一種主動阻尼裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種主動阻尼裝置，包括阻尼器和驅動器兩部分，阻尼器和驅動器電氣連接，阻尼器包括固定不動的定子和與定子相分離的阻尼發生器，阻尼發生器相對于定子能夠在一個方向上運動。阻尼裝置由分離式動子和定子組成，通過主動控制方式調節驅動電路的驅動電流，從而實現阻尼力的主動控制。該阻尼裝置能夠實現對超精密減振器提供自適應變阻尼控制，有效地衰減減振臺的高頻振動。本實用新型專利技術可以為光刻機及其他的精密設備提供超靜的環境。本實用新型專利技術提供的阻尼裝置可用作小型超精密設備、精密儀器的基礎支撐。將本實用新型專利技術提供的阻尼裝置與空氣彈簧、液壓隔振器等被動阻尼裝置串聯使用，亦可對大型設備、大型儀器實現精密減振。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

一種主動阻尼裝置
本技術屬于機械動力學領域，具體涉及一種主動阻尼裝置，該裝置包括阻尼器和驅動電路。該阻尼器及其驅動電路適用于無機械接觸、主動控制阻尼力的場合。
技術介紹
阻尼裝置是一種提供運動阻力、耗減運動能量的裝置。利用阻尼來吸能減振的技術在機械行業中應用極為普遍，從早期的航天、航空、軍工、汽車等領域擴展至現在的機床、 儀器、建筑、橋梁、鐵路等工程結構中，其發展十分迅猛。傳統的阻尼裝置如彈簧阻尼裝置、摩擦阻尼裝置、液壓阻尼裝置、粘滯阻尼裝置等多數為被動阻尼裝置，只能隔離振源傳至被隔離物體的高頻振動，盡管部分阻尼裝置的阻尼力可調，但這種調整不具有實時可控性。其次，傳統的阻尼裝置在工作過程中具有機械接觸或以液體(氣體)作為傳力介質，隔振效果難以達到高精度設備和精密儀器的使用要求。 另外，傳統的阻尼裝置雖然阻尼力大，承載能力強，但響應速度慢，瞬時穩定性差。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種主動阻尼裝置，該阻尼裝置具有力學特性好、阻尼力可控、響應速度快、無機械接觸和體積小的特點。本技術提供的一種主動阻尼裝置，包括阻尼器和驅動器兩部分，阻尼器和驅動器電氣連接；其特征在于，所述阻尼器包括固定不動的定子和與定子相分離的阻尼發生器，其中阻尼發生器相對于定子能夠在一個方向上運動，驅動器為阻尼器提供驅動電流，控制阻尼器的阻尼力的變化；定子包括兩個結構形式相同的座子，相對地安裝，座子均包括磁軛和磁鐵，在每個磁軛與另一個磁軛相對的面上粘貼有磁鐵，磁軛上開設有第一冷卻水通道。為了克服傳統阻尼裝置的上述缺點，本技術提出一種主動阻尼裝置。該阻尼裝置由分離式動子和定子組成，通過主動控制方式調節驅動電路的驅動電流，從而實現阻尼力的主動控制。該阻尼裝置能夠實現對超精密減振器提供自適應變阻尼控制，有效地衰減減振臺的高頻振動。本技術可以為光刻機及其他的精密設備提供超靜的環境。具體而言，本技術具有如下的技術效果(1)阻尼裝置采用了非接觸結構，阻尼發生器和座子之間沒有任何的機械接觸，結構緊湊，安裝方便；(2)由于阻尼力是靠電磁場產生的，所以該阻尼裝置不需要任何的氣體或液體等傳力介質，工作條件簡單，操作方便。(3)阻尼裝置的阻尼力是一種電磁力，所以該阻尼裝置具有響應快、高加速度、高速度等特點，有效地衰減減振臺的高頻振動；(4)阻尼力控制和調節方便簡單，通過改變阻尼裝置的通電電流就可以有效地控制阻尼力，可以實現自適應變阻尼裝置；(5)驅動器對阻尼裝置的工作條件實時監控，在緊急情況下將產生應急處理信號， 保護阻尼器和驅動器的功率電路，增強了阻尼器的可靠性和安全性。本技術提供的阻尼裝置可用作小型超精密設備、精密儀器的基礎支撐。將本技術提供的阻尼裝置與空氣彈簧、液壓隔振器等被動阻尼裝置串聯使用，亦可對大型設備、大型儀器實現精密減振。附圖說明圖1為本技術提供的阻尼器的結構示意圖；圖2為本技術中阻尼器的定子的結構示意圖；圖3為本技術中阻尼器的動子的結構分解圖；圖4為本技術中阻尼裝置的驅動器的控制框架示意圖。具體實施方式以下結合設計實例和附圖進一步說明本技術的結構和工作原理。本技術提供的阻尼裝置包括阻尼器和驅動器兩部分。