一种控频减振馈能式“回旋”薄板结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种控频减振馈能式“回旋”薄板结构，包括开设有孔阵列PCB基板以及设置在每一个孔中的回旋型弹性单元和超强磁钢块，每一个孔对应的上/下框均设有导电体以及通过导线与导电体连接的电流集成枢纽，回旋型弹性单元的中心端与超强磁钢块连接，外端向上倾斜设置并与导电体相连接，所有电流集成枢纽并联连接后两端连接入能量管理系统。整体而言，本实用新型专利技术结构具有可扩展性好、电路安全性高、符合轻量化要求、充电电能线性变化等特点，具有消除指定频率点处振动、阻尼可变功能和多方向减振功能，应用领域广，值得在业内推广。

A Frequency-Controlled and Vibration-Absorbing Feedback \Rotating\ Thin Plate Structure

【技术实现步骤摘要】
一种控频减振馈能式“回旋”薄板结构
本技术属于振动控制及新能源
，具体涉及一种控频减振馈能式“回旋”薄板结构。
技术介绍
振动控制在工程中的应用十分广泛，采取合适的振动控制技术不仅可以有效减少振动对人体的危害，还提高机器、零部件的使用寿命。随着能源稀缺、气候恶劣、环境严峻的问题日益突出，各个行业面临的挑战也越来越大，政府开始加大对新能源产业的投入力度，研究更多的新能源产品成为企业竞争的有力手段。在此背景下，振动控制这种重要技术正被高效的应用到各个领域，将振动控制与能量回收进行结合，具有重大意义。在汽车领域中，汽车在路面行驶时，由于路面的不平度或者其他更复杂工况，给汽车造成很强的振动冲击，这些能量一部分被汽车自身的减振装置吸收，另一部分转化为热能耗散掉，若将这些能量进行回收，并转化为电能储存起来，为汽车上其他元件进行供能，将对汽车的舒适性、燃油经济性做出较大贡献。在机械制造领域中，一些重型制造设备具有高精度、高效率、高自动化等优点，但是重型机械工作时产生强烈的振动冲击，这些振动冲击轻则影响仪器精度、操作人员的舒适性，重则导致设备毁坏，危及人员生命健康。在建筑领域，尤其是KTV等娱乐场所，音响、空调等产生的噪声与振动，穿透力强，且不容易衰减，严重影响居民生活环境，若将这些噪声与振动用能量回收的方式进行控制，除了传统方式在建筑的内部添加吸音棉等材料外，安装馈能减振结构，衰减振动的同时，回收能量，并且存储的能量加上其他负载，减振的同时增加附属功能。相关领域已公开的专利中，陈龙，汪佳佳，汪若尘，丁仁凯等人的专利技术“一种馈能式隔振装置(CN105422720A)”，该装置由缸筒、滚珠丝杠式活塞杆、主锥齿轮、副锥齿轮和储能装置组成，通过滚珠丝杠结构将悬架的垂直运动转化为旋转运动，缸筒内壁布置磁体，当滚珠丝杠式的活塞杆与缸筒做相对直线运动时，产生感应电动势，从而衰减汽车的振动。其余专利“一种电磁式振动能量回收装置(CN105932827A)”，“一种基于车辆振动的运动转换装置(CN106678006A)”，都实质为减振器。这些装置的应用领域局限在汽车的悬架，且装置的制造成本高，精度要求高。专利“基于振动能量采集技术的自供电传感微系统的电能管理系统及其方法”主要诉述的是其振动发电装置将环境中的振动能量转化为电能，并输出到能量存储电路，实现自我供电，自我控制，自适应地为微系统供能。但是该专利重点是对电路实现控制，没有对振动结构进行诉述。综上所述，为扩展新能源产品的应用领域，控制汽车、重型机械、建筑领域等的振动问题，设计一种控频减振馈能式“回旋”薄板结构，达到减振与节能的统一。
技术实现思路
本技术的目的是解决上述问题，提供一种控频减振馈能式“回旋”薄板结构，该结构能够在衰减指定频率点或频带处振动的同时进行能量回收利用。为解决上述技术问题，本技术的技术方案是：一种控频减振馈能式“回旋”薄板结构，包括开设有孔阵列PCB基板以及设置在每一个孔中的回旋型弹性单元和超强磁钢块，每一个孔对应的上/下框均设有导电体以及通过导线与导电体连接的电流集成枢纽，回旋型弹性单元的中心端与超强磁钢块连接，外端向上倾斜设置并与导电体相连接，所有电流集成枢纽并联连接后两端连接入能量管理系统。优选地，该结构中，设置于每一个孔中的超强磁钢块与回旋型弹性单元的组合方式并不完全相同，所述组合方式是不同尺寸的超强磁钢与回旋型弹性单元相组合。超强磁钢块(3)与回旋型弹性单元(2)的尺寸设计不同，所应用在待减振结构的振动频率就不同。优选地，所述超强磁钢块位于回旋型弹性单元的中心，磁体N/S极横向布置在PCB基板所在平面。优选地，所述回旋型弹性单元(2)为“回”字形，可在振动空间限制的情况下，保证振动位移最大化，所述回旋型弹性单元倾斜设置端的倾斜度为10°。优选地，所述超强磁钢块与回旋型弹性单元之间采用楔形的过盈配合。优选地，所述回旋型弹性单元与导电体之间采用过盈配合。优选地，所述电流集成枢纽基本元件为二极管。优选地，所述能量管理系统包含超级电容。优选地，所述PCB基板采用双面PCB基板。优选地，所述PCB基板上设有安装孔、蓄电池接口和负载接口。本技术提供的控频减振馈能式“回旋”薄板结构具有以下有益效果：1、可扩展性好。本技术结构可根据应用场合更改结构，若需要多层结构复合，采用双面的PCB板，解决布线交错的难点，可使多层结构叠加，重复利用结构来增强馈能减振性能，另外，超强磁钢块与回旋型弹性单元可自由组合，针对不同频率下的减振要求，更改超强磁钢与回旋型弹性单元；2、具有阻尼可变功能。切割磁感线产生的安培力对磁体以及螺旋形弹性梁产生阻碍作用，为电磁阻尼的效果，且感应电流越大，阻碍作用越明显，所以达到一种阻尼可变的效果；3、发挥减振作用的频率可变。回旋型弹性单元与超强磁钢块的尺寸不相同，进行不同组合可以达到消除待减振结构任意频点和频带处的不良振动。4、具有多方向减振功能。激发回旋型弹性单元的不同模态振型，产生不同方向上的最大应变。进行多个方向的减振；5、充电电能线性变化。振动越剧烈，产生的电流就更多；6、电路安全性高。电路中的电流集成枢纽和能量管理系统对电路进行电流换向、低电流保护、限制、充电的同时进行供电，能量管理系统中还设有超级电容，当电压不足以向蓄电池充电时，就用电容进行储能。7、符合轻量化要求。采用PCB基板作为支撑薄板，与传统减振装置相比，质量更轻；8、应用领域广。本技术可应用于汽车各个位置、重型机械、特殊建筑等减振需求。附图说明图1是本技术控频减振馈能式“回旋”薄板结构整体结构示意图；图2是本技术控频减振馈能式“回旋”薄板结构电路原理图；图3是本技术控频减振馈能式“回旋”薄板结构平面示意图；图4是本技术控频减振馈能式“回旋”薄板结构侧面示意图。附图标记说明：1、PCB基板；2、回旋型弹性单元；3、超强磁钢块；4、电流集成枢纽；5、导电体；6、蓄电池接口；7、安装孔；8、负载接口。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术做进一步的说明：如图1和图3-4所示，本技术的控频减振馈能式“回旋”薄板结构，包括开设有孔阵列PCB基板1以及设置在每一个孔中的回旋型弹性单元2和超强磁钢块3。每一个孔对应的上/下框均设有导电体5以及通过导线与导电体5连接的电流集成枢纽4，回旋型弹性单元2的中心端与超强磁钢块3连接，外端向上倾斜设置并与导电体5相连接，所有电流集成枢纽4并联连接后两端连接入能量管理系统。能量管理系统包含超级电容。在本实施例中，采用双面PCB基板1作为各个元件的支撑结构，PCB基板1整体呈矩形，尺寸为150*150*3mm，为一种薄片结构，其上开有9个大小为30*30mm的矩形孔，矩形孔按照3*3的阵列排列在PCB基板1中，孔与孔之间距离30mm，孔与边缘距离10mm。PCB基板1上有导线、供桥式整流器插装或贴装所用的过孔、固定印刷电路板的安装孔7以及与蓄电池接口6和负载接口8。在PCB基板1的原材料中，基板是由高分子合成树脂和增强材料组合而成的绝缘层板，因此PCB基板1作为支撑板的同时，带有阻尼的效果。孔的上下两侧焊接有导电体5，导电体5的长度为30mm，厚度为5mm，导电体5为普通金属材料。导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控频减振馈能式“回旋”薄板结构，其特征在于：该结构包括开设有孔阵列PCB基板(1)以及设置在每一个孔中的回旋型弹性单元(2)和超强磁钢块(3)，每一个孔对应的上/下框均设有导电体(5)以及通过导线与导电体(5)连接的电流集成枢纽(4)，回旋型弹性单元(2)的中心端与超强磁钢块(3)连接，外端向上倾斜设置并与导电体(5)相连接，所有电流集成枢纽(4)并联连接后两端连接入能量管理系统。

