【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于精密隔振，特別是六自由度自適應主被動復合空間電磁陣列阻尼器。
技術介紹
1、在精密儀器設備的裝調、測試和實驗過程中，環境中的低頻微幅振動干擾成為影響研究效果的重點問題之一，為精密儀器設備配備低頻隔振平臺逐漸成為精密工程領域抑制環境微振動的主要技術手段。阻尼，作為衡量隔振效果的關鍵指標，直接關乎隔微振平臺處理各頻段振動的能力。阻尼對隔振效果的影響主要體現在兩個方面：一方面，高阻尼能有效減少諧振區域，降低對低頻振動的放大效應，這對于抑制低頻微振動至關重要；另一方面，低阻尼則有助于加速高頻振動的消散，提高隔振系統對高頻振動的適應能力。因此，針對不同頻率的振動，所需的阻尼值各不相同，這就要求隔振系統能夠實現對阻尼的有效調控。
2、然而，當前多數隔振器在面對不同頻率的振動時，其阻尼系數仍保持不變，這極大地限制了它們在不同振動環境下的適應性和實用性。為了提升隔振性能，必須解決阻尼調控問題，從而根據振動頻率的不同自動調整阻尼系數。此外，當前的研究大多聚焦于單自由度隔振，而在更貼近實際工況的六自由度隔振領域，關于阻尼調控的研究卻相對匱乏。六自由度隔振系統能夠同時抑制設備在六個方向上的振動，對于提高精密設備的穩定性和精度具有重要意義。因此，應加強對六自由度隔振系統中阻尼器的研究，探索適用于六自由度隔振的可變阻尼技術，為精密儀器設備提供更加高效、可靠的隔振解決方案，推動精密工程領域的發展。
3、專利號cn202210957290.3公開了一種齒形流道的磁流變阻尼器，齒形活塞采用仿齒輪設計，勵磁線圈均布三組纏繞在
4、廣西科技大學提出了一種電磁饋能與磁流變液復合的阻尼器(1.“一種電磁饋能式階梯型磁流變阻尼器”，cn202310051772.7；2.“一種雙筒嵌入式混合電磁饋能阻尼器”，cn202210120495.6；3.“一種混合式饋能電磁隔振阻尼器”，cn202210120558.8；4.“一種混合式電磁饋能阻尼器”，cn202210120502.2)，通過在缸體內側與活塞頭間設置階梯形磁流變液阻尼間隙，增加了有效阻尼通道長度；同時復合由永磁陣列與線圈構成的電磁饋能阻尼結構，將振動能量以熱能的形式耗散掉，從而提升阻尼幅值，并實現對阻尼的調節。上述技術方案的特征在于：1)僅能在單自由度實現阻尼隔振，當面對復雜環境中多方向的振動干擾時，隔振效果不佳；2)阻尼系數與線圈通電電流呈正相關，且其幅頻特性恒定，無法根據外部激勵頻率的動態變化實時調整阻尼力大小，這限制了其在不同工況下提供最佳隔振效果的能力。
5、綜上，如何通過結構與原理創新，開發一種能夠自適應激勵頻率變化的六自由度電磁阻尼器，實時響應外部激勵頻率的變化，動態調整阻尼力以從空間六個自由度(沿x、y、z軸的平動及繞x、y、z軸的轉動)有效消除或衰減環境中各類頻率的微振動干擾，保證精密儀器設備工作環境最優。這一創新不僅標志著精密儀器設備工作環境優化技術的新飛躍，更將直接推動其工作精度邁向新高度，滿足當今乃至未來科研與工業領域對高精度、高穩定性設備的迫切需求。
技術實現思路
