[发明专利]可变刚性阻尼器与其控制方法

说明书

本发明公开一种可变刚性阻尼器与其控制方法，该可变刚性阻尼器包含基座、第一、第二调整座、活动底座、质量单元及第一、第二悬臂。第一调整座沿第一轴向滑动地设置于基座。活动底座沿正交第一轴向的第二轴向滑动地设置于基座。第二调整座沿第二轴向滑动地设置于活动底座。质量单元沿第一轴向滑动地设置于活动底座。第一悬臂固定于与活动底座连接的第一连接部。第一调整座得以沿第一悬臂靠近或远离第一连接部。第二悬臂固定于与质量单元连接的第二连接部。第二调整座得以沿第二悬臂靠近或远离第二连接部。此外，本发明还涉及一种控制该可变刚性阻尼器的控制方法。

技术领域

本发明涉及一种阻尼器与控制方法，特别是涉及一种可变刚性阻尼器与其控制方法。

背景技术

调谐质量阻尼器(tuned mass damper，TMD)，包含惯性质量块、弹簧以及阻尼，结构简单且操作上不需要输入外部能源，当安装于与自身自然振动频率(nature frequency)匹配的主结构，可使主结构的振动能量转移至调谐质量阻尼器吸收并消耗，达到减小主结构振动的效果。因此，调谐质量阻尼器被广泛地用于减轻机械振动与降低桥墩或摩天大楼的摆动。

由此可知，调谐质量阻尼器的自然振动频率需刚好匹配目标物的振动频率才能发挥其减振的效果，若主结构的振动频率改变会导致调谐质量阻尼器的效果降低，甚或失效。举例来说，在金属切削加工的产业中，加工机台上常装设有阻尼器来抑制刀具在切削时产生的颤振，但加工机台并非仅在单一转速下运作或仅以相同位置对同重量的工件进行加工，当转速、切削位置改变，或工件重量不同时，会改变加工机台的振动频率，导致仅能抑制单一振动频率的阻尼器无法发挥其作用，使得刀具因振动而损坏而缩短其使用寿命，且还会降低切削的深度与精度，进而影响加工的效率与品质。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可变刚性阻尼器与其控制方法，用于解决现有调谐质量阻尼器仅能抑制单一振动频率的问题。

根据本发明一实施例所公开的一种可变刚性阻尼器，包含基座、第一调整座、活动底座、第二调整座、质量单元、第一悬臂及第二悬臂。第一调整座可沿一第一轴向滑动地设置于该基座上。活动底座可沿一第二轴向滑动地设置于该基座上，其中该第二轴向正交于该第一轴向。第二调整座可沿该第二轴向滑动地设置于该活动底座上。质量单元可沿该第一轴向滑动地设置于该活动底座上。第一悬臂固定于与该活动底座连接的一第一连接部并沿该第一轴向延伸，该第一调整座可活动地设置于该第一悬臂而得以沿该第一悬臂相对靠近或远离该第一连接部。第二悬臂固定于与该质量单元连接的一第二连接部并沿该第二轴向延伸，该第二调整座可活动地设置于该第二悬臂而得以沿该第二悬臂相对靠近或远离该第二连接部。

根据本发明一实施例所公开的一种控制方法，适于控制一可变刚性阻尼器，该可变刚性阻尼器适于放置于一主结构上，该可变刚性阻尼器包含一质量单元、沿一第一轴向延伸且固定于一第一连接部的一第一悬臂、可沿该第一悬臂相对靠近或远离该第一连接部的一第一调整座、沿与该第一轴向正交的一第二轴向延伸且固定于一第二连接部的一第二悬臂、以及沿该第二悬臂相对靠近或远离该第二连接部的一第二调整座，该控制方法包含：该可变刚性阻尼器的一振动信号提取单元提取该主结构的一振动信号，一处理单元根据该振动信号计算出该主结构的一振动频率；以及该处理单元根据该振动频率调整该第一连接部与该第一调整座的距离及/或该第二连接部与该第二调整座的距离，以调整该可变刚性阻尼器于该第一轴向及/或该第二轴向的刚性，使该可变刚性阻尼器的一自然振动频率调整至匹配该主结构的该振动频率。

由前述所公开的可变刚性阻尼器与控制方法，由于第一调整座可相对靠近或远离该第一连接部，及第二调整座可相对靠近或远离该第二连接部，因而可适应性调整可变刚性阻尼器于第一轴向及/或第二轴向的刚性，进而让可变刚性阻尼器改变其自然振动频率，以选择性地或自动地匹配主结构的振动频率。

以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明，是用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的权利要求更进一步的解释。

附图说明