主被动集成式隔振器及隔振方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及隔振技术领域，具体涉及将主动隔振器与被动隔振器集成的一体式隔振器。
【背景技术】
[0002]控制大型动力装置及机械设备引起的振动，使其满足标准要求，是工业、民用，特别是交通工具、精密仪器以及船舶设计领域中机械系统设计的关键，采用隔振结构是降低动力装置、设备振动的传递以及地面、路面振动或颠簸导致振动传递的最有效方法之一。隔振装置有被动隔振和主动隔振两种形式，其中被动隔振通常是在振源设备与基座或者隔振基座之间安装橡胶隔振器、钢丝绳隔振器等装置，被动隔振能够实现一定程度的隔振，然而被动隔振不具有自身参数调节功能，无法通过自身参数调节来适应振源设备在运转过程中出现的随机载荷变化或运行工况改变情形下的隔振要求。主动隔振器多采用电控式，即通过设计控制器、作动器及控制电路来实现隔振系统自身参数的调节，但这类装置理论上需要完全抵消被控对象的振动，所需消耗的功率较大，导致实用性较差。
[0003]为了克服主动、被动隔振器的缺点，隔振领域出现了将二者混合设置的主被动集成式隔振器。如中国专利CN201354000Y公开的“用于汽车发动机的惯性质量式隔振装置”，其采用橡胶隔振器支撑被隔振设备，将电磁惯性质量作动器采用单点安装方式固定在被隔振目标上，控制振动传递，由于主、被动器件的集成度较低，存在占用空间大、适应性较差的缺点。如中国专利CN101067433A公开的“基于差动电磁作动器的空气弹簧超低频隔振方法及装置”，其采用气囊隔振器与差动式电磁作动器并联支撑精密平台并隔振，集成度较低，占用空间大，且差动式作动器允许的横向位移小，当装置受到横向冲击、横向振动激励时，作动器容易损坏。
【发明内容】
[0004]本申请人针对现有技术中的上述缺点进行改进，提供一种主被动集成式隔振器及隔振方法，隔振器结构简单，融合了主、被动隔振的特点，同时又克服了被动隔振适应性差及主动隔振功率消耗大的缺点，能够实现设备振动的自适应控制。
[0005]本发明的技术方案如下:
本发明所述主被动集成式隔振器，包括连接板、连接板底部与中空柱体固接，中空柱体的内部嵌有电枢；中空柱体下部位于缸体内，缸体内固设有滑动轴承，滑动轴承套设在中空柱体的外周，且中空柱体与滑动轴承滑动连接；滑动轴承的外周套设有励磁线圈或永磁体，励磁线圈或永磁体与缸体固接，通电时，电枢中的电流部分或全部位于所述励磁线圈或永磁体产生的磁场内；连接板底部与缸体顶部之间连接有弹簧；连接板上固装有振动检测传感器，缸体上装有控制芯片。
[0006]其进一步技术方案为:
所述缸体的上部为盖板，盖板上开设通孔，中空柱体通过盖板上的所述通孔伸入缸体，缸体内部设有支撑板，支撑板将缸体分成上、下两个腔体，支撑板上设有通孔，中空柱体通过支撑板上的所述通孔进入缸体的下腔体，滑动轴承的上、下两端分别与盖板、支撑板固接，励磁线圈或永磁体的上、下两端分别与盖板、支撑板固接。
[0007]所述缸体内灌注有液压油。
[0008]所述缸体上固装有振动检测传感器。
[0009]所述缸体内灌注有液压油，支撑板上开设有多个连通孔，缸体的上、下腔体通过所述连通孔相连通。
[0010]所述缸体内固装有限位器，限位器位于中空柱体的正下方。
[0011]所述振动检测传感器为加速度传感器或速度传感器。
[0012]本发明所述主被动集成式隔振方法，包含以下步骤:
将被隔振设备与连接板固接，将缸体与地基基础固接，当被隔振设备运转时，连接板上的振动检测传感器采集被隔振设备的振动信号，信号传递至控制芯片，经过处理计算得到相应的控制输出信号，根据所述输出信号通过外部功率放大器控制电枢中的输入电流，即可产生与振动方向相反的电磁力，带动中空柱体相对于滑动轴承上下运动，从而抵消被隔振设备的振动，实现主动自适应隔振；电枢在励磁线圈或永磁体所产生的磁场中上下运动，切割磁力线，产生与被隔振设备振动方向相反的阻力，从而进一步控制被隔振设备振动的传递；被隔振设备由弹簧支撑，构成被动柔性隔振。
