[发明专利]一种自传感非线性准零刚度电磁隔振器

说明书

本发明涉及隔振器技术领域。目的是提供一种自传感非线性准零刚度电磁隔振器，该装置能实现：减小竖直方向振动。技术方案是：一种自传感非线性准零刚度电磁隔振器,其特征在于：包括上部工作装置和下部工作装置；上部工作装置包括矩形上底板、矩形中间板、第一弹簧振动装置、四个第一矩形磁铁、分别固定于各第一矩形磁铁下端的四个第二矩形磁铁、三个上部线圈支架、分别固定于各上部线圈支架内的三个上部线圈；下部工作装置包括矩形中间板、矩形下底板、四个第二弹簧振动装置、圆形压电堆第三外套筒、磁铁固定装置、四个第三矩形磁铁、内套筒，四个第四矩形磁铁、下部线圈支架、四个下部线圈。

技术领域

本发明涉及隔振器技术领域，尤其是一种自传感非线性准零刚度电磁隔振器。

背景技术

在航天及航空和船舶工程等高技术领域，机械结构对振动响应的要求越来越高，常采取的方法是使用隔振器。被动式隔振器在频率大于时实现完全隔振。因此，不断降低隔振器频率，扩大隔振带宽是本领域的研究热点问题。现有隔振器大多承载能力小、变形空间大、结构形式单一；传统隔振器多采用被动式弹簧构建，因此功能单一，效率较低，且不能改变隔振器的结构刚度，鲁棒性较低。

软弹簧可在一定程度上降低非线性隔振器的频率，在一定程上增大隔振带宽，提高隔振效率。永磁体间的磁力是一种强非线性力，因此，合理的设计永磁体的结构形式，设计一种新型的非线性电磁隔振器，可提高隔振器的隔振带宽和隔振效果及刚度可调。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种自传感非线性准零刚度电磁隔振器，该装置能实现：减小竖直方向振动；将线圈外接控制电路，可实现微振动控制；将线圈外接电阻，作为速度传感器，可实现自传感功能；将压电堆作为控制元件，可调节下部非接触式磁铁的相对位置，下部非接触式磁铁为异极相对，可简化为非线性软弹簧，通过相对位置的设计以改变非线性弹簧刚度，从而提高隔振带宽。

本发明提供了以下技术方案：

一种自传感非线性准零刚度电磁隔振器,其特征在于：包括上部工作装置和下部工作装置；上部工作装置包括矩形上底板、矩形中间板、固定于矩形上底板和矩形下底板间的第一弹簧振动装置、固定于矩形上底板的底面且等间距排列的四个第一矩形磁铁、分别固定于各第一矩形磁铁下端的四个第二矩形磁铁、固定于矩形中间板上且等间距排列于各第一矩形磁铁间隙的三个上部线圈支架、分别固定于各上部线圈支架内的三个上部线圈；下部工作装置包括矩形中间板、矩形下底板、四个分别固定于固定于矩形中间板和矩形下底板四角的第二弹簧振动装置、固定于矩形中间板形心处的圆形压电堆、固定于圆形压电堆下端的第三外套筒、固定于第三外套筒外壁上的磁铁固定装置、固定于磁铁固定装置上且沿外套筒周向分布的四个第三矩形磁铁、固定于矩形下底板且沿外套筒轴向滑动的内套筒，四个固定于矩形下底板且分别位于下底板四边中点处的第四矩形磁铁、位于第三和第四矩形磁铁之间且固定在第四矩形磁铁内侧的下部线圈支架、固定于下部线圈支架内的四个下部线圈。

所述第一弹簧振动装置包括一端固定于矩形下底板的第一外套筒、一端固定于矩形上底板且可沿第一外套筒轴向滑动的第一内套筒、套在第一内套筒上并且沿第一内套筒轴向伸缩的第一弹簧，第一弹簧两端分别固定在第一外套筒和矩形上底板的底面。

所述第二弹簧振动装置包括固定于矩形中间板的第二外套筒、固定于矩形下底板且可沿第二外套筒轴向滑动的第二内套筒，套在第二内套筒上并且沿第二内套筒轴向伸缩的第二弹簧，第二弹簧两端分别固定于第二外套筒和矩形下底板的顶面。

所述第一矩形磁铁的磁极方向水平，相邻第一矩形磁铁磁极方向相反；第二矩形磁铁磁极方向与所连接的第一矩形磁铁的磁极方向相反，与相邻第二矩形磁铁磁极方向相反；第二矩形磁铁间隔大于上部线圈支架宽度。

所述第三矩形磁铁、第四矩形磁铁不在同一水平面上，第三矩形磁铁、第四矩形磁铁的磁极方向水平，第三第四矩形磁铁相对面磁极相异。