主被動集成式隔振器及隔振方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及隔振技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及將主動隔振器與被動隔振器集成的一體式隔振器。
【背景技術(shù)】
[0002]控制大型動力裝置及機(jī)械設(shè)備引起的振動，使其滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，是工業(yè)、民用，特別是交通工具、精密儀器以及船舶設(shè)計領(lǐng)域中機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵，采用隔振結(jié)構(gòu)是降低動力裝置、設(shè)備振動的傳遞以及地面、路面振動或顛簸導(dǎo)致振動傳遞的最有效方法之一。隔振裝置有被動隔振和主動隔振兩種形式，其中被動隔振通常是在振源設(shè)備與基座或者隔振基座之間安裝橡膠隔振器、鋼絲繩隔振器等裝置，被動隔振能夠?qū)崿F(xiàn)一定程度的隔振，然而被動隔振不具有自身參數(shù)調(diào)節(jié)功能，無法通過自身參數(shù)調(diào)節(jié)來適應(yīng)振源設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的隨機(jī)載荷變化或運(yùn)行工況改變情形下的隔振要求。主動隔振器多采用電控式，即通過設(shè)計控制器、作動器及控制電路來實現(xiàn)隔振系統(tǒng)自身參數(shù)的調(diào)節(jié)，但這類裝置理論上需要完全抵消被控對象的振動，所需消耗的功率較大，導(dǎo)致實用性較差。
[0003]為了克服主動、被動隔振器的缺點，隔振領(lǐng)域出現(xiàn)了將二者混合設(shè)置的主被動集成式隔振器。如中國專利CN201354000Y公開的“用于汽車發(fā)動機(jī)的慣性質(zhì)量式隔振裝置”，其采用橡膠隔振器支撐被隔振設(shè)備，將電磁慣性質(zhì)量作動器采用單點安裝方式固定在被隔振目標(biāo)上，控制振動傳遞，由于主、被動器件的集成度較低，存在占用空間大、適應(yīng)性較差的缺點。如中國專利CN101067433A公開的“基于差動電磁作動器的空氣彈簧超低頻隔振方法及裝置”，其采用氣囊隔振器與差動式電磁作動器并聯(lián)支撐精密平臺并隔振，集成度較低，占用空間大，且差動式作動器允許的橫向位移小，當(dāng)裝置受到橫向沖擊、橫向振動激勵時，作動器容易損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本申請人針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點進(jìn)行改進(jìn)，提供一種主被動集成式隔振器及隔振方法，隔振器結(jié)構(gòu)簡單，融合了主、被動隔振的特點，同時又克服了被動隔振適應(yīng)性差及主動隔振功率消耗大的缺點，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備振動的自適應(yīng)控制。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明所述主被動集成式隔振器，包括連接板、連接板底部與中空柱體固接，中空柱體的內(nèi)部嵌有電樞；中空柱體下部位于缸體內(nèi)，缸體內(nèi)固設(shè)有滑動軸承，滑動軸承套設(shè)在中空柱體的外周，且中空柱體與滑動軸承滑動連接；滑動軸承的外周套設(shè)有勵磁線圈或永磁體，勵磁線圈或永磁體與缸體固接，通電時，電樞中的電流部分或全部位于所述勵磁線圈或永磁體產(chǎn)生的磁場內(nèi)；連接板底部與缸體頂部之間連接有彈簧；連接板上固裝有振動檢測傳感器，缸體上裝有控制芯片。
[0006]其進(jìn)一步技術(shù)方案為:
所述缸體的上部為蓋板，蓋板上開設(shè)通孔，中空柱體通過蓋板上的所述通孔伸入缸體，缸體內(nèi)部設(shè)有支撐板，支撐板將缸體分成上、下兩個腔體，支撐板上設(shè)有通孔，中空柱體通過支撐板上的所述通孔進(jìn)入缸體的下腔體，滑動軸承的上、下兩端分別與蓋板、支撐板固接，勵磁線圈或永磁體的上、下兩端分別與蓋板、支撐板固接。
[0007]所述缸體內(nèi)灌注有液壓油。
[0008]所述缸體上固裝有振動檢測傳感器。
[0009]所述缸體內(nèi)灌注有液壓油，支撐板上開設(shè)有多個連通孔，缸體的上、下腔體通過所述連通孔相連通。
[0010]所述缸體內(nèi)固裝有限位器，限位器位于中空柱體的正下方。
[0011]所述振動檢測傳感器為加速度傳感器或速度傳感器。
[0012]本發(fā)明所述主被動集成式隔振方法，包含以下步驟:
