本发明专利技术提供一种刚度粗细可调的磁气式隔振装置及隔振方法，包括隔振器本体、长方体铁芯、四块第一永磁体、一对第二永磁体和一对电磁铁，隔振器本体通过空气压缩机调节内部气压，长方体铁芯固定在隔振器本体内部，四块第一永磁体分别设在长方体铁芯四个外侧面上，一对第二永磁体分别设在两个相对的第一永磁体的外侧且均通过调节器调节相对于长方体铁芯的距离粗调磁斥力，一对电磁铁分别设在另外两个相对的第一永磁体的外侧且均通过调节线圈电流的大小细调磁斥力，一对第二永磁体和一对电磁铁相对于长方体铁芯呈十字形排布。本发明专利技术能够对负刚度粗细调节，调节精度高、构型好、集成度高、紧凑性好、隔振性能优。隔振性能优。隔振性能优。
【技术实现步骤摘要】
一种刚度粗细可调的磁气式隔振装置及隔振方法
[0001]本专利技术属于准零刚度隔振器
，具体涉及一种刚度粗细可调的磁气式隔振装置及隔振方法。
技术介绍
[0002]低频线谱是潜艇声隐身性能和技术性能的主要危害，降低线谱强度、隐匿线谱特征是潜艇实现安静化，最大限度保证其生命力和攻击性的首要环节和技术保证。高静低动刚度隔振器是一种组合式的强非线性隔振器，不仅能有效解决低固有频率和小静变形难以兼得的矛盾，而且可以满足用来削弱线谱特征的线谱混沌化技术工程化应用对隔振器的需求。然而由于潜艇特殊的工作环境对超低频、紧凑型、可调式、微隔振、大承载的隔振需求和现有高静低动刚度隔振器只针对固定承载设计、不能依据载荷变化自适应调节系统特征参数而始终保持近零刚度特性。目前该类隔振器在潜艇减振降噪领域鲜有报道。
技术实现思路
[0003]根据现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种刚度粗细可调的磁气式隔振装置及隔振方法，采用第一永磁体和第二永磁体粗调、第一永磁体和电磁铁细调的磁负刚度机构并联集成到气囊正刚度机构内部的隔振器，调节精度高。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0005]一种刚度粗细可调的磁气式隔振装置，包括：
[0006]隔振器本体，通过空气压缩机调节内部气压；
[0007]长方体铁芯，固定在所述隔振器本体内部；
[0008]四块第一永磁体，分别设在所述长方体铁芯四个外侧面上；
[0009]一对第二永磁体，分别设在所述两个相对的第一永磁体的外侧，且均通过调节器调节相对于长方体铁芯的距离以粗调相对于第一永磁体的磁斥力；
[0010]一对电磁铁，分别设在另外所述两个相对的第一永磁体的外侧，且均通过调节线圈电流的大小以细调相对于第一永磁体的磁斥力；
[0011]其中，一对所述第二永磁体和一对电磁铁相对于所述长方体铁芯呈十字形排布。
[0012]进一步地，所述隔振器本体包括气囊、设在气囊顶部的上盖板和设在气囊底部的下盖板，所述长方体铁芯通过装夹爪固定在上盖板底部。
[0013]进一步地，所述长方体铁芯设在所述气囊中部且底部悬空设置，所述长方体铁芯与所述下盖板有一定距离。
[0014]进一步地，一对所述第二永磁体、一对所述电磁铁均与所述上盖板有一定的距离。
[0015]进一步地，所述调节器包括调节电机和双向丝杠，所述调节电机固定在所述隔振器本体内部，所述双向丝杠与所述调节电机的输出轴固定，所述双向丝杠的两个螺纹部上分别螺纹套设有滑块，每一所述滑块上设有一个所述第二永磁体。
[0016]进一步地，所述长方体铁芯截面为正方形，所述第二永磁体为长方体结构。
[0017]进一步地，所述调节器包括调节电机、齿轮和齿条，所述齿轮设在长方体铁芯下方，所述调节电机带动所述齿轮转动，每一所述第二永磁体上固定有一个滑块，所述滑块上设置与所述齿轮啮合的齿条。
[0018]一种刚度粗细可调的磁气式隔振方法，应用于任一项所述的刚度粗细可调的磁气式隔振装置，包括以下步骤：
[0019]采集隔振器本体的位移信号，若位移大于隔振器本体的额度工作高度则对隔振器本体进行排气，调节隔振器本体高度下移到原静衡位置为止；若小于隔振器本体的额度工作高度则对隔振器本体进行充气，调节隔振器本体高度上升到原静衡位置为止，若等于则不进行调节；
[0020]当对隔振器本体进行排气时，通过调节器同时调节一对第二永磁体远离长方体铁芯且减小一对电磁铁线圈电流的大小；
[0021]当对隔振器本体进行充气时，通过调节器同时调节一对第二永磁体靠近长方体铁芯且增大一对电磁铁线圈电流的大小。
[0022]进一步地，通过PID控制器控制调节器调节每一第二永磁体与相对的第一永磁体之间的磁隙。
