一种电磁式负刚度装置制造方法及图纸

本申请属于振动控制设备技术领域，尤其涉及一种电磁式负刚度装置。包括底部支撑座、凸轮驱动结构、顶部连接座、电磁驱动结构；底部支撑座包括支撑板；顶部连接座包括吊臂；凸轮驱动结构包括限位凸轮、接触杆；电磁驱动结构包括电磁铁、衔铁。本申请的电磁式负刚度装置可根据承载重量的变化，通过调整通入电流的大小和气隙参数，从而使系统在平衡位置处的刚度为零，在被隔振物体在平衡位置附近做小幅振动时降低系统的固有频率，实现大范围低起始频率隔振，具有良好的低频隔振能力，该装置整体结构紧凑、易于控制控制。易于控制控制。易于控制控制。

【技术实现步骤摘要】
一种电磁式负刚度装置


[0001]本申请属于振动控制设备
，尤其涉及一种电磁式负刚度装置。

技术介绍

[0002]准零刚度隔振器因其优异的高静态刚度、低动态刚度特性，被广泛应用于应用于精密仪器隔振、房屋桥梁抗震、空间微重力模拟、高速车辆减振、航空航天器振动控制、船舶机械降噪等工程领域。国内外学者针对理论研究、动力学特性分析及负刚度装置设计等方面均进行了卓有成效的工作。但目前众多学者所研究的高静低动刚度隔振器主要是针对特定工况来设计其结构参数，而实际工程中由于承载载荷发生变化或者弹性元件的老化，使得系统的隔振性能急剧下降。目前，国内外对于负刚度装置的典型的实现方式有：线性弹簧式、欧拉压杆式、橡胶式、空气弹簧式、碟形弹簧式、磁铁式等，但都面临着一个重要的问题：如何实现负刚度可控可调，未解决此问题，前述系统难以适应不同工况的准零刚度隔振器，在载荷发生变化的情况下，系统的低频隔振性能无法保证。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于，提出一种基于变电流磁场的可调负刚度装置，利用电磁结构以及凸轮驱动机构构成负刚度装置，实现负刚度可调可控，用于升级改善现有各类减振降噪装置的性能。
[0004]为实现上述目的，本申请采用如下技术方案。
[0005]一种电磁式负刚度装置，包括底部支撑座1、凸轮驱动结构2、顶部连接座3、电磁驱动结构4；
[0006]底部支撑座1包括平行设置的支撑板10，支撑板10的上侧设置有轴孔10a；
[0007]顶部连接座3包括设置在支撑板10外侧的吊臂30；
[0008]凸轮驱动结构2固定在两个吊臂30下端；
[0009]凸轮驱动结构2包括：固定在吊臂30下端的限位凸轮21、水平设置的接触杆22，接触杆22可左右滑动地插入轴孔10a中，接触杆22朝向限位凸轮21的一端可滑动的抵在限位凸轮21的弧面上；
[0010]电磁驱动结构4固定在支撑板10上；
[0011]电磁驱动结构4包括：固定设置在支撑板10上的电磁铁40、与电磁铁40相互作用并与接触杆22连接的衔铁41。
[0012]对前述电磁式负刚度装置的进一步改进或者优选实施方案，所述底部支撑座1、顶部连接座3、凸轮驱动结构2、电磁驱动结构4各有两个，且呈左右对称设置。
[0013]对前述电磁式负刚度装置的进一步改进或者优选实施方案，两个底部支撑座1上的支撑板10沿竖向平行正对设置，两个顶部连接座3上的吊臂30分别设置于两个支撑板10的外侧斜上方；
[0014]两个电磁驱动结构4中的电磁铁40设置于两个支撑板10之间，衔铁41设置于两个
电磁铁40之间。
[0015]对前述电磁式负刚度装置的进一步改进或者优选实施方案，所述接触杆22朝向限位凸轮21的一侧设置有滚轮或球形头；所述限位凸轮21朝向接触杆22一侧的弧面上设置有滑动槽21a。
[0016]对前述电磁式负刚度装置的进一步改进或者优选实施方案，所述限位凸轮21为半圆形板结构；
[0017]凸轮驱动结构2还包括设置在限位凸轮21和吊臂30之间的匚形架23，所述限位凸轮21卡入匚形架23凹槽中，匚形架23的两臂从限位凸轮21上下侧伸出以形成可抵住接触杆22端部的限位防脱部23a。
[0018]对前述电磁式负刚度装置的进一步改进或者优选实施方案，还包括设置在支撑板10上的滑动导向结构5；
[0019]滑动导向结构5包括：设置在支撑板10上导向件，可在导向件上沿水平方向滑动的滑动件；所述滑动件与接触杆22连接。
[0020]对前述电磁式负刚度装置的进一步改进或者优选实施方案，所述导向件是指水平设置在支撑板10上的导向轴50，滑动件是指设置在导向轴50上的轴套51；所述滑动件包括固定在轴套51上并随之移动的连接板52，连接板52上设置有用于与接触杆22连接的连接孔52a；所述衔铁41固定连接在连接板52上。
[0021]对前述电磁式负刚度装置的进一步改进或者优选实施方案，所述导向轴50有两个且在水平面上平行设置，轴套51有两个且分别设置在导向轴50上，连接板52分别与两个轴套51连接。
