[發(fā)明專利]一種自調(diào)諧兩自由度電磁吸振器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711407007.5
• 申請(qǐng)日: 2017-12-22
• 公開（公告）號(hào): CN108155773B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅欣;李雪平;陳學(xué)東;姜偉;黃宇;程依依;羅鑫皓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H02K35/02
• 分類號(hào): H02K35/02
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 張彩錦;曹葆青

本發(fā)明屬于超精密減振領(lǐng)域，并具體公開了一種自調(diào)諧兩自由度電磁吸振器，包括殼體、共振裝置、固有頻率調(diào)節(jié)裝置和耗能裝置，共振裝置包括永磁體和磁鐵，永磁體通過柔性連接件設(shè)于殼體內(nèi)部，柔性連接件一端與殼體左側(cè)相連，另一端穿過殼體右側(cè)與張緊裝置相連，磁鐵設(shè)置有兩塊，兩塊磁鐵分設(shè)于永磁體左右兩側(cè)，并安裝在殼體內(nèi)部的左右表面上，左側(cè)磁鐵的磁極與永磁體左側(cè)磁極相同，右側(cè)磁鐵的磁極與永磁體右側(cè)磁極相同；固有頻率調(diào)節(jié)裝置用于夾持柔性連接件并調(diào)節(jié)柔性連接件參與振動(dòng)的長(zhǎng)度，殼體的內(nèi)表面布置有兩端與耗能裝置相連的導(dǎo)電線圈。本發(fā)明可同時(shí)吸收兩個(gè)自由度方向的振動(dòng)，具有對(duì)微小振動(dòng)響應(yīng)快、吸振效率高和固有頻率可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超精密減振領(lǐng)域，更具體地，涉及一種自調(diào)諧兩自由度電磁吸振器。

背景技術(shù)

機(jī)械振動(dòng)對(duì)機(jī)械設(shè)備的性能有重要影響，故需要隔離機(jī)械設(shè)備中振動(dòng)的傳遞，消除振動(dòng)。通常可通過主動(dòng)控制法以及被動(dòng)隔振法進(jìn)行振動(dòng)消除，主動(dòng)控制法是指通過施加和振動(dòng)信號(hào)反相位的振動(dòng)來達(dá)到振動(dòng)消除的目的，此種方式存在控制結(jié)構(gòu)和控制算法復(fù)雜，需要額外輸入能量，控制穩(wěn)定性差的問題。被動(dòng)隔振法是通過結(jié)構(gòu)的阻尼和反共振特性抑制振動(dòng)的傳遞，主要應(yīng)用于隔絕振動(dòng)的傳遞，被動(dòng)隔振中的動(dòng)力吸振器利用共振系統(tǒng)吸收物體的振動(dòng)能量以減小物體振動(dòng)的設(shè)備，不需要額外的能力輸入，且可通壓電、靜電或電磁感應(yīng)的換能機(jī)制將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能為微電子設(shè)備供電，是近年來研究的熱點(diǎn)。

通常機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)存在數(shù)個(gè)甚至是時(shí)變的振動(dòng)頻率，且振動(dòng)也存在于多個(gè)方向。由于吸振器的固有頻率需要在激振頻率附近才能引起共振達(dá)到最佳的吸振效果，這就要求吸振器具有多個(gè)固有頻率，且具有調(diào)節(jié)固有頻率的功能以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜振動(dòng)環(huán)境下的高效吸振。

傳統(tǒng)調(diào)諧吸振裝置是在懸臂梁非固定端放置水箱，通過調(diào)節(jié)水箱里面的水量來調(diào)節(jié)質(zhì)量從而改變裝置的固有頻率，也有設(shè)置彈簧質(zhì)量系統(tǒng)，通過改變振動(dòng)方向上的剛度來改變固有頻率。上述這些方法雖然可以達(dá)到改變固有頻率的效果，但裝置復(fù)雜且調(diào)整周期過長(zhǎng)，對(duì)時(shí)變激勵(lì)的響應(yīng)不及時(shí)，且裝置質(zhì)量和剛度均不易改變，固有頻率調(diào)節(jié)范圍小，對(duì)于復(fù)雜振動(dòng)環(huán)境吸振效果難以保證，且大部分裝置只能保證單自由度上的吸振效果。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種自調(diào)諧兩自由度電磁吸振器，其通過對(duì)關(guān)鍵組件如共振裝置和固有頻率調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)及其具體設(shè)置方式進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)同時(shí)吸收兩個(gè)自由度方向的振動(dòng)，并可根據(jù)激振頻率實(shí)時(shí)調(diào)整吸振器的固有頻率，具有對(duì)微小振動(dòng)響應(yīng)快、吸振效率高和固有頻率可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)，可在一定頻率帶寬內(nèi)實(shí)現(xiàn)較好的吸振效果。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種自調(diào)諧兩自由度電磁吸振器，其包括殼體、共振裝置、固有頻率調(diào)節(jié)裝置和耗能裝置，其中：

所述共振裝置包括永磁體和磁鐵，該永磁體通過柔性連接件設(shè)于殼體的內(nèi)部，該柔性連接件的一端與殼體的左側(cè)相連，另一端穿過殼體的右側(cè)并與張緊裝置相連，所述磁鐵設(shè)置有兩塊，兩塊磁鐵分設(shè)于永磁體的左右兩側(cè)，并分別安裝在殼體內(nèi)部的左右表面上，其中左側(cè)磁鐵的磁極與永磁體左側(cè)的磁極相同，右側(cè)磁鐵的磁極與永磁體右側(cè)的磁極相同；

所述固有頻率調(diào)節(jié)裝置用于夾持柔性連接件，并調(diào)節(jié)柔性連接件參與振動(dòng)的長(zhǎng)度，所述殼體的內(nèi)表面布置有導(dǎo)電線圈，該導(dǎo)電線圈的兩端與耗能裝置相連。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述固有頻率調(diào)節(jié)裝置包括傳動(dòng)單元和調(diào)節(jié)單元，所述傳動(dòng)單元包括雙向滾珠絲杠和用于驅(qū)動(dòng)該雙向滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)，所述調(diào)節(jié)單元設(shè)置有兩組，其分設(shè)在雙向滾珠絲杠的兩端，并與雙向滾珠絲杠螺紋配合，通過電機(jī)的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)兩組調(diào)節(jié)單元沿相反方向運(yùn)動(dòng)，每組調(diào)節(jié)單元均包括移動(dòng)支座和支撐梁，該移動(dòng)支座與雙向滾珠絲杠螺紋配合，該支撐梁的上端與移動(dòng)支座相連，下端設(shè)置有一對(duì)用于夾持柔性連接件的滾輪。