[发明专利]减振执行器

说明书

本说明书提供的减振执行器，利用磁体系统或弹簧系统将可控大小的负刚度特性引入到半主动系统中，从而在半主动执行器(可控阻尼执行器)的基础上耦合可控负刚度执行器。所述减振执行器基于半主动执行器(可控阻尼执行器)与可控负刚度执行器的耦合集成，来实现主动执行器的四象限力学特性，在保证半主动执行器(可控阻尼执行器)振动控制系统低功耗、低成本、稳定可靠和结构简单的基础上，提高半主动系统的减振效果，将半主动系统隔离振动的效果提高到了接近主动系统的水平。

技术领域

本说明书涉及振动控制与隔离领域，尤其涉及一种减振执行器。

背景技术

当人类或物体长期处于振动环境中时，振动环境会对人类或物体造成不利影响。特别是在车辆行驶过程中，过大的振动幅度和振动加速度不仅会影响车辆中的用户的身体健康，还可能破坏建筑或桥梁结构，降低其安全性和使用寿命。因此，降低振动的影响十分重要。现有技术中通常采用减振系统来减少和隔离振动。常用的减振系统分为被动系统、半主动系统以及主动系统。被动系统结构简单、成本低，但自身参数不能调节，减振效果较差，只在某一特定情况下最佳，因此使用场景受限。主动系统可以产生大小和方向均可调节的作用力，能够在力-激励速度图中实现四个象限范围内的力学控制，减振性能好。但主动系统由于能耗大、结构复杂和成本过高等因素难以推广。半主动系统介于被动系统与主动系统之间，相对于被动系统，具有参数可调、减振性能好的优点，相对于主动系统具有结构简单、可靠性高、功耗低且成本低等优点，具有广泛的应用前景。

但现有技术中，半主动系统中采用阻尼可调减振器作为半主动执行器，只能实现阻尼力大小的调节，无法实现阻尼力方向的调节。因此半主动系统只能在力-激励速度图的第一、第三象限中提供有限范围的可控力学性能，无法实现第二、第四象限的反向力，导致半主动系统无法在全频域段内实现最优性能，减振性能也不如主动系统。

因此，需要提供一种新的结构简单、功耗低且减振性能高的减振执行器，使其既具有半主动执行器的可靠性高、结构简单和低能耗的优势，又具有主动执行器减振性能高的优势。

发明内容

本说明书提供一种新的结构简单、功耗低且减振性能高的减振执行器。

本说明书提供一种减振执行器，包括可控阻尼执行器以及可控负刚度执行器，所述可控阻尼执行器运行时基于控制系统的控制信号实现阻尼的调节；所述可控负刚度执行器与所述可控阻尼执行器连接，运行时至少基于所述控制信号实现负刚度的调节。

在一些实施例中，所述减振执行器运行时连接第一物体和第二物体，当所述第一物体相对于所述第二物体沿振动方向振动时，所述可控阻尼执行器向所述第一物体和所述第二物体施加阻尼力，所述可控负刚度执行器向所述第一物体和所述第二物体施加附加力，所述阻尼力与所述附加力方向相反，以及所述减振执行器基于所述控制信号调节所述阻尼和所述负刚度的大小，使所述阻尼力和所述附加力的合力与所述振动方向相同或相反。

在一些实施例中，所述可控阻尼执行器包括电/磁流变减振器、电控阀式减振器、馈能式减振器、空气弹簧和半主动惯容器中的至少一种。

在一些实施例中，所述可控负刚度执行器包括可控负刚度组件，所述可控负刚度组件包括磁性机构以及可控负刚度弹簧机构中的至少一种，所述磁性机构运行时基于所述控制信号调节磁场的大小和方向以在振动方向形成并调节所述负刚度；所述可控负刚度弹簧机构包括至少一个与所述振动方向呈预设夹角分布的可控刚度的弹簧，以在所述振动方向形成所述负刚度，运行时基于所述控制信号实现对所述负刚度的调节。

在一些实施例中，所述磁性机构包括第一磁性装置以及第二磁性装置，所述第一磁性装置的磁极分布方向与所述振动方向平行；所述第二磁性装置与所述第一磁性装置沿所述振动方向滑动连接，并与所述第一磁性装置的磁极分布方向一致，所述第一磁性装置与所述第二磁性装置中的至少一个为电磁体，所述电磁体运行时基于所述控制信号改变磁场大小和方向，从而实现所述负刚度的调节。