主动和半主动电磁振动抑制系统技术方案

本发明专利技术提供了一种主动和半主动电磁空间振动抑制系统，电磁线圈和永磁体在同一轴线上，且对称布置了相同的结构，以抑制另一个方向的振动，对称结构在空间存在一定夹角时，亦可抑制三维空间的振动。当电磁线圈或永磁体可以在轴上自由运动时，调节电磁线圈中的直流电流大小，使线圈或永磁体总是受到斥力，便形成了电磁弹簧，调节电磁弹簧的刚度即调节装置的固有频率，固有频率与被隔系统的振动频率相同时，即可半主动地抑制振动。当电磁线圈或永磁体都固定时，通过调节电磁线圈中的交流电频率和幅值，即可形成主动力，合适的主动力作用在被隔系统上即达到了主动地抑制振动。装置结构简单，能够抑制多方向的振动，有效工作频带宽，变化形式多样。

【技术实现步骤摘要】
主动和半主动电磁振动抑制系统
本专利技术涉及振动控制、静电磁相互作用
，具体地，涉及一种主动和半主动电磁振动抑制系统。
技术介绍
工业和运输业中广泛采用机器作原动力，机械振动的危害越发严重，振动控制要求日益迫切。汽轮机、水轮机和电机等动力机械，汽车、火车、船舶和飞机等交通运输工具，以及工作母机、矿山机械和工程机械等，都沿着高速重载方向发展，其振动也日益强烈。精密机床和精密加工技术的发展中，如果离开严格隔振的平静环境，工作就不正常，无法达到预期的精度目标。材料工业和建筑工业的发展中，广泛采用高强度的建筑材料，建筑高度不断攀升使得建筑受风载激励后振幅达几米之大，难以满足舒适和安全要求，倘不能减振，此类高楼就无法继续发展下去。因此，需要这样的振动抑制系统。目前没有发现同本专利技术类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种主动和半主动电磁振动抑制装置。根据本专利技术提供的一种半主动电磁振动抑制系统，包括机架、永磁体、电磁线圈、不导磁的轴、磁电传感器；电磁线圈通过不导磁的轴固定在机架上，并在轴上自由滑动；电磁线圈通入直流电后形成了通电螺线管，通电螺线管和永磁体之间总是斥力；永磁体固定在机架，并和电磁线圈同轴，磁电传感器固定在机架上，并和电磁线圈相对；或者，电磁线圈固定在机架上，永磁体通过轴固定在机架上，并在轴上自由滑动。优选地，所述永磁体的充磁方向是轴向，即和电磁线圈运动方向相同；所述半主动电磁振动抑制系统采用对称的结构，对称的两边各布置着两个永磁体和一个电磁线圈，以抑制同一个方向的振动或者抑制两个方向的复合振动；磁电传感器是一种自传感装置，包括感应线圈或者霍尔元件。优选地，还包括贴在机架上的加速度传感器和控制系统；加速度传感器检测被隔系统的振动加速度并反馈给控制系统；控制系统调节电磁线圈的电流大小，储存并利用磁电传感器产生的电能；磁电传感器利用电磁线圈运动时在磁电传感器中产生的电压来检测电磁线圈的运动情况，并将电压反馈给控制系统；或者，磁电传感器利用的是永磁体运动时在内部产生的电压来检测永磁体的运动情况。根据本专利技术提供的一种半主动电磁振动抑制系统，包括机架、永磁体、电磁线圈、不导磁的轴；电磁线圈通过不导磁的轴固定在机架上，并在轴上自由滑动；电磁线圈通入直流电后形成了通电螺线管，通电螺线管和永磁体之间总是斥力；永磁体固定在机架，并和电磁线圈同轴；在永磁体和电磁线圈之间添加两个非导磁的弹性材料，在电磁线圈中通入的是交流电，线圈对被隔对象产生主动力。根据本专利技术提供的一种半主动电磁振动抑制系统，包括机架、永磁体、电磁线圈、不导磁的轴；电磁线圈通过不导磁的轴固定在机架上，并在轴上自由滑动；电磁线圈通入直流电后形成了通电螺线管，通电螺线管和永磁体之间总是斥力；电磁线圈固定在机架上，永磁体通过轴固定在机架上，并在轴上自由滑动；或者，电磁线圈固定在机架上，永磁体通过轴固定在机架上，并在轴上自由滑动；在永磁体和电磁线圈之间添加两个非导磁的弹性材料，在电磁线圈中通入的是交流电，线圈对被隔对象产生主动力。优选地，多个电磁线圈固定在机架上，但每个电磁线圈都不置于永磁体的中央位置，通入交流电后形成通电螺线管，使得永磁体产生主动力。优选地，永磁体是整块长条形永磁体，或者是多个永磁按磁场方向连接而成的长条形；永磁体的位置不使得电磁线圈处于永磁体的中央位置。优选地，有加速度传感器固定在机架上，检测被隔对象的振动，并反馈给控制系统；外部电源给通电装置提供电能；控制系统控制电磁线圈的交流电大小和幅值。根据本专利技术提供的一种主动电磁振动抑制系统，其特征在于，包括机架、永磁体、电磁线圈、不导磁的轴、磁电传感器；电磁线圈通过不导磁的轴固定在机架上，并在轴上自由滑动；电磁线圈通入直流电后形成了通电螺线管，通电螺线管和永磁体之间总是斥力；永磁体固定在机架，并和电磁线圈同轴，磁电传感器固定在机架上；电磁线圈穿过永磁体内部，和机架接触而不固定；电磁线圈通入交流电后产生主动力。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：(1)多方向振动抑制；基于振动分解的理念，采用对称结构，两边各抑制一个方向的振动，同时对于同一平面内的任意方向振动都可按这两边进行振动分解，从而分别抑制。将装置倾斜一定角度还能抑制三维空间的振动。(2)自补充能量，节能环保；半主动式的电磁振动抑制装置中采用的磁电传感器，收集了振动能量，经控制系统存储利用可为装置的加速度传感器、电磁线圈提供电能，节省了电力资源；(3)频带范围宽；由于装置的工作频率只由电流频率控制，而电流频率可以在很宽的范围内变化，因此装置能达到低频带和高频带顺利调节。(4)自传感装置，结构简单，使用方便，功能多样。磁电传感器使用感应线圈、霍尔元件或其他磁场感应装置，对装置内部的运动质量体进行检测，方便可靠。(5)装置调节简单，适应能力强；装置的控制系统内置了自适应算法，可以根据加速度传感器反馈的数据自动调节电磁线圈的电流大小和频率，无需使用者操作即可达到振动抑制效果；(6)结构小巧灵活，形式多变，功能丰富；通过对电磁线圈和永磁体的不同组合放置，可产生两种半主动式和三种主动式装置，都能达到良好的振动抑制效果。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术基本实施例线圈运动的半主动电磁振动抑制装置结构示意图。图2为本专利技术具体实施例永磁体运动的半主动电磁振动抑制装置结构示意图。图3为本专利技术具体实施例线圈供力的间接主动电磁振动抑制组合装置结构示意图。图4为本专利技术具体实施例永磁体供力的间接主动电磁振动抑制组合装置结构示意图。图5为本专利技术具体实施例线圈供力的直接主动电磁振动抑制组合装置结构示意图。图6为本专利技术具体实施例永磁体供力的直接主动电磁振动抑制组合装置结构示意图。图7为本专利技术的原理示意图。图8为本专利技术的原理示意图。图中：具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。基本实施例：结构原理：如图1所示，四个永磁体2固定在机架1上，两个电磁线圈4通过两根不导磁的轴3固定在机架上，同时电磁线圈4可在轴3上自由滑动，磁电传感器5贴在机架1的内部，加速度传感器贴在机架1的外部。电磁线圈4两端方向上的永磁体2充磁方向相同，给电磁线圈4通电时，电流方向使得电磁线圈4磁场方向和永磁体2充磁方向相反，则电磁线圈4运动时，总是受到两边永磁体2的斥力，从而形成了电磁弹簧。电磁线圈的运动在磁电传感器5中产生了感应电压，感应电压的频率和大小表征的电磁线圈4的振动频率和幅值。装置和被隔对象8之间可呈任意角度α布置，当α＝0°或180°时，装置只能对来自x或y方向振动进行抑制。当α＝90°或270°时，可将来自xy平面任意方向的振动分解到x方向和y方向进行抑制。如果振动方向确定，可将装置的一侧与振动方向平行放置，以提高振动抑制效率。显然，若被隔对象受到两个不同频的振动时，将两侧的电磁弹簧分别与不同频的振动平行，亦可达到振动抑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半主动电磁振动抑制系统，其特征在于，包括机架、永磁体、电磁线圈、不导磁的轴、磁电传感器；电磁线圈通过不导磁的轴固定在机架上，并在轴上自由滑动；电磁线圈通入直流电后形成了通电螺线管，通电螺线管和永磁体之间总是斥力；永磁体固定在机架，并和电磁线圈同轴，磁电传感器固定在机架上，并和电磁线圈相对；或者，电磁线圈固定在机架上，永磁体通过轴固定在机架上，并在轴上自由滑动。