將被隔振設(shè)備與連接板固接，將缸體與地基基礎(chǔ)固接，當(dāng)被隔振設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時，連接板上的振動檢測傳感器采集被隔振設(shè)備的振動信號，信號傳遞至控制芯片，經(jīng)過處理計算得到相應(yīng)的控制輸出信號，根據(jù)所述輸出信號通過外部功率放大器控制電樞中的輸入電流，即可產(chǎn)生與振動方向相反的電磁力，帶動中空柱體相對于滑動軸承上下運(yùn)動，從而抵消被隔振設(shè)備的振動，實現(xiàn)主動自適應(yīng)隔振；電樞在勵磁線圈或永磁體所產(chǎn)生的磁場中上下運(yùn)動，切割磁力線，產(chǎn)生與被隔振設(shè)備振動方向相反的阻力，從而進(jìn)一步控制被隔振設(shè)備振動的傳遞；被隔振設(shè)備由彈簧支撐，構(gòu)成被動柔性隔振。
[0013]其進(jìn)一步技術(shù)方案為:
隔振作業(yè)前，在所述缸體內(nèi)灌注液壓油，液壓油對所述隔振器進(jìn)行散熱，同時液壓油充當(dāng)阻尼材料為所述隔振器提供阻尼。
[0014]在所述缸體上固裝有振動檢測傳感器，通過振動檢測傳感器采集地基基礎(chǔ)的振動信號，經(jīng)過處理計算得到相應(yīng)的控制輸出信號，根據(jù)所述輸出信號通過外部功率放大器控制電樞中的輸入電流，即可產(chǎn)生與振動方向相反的電磁力，帶動中空柱體相對于滑動軸承上下運(yùn)動，從而抵消地基基礎(chǔ)的振動，實現(xiàn)主動自適應(yīng)隔振；電樞在勵磁線圈或永磁體所產(chǎn)生的磁場中上下運(yùn)動，電樞切割磁力線，產(chǎn)生與地基基礎(chǔ)振動方向相反的阻力，從而進(jìn)一步控制地基基礎(chǔ)振動的傳遞。
[0015]本發(fā)明的技術(shù)效果:
本發(fā)明通過彈簧承受被隔振設(shè)備的重量，實現(xiàn)被動柔性隔振，另一方面，通過振動檢測傳感器、控制芯片、磁場產(chǎn)生機(jī)構(gòu)(勵磁線圈或永磁體)、電樞與所述磁場產(chǎn)生機(jī)構(gòu)相對運(yùn)動、電樞中的電流部分或全部位于所述勵磁線圈或永磁體產(chǎn)生的磁場內(nèi)的結(jié)構(gòu)設(shè)置，配合外部功率放大器使用，即能夠綜合利用電樞切割磁場所產(chǎn)生的阻力以及電磁力的主動控制實現(xiàn)設(shè)備振動的自適應(yīng)控制，整個隔振器結(jié)構(gòu)簡單，融合了主、被動隔振的特點，同時又克服了被動隔振適應(yīng)性差及主動隔振功率消耗大的缺點。另一方面，通過在缸體內(nèi)灌注液壓油，為整個隔振器提供阻尼，進(jìn)一步緩沖隔振器受到的沖擊或劇烈振動。由于帶有電樞的中空柱體與勵磁線圈或永磁體可相對運(yùn)動，本發(fā)明進(jìn)一步在缸體上設(shè)置振動檢測傳感器，能夠進(jìn)行反方向(即地基基礎(chǔ)振動向被隔振設(shè)備的傳遞)的振動傳遞的自適應(yīng)控制。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]其中:1、連接板；2、中空柱體；3、電樞；4、缸體；41、蓋板；42、支撐板；5、勵磁線圈或永磁體；6、彈簧；7、振動檢測傳感器；8、控制芯片；9、液壓油；10、限位器；11、滑動軸承。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖，說明本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0019]見圖1，本發(fā)明所述主被動集成式隔振器包括連接板1、連接板1底部與中空柱體2固接，中空柱體2的內(nèi)部嵌有電樞3 ;中空柱體2下部位于缸體4內(nèi)，缸體4內(nèi)固設(shè)有滑動軸承11，滑動軸承11套設(shè)在中空柱體2的外周，且中空柱體2與滑動軸承11滑動連接；滑動軸承11的外周套設(shè)有勵磁線圈或永磁體5，勵磁線圈或永磁體5與缸體4固接，通電時，電樞3中的電流部分或全部位于所述勵磁線圈或永磁體5產(chǎn)生的磁場內(nèi)；連接板1底部與缸體4頂部之間連接有彈簧6 ;連接板1上固裝有振動檢測傳感器7，具體地，振動檢測傳感器7為加速度傳感器或速度傳感器；缸體4的內(nèi)部或外部固裝有控制芯片8，控制芯片8包括信號調(diào)理模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和D/A轉(zhuǎn)換模塊，為現(xiàn)有技術(shù)。
[0020]具體地，所述缸體4的上部為蓋板41，蓋板41上開設(shè)通孔，中空柱體2通過蓋板
41上的所述通孔伸入缸體4，缸體4內(nèi)部設(shè)有支撐板42，支撐板42將缸體4分成上、下兩個腔體，支撐板42上設(shè)有通孔，中空柱體2通過支撐板42上的所述通孔進(jìn)入缸體4的下腔體，滑動軸承11的上、下兩端分別與蓋板41、支撐板42固接，勵磁線圈或永磁體5的上、下兩端分別與蓋板41、支撐板42固接。
[0021]進(jìn)一步地，為防止本發(fā)明所述隔振器在高頻響應(yīng)下過熱，缸體4內(nèi)灌注有液壓油9，當(dāng)缸體4被支撐板42分成上、下兩個腔體時，在支撐板42