本发明专利技术公开了一种具有弹簧阻尼多参数可调的旋转非线性能量汇，涉及抗震和减隔振装置技术领域，该装置包括钢丝长度调节机构、质心平移机构、NES质量块、钢丝预紧机构、阻尼器、传感器、ECU等。该装置将主结构能量传递给NES，再通过阻尼器耗散，产生减振效果。即当主结构受到振动时，圆盘带动NES质量块旋转，钢丝横向偏转导致本质上非线性刚度，ECU控制钢丝长度调节机构连续调整钢丝的有效长度；ECU控制钢丝预紧机构拉紧钢丝，调节钢丝刚度，实现刚度连续可调；ECU控制NES质量块质心在光滑滑槽内移动，改变质心到旋转中心的距离，实现转动惯量可调；上旋或下旋调整螺母改变弹簧被压紧程度，实现阻尼可调；传感器结合检测的振动数据调节各个结构参数。调节各个结构参数。调节各个结构参数。
【技术实现步骤摘要】
一种具有弹簧阻尼多参数可调的旋转非线性能量汇
[0001]本专利技术属于振动控制
，具体涉及一种具有弹簧阻尼多参数可调的旋转非线性能量汇。
技术介绍
[0002]在工程实践中振动是普遍存在的。大多数情况下，振动都是消极的因素。如何消除因振动引起的负面影响，保障结构的正常运行成为了重要的研究课题。经过多年的研究，目前用于控制振动的方法主要分为主动控制、半主动控制和被动控制。其中被动控制技术大致可以分为线性振动控制技术和非线性振动控制技术两大类。作为一种非线性振动控制技术，非线性能量汇(Nonlinear energy sink，NES)受到广泛关注。NES主要由非线性刚度、附加质量块和阻尼组成，NES具有附加质量小、减振频带宽、可靠性高、鲁棒性强等优点，可以实现振动的高效抑制。
[0003]NES有多种结构实现形式，根据NES刚度元件非线性特性的不同，可以分为立方刚度NES、多项式刚度NES和分段线性刚度NES。根据NES阻尼元件特性的不同，可以分为线性阻尼NES，几何非线性阻尼NES与分段平方阻尼NES。但现有NES结构中，旋转式NES结构装置相对较少，通过NES质量块绕轴旋转将主结构能量传递到NES质量块的装置很少，带有阻尼器的旋转NES微乎其微，且相关元件无法更换，无法实现弹簧阻尼多参数连续可调。针对现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的是提出一种具有弹簧阻尼多参数可调的旋转非线性能量汇，通过ECU控制钢丝长度调节机构连续调整钢丝的有效长度；控制钢丝预紧机构拉紧钢丝，调节钢丝刚度，实现刚度连续可调；控制NES质量块质心在光滑滑槽内移动，改变质心到旋转中心的距离，使得其转动惯量可调；上旋或下旋调整螺母改变弹簧被压紧程度，实现阻尼可调；进而有效地实现了弹簧阻尼多参数可调。
技术实现思路
[0004]为解决先有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种具有弹簧阻尼多参数可调的旋转非线性能量汇。该装置构造简单、易操作，在不更换或拆卸结构的条件下，可连续改变钢丝的刚度、长度，以及阻尼大小，使得NES各个参数根据需要调整到最优值，从而使得非线性能量汇具有最佳的减振耗能效果。对于单自由度和两自由度结构振动的抑制，该旋转非线性能量汇均适用，并且也适用于转子系统减振。
[0005]本专利技术是利用以下技术手段实现上述技术目的：
[0006]一种具有弹簧阻尼多参数可调的旋转非线性能量汇，包括钢丝长度调节机构(1)、质心平移机构(4)、圆盘(6)、NES质量块(7)、钢丝预紧机构(13)、多连杆机构(15)、阻尼器(16)、传感器(22)、ECU(23)；
[0007]所述的钢丝长度调节机构(1)，下方有滑块(26)，滑块(26)在平移滑槽(2)中移动；平移滑槽(2)固定在圆盘上(6)；