1、本專利技術針對現有研究缺乏六自由度隔振阻尼器，以及在多樣化頻率的振動干擾下，傳統隔振器因阻尼系數固定不變，導致其在不同振動環境下的適應性和隔振性能受限的問題，提出六自由度自適應主被動復合空間電磁陣列阻尼器。此裝置利用六套電磁隔振阻尼器產生可調阻尼特性，有效隔離來自多自由度、不同頻率的振動干擾。每套電磁隔振阻尼器利用4n(n≥1，n∈n+)層沿軸向陣列布置、相鄰層間垂直磁化的等截面磁環構成的內磁環陣列、外磁環陣列同軸嵌套形成高磁密勵磁磁場，當導體板相對該磁場運動時產生不可調的高阻尼特性；當外部激勵頻率變化時，通過精密調控同軸嵌套于導體板外側的線圈中的電流，動態調整阻尼力，從而有效隔離不同頻率的振動干擾。自適應主被動復合空間電磁陣列阻尼器的適應性和穩定性使其在多自由度、復雜多變的振動環境中依然保持高隔振性能，可確保各類精密儀器設備在最優工作環境中運行，進而促進其精度與性能的雙重飛躍。
2、本專利技術的技術解決方案是：
3、六自由度自適應主被動復合空間電磁陣列阻尼器，可精準適應激勵頻率的變化，實時產生可調高阻尼特性，在多自由度實現對不同頻率微振動干擾的有效隔離；包括上板、基板及連接兩者呈stewart方式布置的六套電磁隔振阻尼器，上板相對于基板有三個平動自由度和三個轉動自由度，電磁隔振阻尼器的頂端通過上柔性鉸鏈與上板底部的固定件連接，其底部通過下柔性鉸鏈與基板頂端的固定件連接；所述電磁隔振阻尼器由垂直磁化空間電磁陣列阻尼結構與螺旋彈簧并聯構成；垂直磁化空間電磁陣列阻尼結構包括內磁環陣列、內磁陣列安裝件、線圈、導體板、外磁陣列固定件、外磁環陣列、上作動件與下連接件，整體結構呈軸對稱；內磁環陣列、導體板與外磁環陣列同軸嵌套，并由軸心沿半徑向外依次等間隙排布；內磁環陣列同軸嵌套、緊密配合、固定安裝在內磁陣列安裝件上，與導體板沿徑向設有間隙；內磁陣列安裝件為倒t形截面的圓柱體結構，其底部通過螺紋與外磁陣列固定件固定連接，頂端與導體板設有間隙，沿徑向與外磁陣列固定件設有間隙；導體板為環形套筒，其頂端通過螺紋與上作動件固定連接、底部設置環形凸臺，凸臺內設置環形凹槽；螺旋彈簧的頂端同軸嵌套固定安裝在導體板底部的環形凹槽內，其底部同軸嵌套固定安裝在外磁陣列固定件底面的環形凹槽內；線圈關于內磁環陣列的軸向高度中心對稱，并同軸嵌套、緊密配合、固定安裝在導體板的外側面，沿徑向與外磁陣列固定件設有間隙；線圈通電電流的大小與方向由控制器采用速度反饋控制算法，根據外界微振動干擾的頻率而自適應調整；外磁陣列固定件為外側面沿圓周開設深溝槽的環形套筒，其頂端與上柔性鉸鏈在軸向設有間隙，底部通過螺紋與下連接件固定連接；外磁環陣列同軸嵌套、緊密配合、固定安裝在外磁陣列固定件外側的深槽內，內磁環陣列與外磁環陣列均由多層沿軸向陣列本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.六自由度自適應主被動復合空間電磁陣列阻尼器，可精準適應激勵頻率的變化，實時產生可調高阻尼特性，在多自由度實現對不同頻率微振動干擾的有效隔離；包括上板(9)、基板(10)及連接兩者呈Stewart方式布置的六套電磁隔振阻尼器(13)，上板(9)相對于基板(10)有三個平動自由度和三個轉動自由度，電磁隔振阻尼器(13)的頂端通過上柔性鉸鏈(14)與上板(9)底部的固定件(12)連接，其底部通過下柔性鉸鏈(15)與基板(10)頂端的固定件(12)連接；其特征在于：所述電磁隔振阻尼器(13)由垂直磁化空間電磁陣列阻尼結構(11)與螺旋彈簧(8)并聯構成；垂直磁化空間電磁陣列阻尼結構(11)包括內磁環陣列(1)、內磁陣列安裝件(2)、線圈(3)、導體板(4)、外磁陣列固定件(5)、外磁環陣列(6)、上作動件(71)與下連接件(72)，整體結構呈軸對稱；內磁環陣列(1)、導體板(4)與外磁環陣列(6)同軸嵌套，并由軸心沿半徑向外依次等間隙排布；內磁環陣列(1)同軸嵌套、緊密配合、固定安裝在內磁陣列安裝件(2)上，與導體板(4)沿徑向設有間隙；內磁陣列安裝件(2)為倒T形截面的圓柱體結構，
