[發明專利]一種具有內外雙層吸振結構的摩擦能量回收吸振器

有效

• 申請號: 202010941877.6
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112065919B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 劉子豪;李世昌;蔣績;陳俊利;李勁松;衛之龍
• 申請（專利權）人: 海南大學
• 主分類號: F16F15/067
• 分類號: F16F15/067;F16F15/02;H02N1/04;H02J7/32
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理事務所(普通合伙) 11457
• 代理人: 孫紅穎

1.一種具有內外雙層吸振結構的摩擦能量回收吸振器，其包括內層吸振結構，外層吸振結構，內層阻尼調節和能量轉化裝置，外層阻尼調節和能量轉化裝置；其特征在于：

內層吸振結構包括質量塊（5），內層導柱（7），內層吸振彈簧（12），內層絕緣外殼（14），內層絕緣外殼（14）上設置向內突出的內層導柱（7），質量塊（5）上設置導向槽，內層導柱（7）分別插入導向槽中，內層導柱（7）外套設內層吸振彈簧（12）；內層阻尼調節和能量轉化裝置包括內層電極金屬（4），內層電介質板（6），其中內層電極金屬（4）設置在質量塊（5）左右兩個側面，內層電介質板（6）設置于左右兩側的內層絕緣外殼（14）的內表面；

外層吸振結構包括外層導柱（3），外層吸振彈簧（13），外層絕緣外殼（17），其中，外層絕緣外殼（17）上設置向內突出的外層導柱（3），內層絕緣外殼（14）設置導向槽，外層導柱（3）分別導向槽中，外層導柱（3）外套設外層吸振彈簧（13）；外層阻尼調節和能量轉化裝置包括外層電極金屬（1），外層電介質板（2），其中外層電極金屬（1）設置在外層絕緣殼體（1 7）側面的內表面，外層電介質板（2）設置于內層絕緣外殼（14）的外表面。

2.根據權利要求1所述的具有內外雙層吸振結構的摩擦能量回收吸振器，其特征在于：內層吸振彈簧（12）能夠使得內層絕緣外殼（14）與質量塊（5）之間保持一定的間隙。

3.根據權利要求1所述的具有內外雙層吸振結構的摩擦能量回收吸振器，其特征在于：內層絕緣外殼（14）通過四個內層調節螺栓（9）固定，其中調整內層調節螺栓（9）可以調節左右兩側的內層絕緣外殼（14）和質量塊（5）左右兩側之間的距離，進而改變內層電極金屬（4）和內層電介質板（6）之間的間隙距離。

4.根據權利要求1所述的具有內外雙層吸振結構的摩擦能量回收吸振器，其特征在于：外層吸振彈簧（13）能夠使得外層絕緣外殼（17）與內層絕緣殼體（14 ）之間保持一定的間隙。

5.根據權利要求1所述的具有內外雙層吸振結構的摩擦能量回收吸振器，其特征在于：外層絕緣外殼（17）通過四個外層調節螺栓（11）固定，其中調整外層調節螺栓（11）可以調節前后兩側的外層絕緣外殼內表面和內層絕緣外殼（14）前后兩側之間的距離，進而改變外層電極金屬（1）和外層電介質板（2）之間的間隙距離;其中，外層絕緣外殼（17）通過固定螺栓（16）與安裝底座（15）安裝在主振系統平面上。

6.根據權利要求1所述的具有內外雙層吸振結構的摩擦能量回收吸振器，其特征在于：外層電極金屬（1）為鋁，外層電介質板（2）為電介質聚四氟乙烯（PTFE）。

7.根據權利要求1所述的具有內外雙層吸振結構的摩擦能量回收吸振器，其特征在于：具有內外雙層吸振結構的摩擦能量回收吸振器工作過程中，質量塊（5）在前后方向內層導柱（7）的約束下，做前后方向的運動，與安裝于內層導柱（7）的內層吸振彈簧（12）形成一個單自由度的質量-彈簧系統，質量塊（5）左右兩側內層電介質板（6）的表面與其相接觸的內層電極金屬表面干摩擦，產生摩擦阻尼，從而形成內層吸振結構；

外層吸振結構在左右橫向的導柱約束下做左右橫向的運動，與安裝于外層導柱的外層吸振彈簧（13）在水平方向上形成另一個單自由度的質量-彈簧系統，外層吸振結構兩側的外層電介質板（2）的表面與其相接觸的外層電極金屬（1）表面干摩擦，產生摩擦阻尼，從而形成外層吸振結構。

8.根據權利要求1所述的具有內外雙層吸振結構的摩擦能量回收吸振器，其特征在于：通過調節吸振器的工作頻率與被控系統頻率相同，能夠將被控系統振動共振轉移至吸振器上；此時吸振器在共振頻率附近，會增加兩個新的共振峰，調整外層調節螺栓（11），改變外層電極金屬（1）與外層電介質板（2）之間的阻尼，進而使新的共振峰最小。

9.一種具有內外雙層吸振結構的摩擦能量回收吸振器的裝配方法，具體包括以下步驟：

步驟1、組裝內層吸振結構，壓縮一邊的內層吸振彈簧（12），將左右兩邊帶有兩個對稱內層電介質板（6）的質量塊（5）套進同一邊的內層導柱7中，再通過間隙的控制，將質量塊（5）套入另一邊帶有內層吸振彈簧（12）的內層導柱（7）中；

步驟2、組裝并調節內層吸振器阻尼，通過內層絕緣外殼（14）左右兩邊的內層調節螺栓（9）和內層彈性墊片（8）調整與質量塊相粘連的內層電介質板（6）和與內層絕緣外殼內側粘連的內層電極金屬（4）之間的間隙，使其產生摩擦阻尼，將質量塊（5）安裝于內層絕緣外殼（14）內；

步驟3、組裝能量轉換裝置，將通過導線將內層能量轉換裝置與外部電路相連接，并通過外部電路將電能儲存起來；

步驟4、壓縮一邊的外層吸振彈簧（13），將左右兩邊帶有兩個對稱外層電介質板（2）的內層絕緣外殼（14）套進同一邊的外層導柱（3）中，再通過間隙的控制，將內層絕緣外殼（14）套入另一邊帶有外層吸振彈簧（13）的外層導柱（3）中；

步驟5、組裝并調節外層吸振器阻尼，通過外層絕緣外殼（17）前后兩邊的外層調節螺栓（11）和外層彈性墊片（10）調整外層電極金屬（1）與外層電介質板（2）之間的間隙，將內層絕緣外殼（14）安裝于外層絕緣外殼（17）內；

步驟6、組裝能量轉換裝置，將通過導線將外層能量轉換裝置與外部電路相連接，并通過外部電路將電能儲存起來；

步驟7、通過固定螺栓（16），將外層絕緣外殼（17）和安裝底座（15）穩固安裝在主振系統平面上。