[发明专利]一种含三自由度能量阱的磁流变自调谐吸振器

权利要求书

1.一种含三自由度能量阱的磁流变自调谐吸振器，其特征在于：包括加速度传感器、电子控制单元、驱动模块和吸振器，所述的加速度传感器感测输流管道的振动加速度，并作为闭环控制的振动信号传递给所述的电子控制单元；所述的电子控制单元用于根据电动机转速值和加速度传感器提供的振动信号，并与预定幅值进行对比得到误差信号，从而生成并输出控制信号；所述的驱动模块根据接收到的控制信号后输出一定幅值和频率的驱动信号；所述的吸振器安装在输流管道上，用于接收驱动模块输出一定的幅值和频率的交变电流作为驱动信号作用于吸振器，产生电磁阻尼效应主动振动控制；减振系统包括三个移动自由度方向上的六个磁流变自调谐吸振器，其结构均由外壳、动质量、导向组件和定子组成，定子为中空结构，定子套设在动质量外侧；所述吸振器的工作原理是基于磁性液体的第二类悬浮特性，即所述的动质量能够自主悬浮于微纳磁性复合液中，由非均匀磁场作用下磁性液体产生的轴向和径向悬浮力产生非线性刚度，当外界激励引起动质量沿导向组件相对运动时，产生单向靶向能量传递，然后，吸收的能量导致吸振器内的磁性液体受到挤压作用，定子上分布的电磁场对磁性液体流动缝隙处产生剪切作用，在两种工作模式下导致磁性液体产生磁流变效应，形成与激励方向相反的阻尼力，从而达到耗能作用。

2.根据权利要求1所述的一种含三自由度能量阱的磁流变自调谐吸振器，其特征在于：所述的加速度传感器安装于输流管道外壁上，用于通过感测输流管道的振动信号，作为反馈信号传输给电子控制单元。

3.根据权利要求2所述的一种含三自由度能量阱的磁流变自调谐吸振器，其特征在于：所述控制信号的生成具体包括：

将获得的泵转速值确定泵振动的主阶次频率；

依据所述的主阶次频率对接收的振动信号进行带通滤波，保留在振动主阶次附近的振动信号频率成分；

对接收到的主阶次频率成分的振动进行判断，即滤波后的振动信号在主阶次频率附近的振动超过预定幅值时，半主动控制装置开始工作，并生成所述的控制信号。

4.根据权利要求1所述的一种含三自由度能量阱的磁流变自调谐吸振器，其特征在于：所述的驱动模块用于接收到电子控制单元输出的控制信号，对控制信号施加增益，生成具有一定幅值和频率的交变电流作为驱动信号作用于吸振器。

5.根据权利要求1所述的一种含三自由度能量阱的磁流变自调谐吸振器，其特征在于：所述动质量与导向组件间隙配合，沿导向轴滑动，消耗振动能量；所述定子从上至下由疏至密分布排列缠绕铜线圈，形成梯度磁场，其两端与外壳螺纹连接；所述导向组件两端加工螺纹，与外壳依靠螺纹连接；外壳周围均布散热孔。

6.根据权利要求5所述的一种含三自由度能量阱的磁流变自调谐吸振器，其特征在于：所述动质量包括上端螺母、永磁环、导磁块、永磁环保持架、下端螺母、微纳磁性复合液组成；所述的上端螺母和下端螺母，对永磁环和导磁块进行连接，并在永磁环保持架上进行固定；所述永磁环保持架采用导磁性材料，其内孔与导向轴形成静压支撑，微纳磁性复合液材料中的磁性颗粒成分，在永磁环保持架内孔与导向轴两者之间形成“滚动摩擦效应”减小接触面的摩擦力，提高动质量对振动吸收的灵敏度。

7.根据权利要求5所述的一种含三自由度能量阱的磁流变自调谐吸振器，其特征在于：所述定子包括线圈保持架、线圈绕组、铜线圈、线圈绕组槽；所述的线圈绕组由铜线圈和线圈保持架构成；所述线圈保持架为腰鼓形结构，表面加工线圈绕组槽；线圈绕组槽由腰鼓形线圈保持架从上至下由疏至密分布排列，形成电磁场梯度分布；线圈绕组放置于线圈绕组槽中；所述定子与外壳之间采用螺栓连接。

8.根据权利要求5所述的一种含三自由度能量阱的磁流变自调谐吸振器，其特征在于：所述外壳包括上端盖、线圈引线入口、圆柱形外壳、散热孔、下端盖、线圈引线出口、密封圈；所述上端盖和下端盖均采用密封圈进行密封处理，防止微纳磁性复合液泄漏；所述圆柱形外壳的周围均布分布着散热孔，以实现对振动热能的均匀分散。

9.根据权利要求5所述的一种含三自由度能量阱的磁流变自调谐吸振器，其特征在于：所述的导向组件包括上限位块、导向轴、下限位块、润滑槽；导向轴穿过永磁环保持架，两者形成移动副结构；导向轴两端与上限位块、下限位块以及外壳采用螺纹连接；所述导向轴为非导磁材料，采用不锈钢。