一种基于电磁压缩的变刚度宽频吸振器制造技术

本发明专利技术涉及一种基于电磁压缩的变刚度宽频吸振器，包括等效弹性元件1、受控系统2、吸振器壳体3、固定螺栓4、筒状锥形弹性体5、爪型可扩张圈6、加速度传感器7、电荷放大器8、锥形铁芯9、电磁线圈10、吸振块11、可控直流电源12和控制系统13，其中，吸振器壳体3固定于受控系统2，吸振器壳体3内部依次设有筒状锥形弹性体5、爪型可扩张圈6、锥形铁芯9，电磁线圈10缠绕在吸振器壳体3下部；加速度传感器7设于受控系统2，电荷放大器8与加速度传感器7和控制系统13连接，可控直流电源12与控制系统13和电磁线圈10连接。本发明专利技术解决了吸振器减振频带狭窄的问题，且结构简单，响应速度块，不需大量外界能量供应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于振动控制领域，具体涉及一种基于电磁压缩的变刚度宽频吸振器。
技术介绍
动力吸振器因为结构简单，性能稳定且经济性好，所以在机械系统、工程结构和建筑等领域得到了广泛的应用。动力吸振器工作原理可以简化为二自由度振动系统，具体如图1所示，受控系统质量、刚度分别为m`1、k1，吸振器质量、刚度分别为m2、k2，受控系统在简谐激振力f sin(ωt)作用下的位移为x1，吸振器位移为x2，由振动力学理论可知运动学方程如式1：求解得到受控系统的振幅为： x 1 = ( k 2 - m 2 ω 2 ) f ( k 1 + k 2 - m 1 ω 2 ) ( k 2 - m 2 ) - k 2 2 - - - ( 2 ) ]]>由公式(2)可知，k2-m2ω2＝0时，即时，受控系统振幅最小为零，即当吸振器固有频率等于外界激振频率时，吸振器可有效降低受控系统振动。然而传统吸振器由于结构参数不可变，固有频率不可调，所以其减振频带太窄，一旦外界激振频率偏离吸振器固有频率，其减振性能会大幅降低。主动式动力吸振器可以克服上述缺陷，但是其工作需要大量的能量供应，成本高，结构复杂，并且控制不当极易加剧受控系统振动。有鉴于上述现有的动力吸振器存在的缺陷，本专利技术人基于从事此类产品设计制造多年丰富的经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种新型的基于电磁压缩变刚度的宽频吸振器，能够改进一般现有动力吸振器存在的缺陷，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，终于创设出确具实用价值的本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于电磁压缩的变刚度宽频吸振器，可以有效解决传统吸振器减振频带狭窄的问题，同时结构简单，响应速度块，不需要大量的外界能量供应。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种基于电磁压缩的变刚度宽频吸振器，其中包括：吸振单元、信号采集单元以及控制单元；所述吸振单元包括等效弹性元件1、受控系统2、吸振器壳体3、固定螺栓4、筒状锥形弹性体5、爪型可扩张圈6、锥形铁芯9、电磁线圈10、吸振块11，其中，所述吸振器壳体3通过固定螺栓4固定于受控系统2，吸振器壳体3的内部依次设有筒状锥形弹性体5、爪型可扩张圈6、锥形铁芯9，所述电磁线圈10缠绕在吸振器壳体3的下部；吸振块11设于吸振器壳体3的下方并与锥形铁芯9相连；所述信号采集单元包括加速度传感器7和电荷放大器8，所述加速度传感器7设于受控系统2上以采集受控系统的振动信号，所述电荷放大器8的输入端与加速度传感器7连接，其输出端与控制系统13连接；所述控制单元包括可控直流电源12和控制系统13，控制系统13的输出端连接可控直流电源12，可控直流电源12的输出端连接电磁线圈10。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的一种基于电磁压缩的变刚度宽频吸振器，其中，所述吸振器壳体3的内径上部大于下部。前述的一种基于电磁压缩的变刚度宽频吸振器，其中，所述吸振器壳体3内部设有卡槽，防止筒状锥形弹性体5滑落。前述的一种基于电磁压缩的变刚度宽频吸振器，其中，所述爪型可扩张圈6为锥形结构且上端分离。前述的一种基于电磁压缩的变刚度宽频吸振器，其中，所述电荷放大器8将加速度传感器7采集的振动信号进行放大处理并传入控制系统13，控制系统13对接收到的振动信号进行频谱分析，并发出信号控制可控直流电源12的输出电流大小。