一种宽频薄壁轴承直驱减振作动器的制作方法

1.本实用新型涉及减振作动器领域，具体涉及一种体积小、传动噪音小且输出减振力高的宽频薄壁轴承直驱减振作动器。


背景技术：

2.减振作动器是一种应用于振动环境中，对振动部件进行减振，改变振动部件振动状态的零部件。
3.现有的减振作动器，如申请号为cn200710069026.1的专利中所公开的一种可调式液压减振作动器，该减振作动器包括导向器、密封环以及密封环盖帽。其中，导向器与工作缸连接端有一沉孔，且此端面径向有多个槽，槽深与沉孔的深度相同，密封环的厚度小于密封环盖帽的内孔高度，密封环位于导向器的沉孔中，密封环盖帽压入导向器的沉孔后，密封环在导向器的沉孔内应可上下浮动。该减振作动器采用的是被动式的调节方式，调节过程中无法完全消除振动部件的振动，且减振性能的调节范围有限，需要人工手动调节。、
4.为了克服被动调节式减振作动器存在的缺陷，近年来，国内个别企业开展了主动式减振作动器的研究，如申请号：201920878072.4的专利所公开的一种减振作动器，该减振作动器包括电机、传动组件以及两个质量块。电机输出端与传动组件连接，传动组件和两个质量块连接，从而电机通过传动组件能够同时带动两个质量块转动。两个质量块的质量相同，两个质量块并排设置。并且两个质量块能够以相同的转动半径、相同的转速且以相反的转动方向转动。该减振作动器实现了主动减振，但其采用齿轮为主的传动组件必将带来噪声，同时作动器体积、重量和功耗等需要更大的参数才能实现，在实际应用中有一定限制。
5.因此，亟需一种减振作动器以解决上述问题。