【技术特征摘要】
1.一种半主动电磁振动抑制系统，其特征在于，包括机架、永磁体、电磁线圈、不导磁的轴、磁电传感器；电磁线圈通过不导磁的轴固定在机架上，并在轴上自由滑动；电磁线圈通入直流电后形成了通电螺线管，通电螺线管和永磁体之间总是斥力；永磁体固定在机架，并和电磁线圈同轴，磁电传感器固定在机架上，并和电磁线圈相对；或者，电磁线圈固定在机架上，永磁体通过轴固定在机架上，并在轴上自由滑动。2.根据权利要求1所述的半主动电磁振动抑制系统，其特征在于，所述永磁体的充磁方向是轴向，即和电磁线圈运动方向相同；所述半主动电磁振动抑制系统采用对称的结构，对称的两边各布置着两个永磁体和一个电磁线圈，以抑制同一个方向的振动或者抑制两个方向的复合振动；磁电传感器是一种自传感装置，包括感应线圈或者霍尔元件。3.根据权利要求1所述的半主动电磁振动抑制系统，其特征在于，还包括贴在机架上的加速度传感器和控制系统；加速度传感器检测被隔系统的振动加速度并反馈给控制系统；控制系统调节电磁线圈的电流大小，储存并利用磁电传感器产生的电能；磁电传感器利用电磁线圈运动时在磁电传感器中产生的电压来检测电磁线圈的运动情况，并将电压反馈给控制系统；或者，磁电传感器利用的是永磁体运动时在内部产生的电压来检测永磁体的运动情况。4.一种半主动电磁振动抑制系统，其特征在于，包括机架、永磁体、电磁线圈、不导磁的轴；电磁线圈通过不导磁的轴固定在机架上，并在轴上自由滑动；电磁线圈通入直流电后形成了通电螺线管，通电螺线管和永磁体之间总是斥力；永磁体固定在机架，并和电磁线圈同轴；在永磁体和电磁线圈之间添加两个非导磁的弹性材料，在电磁线圈中通入的是交流电，线圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨斌堂，高玉龙，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31