[0023]进一步地，在隔振器本体内部设置气压传感器，将变化的压力值输入至负刚度控制器，根据实现近零刚度的压力和电流需满足的条件，判断正负刚度是否匹配；若不匹配，通过PID控制器驱动调节电机调节第一永磁体和第二永磁体之间的磁隙，直至达到目标磁隙调节的精度范围，如果没有达到精度范围，则通过反馈系统继续调节直至达到精度范围，如果达到精度范围，则结束驱动调节电机调节磁隙并启动电磁负刚度系统的调节，通过PID控制器向功率放大器输出相应的PWM波，功率放大器输出电磁负刚度所需的目标电流，使调控后的负刚度与变化的气囊正刚度相匹配，产生适用于当前载荷的气囊正刚度和磁负刚度，从而在变载荷条件下始终保持系统近零刚度下的低频隔振性能。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：
[0025]本专利技术围绕潜艇减振降噪技术对减振、承载、减重等多功能一体化的需求出发，首次提出一种刚度粗细可调的磁气式隔振装置及隔振方法，采用第一永磁体和第二永磁体粗调、第一永磁体和电磁铁细调的磁负刚度机构并联集成到气囊正刚度机构内部的隔振器，此新型隔振器构型好、集成度高、紧凑性好、隔振性能优，易适用于潜艇狭小空间、复杂环境时变系统的全频段、超低频隔振和线谱控制。
附图说明
[0026]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分。本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0027]图1为本专利技术提供的刚度粗细可调的磁气式隔振装置的整体结构示意图。
[0028]图2为本专利技术提供的刚度粗细可调的磁气式隔振装置一个角度的内部结构示意图。
[0029]图3为本专利技术提供的刚度粗细可调的磁气式隔振装置另一个角度的内部结构示意图。
[0030]图4为本专利技术提供的刚度粗细可调的磁气式隔振方法的流程图。
[0031]其中：1、隔振器本体；11、气囊；12、上盖板；13、下盖板；14、装夹爪；2、长方体铁芯；3、第一永磁体；4、第二永磁体；5、电磁铁；6、调节器；61、双向丝杠；62、滑块；63、齿轮；64、齿条。
具体实施方式
[0032]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0033]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0034]本专利技术提供一种刚度粗细可调的磁气式隔振装置，如图1
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图3所示，包括隔振本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种刚度粗细可调的磁气式隔振装置，其特征在于，包括：隔振器本体，通过空气压缩机调节内部气压；长方体铁芯，固定在所述隔振器本体内部；四块第一永磁体，分别设在所述长方体铁芯四个外侧面上；一对第二永磁体，分别设在所述两个相对的第一永磁体的外侧，且均通过调节器调节相对于长方体铁芯的距离以粗调相对于第一永磁体的磁斥力；一对电磁铁，分别设在另外所述两个相对的第一永磁体的外侧，且均通过调节线圈电流的大小以细调相对于第一永磁体的磁斥力；其中，一对所述第二永磁体和一对电磁铁相对于所述长方体铁芯呈十字形排布。2.根据权利要求1所述的刚度粗细可调的磁气式隔振装置，其特征在于：所述隔振器本体包括气囊、设在气囊顶部的上盖板和设在气囊底部的下盖板，所述长方体铁芯通过装夹爪固定在上盖板底部。3.根据权利要求2所述的刚度粗细可调的磁气式隔振装置，其特征在于：所述长方体铁芯设在所述气囊中部且底部悬空设置，所述长方体铁芯与所述下盖板有一定距离。4.根据权利要求2所述的刚度粗细可调的磁气式隔振装置，其特征在于：一对所述第二永磁体、一对所述电磁铁均与所述上盖板有一定的距离。5.根据权利要求1所述的刚度粗细可调的磁气式隔振装置，其特征在于：所述调节器包括调节电机和双向丝杠，所述调节电机固定在所述隔振器本体内部，所述双向丝杠与所述调节电机的输出轴固定，所述双向丝杠的两个螺纹部上分别螺纹套设有滑块，每一所述滑块上设有一个所述第二永磁体。6.根据权利要求1所述的刚度粗细可调的磁气式隔振装置，其特征在于：所述调节器包括调节电机、齿轮和齿条，所述齿轮设在长方体铁芯下方，所述调节电机带动所述齿轮转动，每一所述第二永磁体上固定有一个滑块，所述滑块上设置与所述齿轮啮合的齿条。7.根据权利要求1所述的刚度粗细可调的磁气式隔振装置，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱清波，柴凯，楼京俊，刘树勇，杨庆超，刘俊峰，初嘉文，
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：
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