[发明专利]基于压电材料的柔性桁架结构振动主动抑振系统及方法

权利要求书

1.基于压电材料的柔性桁架结构振动主动抑振系统，其特征在于：包括固定于地面的主支撑杆(1)，在主支撑杆(1)上固定有柔性横杆(2)和分别位于柔性横杆(2)两侧的左柔性斜杆(8-1)和右柔性斜杆(8-2)，位于柔性横杆(2)下方且紧邻柔性横杆(2)、在主支撑杆(1)上固定有安装夹具(3)，安装夹具(3)另一端的左边通过左第一刚性绳索(4-1)与左菱形作动器(5-1)短轴侧的一端连接，左菱形作动器(5-1)短轴侧的另一端通过左第二刚性绳索(6-1)和固定在左柔性斜杆(8-1)上的左定位夹具(7-1)连接，安装夹具(3)另一端的右边通过右第一刚性绳索(4-2)与右菱形作动器(5-2)短轴侧的一端连接，右菱形作动器(5-2)短轴侧的另一端通过右第二刚性绳索(6-2)和固定在右柔性斜杆(8-2)上的右定位夹具(7-2)连接；所述左菱形作动器(5-1)和右菱形作动器(5-2)的长轴侧均连接有压电堆；所述左第一刚性绳索(4-1)、左第二刚性绳索(6-1)和左定位夹具(7-1)的长度方向在同一直线上，且该直线与左柔性斜杆(8-1)垂直，所述右第一刚性绳索(4-2)、右第二刚性绳索(6-2)和右定位夹具(7-2)的长度方向在同一直线上，且该直线与右柔性斜杆(8-2)垂直；所述柔性横杆(2)、左柔性斜杆(8-1)和右柔性斜杆(8-2)的另一端均与柔性桁架结构主体相连。

2.根据权利要求1所述的基于压电材料的柔性桁架结构振动主动抑振系统，其特征在于：所述左菱形作动器(5-1)和右菱形作动器(5-2)的长轴侧均连接有两个压电堆。

3.根据权利要求1所述的基于压电材料的柔性桁架结构振动主动抑振系统，其特征在于：所述安装夹具(3)包括固定在主支撑杆(1)上的抱环(3-1)以及固定在抱环(3-1)上部的连接块(3-2)。

4.根据权利要求1所述的基于压电材料的柔性桁架结构振动主动抑振系统，其特征在于：所述第一刚性绳索(6)和第二刚性绳索(7)为凯夫拉绳索。

5.根据权利要求1所述的基于压电材料的柔性桁架结构振动主动抑振系统，其特征在于：所述左定位夹具(7-1)、右定位夹具(7-2)、左菱形作动器(5-1)、右菱形作动器(5-2)和安装夹具(3)的尺寸在保证控制效果的同时尽量小。

6.权利要求1所述的基于压电材料的柔性桁架结构振动主动抑振系统的控制方法，其特征在于：工作时，首先调节安装夹具(3)两侧的左第一刚性绳索(4-1)、右第一刚性绳索(4-2)、左第二刚性绳索(6-1)和右第二刚性绳索(6-2)使其处于预紧状态，保证柔性横杆(2)及与其相连的柔性桁架结构主体处于静平衡位置；当柔性桁架结构主体沿水平面被激振后，产生沿X方向左右摇晃振动；当柔性桁架结构主体沿X正向摆动且振幅达到预先设定位移值时，开始给右菱形作动器(5-2)通电，右菱形作动器(5-2)工作，左菱形作动器(5-1)未工作，右菱形作动器(5-2)中压电堆沿长轴方向伸长，则右菱形作动器(5-2)短轴方向长度缩短，通过右第二刚性绳索(6-2)带动连接在右柔性斜杆(8-2)、柔性横杆(2)和左柔性斜杆(8-1)上的柔性桁架结构主体往左侧拉回；当柔性桁架结构主体沿X负向摆动且振幅达到预先设定位移值时，开始给左菱形作动器(5-1)通电，左菱形作动器(5-1)工作，右菱形作动器(5-2)停止工作，左菱形作动器(5-1)中压电堆沿长轴方向伸长，则左菱形作动器(5-1)短轴方向长度缩短，通过左第二刚性绳索(6-1)带动连接在左柔性斜杆(8-1)、柔性横杆(2)和右柔性斜杆(8-2)上的柔性结构主体往右侧拉回；柔性桁架结构主体沿X方向来回摆动时，左菱形作动器(5-1)和右菱形作动器(5-2)交替工作，从而达到抑振的效果。