[發(fā)明專利]一種具有內(nèi)外雙層吸振結(jié)構(gòu)的摩擦能量回收吸振器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010941877.6
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112065919B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉子豪;李世昌;蔣績;陳俊利;李勁松;衛(wèi)之龍
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11457
• 代理人: 孫紅穎

本發(fā)明提供了一種具有內(nèi)外雙層吸振結(jié)構(gòu)的摩擦能量回收吸振器，其包括內(nèi)層吸振結(jié)構(gòu)，外層吸振結(jié)構(gòu)，內(nèi)層阻尼調(diào)節(jié)和能量轉(zhuǎn)化裝置，外層阻尼調(diào)節(jié)和能量轉(zhuǎn)化裝置；內(nèi)層吸振結(jié)構(gòu)包括質(zhì)量塊(5)，內(nèi)層導柱(7)，內(nèi)層吸振彈簧(12)，內(nèi)層絕緣外殼(14)；內(nèi)層阻尼調(diào)節(jié)和能量轉(zhuǎn)化裝置包括內(nèi)層電極金屬(4)，內(nèi)層電介質(zhì)板(6)，外層吸振結(jié)構(gòu)包括外層導柱(3)，外層吸振彈簧(13)，外層絕緣外殼(17)；外層阻尼調(diào)節(jié)和能量轉(zhuǎn)化裝置包括外層電極金屬(1)，外層電介質(zhì)板(2)，本發(fā)明通過接觸滑動式的導體?電介質(zhì)獨立層摩擦發(fā)電原理，電介質(zhì)與金屬電極之間只存在接觸和摩擦，而避免了材料之間的撞擊，不產(chǎn)生二次振動的危害。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及振動控制領(lǐng)域，具體涉及一種具有內(nèi)外雙層吸振結(jié)構(gòu)的摩擦能量回收吸振器。

背景技術(shù)

動力吸振器其原理是在振動物體上附加質(zhì)量彈簧共振系統(tǒng)，將系統(tǒng)共振從被控系統(tǒng)轉(zhuǎn)移至吸振器結(jié)構(gòu)。按照阻尼特性可分為無阻尼和有阻尼兩種。為了更好的控制由于增加吸振器而帶來的新的共振頻率振動幅值，現(xiàn)在的吸振器往往是有阻尼類型。由于阻尼結(jié)構(gòu)的不同，可以是粘性阻尼、摩擦阻尼、結(jié)構(gòu)阻尼等等。

在發(fā)明名稱為“一種電磁式兩自由度半主動吸振器”的發(fā)明專(申請?zhí)枺篊N201010209160.9)中，雖然采用了雙自由度的吸振結(jié)構(gòu)，但其所控制的振動是同方向的，因此兩個自由度之間存在耦合關(guān)系，并且由于沒有設(shè)置阻尼，會在振動過程中產(chǎn)生四個較大的共振峰；

此外，在發(fā)明名稱為“基于動力吸振器的壓電振動能量收集裝置”(申請?zhí)枺篊N201010130519.3)，在發(fā)明名稱為“一種基于動力吸振器的電磁式能量收集器”(申請?zhí)枺篊N201910293762.8)的專利中，均采用了不同的能量收集原理，但均選用了單自由度的能量收集裝置；

在發(fā)明名稱為“有振動式的納米發(fā)電機”(申請?zhí)枺篊N201610096418.6)的發(fā)明中，其主要設(shè)計思路在于收集能量，其在工作時通過材料的接觸碰撞發(fā)電，但會帶來二次振動的危害，且縮減裝置使用壽命；

在發(fā)明名稱為“一種基于振動摩擦的多方向?qū)掝l能量收集裝置”(申請?zhí)枺篊N201410696021.1)的發(fā)明專利中，其同樣采用了多自由度的吸振結(jié)構(gòu)，雖然能夠在平面內(nèi)吸收多個方向的振動并將振動能量收集，但在垂直于該裝置的方向上沒有固定約束，在外力激勵下易產(chǎn)生二次振動的危害。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何在摩擦能量回收吸振器使用過程中，有效避免二次振動帶來的危害；同時如何提供一種與被控制對象振動的頻率與幅值無關(guān)的阻尼方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種具有內(nèi)外雙層吸振結(jié)構(gòu)的摩擦能量回收吸振器，其包括內(nèi)層吸振結(jié)構(gòu)，外層吸振結(jié)構(gòu)，內(nèi)層阻尼調(diào)節(jié)和能量轉(zhuǎn)化裝置，外層阻尼調(diào)節(jié)和能量轉(zhuǎn)化裝置；其特征在于：

內(nèi)層吸振結(jié)構(gòu)包括質(zhì)量塊，內(nèi)層導柱，內(nèi)層吸振彈簧，內(nèi)層絕緣外殼，內(nèi)層絕緣外殼上設(shè)置向內(nèi)突出的內(nèi)層導柱，質(zhì)量塊上設(shè)置導向槽，內(nèi)層導柱分別插入導向槽中，內(nèi)層導柱外套設(shè)內(nèi)層吸振彈簧；內(nèi)層阻尼調(diào)節(jié)和能量轉(zhuǎn)化裝置包括內(nèi)層電極金屬，內(nèi)層電介質(zhì)板，其中內(nèi)層電極金屬設(shè)置在質(zhì)量塊左右兩個側(cè)面，內(nèi)層電介質(zhì)板設(shè)置于左右兩側(cè)的內(nèi)層絕緣外殼的內(nèi)表面；

外層吸振結(jié)構(gòu)包括外層導柱，外層吸振彈簧，外層絕緣外殼，其中，外層絕緣外殼上設(shè)置向內(nèi)突出的外層導柱，內(nèi)層絕緣外殼設(shè)置導向槽，外層導柱分別導向槽中，外層導柱外套設(shè)外層吸振彈簧；外層阻尼調(diào)節(jié)和能量轉(zhuǎn)化裝置包括外層電極金屬，外層電介質(zhì)板，其中外層電極金屬設(shè)置在外層絕緣殼體側(cè)面的內(nèi)表面，外層電介質(zhì)板設(shè)置于內(nèi)層絕緣外殼的外表面。

進一步地，內(nèi)層吸振彈簧能夠使得內(nèi)層絕緣外殼與質(zhì)量塊之間保持一定的間隙。

進一步地，內(nèi)層絕緣外殼通過四個內(nèi)層調(diào)節(jié)螺栓固定，其中調(diào)整內(nèi)層調(diào)節(jié)螺栓可以調(diào)節(jié)左右兩側(cè)的內(nèi)層絕緣外殼和質(zhì)量塊左右兩側(cè)之間的距離，進而改變內(nèi)層電極金屬和內(nèi)層電介質(zhì)板之間的間隙距離。