[发明专利]一种摩擦式能量回收的动力吸振器

说明书

本发明公开了一种摩擦式能量回收的动力吸振器，包括吸振器本体，所述吸振器本体的底端设置有吸振器底座，吸振器底座顶端设置有吸振器侧板，吸振器底座与吸振器侧板之间通过螺栓固定连接，吸振器侧板的顶端设置有吸振器盖，吸振器盖与吸振器侧板之间设置有垫片。本发明将吸振原理与能量回收有机相结合，二者相互配合，有效控制振动的同时，大大地提高振动能量回收的比例与效率，结构简单，可靠性高；可拆卸的弹簧，使得吸振器的刚度可以调节，以适应不同的工作频率；吸振器具有摩擦阻尼，摩擦阻尼力的大小可调节；采用滑动摩擦方式，区别于其他接触碰撞发电方式或压电发电方式，此方法不会造成二次振动。

技术领域

本发明涉及振动工程领域，尤其是涉及一种摩擦式能量回收的动力吸振器。

背景技术

机械振动在工程中会引起众多不利的影响，如引起噪声污染，影响其它机械设备的工作，降低仪表、机器的精度。工程中运用多种手段来降低振动的危害，有吸振，隔振，阻振，消振及结构修改等。动力吸振器是指利用共振系统吸收物体的振动能里以减小物体振动的设备。其原理是在振动物体上附加质量弹簧共振系统，这种附加系统在共振时产生的反作用力可使振动物体的振动减小。由质量-弹簧系统组成的传统式吸振器由于质量与刚度不可调，对被控系统的特定不变的频率具有良好的吸振效果。如今的吸振器结构为了更好的控制振动的振幅，往往在传统无阻尼吸振器的基础上，设计一定的阻尼，其目的是抑制由于安装吸振器而新产生的共振峰，阻尼的类型可以是粘滞阻尼或摩擦阻尼等。传统的阻尼是将振动的机械能装换为内能进行耗散。

中国专利一种基于振动能量回收的电涡流调谐质量阻尼器【发明专利：CN107327038A】，此装置是通过吸收外界的振动，通过切割永磁体的磁感线的原理，将机械能转换为电能。此装置在工作时为了有效地产生电流涡流，需要保证一定的振幅用于切割磁感线，而所产生的阻尼参数的大小与电涡流大小直接相关，因此对于应用场合有一定的要求。而本发明通过摩擦方式产生阻尼，在摩擦的同时发电，其阻尼大小由摩擦系数和正压力决定，与被控制对象振动的频率与幅值无关。另外，名称为压电悬臂梁吸振器的能量回收装置【发明专利：201220313428.8】，采用悬臂梁结构和压电材料进行结合，压电材料附着在悬臂梁结构上，通过正压电效应，产生电能。该专利并未给出具体的装置结构设计和材料，但从原理可知，其产生的电能与材料的受到的机械应力成正相关，其发电效率与材料所受压力大小或者形变大小直接相关；另外该装置的阻尼即为悬臂梁与压电材料的结构阻尼，如不设计其他阻尼环节，其阻尼参数往往很小，与传统的无阻尼吸振器相同，在吸振频率两侧会另外产生两个较大的共振峰；但是没有在吸振器上增加摩擦阻尼环节，阻尼大小不可调节，不能进行振动能量回收。且在中国专利，如北京纳米能源与系统研究所公开的发明专利：振动式的纳米发电机【CN201610096418.6】，该专利基于碰撞接触的结构设计会存在二次振动的危害。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种摩擦式能量回收的动力吸振器，解决了的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：本发明包括吸振器本体，所述吸振器本体的底端设置有吸振器底座，吸振器底座顶端设置有吸振器侧板，吸振器底座与吸振器侧板之间通过螺栓固定连接，吸振器侧板的顶端设置有吸振器盖，吸振器盖与吸振器侧板之间设置有垫片，吸振器盖、吸振器侧板和垫片之间均通过螺栓固定连接，吸振器本体内部的上下两端均设置有绝缘块，吸振器底座与吸振器盖上有用于直线轴承两端固定的螺纹直孔，直线轴承固定在螺纹直孔内，直线轴承贯穿绝缘块，直线轴承的外侧套接有可更换弹簧，吸振器侧板的内侧设置有金属电极，上下两金属电极之间留有一定间隙，绝缘块的两侧设置有PTFE材料层，金属电极与PTFE材料层紧密接触，金属电极的两端通过导线与电流收集装置电性连接。

优选的，所述电流收集装置的外侧设置有携带把手，携带把手与电流收集装置之间通过铰链连接，电流收集装置可以根据具体需要带有整流电路、负载、储能电容器、电池及其充电电路等电子元器件和电路系统。

优选的，所述携带把手的外侧套接有防静电纤维套。