[實用新型]一種帶有偏心輪電機的周期結構

有效

• 申請號: 201920959885.6
• 申請日: 2019-06-25
• 公開（公告）號: CN210632407U
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 萬水;周鵬;王瀟;年玉澤;李夏元;程紅光;蘇強;朱營博;徐皓甜
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B06B1/16
• 分類號: B06B1/16;H02K7/075
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本實用新型涉及一種帶有偏心輪電機的周期結構，包括板基體，以及按照周期性或者擬周期性排列嵌入在所述基體中m行n列的偏心輪電機，在偏心輪電機的外側還包裹有一層軟材料；或者在板基體上按照周期性或者擬周期性凸起設置m行n列的由軟材料和偏心輪電機堆疊成的散射體振子，其中偏心輪電機由偏心輪、微型旋轉電機和引線組成。通過調節偏心輪的轉速從而改變散射體的振動頻率，可以實現對周期結構帶隙范圍的主動控制。與傳統的隔振相比，這種周期結構可實現結構與隔振系統的一體化設計，并且具有質量輕、隔振頻率寬、實時主動控制等優點，在工程隔振領域具有廣泛的應用前景。對波導，聲波過濾器等領域具有重要價值。

技術領域

本實用新型涉及一種周期結構,特別是涉及一種帶有偏心輪電機的周期結構。

背景技術

周期結構，又稱聲子晶體，聲子晶體的概念由光子晶體衍生而來，在聲子晶體中，彈性常數和密度不同的材料周期的進行排列,相互之間連通的材料稱為基體,不連通的材料稱為散射體。振動通常是以彈性波的形式在周期結構中傳播，彈性波帶隙又可稱為振動帶隙。周期結構的彈性波帶隙可用于減振，一方面可以為高精度加工系統提供一定頻率范圍內的無振動加工環境，保證較高的加工精度要求；另一方面可以為特殊精密儀器或設備提供一定頻率范圍內的無振動工作環境，提高工作精度和可靠性，同時延長其使用壽命。噪聲在周期結構中同樣以彈性波的形式傳播，因此利用周期結構的帶隙特性，可以設計制造出新的隔聲降噪材料。這種材料既可以在噪聲的傳播途中隔離噪聲，又可以在噪聲源處控制噪聲。

根據帶隙頻率所對應的波長與晶格常數的比例關系，帶隙可以分為Bragg散射型(帶隙頻率所對應的波長與晶格常數處于同一量級)和局域共振型(帶隙頻率所對應的波長遠大于晶格常數)。局域共振機理認為，在特定頻率的彈性波激勵下，各個散射體產生共振，并與彈性波長波行波相互作用，從而抑制其傳播。由于局域共振帶隙的產生取決于散射體自身共振特性與基體中長波行波的相互作用，因此，其帶隙頻率與單個散射體固有的振動特性密切相關。

微型振動馬達是屬于直流有刷電機，馬達軸上面有一個偏心輪，當馬達轉動的時候，偏心輪的圓心質點不在電機的轉心上，使得馬達處于不斷的失去平衡狀態，由于慣性作用引起震動。通過改變偏心輪的轉速從而改變散射體的振動頻率，與基體中長波行波相互作用，可以實現對帶隙范圍的主動控制。與傳統的隔振相比，這種周期結構可實現結構與隔振系統的一體化設計，并且具有質量輕、隔振頻率寬、實時主動控制等優點，在工程隔振領域具有廣泛的應用前景。

發明內容

技術問題：本實用新型的目的是提供一種帶有偏心輪電機的周期結構，通過周期性嵌入帶有包裹層的偏心輪電機，或者周期性設置凸起的由軟材料和偏心輪電機組成的散射體振子，并調節偏心輪電機的轉速，改變散射體的振動頻率，從而實現對帶隙范圍的主動控制。

技術方案：本實用新型是一種帶有偏心輪電機的周期結構，該周期結構包括基體板，以及按照周期性或者擬周期性排列嵌入在所述基體板中m行n列的偏心輪電機，在偏心輪電機的外側還環狀包裹有一層軟材料，構成嵌入型結構的周期結構。

所述偏心輪電機和軟材料還能堆疊成一個散射體振子，即軟材料位于基體板的表面，偏心輪電機位于軟材料上，在基體板上凸起設置m行n列這樣的散射體振子，構成凸起型結構；同時凸起的散射體振子為單側或者雙側布置在基體板的表面。

所述周期結構當采用嵌入型結構時，所述環狀包裹的軟材料的外圈形狀是圓形、長方形或者其他多邊形，內圈形狀為和偏心輪電機尺寸相配的圓形；當采用凸起型結構時，軟材料為半徑和偏心輪電機相同的圓柱形。

所述周期結構，組成周期結構的最小的重復單元叫做單胞，各單胞之間的排列形狀是正方形，正三角形或其他多邊形。

所述偏心輪電機軸線的布置方向與板基體的法線方向成0～90度的任一角度。

所述各個偏心輪電機的轉速可調，所有電機轉速相同或在行或者列方向上轉速按照某一函數規律逐漸變化。