[发明专利]一种悬臂式半主动吸振器

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种吸振器，特别是一种悬臂式半主动吸振器。

背景技术

在振动控制工程领域中，被动式动力吸振器常用于控制特定的单一频率振动。当外部激励的频率发生变化时，被动式动力吸振器将起不到特定频率振动控制的作用，如果通过刚度或质量的改变，使得吸振器的固有频率随着外部激励频率的变化而变化，将拓宽吸振器的吸振频率范围。这种可变自身频率的动力吸振器常被称为半主动吸振器或自调谐吸振器。

一般而言，半主动吸振器改变刚度比改变质量容易实现。目前改变刚度的方法常有电磁式、电液式和机械式。在电磁式半主动吸振器中，典型的有通过改变电流改变电磁刚度(【1】张洪田，李玩幽，刘志刚等.电动式主动吸振技术研究[J].振动工程学报，2001，14(1)：113-117)、改变间隙改变电磁刚度等形式(【2】钱小勇，胡海岩.可调间隙的半主动吸振器及其实现[J].振动工程学报，2001，14(4)：378-382)；电液式通过电流变液或磁流变液实现刚度的改变(【3】徐振邦.自调谐吸振技术研究[D].合肥：中国科学技术大学，2010；【4】王莲花，龚兴龙，倪正超，徐振邦，张鳃，陈海波等.多个磁流变弹性体自调谐式吸振器的联合控制研究[J].实验力学，2008，23(2)：97-102)。机械式常见的改变弹簧有效圈数式(【5】徐振邦，龚兴龙，陈现敏等.机械式频率可调动力吸振器及其减振特性[J].振动与冲击，2010，29(2)：1-6)、弯曲板簧式(【6】孙建民，陈玉强.一种主动调谐式内燃机吸振器的设计[J].黑龙江工程学院学报，2001，15(2)：45-47)、平行板滑块式、空气弹簧式(【7】靳晓雄，肖勇，蔺玉辉，朱娜等.空气弹簧半主动式动力吸振器的研究[J].中国工程机械学报，2007，5(3)：253-257)。

悬臂梁式半主动吸振器具有结构简单、线性度好的优点。最早由我国郝志勇、舒歌群等人设计并在内燃机振动控制中取得成功(【8】郝志勇，舒歌群.内燃机振动动力式主动吸振器的研究[J].设计·计算·研究，1999(4)：9-10)，该半主动吸振器将吸振质量与驱动电机分离设计，驱动电机也是悬臂梁的一个质量，这种设计不仅含有质量块形成的主频率，也含有驱动电机质量形成的干扰频率。1999年，Nagaya设计的通过丝杠上的支撑板移动来改变悬臂有效长度(【9】Nagaya K，Kurusu A，Ikai S，et al.Vibration Control of a structureby using a tunable absorber and an optimal vibration absorber under auto-tuningcontrol[J].Journal of Sound and Vibration，1999，228(4)：773-792)。Carneal将驱动电机直接作为振动质量块，这样使得结构更加紧凑(【10】Carneal J P，Charette F，Fuller CR.Minimization of sound radiation from plates using adaptive tunedvibrationabsorber s[J].Journal of Sound and Vibration，2004，270(4-5)：781-792)。上述三种悬臂梁式半主动吸振器中的横梁均是两端固定，质量块在中间的结构，质量块的驱动均是通过丝杠来完成的。这种结构需要两个安装点；悬臂梁的有效长度只有梁长度的一半，造成了空间的闲置；要求丝杠的加工精度高，当吸振器发挥作用时，丝杠也以共振频率进行振动，磨损快，降低了吸振装置的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种仅需单个安装点、无闲置梁长度、具有高抗振性和可靠性的悬臂式半主动吸振器。

本发明的目的是这样实现的：

包括悬臂梁、方箱、直流电机、传动齿轮、由铁芯与线圈构成的电磁铁以及主动控制器，悬臂梁上带燕尾槽，悬臂梁的两个侧边带有齿条，方箱的下部带有与悬臂梁上的燕尾槽相匹配的梯形块，两部直流电机安装在方箱两侧，安装在直流电机轴上的传动齿轮与齿条相啮合，由铁芯与线圈构成的电磁铁置于方箱中，主动控制器控制直流电机和电磁铁。

所述的方箱由与梯形块连成一体的方箱底座和方箱上端盖组成。

悬臂梁的两个侧边上的齿条是在悬臂梁的两个侧边上直接加工而成。也可以是将两根齿条分别固定在悬臂梁的两个侧边上。