[发明专利]一种基于压电材料的磁吸式半主动振动控制装置

说明书

本发明公开了一种基于压电材料的磁吸式半主动振动控制装置，其特征在于，包括外壳、永磁体、第一电极片、压电陶瓷、第二电极片、质量块、PCB板以及端盖，外壳和端盖连接并形成容置腔，永磁体、第一电极片、压电陶瓷、第二电极片、质量块以及PCB板依次放置在容置腔内，第一电极片和第二电极片分别连接于压电陶瓷的两侧表面并形成压电陶瓷的两个电极；PCB板上设置有电压源单元、电感单元、同步开关和控制器单元，电压源单元、电感单元、同步开关和控制器单元分别通过PCB板上的电路与压电陶瓷电连接。采用本发明，能够适应多种结构的振动控制，且体积小、质量轻、适应性强。

技术领域

本发明属于减振设备技术领域，特别地，涉及一种基于压电材料的磁吸式半主动振动控制装置。

背景技术

对结构施加阻尼是抑制结构振动和噪声幅值的主要手段，通过在被控结构上粘贴或埋入压电材料，基于压电材料的正、逆压电效应，使用压电材料作为传感器和驱动器对结构进行减振降噪是一类重要的方法。目前基于压电材料的结构振动控制方法多采用嵌入结构内部、粘贴在结构表面的方式实现感知与作动，存在技术集成度低、使用复杂、易受外部环境干扰等问题。

发明内容

本发明目的在提供一种体积小，质量轻，能够适应多种结构的基于压电材料的磁吸式半主动振动控制装置。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于压电材料的磁吸式半主动振动控制装置，其包括外壳、永磁体、第一电极片、压电陶瓷、第二电极片、质量块、PCB板以及端盖，所述外壳和所述端盖连接并形成容置腔，所述永磁体、所述第一电极片、所述压电陶瓷、所述第二电极片、所述质量块以及所述PCB板依次放置在所述容置腔内，所述第一电极片和所述第二电极片分别连接于所述压电陶瓷的两侧表面并形成所述压电陶瓷的两个电极；所述PCB板上设置有电压源单元、电感单元、同步开关和控制器单元，所述电压源单元、所述电感单元、所述同步开关和所述控制器单元分别通过所述PCB板上的电路与所述压电陶瓷电连接。

作为本发明的优选方案，所述外壳与所述端盖螺纹连接。

作为本发明的优选方案，所述永磁体上设置有凸台，所述外壳上设置有与所述凸台配合连接的配合孔。

作为本发明的优选方案，所述第一电极片与所述永磁体之间通过绝缘胶连接。

作为本发明的优选方案，所述端盖上设置有凸杆，所述凸杆的末端与所述质量块相抵。

作为本发明的优选方案，所述PCB板设置有可供所述凸杆通过的通孔。

作为本发明的优选方案，所述质量块的中心位置设有与所述凸杆末端相抵的圆锥凸台，所述电压源单元、电感单元、同步开关和控制器单元集成在所述PCB板的四周。

作为本发明的优选方案，所述圆锥凸台的顶部设有与所述凸杆末端配合的凹槽。

作为本发明的优选方案，所述第一电极片和所述第二电极片分别通过导电胶粘贴于所述压电陶瓷的两侧表面。

作为本发明的优选方案，所述第一电极片和所述第二电极片分别通过导线与所述PCB板电连接。

实施本发明提供的一种基于压电材料的磁吸式半主动振动控制装置，与现有技术相比，其有益效果在于：

本发明将压电陶瓷和PCB板集成，并通过在PCB板上设置电压源单元、电感单元、同步开关和控制器单元，使得压电陶瓷受到外部结构振动发生应变时，由正压电效应产生电信号并发送至PCB板，控制器单元根据该电信号能够控制同步开关导通电压源单元、电感单元与压电陶瓷之间连接，对压电陶瓷施加反向电压，进而由逆压电效应产生应变力，实现对结构振动的抑制；由此，本发明装置无需外部输入能量，体积小、质量轻、可靠性高；并且采用了永磁体的磁吸附方式，无需对结构开孔，拆装方便，布置灵活；另外，通过质量块的设置，能够方便地调整压电材料的工作特性，结合控制参数的优化，实现振动控制效率最大化。

附图说明