2.根據權利要求1所述的六自由度自適應主被動復合空間電磁陣列阻尼器，其特征在于：所述內磁環陣列(1)與外磁環陣列(6)的層數滿足4n，其中n≥1，n∈N+。
3.根據權利要求1與2所述的六自由度自適應主被動復合空間電磁陣列阻尼器，其特征在于：所述內磁環陣列(1)與外磁環陣列(6)中同層磁環的高度相等。
4.根據權利要求1至3所述的六自由度自適應主被動復合空間電磁陣列阻尼器，其特征在于：所述內磁環陣列(1)中第一層磁環的底面與外磁環陣列(6)中第一層磁環的底面重合。
5.根據權利要求1所述的六自由度自適應主被動復合空間電磁陣列阻尼器，其特征在于：所述導體板(4)為銅、鐵、鈷、鎳等高電導率和高磁導率金屬材料。
6.根據權利要求1至4所述的六自由度自適應主被動復合空間電磁陣列阻尼器，其特征在于：所述內磁環陣列(1)與外磁環陣列(6)中沿徑向磁化的磁環由多塊沿半徑均勻磁化的瓦型磁鐵拼接而成，瓦型磁鐵的塊數可為4、6、8、10、12與15，相鄰瓦型磁鐵間的間隙不超過3°。
7.根據權利要求1所述的六自由度自適應主被動復合空間電磁陣列阻尼器，其特征在于：所述內磁陣列安裝件(2)與外磁陣列固定件(5)為不導磁或弱導磁的鋁合金，鈦合金等金屬導電材料。
...【技術特征摘要】
1.六自由度自適應主被動復合空間電磁陣列阻尼器，可精準適應激勵頻率的變化，實時產生可調高阻尼特性，在多自由度實現對不同頻率微振動干擾的有效隔離；包括上板(9)、基板(10)及連接兩者呈stewart方式布置的六套電磁隔振阻尼器(13)，上板(9)相對于基板(10)有三個平動自由度和三個轉動自由度，電磁隔振阻尼器(13)的頂端通過上柔性鉸鏈(14)與上板(9)底部的固定件(12)連接，其底部通過下柔性鉸鏈(15)與基板(10)頂端的固定件(12)連接；其特征在于：所述電磁隔振阻尼器(13)由垂直磁化空間電磁陣列阻尼結構(11)與螺旋彈簧(8)并聯構成；垂直磁化空間電磁陣列阻尼結構(11)包括內磁環陣列(1)、內磁陣列安裝件(2)、線圈(3)、導體板(4)、外磁陣列固定件(5)、外磁環陣列(6)、上作動件(71)與下連接件(72)，整體結構呈軸對稱；內磁環陣列(1)、導體板(4)與外磁環陣列(6)同軸嵌套，并由軸心沿半徑向外依次等間隙排布；內磁環陣列(1)同軸嵌套、緊密配合、固定安裝在內磁陣列安裝件(2)上，與導體板(4)沿徑向設有間隙；內磁陣列安裝件(2)為倒t形截面的圓柱體結構，其底部通過螺紋與外磁陣列固定件(5)固定連接，頂端與導體板(4)設有間隙，沿徑向與外磁陣列固定件(5)設有間隙；導體板(4)為環形套筒，其頂端通過螺紋與上作動件(71)固定連接、底部設置環形凸臺，凸臺內設置環形凹槽；螺旋彈簧(8)的頂端同軸嵌套固定安裝在導體板(4)底部的環形凹槽內，其底部同軸嵌套固定安裝在外磁陣列固定件(5)底面的環形凹槽內；線圈(3)關于內磁環陣列(1)的軸向高度中心對稱，并同軸嵌套、緊密配合、固定安裝在導體板(4)的外側面，沿徑向與外磁陣列固定件(5)設有間隙；線圈(3)通電電流的大小與方向由控制器采用速度反饋控制算法，根據外界微振動干擾的頻率而自適應調整；外磁陣列固定件(5)為外側面沿...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙亞敏，鄒麗敏，崔俊寧，雷嘉，趙京東，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。