[发明专利]电磁式自调节动力反共振隔振系统

说明书

一种电磁式自调节动力反共振隔振系统，包括：相对设置的载荷平台和基础平台，其中：载荷平台和基础平台之间设有若干弹性元件和若干杠杆式惯性放大机构，杠杆式惯性放大机构与控制器系统相连以接收控制信号。本发明利用杠杆耦合的放大作用，放大较小的附加质量和电磁可控装置的出力，以较小的质量代价和能量消耗使得电磁可控装置的出力达到与较大的系统刚度相当的量级，进而获得宽频可调的反共振减振阻带，实现变工况下的低频减振。

技术领域

本发明涉及的是一种低频工程减振领域的技术，具体是一种电磁式自调节动力反共振隔振系统。

背景技术

低频振动的影响广泛存在于工程实践中，在不进行减振设计的情况下，过大的振动会引发一系列的工程问题。目前的减振技术主要可以分为三类：被动减振、半主动减振以及主动减振。传统的被动减振技术由于结构简单、可靠性高而得到广泛应用，但是其结构参数需要预先设计，且在外部激励频率改变的情况下无法提供有效的减振效果。相对于被动减振来说，主动减振技术通过控制器控制作动器输出主动力来实现减振，因而能够在变化的工作环境下实现较好的减振效果，但是主动减振通常需要消耗较多的外部能量，且设计、制造、维护成本等也相对较高。半主动减振技术介于被动减振与主动减振之间，通常是通过改变减振装置的刚度或者阻尼特性来达到较好的减振效果，因而能够适应变化的工作环境，并且其消耗的能量相对主动控制较少。半主动控制一般是对隔振系统的刚度或阻尼参数进行调节，按照隔振原理的不同，半主动减振技术可以分为两类：第一类是直接对弹簧-阻尼隔振系统的刚度或阻尼进行控制；第二类则是基于反共振原理的半主动吸振器，对附加减振装置的刚度、阻尼或者惯性进行控制。两类半主动减振技术的执行机构大多是相似的，均是采用电磁装置、磁流变装置、记忆合金装置或机械式调节装置等可控装置来实现的。第一类半主动减振技术可控制系统刚度或者阻尼，控制阻尼作用是降低系统共振峰的幅值，而不影响高频处的减振效果；控制刚度则是改变系统共振频率的位置，使得系统共振峰偏离激励频率。第二类半主动减振技术是利用附加减振装置在特定频率处产生反共振减振阻带，通过改变附加装置的特性使得反共振减振阻带拓宽，并实现位置可调，进而实现宽频减振。第一类半主动减振技术需要在共振频率远低于激励频率时才能获得优异的减振效果，因而对于低频减振存在局限性。半主动吸振器可以在低频处获得满意的减振效果，但是其存在附加质量过大、反共振减振阻带过窄造成控制不稳定性等问题。

现有的减振执行技术将可控阻尼执行器与可控负刚度执行器耦合，利用可控阻尼执行器对共振峰幅值进行控制，利用可控负刚度执行器控制系统共振频率的位置，使之远离激励频率。但对于低频激励领域，可控负刚度执行器需要输出较大的负刚度来补偿系统的正刚度，使得系统的共振频率降低到较低的位置，进而获得优异的减振效果。较大的负刚度意味着需要的控制能量消耗较大，并且对于正刚度较大的情况，需要可控负刚度执行器提供等量级的输出负刚度，由此导致的可控负刚度执行器的重量、尺寸和输入能量消耗在一些工程应用中是不可接受的。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述缺陷，提出一种电磁式自调节动力反共振隔振系统，利用杠杆耦合的放大作用，放大较小的附加质量和电磁可控装置的出力，以较小的质量代价和能量消耗使得电磁可控装置的出力达到与较大的系统刚度相当的量级，进而获得宽频可调的反共振减振阻带，实现变工况下的低频减振。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种电磁式自调节动力反共振隔振系统，包括：相对设置的载荷平台和基础平台，其中：载荷平台和基础平台之间设有若干弹性元件和若干杠杆式惯性放大机构，杠杆式惯性放大机构与控制器系统相连以接收控制信号。

所述的杠杆式惯性放大机构包括：分别设置于载荷平台和基础平台上的第一连接座和第二连接座、一端与第二连接座转动连接的减振杠杆，其中：减振杠杆的另一端上设有永磁体、基础平台上对应永磁体的位置设有若干电磁可控单元。

所述的电磁可控单元包括：连接基座以及设置于其内部的一对线圈绕组，其中：第一和第二线圈绕组、分别设置于连接基座的内侧顶部和底部且两者中心正对永磁体，第一和第二线圈绕组分别与控制器系统相连。