[发明专利]一种负刚度可调的扭转准零刚度隔振器及控制方法

摘要

一种负刚度可调的扭转准零刚度隔振器及控制方法，该隔振器包括前后外壳、前后垫片、用于固定传动轴的旋转套筒、永磁体励磁机构，永磁体励磁机构的旋转部件与旋转套筒固连；旋转部件通过橡胶垫块与永磁体固连，永磁体产生的磁通穿过橡胶垫块、旋转部件、气隙、环形永磁体夹持机构并回到永磁体构成磁通回路，并在气隙中产生磁应力并作用到旋转部件上，使旋转部件沿气隙厚度方向构成扭转磁力弹簧；通过调节励磁线圈通电电流强度，改变气隙处的磁场强度，进而改变磁力弹簧产生的负刚度，使其接近于橡胶轴承提供的正刚度，从而使得系统刚度达到准零状态；本发明隔振器能够有效地传递驱动力矩，并隔离扰动力矩，通过主动控制方式调节系统刚度，对于低频扭转振动具有很好的隔振效果，适用于精密旋转系统。

主权项

1.一种负刚度可调的扭转准零刚度隔振器，其特征在于：包括前外壳(1)、后外壳(2)以及前外壳(1)和后外壳(2)形成的腔体内部的永磁体励磁机构；所述永磁体励磁机构包括环形永磁体夹持机构(8)，环形永磁体夹持机构(8)内带有四个伸出端，四个伸出端上均安装有励磁线圈(9)，环形永磁体夹持机构(8)四个伸出端间的内壁上固定有永磁体(7)，永磁体(7)另一端通过橡胶垫块(10)与旋转部件(6)一端固连，旋转部件(6)另一端与设置在环形永磁体夹持机构(8)四个伸出端内的旋转套筒(4)固连，旋转套筒(4)内设置有橡胶轴承(5)，旋转部件(6)两侧端面与环形永磁体夹持机构(8)的伸出端内侧形成工作气隙(11)；所述永磁体(7)、旋转部件(6)、环形永磁体夹持机构(8)和工作气隙(11)组成磁通回路；所述前外壳(1)与后外壳(2)通过螺栓螺母固连，前外壳(1)与后外壳(2)内部均留有凸台，与永磁体励磁机构的环形永磁体夹持机构(8)上的凹槽配合，防止永磁体励磁机构产生相对外壳的旋转运动；永磁体励磁机构前后与前外壳(1)和后外壳(2)接触处安装垫片(3)，用于限制永磁体励磁机构相对外壳的轴向运动；主动轴安装在前外壳(1)中部的螺纹孔内部，从动轴穿过后外壳(2)中部的通孔，通过橡胶轴承(5)与旋转套筒(4)固连，旋转套筒(4)与永磁体励磁机构的旋转部件(6)固定连接；当主动轴旋转时，带动隔振器转动，该转动通过旋转套筒(4)和橡胶轴承(5)传递至从动轴，并带动从动轴旋转；永磁体(7)产生的磁通在旋转部件(6)的两侧工作气隙(11)中产生磁应力，旋转部件(6)在磁应力的作用下，沿气隙(11)厚度方向运动，构成磁力弹簧产生负刚度，旋转部件(6)与旋转套筒(4)固连，从而推动旋转套筒产生绕轴向的转动运动；给四组励磁线圈(9)输入直流电流，通过调节电流强度，励磁线圈(9)通电后在气隙(11)处产生的磁感应强度也随之增强，与永磁体(7)在气隙(11)中产生的磁场强度叠加，使得气隙(11)中的磁场强度增大，从而增大作用到旋转部件(6)上的磁应力，进而调节磁力弹簧产生的负刚度。/n