[0022]对前述电磁式负刚度装置的进一步改进或者优选实施方案，还包括与吊臂10连接的上安装板60以及与支撑板10连接的下安装板61。
[0023]其有益效果在于：
[0024]本申请的电磁式负刚度装置可根据承载重量的变化，通过调整通入电流的大小和气隙(电磁铁与衔铁间距)参数，从而使系统在平衡位置处的刚度为零，在被隔振物体在平衡位置附近做小幅振动时降低系统的固有频率，实现大范围低起始频率隔振，具有良好的低频隔振能力，该装置整体结构紧凑、易于控制控制。
附图说明
[0025]图1是电磁式负刚度装置的正视图；
[0026]图2是电磁式负刚度装置的主视图；
[0027]图3是电磁式负刚度装置的装配图；
[0028]图4是凸轮驱动结构的夹角示意图；
[0029]其中附图标记包括：
[0030]底部支撑座1、支撑板10、轴孔10a、凸轮驱动结构2、限位凸轮21、滑动槽21a、接触杆22、匚形架23、限位防脱部23a、顶部连接座3、吊臂30、电磁驱动结构4、电磁铁40、衔铁41、滑动导向结构5、导向轴50、轴套51、连接板52、连接孔52a、上安装板60、下安装板61。
具体实施方式
[0031]以下结合具体实施例对本申请作详细说明。
[0032]本申请的一种电磁式负刚度装置，主要用于准零刚度隔振器和高静低动刚度隔振器设计中。该负刚度装置通过控制线圈通入电流的大小来控制电磁力的大小，产生水平方向的力通过凸轮驱动结构2传递到竖直方向，进而降低竖直方向上的系统刚度。本申请的电磁负刚度装置，可以实现对负刚度大小的精准控制，使系统更加稳定，增加系统承载能力，提升系统低频隔振性能。
[0033]如图1所示，本申请的电磁式负刚度装置主要包括底部支撑座1、凸轮驱动结构2、顶部连接座3、电磁驱动结构4；
[0034]底部支撑座1包括平行设置的支撑板10，支撑板10的上侧设置有轴孔10a；
[0035]其中支撑板10主要用于作为隔振结构的连接定位基础。为保证结构稳定性，支撑板10一般设计为倒T型支架结构，以便于与下侧结构连接，具体连接时根据需要一般通过螺栓组或者焊接等方式，在使用螺栓组连接时，还应当在支撑板10上挖出用于连接的孔结构，
[0036]特别的，为了避免基础结构在长时间在磁场被磁化，导致结构稳定性改变或者影响电磁结构的正常运行，除电磁驱动结构之外，其他结构优先采用非铁磁或者受磁场影响较小的材料加工制作。
[0037]其中顶部连接座3包括设置在支撑板10外侧的吊臂30；吊臂30用于连接隔振结构的上层主体，需要指出的是，本装置仅用于作为改善隔振系统的低频隔振性能，用于控制隔振系统以及整体结构的刚度，而非作为隔振结构中的主要支撑体，一般情况下，其需要配合其他支撑结构或者其他隔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电磁式负刚度装置，其特征在于，包括底部支撑座(1)、凸轮驱动结构(2)、顶部连接座(3)、电磁驱动结构(4)；底部支撑座(1)包括平行设置的支撑板(10)，支撑板(10)的上侧设置有轴孔(10a)；顶部连接座(3)包括设置在支撑板(10)外侧的吊臂(30)；凸轮驱动结构(2)固定在两个吊臂(30)下端；凸轮驱动结构(2)包括：固定在吊臂(30)下端的限位凸轮(21)、水平设置的接触杆(22)，接触杆(22)可左右滑动地插入轴孔(10a)中，接触杆(22)朝向限位凸轮(21)的一端可滑动的抵在限位凸轮(21)的弧面上；电磁驱动结构(4)固定在支撑板(10)上；电磁驱动结构(4)包括：固定设置在支撑板(10)上的电磁铁(40)、与电磁铁(40)相互作用并与接触杆(22)连接的衔铁(41)。2.根据权利要求1所述的一种电磁式负刚度装置，其特征在于，所述底部支撑座(1)、顶部连接座(3)、凸轮驱动结构(2)、电磁驱动结构(4)各有两个，且呈左右对称设置。3.根据权利要求2所述的一种电磁式负刚度装置，其特征在于，两个底部支撑座(1)上的支撑板(10)沿竖向平行正对设置，两个顶部连接座(3)上的吊臂(30)分别设置于两个支撑板(10)的外侧斜上方；两个电磁驱动结构(4)中的电磁铁(40)设置于两个支撑板(10)之间，衔铁(41)设置于两个电磁铁(40)之间。4.根据权利要求1所述的一种电磁式负刚度装置，其特征在于，所述接触杆(22)朝向限位凸轮(21)的一侧设置有滚轮或球形头；所述限位凸...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏攀，刘树勇，肖剑波，吴杰长，张涛，陈军，王梦同，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：