技术实现要素：

6.基于现有主动式减振作动器存在的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种以无框电机取代传统减振作动器中的普通电机，将无框电机的转子直接与偏心质量块相连接；同时，以薄壁轴承承载无框电机和偏心质量块，继而避免了现有主动减振作动器中采用齿轮传动时，所产生的噪音问题以及作动器体积大、重量大及功耗高的问题。
7.本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种宽频薄壁轴承直驱减振作动器，包括两组结构相同的减振组件，分别为：第一减振组件、第二减振组件，所述减振组件分别包括无框电机、偏心质量块、轴承盘以及薄壁轴承；其中：所述无框电机的转子依次与偏心质量块、轴承盘相连接，所述薄壁轴承用于承载无框电机及偏心质量块；所述第一减振组件中无框电机的定子与前壳体固定连接，所述第二减振组件中无框电机的定子与后壳体固定连接，所述前壳体与后壳体紧固连接构成减振作动器整体。
8.进一步地，所述偏心质量块由底盘和设置于底盘上的偏心块构成，所述偏心块呈半圆环状，嵌套设置于无框电机的转子外缘。
9.进一步地，所述第一减振组件中，薄壁轴承装配于前壳体与轴承盘之间；所述第二
减振组件中，薄壁轴承装配于后壳体与轴承盘之间。
10.作为优选，所述前壳体、后壳体上分别设有环状凸起，所述环状凸起与薄壁轴承之间设有台阶垫圈。
11.进一步地，所述前壳体与后壳体上分别设有用于检测无框电机转动角度和位置的磁编码器。
12.进一步地，所述前壳体与前端盖固定安装，所述后壳体与后端盖固定安装，本实用新型同现有技术相比具有以下优点及效果：
13.1、本实用新型所述的宽频薄壁轴承直驱减振作动器，通过设置两组结构相同的减振组件，所述减振组件分别由无框电机、偏心质量块以及薄壁轴承构成，所述无框电机的转子直接与偏心质量块相连接，并通过薄壁轴承承载电机和偏心质量的转动，一组质量相同的偏心质量块可输出离心力夹角可调的宽频输出力。
14.2、本实用新型所述的宽频薄壁轴承直驱减振作动器一方面可克服现有被动式减振作动器中，作动器振动响应慢、频带窄且需要人工手动调节的缺陷，另一方面，也可避免现有主动式减振作动器中，齿轮为主的传动组件噪声大、重量大及功耗高的问题。
15.3、本实用新型所述的宽频薄壁轴承直驱减振作动器采用无框电机+薄壁轴承的组合设计，并优化了偏心质量块的结构，在充分利用作动器内部空间的同时，大大降低了作动器的整体体积，便于在更小的使用空间内，输出更大的减振力。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型实施例所述宽频薄壁轴承直驱减振作动器的剖面图。
18.图2为本实用新型实施例所述宽频薄壁轴承直驱减振作动器的分体结构示意图。
19.标号说明：1、前端盖；2、磁编码器；3、轴承盘；4、薄壁轴承；5、台阶垫圈；6、偏心质量块；7、无框电机；8、前壳体；9、后壳体；10、后端盖
具体实施方式
20.下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
21.实施例1：如图1至2所示，一种宽频薄壁轴承直驱减振作动器，包括两组结构相同的减振组件，分别为：第一减振组件、第二减振组件。
22.其中，所述减振组件分别由无框电机7、偏心质量块6、轴承盘3以及薄壁轴承4构成，所述无框电机7的转子依次与偏心质量块6、轴承盘3相连接，所述薄壁轴承4用于承载无框电机7及偏心质量块6；
23.所述第一减振组件中，无框电机7的定子与前壳体8固定连接，所述薄壁轴承4装配于前壳体8与轴承盘3之间；所述第二减振组件中无框电机7的定子与后壳体9固定连接，薄壁轴承4装配于后壳体9与轴承盘3之间；所述前壳体8、后壳体9上分别设有环状凸起，所述
环状凸起与薄壁轴承4之间分别设有台阶垫圈5；
24.所述前壳体8与前端盖1固定安装，所述后壳体9与后端盖10固定装，所述前壳体8与后壳体9紧固连接构成减振作动器整体。
25.具体地，如图2所示，本实施例1中，所述偏心质量块6由底盘和设置于底盘上的偏心块构成，所述偏心块呈半圆环状，嵌套设置于无框电机7的转子外缘。
26.进一步地，如图1所示，所述前壳体8与后壳体9上分别设有用于检测无框电机转动角度和位置的磁编码器2。
27.本实施例1所述宽频薄壁轴承直驱减振作动器的设计思路及工作原理如下：
28.本实施例1采用无框电机直接驱动偏心质量块实时同速转动，实现响应频率稳定精度可达0.1％，108度相位响应时间可达0.3s。其中，质量块设计为偏心结构，在绕轴旋转时，可输出离心力曲线为绕轴平面内的正弦输出力。同时，质量块外形结构，类似于嵌套“寄生”在无框电机的转子外缘，偏心质量块与无框电机厚度相当，实现厚度不增加，仅在径向增加尺寸，增加尺寸按最大输出力指标约束设计，一个质量块输出力可达1000n。
29.同时，控制电路通过高精度磁编码器以及无框电机定子中霍尔角度传感器实时采集无框电机的转动角度和位置，通过控制算法，实现对电机转动频率、相位角度的实时控制，以达到控制指令的要求。
30.本实施例1所述宽频薄壁轴承直驱减振作动器转动结构上为对称设计，包括两组“无框电机+质量块”，并且两组“无框电机+质量块”的旋转同轴。控制电路通过分别控制两个质量块的转动，响应相同转动频率、不同相位角度，从而实现在同一转动频率下，输出绕轴平面内可变的正弦输出力。
31.将本实施例1所述宽频薄壁轴承直驱减振作动器应用于减振环境中时，需采用两个“宽频薄壁轴承直驱减振作动器”一同工作，通过控制4个质量块实时响应同一频率下，实现输出合力，进而实现绕轴平面内的某一角度的正弦输出力。而相应指令中的转动频率、相位角度及绕轴平面内的某一角度完全与振动环境的振动频率、振动力角度相同，但相位角度相差180度，实现与环境中的振动力抵消，进而实现主动减振。
32.综上，本实施例1所述的宽频薄壁轴承直驱减振作动器通过无框电机直接驱动偏心质量块实时同速转动，且偏心质量块与无框电机的总厚度与无框电机的厚度相当，与现有齿轮传动为主的主动式减振作动器相比，总体体积小、重量轻，且运行无噪音污染。
33.此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。