[0008]所述的质心平移机构(4)被放置在NES质量块(7)中，由传感器(22)、ECU(23)、质心
质量块(27)、质心滑块(28)和光滑滑槽(44)组成，NES质量块(7)内部铸有突起结构中具有光滑滑槽(44)，光滑滑槽(44)一端为封闭，另外一端可被打开或封闭，与质心质量块(27)相连的质心滑块(28)放置在光滑滑槽(44)内，故质心质量块(27)可被限制在光滑滑槽(44)内平动，所述的圆盘(6)通过轴(10)间隙配合连接；所述的NES质量块(7)通过轴承(9)固定在轴(10)上，NES质量块(7)被设计成一个几乎空心的偏心凸轮；
[0009]所述的钢丝预紧机构(13)由大齿轮A(40)、小齿轮(41)、大齿轮B(43)啮合组成，小齿轮(41)与电机(42)相连，大齿轮A和大齿轮B轴上缠绕着钢丝(3)；上述钢丝预紧机构(13)通过小齿轮(41)带动大齿轮A(40)、大齿轮B(43)同向转动，对钢丝进行拉紧，使得钢丝刚度发生改变，进而实现了钢丝刚度的连续可调；
[0010]所述的多连杆机构(15)包括连杆(30)、连杆(30)一端的锥形套(29)，以及连杆(30)另一端的环形圆柱套(31)，通过环形圆柱套(31)与NES质量块(7)上的连杆圆柱(8)配合连接，环形圆柱套(31)通过螺栓B(20)、螺母B(21)与阻尼器(16)进行配合连接；所述的阻尼器(16)由上销头(38)、下销头(32)、活塞杆(37)、弹簧(36)、调整螺母(34)、壳体(35)、活塞(33)构成，上端的上销口(38)通过螺栓B(20)、螺母B(21)与连杆(30)进行配合，下销口(32)与阻尼器固定销(18)通过螺栓A(19)、螺母A(17)进行连接；
[0011]所述的钢丝长度调节机构(1)、质心平移机构(4)、钢丝预紧机构(13)上装有调节伺服元件，通过输出电路与ECU(23)相连；所述的传感器(22)为速度传感器和振动传感器，传感器(22)被安装在NES质量块(7)、圆盘(6)上，再和ECU(23)相连；各种传感器把信号传给输入电路，输入电路完成信号过滤处理，并把各种信号统一转换为数字信号，然后传给ECU(23)；ECU(23)将处理过的信号进行运算，结果送至输出电路，输出电路将微机传输过来的数字信息放大，根据需要把某些信号转换为模拟信号，驱动被控的调节伺服元件工作。
[0012]进一步，上述质心平移机构(4)中平移滑槽(2)内质心质量块(27)可沿着平移滑槽(2)平移，连续改变质心到NES质量块旋转中心之间的距离，改变转动惯量。
[0013]进一步，还包括左端挡板(12)，左端挡板(12)与圆盘(6)通过圆柱销A(11)、圆柱销B(14)连接配合，被固定在圆盘(6)上，跟圆盘一起转动。
[0014]进一步，上述多连杆机构(15)由NES质量块(7)上的连杆圆柱(8)带动连杆(30)，连杆圆柱(8)绕轴承(9)中心旋转，连杆(39)的一端与固定在圆盘(6)上阻尼器(16)的上销头(38)相连接，使连杆(39)仅平移运动，继而实现了由NES质量块(7)的旋转运动转化成了连杆(39)的平移运动。
[0015]进一步，壳体(35)内部有活塞杆(37)和活塞(33)，壳体(35)外部为螺纹结构，上面套有弹簧(36)、调整螺母(34)；调整螺母(34)与固定在上压板上的弹簧(36)进行配合作用，正旋、反旋调整螺母(34)，从而对弹簧(36)进行压紧、松弛，改变了阻尼器(16)的阻尼，使得阻尼器(16)可以根据主结构的特性来调整阻尼器(16)的阻尼，进而改变阻尼器的阻尼，使得非线性能量汇具有最佳的减振耗能效果。
