[发明专利]一种基于磁流变阻尼元件的运动机构减振方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及抵消工业制造装备运动机构到位振动装置的技术领域，尤其涉及一种基于磁流变阻尼元件的运动机构减振方法及装置。

背景技术

机械、电子制造装备和工业机器人等数字化装备的运动系统不断发展，其运动机构高速高加速度的要求也不断提高。然而，高速高加速度的要求使运动机构的振动问题也更加突显，高加速度的大冲击力势必会带来复杂的振动问题，而振动振幅大、稳定时间久都会对运动机构的性能和工作效率带来影响。采用构建减振装置对运动机构实现快速稳定的振动抑制是一个值得研究与探索的方向，而当今对运动机构到位振动减振装置的研究还存在很多问题，特别是在运动机构到位冲击振动方面还没有出现一种减振效果明显、减振方法便捷稳定的减振方法。

发明内容

本发明的目的在于解决现有减振方法减振效果不明显、减振方法迟缓和稳定性不高等问题提出一种面向机械、电子制造装备和工业机器人等数字化装备运动机构到位振动的快速减振方法及其装置，利用改变磁流变阻尼元件中磁流变液的粘性系数，使与其相连接的运动机构在定位振动阶段的运行阻力增大，快速减小运动机构的振动幅值，缩短机构定位的稳定时间。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于磁流变阻尼元件的运动机构减振装置，包括用于消减运动机构振动的减振元件、用于放置运动机构和所述减振元件的基座、用于检测运动机构运行状态和位置信息的位置检测元件和用于控制运动机构和减振元件的控制系统；

所述减振元件安装于所述基座上，并与所述运动机构相连接；所述位置检测元件安装于所述基座和所述运动机构上；

所述减振元件为磁流变阻尼元件。

优选的，所述磁流变阻尼元件通过螺钉与运动机构连接。

优选的，安装有所述磁流变阻尼元件的所述运动机构的行程范围在所述磁流变阻尼元件的移动区间内。

优选的，所述区间满足以下条件：所述运动机构的行程范围S≤所述磁流变阻尼元件的移动区间范围L，所述S由所述运动机构的规格所确定，所述L由所述磁流变阻尼元件的规格确定。

优选的，所述磁流变阻尼元件满足启动条件后进行减振动作。

优选的，所述磁流变阻尼元件启动条件满足：V≤γ；所述V为运动机构的速度值，所述γ为启动磁流变阻尼元件动作的预设速度值。

优选的，所述磁流变阻尼元件减振动作满足：C＝C₂；C为磁流变阻尼元件的阻尼系数，C₂为磁流变阻尼元件在运动机构减振阶段的阻尼系数。

优选的，所述基座为L型结构，安装于所述基座上的所述位置检测元件安装于所述L型结构的水平臂上；所述磁流变阻尼元件安装于所述L型结构的竖直臂上。

优选的，如上述所述的一种基于磁流变阻尼元件的运动机构减振装置的减速方法，其包括以下步骤：

A)、减振元件2的型号选型，所选减振元件2的移动区间范围L与运动机构5的运动行程S间的关系满足：S≤L；

B)、位置检测元件1检测运动机构5的速度和位置信息；

C)、控制系统3通过位置检测元件1获得运动机构5的速度和位置信息，当运动机构5进入定位阶段开始减速运动，且运动机构5的速度值满足预设值γ，即满足条件V≤γ时，控制系统3发送启动信号给减振元件2；

D)、控制系统3发送动作信号给减振元件2，调节减振元件2的阻尼系数C由C₁值切换到C₂值，即C＝C₂，C₁为磁流变阻尼元件在运动机构运动阶段的阻尼系数，根据运动机构的新能确定，使阻尼系数较低不影响运动机构高速高加速度的运动，C₂为磁流变阻尼元件在运动机构减振阶段的阻尼系数，根据运动机构的到位振动新能确定，使阻尼系数较高有效抑制到位振动，消耗振动能量；

E)、位置检测元件1检测到运动机构5当前位置与目标定位位置的差值d满足理想定位精度值ε，即d≤ε，控制系统3发送结束指令给减振元件2，使减振元件2的阻尼系数C由C₂调整为C₁，结束减振动作。

本发明的有益效果：1、机械结构简单便捷；2、利用磁流变阻尼元件阻尼系数可调的特性，能够很好地解决运动机构到位振动的减振问题，减小运动机构振动幅值，缩短到位稳定时间，并且不影响运动机构的运动过程；3、减振装置可对运动机构不同情况的到位振动(如到位振幅、到位速度、到位加速度等参数不同的情况)产生有效的抑制作用；4、适于各类运动机构的到位振动抑制。

附图说明