器具體按以下步驟進行分析：

S1、利用加速度傳感器實時采集外盒在三個維度方向的振動信號；

S2、分析振動信號，判斷各維度方向的振動強度和頻域特性；

S3、依據預設的內盒中待減振物體的振動標準，評定振動狀態，確立各維度方向的主動控制減振器的最優參數；

S4、將最優參數轉換為控制信號，輸出至對應的主動控制減振器驅動器，調節主動控制減振器。

2.根據權利要求1所述的多維主動控制減振裝置，其特征在于：所述的三個維度方向為正交坐標系的X軸、Y軸和Z軸，其中Z軸與外盒的底面垂直，X軸和Y軸分別與外盒的側面垂直；

所述的內盒的底面與外盒之間均布有若干個與Z軸相互平行的主動控制減振器；所述的內盒的側面與外盒之間分別連接有2個X軸正方向、2個X軸負方向和2個Y軸正方向的主動控制減振器。

3.根據權利要求1所述的多維主動控制減振裝置，其特征在于：所述的主動控制減振器為壓電陶瓷減振器，壓電陶瓷減振器包括上夾板、下夾板和連接在上下夾板之間的第一彈簧；還包括壓電材料塊和控制電源，壓電材料塊的兩側分別通過摩擦材料塊與上夾板固定連接，壓電材料塊的底部通過第二彈簧與下夾板連接，壓電材料塊的長度由所述的微處理器通過減振器驅動器控制控制電源的電壓值通過負壓電效應調節。

4.根據權利要求1所述的多維主動控制減振裝置，其特征在于：所述的主動控制減振器為磁流變減振器，磁流變減振器包括上夾板、下夾板和連接在上下夾板之間的第一彈簧；還包括存貯在彈性套筒中的磁流變彈性體和控制電源，彈性套筒的上下安裝有帶有勵磁線圈的夾板，夾板的上部與上夾板固定連接，夾板的下部通過第二彈簧與下夾板連接；所述的磁流變彈性體的剛度和阻尼由所述的微處理器通過減振器驅動器控制控制電源的電壓值通過磁流變效應調節。

5.根據權利要求1所述的多維主動控制減振裝置，其特征在于：所述的主動控制減振器為電流變減振器，電流變減振器包括上夾板、下夾板和連接在上下夾板之間的第一彈簧；還包括存貯在彈性套筒中的電流變彈性體和控制電源，彈性套筒的上下安裝有電極板，電極板的上部與上夾板固定連接，電極板的下部通過第二彈簧與下夾板連接；所述的電流變彈性體的剛度和阻尼由所述的微處理器通過減振器驅動器控制控制電源的電壓值通過電流變效應調節。

6.利用權利要求1所述的多維主動控制減振裝置實現的減振方法，其特征在于：它包括以下步驟：

S1、利用加速度傳感器實時采集外盒在三個維度方向的振動信號；

S2、分析振動信號，判斷各維度方向的振動強度和頻域特性；

S3、依據預設的內盒中待減振物體的振動標準，評定振動狀態，確立各維度方向的主動控制減振器的最優參數；

S4、將最優參數轉換為控制信號，輸出至對應的主動控制減振器驅動器，調節主動控制減振器。