[0016]进一步，ECU(23)根据外部激励的不同，通过控制光滑滑槽(2)内的质心质量块(27)的平移，来调整质心到NES质量块(7)旋转中心之间的距离，改变转动惯量，使NES质量块(7)运动状态改变的难易程度发生变化；ECU(23)与钢丝预紧机构(13)相连接，通过控制电机(42)带动小齿轮(41)转动，通过小齿轮(41)带动大齿轮A(40)、大齿轮B(43)同向转动，对钢丝进行拉紧，使钢丝刚度发生改变，进而实现了钢丝刚度的连续可调；ECU(23)与钢丝
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有弹簧阻尼多参数可调的旋转非线性能量汇，其特征在于，包括钢丝长度调节机构(1)、质心平移机构(4)、圆盘(6)、NES质量块(7)、钢丝预紧机构(13)、多连杆机构(15)、阻尼器(16)、传感器(22)、ECU(23)；所述的钢丝长度调节机构(1)，下方有滑块(26)，滑块(26)在平移滑槽(2)中移动；平移滑槽(2)固定在圆盘上(6)；所述的质心平移机构(4)被放置在NES质量块(7)中，由传感器(22)、ECU(23)、质心质量块(27)、质心滑块(28)和光滑滑槽(44)组成，NES质量块(7)内部铸有突起结构中具有光滑滑槽(44)，光滑滑槽(44)一端为封闭，另外一端可被打开或封闭，与质心质量块(27)相连的质心滑块(28)放置在光滑滑槽(44)内，故质心质量块(27)可被限制在光滑滑槽(44)内平动，所述的圆盘(6)通过轴(10)间隙配合连接；所述的NES质量块(7)通过轴承(9)固定在轴(10)上，NES质量块(7)被设计成一个几乎空心的偏心凸轮；所述的钢丝预紧机构(13)由大齿轮A(40)、小齿轮(41)、大齿轮B(43)啮合组成，小齿轮(41)与电机(42)相连，大齿轮A和大齿轮B轴上缠绕着钢丝(3)；上述钢丝预紧机构(13)通过小齿轮(41)带动大齿轮A(40)、大齿轮B(43)同向转动，对钢丝进行拉紧，使得钢丝刚度发生改变，进而实现了钢丝刚度的连续可调；所述的多连杆机构(15)包括连杆(30)、连杆(30)一端的锥形套(29)，以及连杆(30)另一端的环形圆柱套(31)，通过环形圆柱套(31)与NES质量块(7)上的连杆圆柱(8)配合连接，环形圆柱套(31)通过螺栓B(20)、螺母B(21)与阻尼器(16)进行配合连接；所述的阻尼器(16)由上销头(38)、下销头(32)、活塞杆(37)、弹簧(36)、调整螺母(34)、壳体(35)、活塞(33)构成，上端的上销口(38)通过螺栓B(20)、螺母B(21)与连杆(30)进行配合，下销口(32)与阻尼器固定销(18)通过螺栓A(19)、螺母A(17)进行连接；所述的钢丝长度调节机构(1)、质心平移机构(4)、钢丝预紧机构(13)上装有调节伺服元件，通过输出电路与ECU(23)相连；所述的传感器(22)为速度传感器和振动传感器，传感器(22)被安装在NES质量块(7)、圆盘(6)上，再和ECU(23)相连；各种传感器把信号传给输入电路，输入电路完成信号过滤处理，并把各种信号统一转换为数字信号，然后传给ECU(23)；ECU(23)将处理过的信号进行运算，结果送至输出电路，输出电路将微机传输过来的数字信息放大，根据需要把某些信号转换为模拟信号，驱动被控的调节伺服元件工作。2.根据权利要求1所述的一种具有弹簧阻尼多参数可调的旋转非线性能量汇，其特征在于，上述质心平移机构(4)中平移滑槽(2)内质心质...
【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，王培立，刘扬，田翔，张步云，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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