前述的一种基于电磁压缩的变刚度宽频吸振器，其中，电磁线圈10根据可控直流电源12的输出电流大小改变磁力，进一步吸进或放松锥形铁芯9，从而调节吸振器固有频率并使之等于外界激振频率。本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，借由上述技术方案，本专利技术一种基于电磁压缩的变刚度宽频吸振器可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：(1)、本专利技术的结构简单，不需要大量的外界能量供应。(2)、本专利技术的减振频带范围宽，通过改变电磁线圈的电流调节线圈对锥形铁芯引力，进而压紧或放松弹性体以改变弹性体的有效剪切模量，实现对吸振器刚度的调节，可在一定频域范围内充分利用反共振原理，发挥吸振器的减
振性能。(3)、本专利技术的吸振器响应速度快，由电生磁速度快，故吸振器调节固有频率的响应速度也快，因而可快速达到使用效果。综上所述，本专利技术一种基于电磁压缩的变刚度宽频吸振器在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。附图说明图1为本专利技术的工作原理图；图2为本专利技术吸振器的结构示意图；图3为本专利技术吸振器的吸振单元结构放大图；图4为本专利技术吸振器壳体结构简图；图5为本专利技术吸振器的筒状锥形弹性体结构简图；图6为本专利技术吸振器的爪型可扩张圈结构简图；图7为本专利技术针对受控系统在变频激励下的减振效果图。【主要元件符号说明】1：等效弹性元件 2：受控系统3：吸振器壳体 4：固定螺栓5：筒状锥形弹性体 6：爪型可扩张圈7：加速度传感器 8：电荷放大器9：锥形铁芯 10：电磁线圈11：吸振块 12：可控直流电源13：控制系统具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种基于电磁压缩的变刚度宽频吸振器，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。一种基于电磁压缩的变刚度宽频吸振器，包括：吸振单元、信号采集单元以及控制单元；所述吸振单元包括：通过固定螺栓4固定于受控系统2的吸振器壳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电磁压缩的变刚度宽频吸振器，其特征在于其包括：吸振单元、信号采集单元以及控制单元；所述吸振单元包括等效弹性元件(1)、受控系统(2)、吸振器壳体(3)、固定螺栓(4)、筒状锥形弹性体(5)、爪型可扩张圈(6)、锥形铁芯(9)、电磁线圈(10)、吸振块(11)，其中，所述吸振器壳体(3)通过固定螺栓(4)固定于受控系统(2)，吸振器壳体(3)的内部依次设有筒状锥形弹性体(5)、爪型可扩张圈(6)、锥形铁芯(9)，所述电磁线圈(10)缠绕在吸振器壳体(3)的下部；所述吸振块(11)设于吸振器壳体(3)的下方并与锥形铁芯(9)相连；所述信号采集单元包括加速度传感器(7)和电荷放大器(8)，所述加速度传感器(7)设于受控系统(2)上以采集受控系统的振动信号，所述电荷放大器(8)的输入端与加速度传感器(7)连接，其输出端与控制系统(13)连接；所述控制单元包括可控直流电源(12)和控制系统(13)，所述控制系统(13)的输出端连接可控直流电源(12)，可控直流电源(12)的输出端连接电磁线圈(10)。

【技术特征摘要】
1.一种基于电磁压缩的变刚度宽频吸振器，其特征在于其包括：吸振单元、信号采集单元以及控制单元；所述吸振单元包括等效弹性元件(1)、受控系统(2)、吸振器壳体(3)、固定螺栓(4)、筒状锥形弹性体(5)、爪型可扩张圈(6)、锥形铁芯(9)、电磁线圈(10)、吸振块(11)，其中，所述吸振器壳体(3)通过固定螺栓(4)固定于受控系统(2)，吸振器壳体(3)的内部依次设有筒状锥形弹性体(5)、爪型可扩张圈(6)、锥形铁芯(9)，所述电磁线圈(10)缠绕在吸振器壳体(3)的下部；所述吸振块(11)设于吸振器壳体(3)的下方并与锥形铁芯(9)相连；所述信号采集单元包括加速度传感器(7)和电荷放大器(8)，所述加速度传感器(7)设于受控系统(2)上以采集受控系统的振动信号，所述电荷放大器(8)的输入端与加速度传感器(7)连接，其输出端与控制系统(13)连接；所述控制单元包括可控直流电源(12)和控制系统(13)，所述控制系统(13)的输出端连接可控直流电源(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋伟志，岳遂录，张春伟，周辉，李洲稷，高强，
申请(专利权)人：洛阳理工学院，
类型：发明
国别省市：河南;41