[发明专利]一种基于一体化结构的低频主动抑振系统

权利要求书

1.一种基于一体化结构的低频主动抑振系统，其特征在于，包括抑振功能器件和主动抑振系统装置；

所述抑振功能器件包括压电纤维复合层、两金属电极层以及两封装层，其中，所述两金属电极层分别覆盖在压电纤维复合层的顶面和底面，所述压电纤维复合层与两金属电极层构成压电纤维复合材料片，所述两封装层从所述压电纤维复合材料片两侧将压电纤维复合层和金属电极层封装成一体；

所述压电纤维复合层包括多条相互平行间隔的压电陶瓷纤维以及多条分别填充设置在每相邻两压电陶瓷纤维之间的环氧树脂纤维，每条压电陶瓷纤维、每条环氧树脂纤维在压电纤维复合层中交替排列；

所述封装层的材料为玻璃钢片；所述封装层具体由单层或多层玻纤布经环氧树脂胶粘剂浸润后再经固化形成；

所述抑振功能器件通过所述封装层与振动机构贴合连接在一起。

2.根据权利要求1所述的基于一体化结构的低频主动抑振系统，其特征在于，所述压电纤维复合层的厚度为0.1mm-3mm；

在所述压电纤维复合层中，每一所述压电陶瓷纤维的宽度为0.01mm-0.1mm，每一环氧树脂纤维的宽度为0.01mm-0.1mm。

3.根据权利要求1-2中任一种所述的基于一体化结构的低频主动抑振系统，其特征在于，所述压电纤维复合层的制备过程为：将多片压电陶瓷片等间距平行排列，其中，压电陶瓷片的厚度为0.01mm-0.1mm，相邻两压电陶瓷片的间距为0.01mm-0.1mm；然后在该多片平行排列的压电陶瓷片的缝隙中灌装注入环氧树脂胶粘剂，固化后得到复合材料块，接着沿着垂直于压电陶瓷片平面的方向从该复合材料块切割出纤维薄片，该纤维薄片的切割厚度为0.1mm-3mm，得到压电纤维复合层。

4.根据权利要求1所述的基于一体化结构的低频主动抑振系统，其特征在于，在所述压电纤维复合层中，所述压电陶瓷纤维的材料为锆钛酸铅系列陶瓷材料、铌酸钾钠系列陶瓷材料、钛酸钡系列陶瓷材料中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的基于一体化结构的低频主动抑振系统，其特征在于，所述金属电极层的厚度为10nm-1000nm，所述金属电极层的材料为金、银、铜、铂中的一种或多种；所述金属电极层通过离子溅射的方式在所述压电纤维复合层表面溅射形成。

6.根据权利要求1所述的基于一体化结构的低频主动抑振系统，其特征在于，所述抑振功能器件还包括两条分别与两金属电极层连接的金属引出箔条，所述金属引出箔条一端与金属电极层连接，另一端从封装层中延伸出来。

7.根据权利要求1所述的基于一体化结构的低频主动抑振系统，其特征在于，所述抑振功能器件的制备过程为一体化结构的构件过程，该一体化结构的构件过程为：首先，将压电纤维复合材料片的底面贴附在半固化的玻璃钢片上，利用玻璃钢片上半固化的环氧树脂胶粘剂实现对金属电极层和压电纤维复合层的粘接固化；其次，为了实现抑振功能器件的封装，将另一片半固化的玻璃钢片贴附到压电纤维复合材料片的顶面并固化。

8.根据权利要求1所述的基于一体化结构的低频主动抑振系统，其特征在于，其谐振频率范围为10Hz-50Hz，低频抑振效率范围为50％-90％；

所述抑振功能器件的工作模式兼具压电材料d31模式和部分压电材料d33模式。

9.根据权利要求1所述的基于一体化结构的低频主动抑振系统，其特征在于，所述主动抑振系统装置包括电性连接的信号发生器、高压放大器及控制器；

所述控制器控制信号发生器产生交流信号，高压放大器将该交流信号放大后对所述抑振功能器件进行驱动。