[发明专利]一种主动-半被动复合隔振器

说明书

本发明公开了一种主动‑半被动复合隔振器，涉及隔振机构技术领域，磁致伸缩单元和磁流变弹性体单元设于复合隔振器框架内部，磁致伸缩单元设于磁流变弹性体单元下方，两者以串联方式连接，磁致伸缩单元、磁流变弹性体单元和复合隔振器框架共同构成复合隔振器；本发明通过上励磁线圈磁场作用于磁流变弹性体，调整其弹性模量，实现高频小振幅作用时复合隔振器对设备与基体间振动传递的半被动控制，通过下励磁线圈和永久磁铁磁场作用于磁致伸缩棒，调节磁致伸缩棒的伸缩量实现中低频大振幅作用时复合隔振器对设备与基体间振动传递的主动控制，整体实现全频段范围内主动‑半被动复合控制隔振。

技术领域

本发明涉及隔振机构技术领域，具体涉及一种用于振动控制系统(如机械动力系统)的复合隔振器。

背景技术

在机械动力系统工作的过程中，动力装置转速变化及工作环境改变通常会伴随着变化的扰动激励，该扰动直接传递至基体将导致基体剧烈振动。为消除或减少振动，设备与基体之间会设置隔振器。理想的隔振器能够在整个频段范围内有效抑制振动，即不仅能够抑制高频振动，同时对中低频振动也应有很好的抑制效果。

被动隔振器的结构简单、工作可靠，但其刚度、阻尼等性能参数不可调节，不能满足复杂激励环境下的隔振要求。半被动隔振器的刚度、阻尼能够实现有级调节，满足不同激励频率下的隔振要求，且具有稳定性好、可靠性高等优点。磁流变弹性体在外界磁场控制下，可以实现刚度的有级调节，且响应速度快、可逆性好、耗能低，因此非常适合作为半被动隔振器的受控元件。但是，磁流变弹性体隔振器很难实现系统宽频、复杂频率等振动的控制。

若要在宽频范围内进一步提高隔振性能，必须采用主动控制式隔振器。目前，已得到广泛应用的主动隔振装置包括磁致伸缩式、压电陶瓷式、形状记忆合金等。主动隔振器能够根据外界振动激励变化采用相应的控制策略，实时驱动执行器对被控对象施加力或力矩作用，从而达到抑制结构振动的目的。然而，主动隔振器还有几个棘手的问题需要解决：第一，在全频段内对振动采用主动控制需要很大的能量注入，系统容易产生不稳定的情况，且控制成本很高，控制策略复杂；第二，主动隔振系统的中低频特性良好，但是高频振动抑制效果不理想。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明所要解决的技术问题是提供了一种主动-半被动复合隔振器，以克服磁流变弹性体隔振器难以实现系统宽频、复杂频率等振动的控制，主动控制式隔振器高频振动抑制效果不理想，均无法在整个频段范围内有效抑制振动的问题和主动控制式隔振器在全频段内对振动采用主动控制需要很大的能量注入，系统容易产生不稳定的情况，控制成本很高，控制策略复杂的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：磁致伸缩单元和磁流变弹性体单元设于复合隔振器框架内部，磁致伸缩单元设于磁流变弹性体单元下方，两者以串联方式连接，磁致伸缩单元、磁流变弹性体单元和复合隔振器框架共同构成复合隔振器；

磁致伸缩单元包括复位预压弹簧、下线圈骨架、磁致伸缩棒、永久磁铁、推杆和下励磁线圈；

所述磁致伸缩棒固定于复合隔振器框架内，所述下励磁线圈通过下线圈骨架设于磁致伸缩棒外围，所述永久磁铁为圆筒状，套接于下励磁线圈和下线圈骨架外部，所述复位预压弹簧将推杆压紧在磁致伸缩棒顶部。

进一步的，复合隔振器框架包括上缸体、下缸体和端盖；所述上缸体和下缸体通过螺栓连接，所述端盖通过螺栓连接于上缸体顶部；

磁流变弹性体单元包括活塞杆、上线圈骨架、上磁流变弹性体、上励磁线圈和下磁流变弹性体；所述上磁流变弹性体和下磁流变弹性体设于活塞杆外侧面，所述活塞杆通过上磁流变弹性体和下磁流变弹性体弹性连接于上缸体内腔；所述上励磁线圈通过上线圈骨架设于活塞杆外围；