參考圖1，是阻尼器的結構示意圖。阻尼器包括固定不動的定子2和與定子2相分離的阻尼發生器3，其中阻尼發生器3相對于定子2可以在一個方向上運動，但運動的范圍小于1mm。阻尼發生器通過裝配圓柱銷51與減振臺面A相連接。定子2和阻尼發生器 3在機械結構上是分離的，它們之間是通過電磁場的相互作用對阻尼發生器3產生阻尼力， 從而實現了減振臺面A的阻尼力的調節。上述的減振臺面A亦可為圓形、矩形等，其載荷重心自適應原理適用于減振平臺幾何中心呈等邊三角形分布的三點支撐式結構。參考圖2，圖2是本技術阻尼器的定子2的結構示意圖。定子2包括了兩個結構形式完全一樣的座子1，它們相對地安裝在水平臺面B上。座子1包括磁軛7和磁鐵8。 該磁軛7用導磁材料制成，在每個磁軛與另一個磁軛相對的面上粘貼有磁鐵8。為了便于磁鐵8的加工和磁路的連通，可以采用小塊的磁鐵，間隔地粘貼在磁軛7上。磁軛7上開設有冷卻水通道6，冷卻水從磁軛7上流過時，將帶走它產生的熱量，避免磁軛7之間的磁場受到溫度的影響。當阻尼器與外部裝置組裝時，采用若干螺絲5通過磁軛7上的螺絲孔與外部裝置固定。參考圖3，圖3是本技術阻尼器的阻尼發生器3的結構分解圖。阻尼發生器3 包括高導熱陶瓷片上板61、芯子63、溫度傳感器65、高導熱陶瓷片下板73、線圈64、線圈收容器71、若干個線圈固定上板62和若干個線圈固定下板72。其中線圈固定上板62和線圈固定下板72的數量可以是一個。線圈64是纏繞在芯子63上的，并灌注安裝在一起。線圈 64和芯子63是被線圈固定上板62和線圈固定下板72定位在線圈收容器71中的，最后通過高導熱陶瓷片上板61和高導熱陶瓷片下板73把線圈收容器71的兩側開口密封好。在線圈收容器71上開設有冷卻水通道，冷卻水通過進水口接頭70在線圈表面循環后在出水口接頭69流出，帶走線圈在工作時產生的熱量。線圈64表面上安裝有溫度傳感器65，用于實時監控阻尼發生器線圈64的溫度，當阻尼發生器3的內部溫度過高時，以便產生過熱保護。通過引線孔67把線圈64和驅動器連接起來。引線孔66用于溫度傳感器的電氣連接。 當阻尼發生器3與外部裝置組裝時，通過兩個安裝孔68將阻尼發生器3與外部裝置固定。阻尼器上的線圈64的引線通過引線孔67與驅動器進行電氣連接。驅動器為阻尼器提供驅動電流，通過改變阻尼器的驅動電流的大小實現了阻尼器的阻尼力的調節，達到了阻尼裝置的阻尼力主動控制的目的。上述結構的阻尼器可以采用現有技術中提供的任一種用于阻尼器的驅動器，如壓控電流源或直流電機驅動器。也可以采用下述結構的驅動器。參考圖4，圖4為本技術的阻尼裝置的驅動器框架示意圖。如圖4所示，本實例提供的驅動器包括控制信號處理模塊10，微控制器20，狀態指示模塊30，狀態監控模塊 40，電流反饋回路模塊50和功率驅動模塊60?？刂菩盘柼幚砟K10用于實現驅動電流快速地跟隨控制信號的變化的目的。它接收來自于外部的控制信號，將其與來自于電流反饋回路模塊50的電流反饋信號進行差分處理后，再進行比例積分運算后傳輸到微控制器20。微控制器20是驅動器的信號整合部分。微控制器20將來自于控制信號處理模塊 10的輸出模擬信號進行模數轉換后，改變傳輸到功率驅動模塊60的脈寬調制信號的占空比。微控制器20接收來自于狀態監控模塊40的關于阻尼器的工作狀態信號，并將該狀態信號傳輸到狀態指示模塊30中。狀態指示模塊30將阻尼器的工作狀態進行顯示，方便用戶對阻尼器的工作狀態進行監控。狀態指示模塊30接收來自于微控制器20傳輸過來的關于阻尼器的工作狀態信號，并將該工作狀態信號顯示出來。狀態監控模塊40實時監控阻尼器上的工狀態，并在緊急情況下產生應急處理信號，對阻尼器進行保護。狀態監控模塊40實時監控阻尼器上的電壓、電流和溫度狀態，并將給該狀態傳輸給微控制器20。在緊急情況下狀態監控模塊40將產生一個應急處理信號給微控制器20，微控制器20將立即切斷功率驅動模塊60的供電電源，從而對阻尼器和功率驅本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳學東，王仕博，徐振高，錢俊兵，袁方，羅欣，
申請(專利權)人：華中科技大學，
類型：實用新型
國別省市：