【技术特征摘要】
1.一种控频减振馈能式“回旋”薄板结构，其特征在于：该结构包括开设有孔阵列PCB基板(1)以及设置在每一个孔中的回旋型弹性单元(2)和超强磁钢块(3)，每一个孔对应的上/下框均设有导电体(5)以及通过导线与导电体(5)连接的电流集成枢纽(4)，回旋型弹性单元(2)的中心端与超强磁钢块(3)连接，外端向上倾斜设置并与导电体(5)相连接，所有电流集成枢纽(4)并联连接后两端连接入能量管理系统。2.根据权利要求1所述的控频减振馈能式“回旋”薄板结构，其特征在于：该结构中，设置于每一个孔中的超强磁钢块(3)与回旋型弹性单元(2)的组合方式并不完全相同，所述组合方式是不同尺寸的超强磁钢与回旋型弹性单元相组合。3.根据权利要求1所述的控频减振馈能式“回旋”薄板结构，其特征在于：所述超强磁钢块(3)位于回旋型弹性单元(2)的中心，磁体N/S极横向布置在PCB基板(1)所在平面。4.根据权利要求1所述的控频减振馈能式“回旋”薄板结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵丹丹，黄海波，毛楠杰，丁渭平，杨明亮，张闻见，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：新型
国别省市：四川,51