[发明专利]一种基于磁流变技术的减振器

说明书

技术领域

本发明涉及应用于柔性机械臂、发动机系统减振等领域的减振装置，特别是涉及一种基于磁流变技术的减振装置。

背景技术

减振器对于柔性机械臂、发动机系统具有重要作用。柔性机械臂、发动机系统工作时，其振动会影响设备的可靠性和寿命，并且会在设备的工作环境中引起噪声和振动。因此，针对柔性机械臂、发动机系统的振动问题，设计一种柔性机械臂、发动机系统的振动控制装置有重要的意义。

为了减小柔性机械臂、发动机系统振动的影响，通常在振动控制对象上附加一个减振器，适当选择减振器的结构形式、动力参数以及与目标系统的耦合关系，改变振动控制对象的振动状态，从而减小预期频段上的振动控制对象的强迫振动响应。按照其是否需要能量输入及抑制振动的形式，实现振动控制的方法，可以分为被动控制、主动控制和半主动控制。被动控制成本低，无自适应能力，只适用于窄带振动控制；主动控制属于力控制，需要直接提供控制力的能源，能量消耗较大，成本较高，结构较复杂；半主动控制属于参数控制，根据结构的振动响应或动载荷的信息实时改变结构的参数，从而达到减振的目的。

磁流变弹性体(MRE)是一种新型智能材料，这种材料的弹性模量可以通过改变磁场强度进行调节。基于上述原理，将磁流变弹性体应用于减振器中，通过调节外加电流产生的磁场，控制磁流变弹性体所在振动系统的刚度变化，实现减振器的刚度可随外加磁场的改变而连续性改变。而且磁流变弹性体具有响应快、稳定性好、使用方便等优点。

通过对现有文献检索发现，目前，已有人利用磁流变弹性体的材料特性来设计减振装置。例如，申请号200520076452.4的专利公开的磁流变弹性体移频式吸振器，对于柔性结构的振动控制具有较好的效果，但对大幅振动控制难以实施。此外申请号201310014657.9的专利公开的一种基于磁流变技术的柔性机械臂减振装置与方法，能够通过调节电磁线圈电压改变减振器的刚度参数，但这种方法中铁芯等作为减振系统的振子，对磁流变弹性体的强度有较高要求，限制了其吸振器的应用。

本发明面向柔性机械臂、发动机系统的振动问题，提出一种基于磁流变技术的减振器。根据振动控制对象的主振动频率，通过调节磁流变弹性体的刚度，改变减振器的固有频率，从而实现在较宽频率范围内和较大的频率变化速度下始终达到最佳的减振效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于磁流变技术的减振器，该装置为半主动控制式减振器，主要是基于磁流变弹性体的剪切工作模式，可以根据振动控制对象的主振动频率，按照设定的控制方法，通过调节外加磁场强度改变磁流变弹性体的刚度，快速、准确的自动调节减振器的固有频率，从而实现在较宽频率范围内和较大的频率变化速度下始终达到良好的减振效果。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

本发明基于磁流变技术的减振器，其特征在于，包括固定座(9)、减振模块、控制模块，其中：

所述减振模块包括磁路铁芯(1)、磁流变弹性体(2)、吸振质量块(3)、线圈挡板(4)、励磁线圈(5)、上夹板(6)、隔磁块(7)、下夹板(8)；所述磁路铁芯(1)为回字型，回字型截面上端中间开有一个缺口，回字型截面下端有两个伸出板(10)；所述磁路铁芯(1)缺口间隙的两个内侧面上分别固连有一片状的磁流变弹性体(2)，所述吸振质量块(3)置于两个磁流变弹性体(2)中间，并固连成整体；所述磁路铁芯(1)的两侧长方体分别绕有一个励磁线圈(5)，并使用线圈挡板(4)限位；两个所述隔磁块(7)设置在磁路铁芯(1)的两个伸出板(10)与固定座(9)之间；所述磁路铁芯(1)通过上夹板(6)与下夹板(8)相互配合定位于固定座(9)上，并通过螺栓、螺母夹紧；

所述控制模块包括加速度传感器(11)、数据采集系统(12)、控制主机(13)、直流电源 (14)；两个所述加速度传感器(11)分别粘接在磁路铁芯(1)和吸振质量块(3)上，用于采集磁路铁芯(1)和吸振质量块(3)的振动信号；励磁线圈(5)与直流电源(14)输出端相接，用于对磁流变弹性体(2)提供可调节的稳定磁场，进而实现减振刚度的实时调节，消耗振动能量。

所述的基于磁流变技术的减振器，其特征在于：固定座(9)为振动控制对象，属于柔性机械臂、发动机系统的一部分结构，用于安装减振模块，其结构由实际情况确定。

所述的基于磁流变技术的减振器，其特征在于：所述吸振质量块(3)作为减振器的振子在外激励的作用下振动，所述磁路铁芯(1)和所述励磁线圈(5)作为定质量同固定座(9) 一起随外激励振动。