[发明专利]一种适用于超低频减隔振的准零刚度电磁隔振器

说明书

本发明是一种适用于超低频减隔振的准零刚度电磁隔振器。本发明涉及振动控制技术领域，当隔振器当处于静平衡位置时，上下气隙相等，上定子组件对动子组件的电磁吸力与下定子组件对动子组件的电磁吸力相等；当负载有向上移动的趋势时，上气隙小于下气隙，动子组件所受合力向上，加速向上运动的趋势，呈现负刚度特性，上定子组件、下定子组件与动子组件所构成的负刚度执行机构与正刚度弹簧并联实现准零刚度；当负载有向下移动的趋势时，下气隙小于上气隙，动子组件所受合力向下，加速向下运动的趋势，呈现负刚度特性，上定子组件、下定子组件与动子组件所构成的负刚度执行机构与正刚度弹簧并联实现准零刚度。

技术领域

本发明涉及振动控制技术领域，是一种适用于超低频减隔振的准零刚度电磁隔振器。

背景技术

隔振技术作为振动控制的重要技术，旨在振源与系统之间采取一定措施，安置适当制振或隔振器材以隔离振动的直接传递。传统被动隔振器理论上只能对激励频率大于倍系统固有频率的振动起到衰减作用，随着隔振需求的不断提高，迫切需要一种在低频环境下既能保持静态支撑能力，又具有低动态刚度的隔振技术。故准零刚度隔振技术近年来得到了越来越多的重视。

准零刚度隔振器多为正负刚度机构并联组合而成，由正刚度元件(如弹簧等)提供静态支撑能力，以负刚度机构提供的负刚度抵消正刚度实现准零刚度。当隔振系统自静平衡位置发生位移时，正刚度弹簧抑制该运动趋势，负刚度机构则加强位移运动方向运动的趋势，二者并联可将系统的总体刚度减小至接近或等于零，同时实现高静态刚度与低动态刚度，大大拓宽了隔振频带，可很好的用于解决低频振动隔离问题。

负刚度的实现方式作为准零刚度技术的重点，直接决定了隔振系统的整体性能。在诸多实现负刚度的机构方式中，由于电磁式机构的控制方式较为灵活，可以通过设计相关控制器，制定控制策略，根据外界激励频率在线调整控制电流，进一步提高机构的隔振性能，具有良好的准确性和快速性，故电磁铁式负刚度机构逐渐成为研究的重点。

在船舶、大型超精密设备的加工制造等承载能力要求较大的低频隔振领域，需要正刚度机构提供较大的静态支撑能力，同时需要一种与之对应的能提供较大电磁负刚度的负刚度机构。磁盘式电磁铁机构具有电磁力大，吸合快速，漏磁少的特点，故可将其采取纵向对称布置的结构设计成负刚度机构，但会造成以下问题：为保证隔振器的具有足够的静态支撑能力，须保证正刚度弹簧具有足够的压缩空间，同时为保证隔振器具有低动态刚度，要求负刚度机构具有高负刚度，则电磁铁式负刚度机构的气隙不能太大，当正负刚度机构并联时上述两个要求相互矛盾。

发明内容

本发明考虑结构整体的加工难易与工程适用性，本发明提供了以下技术方案：

一种适用于超低频减隔振的准零刚度电磁隔振器，所述隔振器包括定子安装板，隔振器罩子、动子组件、上定子组件、弹簧、下定子组件和底座；

所述下定子组件安装在底座上，隔振器罩子安装在底座上，定子安装板安装在隔振器罩子上，上定子组件安装在定子安装板上，弹簧安装在动子组件与隔振器罩子之间，动子组件整体置于弹簧之上。所述定子安装板，隔振器罩子和底座均由非导磁材料制成。

优选地，所述动子组件包括：负载板、调节螺母、中间板、隔磁环固定销、中间板固定销、负载板固定螺钉、支撑套管、衔铁固定螺钉、主轴、上衔铁、隔磁环和下衔铁。所述上衔铁、下衔铁均由高导磁材料制成，隔磁环由非导磁材料制成。

隔磁环内侧以及主轴处各自开有两个销孔，通过隔磁环的固定销将隔磁环与主轴固定在一起，上衔铁和下衔铁分别对称安装在隔磁环上下两侧，通过衔铁固定螺钉分别将上衔铁和下衔铁与隔磁环固定在一起，中间板与主轴对应处各自开有一个销孔，通过中间板固定销将中间板与主轴固定在一起；

所述调节螺母安装在中间板上方的主轴处，中间板与负载板各自开有螺纹孔，通过支撑套管和负载板固定螺钉将负载板安装在中间板上方，支撑套管位于中间板和负载板之间。