[实用新型]复合式作动器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于结构振动主动控制的复合式作动器，属于结构主动控制作动器领域。

背景技术

目前，结构振动控制技术已被广泛应用于桥梁、建筑、海洋平台、航天航空及机械等很多领域。根据控制原理的不同，结构振动控制技术可分为主动控制和半主动控制两个分支，其中的半主动控制能耗低，但其控制效果较差，而主动控制的效果好，但其能耗却大，是其实际应用的瓶颈。

已有的电磁作动器由于其具有安装空间小、重量轻、可控性好等优点，常被用于结构振动主动控制。在一定的控制策略下，电磁作动器输出控制力来抑制结构振动，其控制力的方向不受结构的相对位移或相对速度的限制，控制效果好，但是，无论预期的控制力方向与结构相对速度的方向相同还是相反，电磁作动器都需要提供与控制力大小相应的电流，因此，其能耗非常大。

已有的磁流变阻尼器是一种以智能材料——磁流变液作为工作介质，通过加载磁场改变磁流变液的粘度而实现阻尼力可调的减振器件，其突出的特点是响应快、阻尼力可控范围宽且大小连续可调，尤其是能耗低的优点使其倍受青睐，被广泛应用于各种结构振动控制场合，但是，磁流变阻尼器是一种半主动控制减振器件，只能实现对阻碍相对运动的阻尼力的调节，即只能提供与相对速度方向相反的控制力，因而，控制效果较用于主动控制的电磁作动器逊色许多。

由此可见，设计出一种控制效果好、能耗低的结构振动控制器是目前急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于结构振动主动控制的复合式作动器，该复合式作动器结构紧凑，运行安全可靠，可输出与结构相对运动方向相同或相反的主动控制力，与已有的电磁作动器和磁流变阻尼器相比，其增大了主动控制力输出范围，降低了对结构振动主动控制的能耗，控制效果非常好。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种用于结构振动主动控制的复合式作动器，其特征在于：它包括磁流变阻尼器、电磁作动器，其中：

该磁流变阻尼器包括非导磁外筒、固设在该非导磁外筒内的导磁内筒，该非导磁外筒的上、下端口分别由外上端盖、外下端盖密封，该导磁内筒的上、下端口分别由内上端盖、内下端盖密封，该导磁内筒的外壁上黏贴有气囊，该气囊位于该导磁内筒的外壁与该非导磁外筒的内壁之间形成的环形空腔内，该气囊与该非导磁外筒的内壁之间形成有蓄能腔，该导磁内筒内设有活塞组件，该活塞组件包括活塞连杆，该活塞连杆的一端与阻尼活塞的一端连接，该活塞连杆的另一端从该内上端盖、该外上端盖上分别开设的通孔中穿出而露于该非导磁外筒外部，该阻尼活塞的另一端固定连接有导向活塞，该阻尼活塞上缠绕有电磁线圈，该阻尼活塞和该电磁线圈与该导磁内筒的内壁之间形成有环形阻尼缝隙，该电磁线圈与供电设备连接，该导向活塞与该导磁内筒的内壁滑动接触，该阻尼活塞和该导向活塞将该导磁内筒分为上腔、下腔两个腔室，该导向活塞上开设有通孔，该上腔与该下腔之间经由该环形阻尼缝隙、该导向活塞上开设的该通孔而连通，该内下端盖上开设的通孔中安装有导流阀，该导流阀的一端口与该下腔相通，该导流阀的另一端口位于该内下端盖与该外下端盖间的空隙内，该内下端盖与该外下端盖间的空隙与该蓄能腔之间设有相贯通的流动通道；

该电磁作动器包括初级组件、次级组件，该次级组件包括环状的永磁体、环状的磁极，从该非导磁外筒的一端至另一端，该永磁体、该磁极交替套设在该非导磁外筒的外壁上，该初级组件包括环状的初级铁芯、环状的初级绕组、呈筒状的初级轭部，该初级绕组与该供电设备连接，该初级铁芯、该初级绕组交替固设在该初级轭部的内壁上且与该次级组件之间形成有空隙，该初级轭部的下部安装有滑动导向轴承，该滑动导向轴承与该次级组件的表面滑动接触，该初级轭部的上部安装有外盖，露于该非导磁外筒外部的该活塞连杆的一端与该外盖固定连接。

本实用新型的优点是：

本实用新型复合式作动器将已有的电磁作动器与已有的磁流变阻尼器的特点相结合，当本实用新型复合式作动器预期输出的主动控制力的方向与结构相对运动方向相同时，由本实用新型复合式作动器中的电磁作动器输出主动控制力，当本实用新型复合式作动器预期输出的主动控制力的方向与结构相对运动方向相反时，由本实用新型复合式作动器中能耗较低的磁流变阻尼器输出主动控制力，若磁流变阻尼器无法输出全部的主动控制力时，再由电磁作动器补充，如此，与已有的电磁作动器和磁流变阻尼器相比，本实用新型复合式作动器实现了大幅降低能耗且可双向输出控制力的目的，控制效果好。

附图说明

图1是本实用新型复合式作动器进行压缩运动的示意图；

图2是本实用新型复合式作动器进行拉伸运动的示意图。