[0013]其进一步技术方案为:
隔振作业前，在所述缸体内灌注液压油，液压油对所述隔振器进行散热，同时液压油充当阻尼材料为所述隔振器提供阻尼。
[0014]在所述缸体上固装有振动检测传感器，通过振动检测传感器采集地基基础的振动信号，经过处理计算得到相应的控制输出信号，根据所述输出信号通过外部功率放大器控制电枢中的输入电流，即可产生与振动方向相反的电磁力，带动中空柱体相对于滑动轴承上下运动，从而抵消地基基础的振动，实现主动自适应隔振；电枢在励磁线圈或永磁体所产生的磁场中上下运动，电枢切割磁力线，产生与地基基础振动方向相反的阻力，从而进一步控制地基基础振动的传递。
[0015]本发明的技术效果:
本发明通过弹簧承受被隔振设备的重量，实现被动柔性隔振，另一方面，通过振动检测传感器、控制芯片、磁场产生机构(励磁线圈或永磁体)、电枢与所述磁场产生机构相对运动、电枢中的电流部分或全部位于所述励磁线圈或永磁体产生的磁场内的结构设置，配合外部功率放大器使用，即能够综合利用电枢切割磁场所产生的阻力以及电磁力的主动控制实现设备振动的自适应控制，整个隔振器结构简单，融合了主、被动隔振的特点，同时又克服了被动隔振适应性差及主动隔振功率消耗大的缺点。另一方面，通过在缸体内灌注液压油，为整个隔振器提供阻尼，进一步缓冲隔振器受到的冲击或剧烈振动。由于带有电枢的中空柱体与励磁线圈或永磁体可相对运动，本发明进一步在缸体上设置振动检测传感器，能够进行反方向(即地基基础振动向被隔振设备的传递)的振动传递的自适应控制。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的结构示意图。
[0017]其中:1、连接板；2、中空柱体；3、电枢；4、缸体；41、盖板；42、支撑板；5、励磁线圈或永磁体；6、弹簧；7、振动检测传感器；8、控制芯片；9、液压油；10、限位器；11、滑动轴承。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图，说明本发明的【具体实施方式】。
[0019]见图1，本发明所述主被动集成式隔振器包括连接板1、连接板1底部与中空柱体2固接，中空柱体2的内部嵌有电枢3 ;中空柱体2下部位于缸体4内，缸体4内固设有滑动轴承11，滑动轴承11套设在中空柱体2的外周，且中空柱体2与滑动轴承11滑动连接；滑动轴承11的外周套设有励磁线圈或永磁体5，励磁线圈或永磁体5与缸体4固接，通电时，电枢3中的电流部分或全部位于所述励磁线圈或永磁体5产生的磁场内；连接板1底部与缸体4顶部之间连接有弹簧6 ;连接板1上固装有振动检测传感器7，具体地，振动检测传感器7为加速度传感器或速度传感器；缸体4的内部或外部固装有控制芯片8，控制芯片8包括信号调理模块、A/D转换模块、数据处理模块和D/A转换模块，为现有技术。
[0020]具体地，所述缸体4的上部为盖板41，盖板41上开设通孔，中空柱体2通过盖板
41上的所述通孔伸入缸体4，缸体4内部设有支撑板42，支撑板42将缸体4分成上、下两个腔体，支撑板42上设有通孔，中空柱体2通过支撑板42上的所述通孔进入缸体4的下腔体，滑动轴承11的上、下两端分别与盖板41、支撑板42固接，励磁线圈或永磁体5的上、下两端分别与盖板41、支撑板42固接。
[0021]进一步地，为防止本发明所述隔振器在高频响应下过热，缸体4内灌注有液压油9，当缸体4被支撑板42分成上、下两个腔体时，在支撑板42