[發(fā)明專利]一種自適應遠程主動減振系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811230814.9
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109356959B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發(fā)明（設計）人: 姜偉;陳學東;程依依
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: F16F9/53
• 分類號: F16F9/53;F16F9/32;F16F9/06;F16F9/34;F16F9/50
• 代理公司: 42201 華中科技大學專利中心
• 代理人: 曹葆青;李智

本發(fā)明屬于超精密減振技術領域，公開了一種自適應遠程主動減振系統(tǒng)。至少包括主支撐裝置、遠程減振裝置、液體傳輸管道(4)和控制器(9)，所述液體傳輸通道(4)與控制器(9)并聯(lián)，且二者兩端分別與所述主支撐裝置和遠程控減振裝置連接，以形成閉合回路結(jié)構，所述遠程減振裝置為設有充放氣接口的密閉容器，其內(nèi)充填壓縮氣體和粘性液體(6)，所述液體傳輸管道(4)上設有節(jié)流閥或阻尼器(5)。本發(fā)明可實現(xiàn)狹小空間內(nèi)的振動隔離，且可實時根據(jù)被隔振對象自適應調(diào)節(jié)空氣彈簧的進氣量以及限流裝置的流量，實現(xiàn)對被隔振對象的二次主動隔振，不僅隔振精度高，而且具有所需安裝空間小、尺寸靈活、環(huán)境適應性強等特點。

技術領域

本發(fā)明屬于超精密減振技術領域，更具體地，涉及一種自適應遠程主動減振系統(tǒng)。

背景技術

振動普遍存在于人類生產(chǎn)生活幾乎所有領域的設施/設備中，如車輛、艦船、航空器、航天器、制造裝備、測量儀器、各種工程作業(yè)裝備，以及建筑、橋梁等結(jié)構設施。在大多數(shù)情況下，振動的存在會顯著增大結(jié)構的動態(tài)應力和變形，并伴隨一定的噪聲，導致裝備或設備的服役精度等性能劣化，或使環(huán)境惡化，嚴重時甚至會引起結(jié)構破壞，后果不堪設想。因而機械振動的消除對機械設備的性能有重要影響，需要采取各種方法隔離振動的傳遞或消除振動。隨著各種制造裝備和測量儀器的運行環(huán)境、服役性能向極端方向發(fā)展，移動裝備的功耗、尺寸空間、運行環(huán)境等方面都受到了極大的限制，相應的對減振系統(tǒng)的尺寸、重量、環(huán)境適應性等也提出了嚴格的要求。

復雜擾動下移動裝備的振動抑制問題存在一對主要矛盾，即同時具有強隔振能力和大承載能力?？諝鈴椈赏ㄟ^空氣壓縮實現(xiàn)隔振功能，同時具有低剛度和大負載能力。囊式空氣彈簧在汽車領域應用已久，而精密制造領域則多采用膜式空氣彈簧?？諝鈴椈砂礆馇坏臄?shù)目可分為單腔室和雙腔室兩種。這里僅討論結(jié)構較為簡單的單腔室空氣彈簧。如圖1所示，單腔室空氣彈簧由金屬殼體、活塞機構和密封膜組成，活塞通過密封膜與殼體密封連接，主要提供垂向剛度。垂向剛度k與空氣彈簧承受的負載大小f、空氣彈簧活塞橫截面積A以及腔室初始體積V0有關，其中κ＝1.4為絕熱指數(shù)，具體表達式為：

空氣彈簧的剛度受結(jié)構關鍵特征尺寸影響較大，在狹小空間內(nèi)限制了關鍵特征尺寸的變化，難以根據(jù)需求調(diào)整彈性元件的隔振特性和承載能力。且對于常規(guī)的減振系統(tǒng)而言，減振剛度一般為定值，減振系統(tǒng)的固有頻率不隨振幅的變化而變化，一旦外界激振頻率與減振系統(tǒng)的固有頻率接近或一致時，極易引起共振。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種自適應遠程主動減振系統(tǒng)，其針對不便于安裝大型減振系統(tǒng)的狹小空間，通過將填充有粘性液體的聯(lián)通單元的作用機理與施加反作用力的遠程減振單元及相應的控制單元緊密的結(jié)合，并對整個減振系統(tǒng)的多個關鍵組件的具體結(jié)構、布局及控制驅(qū)動方式等多個方面進行改進，相應的能夠根據(jù)被隔振對象的振動情況進而通過對作為遠程減振的聯(lián)通單元施加反作用力和限流，且通過調(diào)整空氣彈簧內(nèi)部氣體的體積改變減振系統(tǒng)的剛度和阻尼，能避開外界激振頻率從而避免共振現(xiàn)象，以此通過二次減振的方式來實時、精確有效的減小甚至消除被隔振對象的振動，與現(xiàn)有設備相比具有可靈活安裝、可拆卸、承載能力強、可變阻尼和剛度的自適應遠程主動減振的特點。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種自適應遠程主動減振系統(tǒng)，其特征在于，包括主支撐裝置、液體傳輸管道、控制器和遠程減振裝置，其中液體傳輸管道和控制器的兩端分別與所述主支撐裝置和遠程減振裝置連接，以形成閉合回路結(jié)構；其中，

所述主支撐裝置為液壓缸結(jié)構，包括活塞和缸筒，該活塞一端與被隔振對象連接，另一端在被隔振對象的作用下可沿所述缸筒運動，所述缸筒的底部設有與所述液體傳輸管道相連通的第一開孔；

所述遠程減振裝置為密封容器，該密封容器的中部設有水平可活動的擋板，且該擋板將所述密封容器分為上下兩個密封的部分；并且，