盖板1、内套筒2、磁流变弹性体6、上永磁体7、下永磁体8、胶囊9和磁流变胶10构成。上永磁体7和下永磁体8为规格相同的柱体，其外径与内套筒2内径大小相同，上永磁体7装在上盖板I底面，下永磁体8装在升降台移动板11上。磁流变弹性体6为圆筒状结构，其外径与内套筒2内径大小相同，内径与胶囊9外径大小相同，粘接在内套筒2、上永磁体7和下永磁体8围成的腔体中。胶囊9位于磁流变弹性体6、上永磁体7和下永磁体8围成的腔体中，内装磁流变胶10。
[0025]如图4、图5所示，升降台由手柄5、移动板11、上固定块12、上导轨组13、滑块组一 14、X型剪式机构一 15、下固定块16、固定板17、双旋向丝杠18、滑块组二 19、X型剪式机构二 20、轴承21、下连接基座22、上连接基座23和下导轨组24构成。如图4、图5、图9、图10所示，滑块组一 14由上下两个长方形滑块组成，上滑块长方形侧面开设有两个通孔，下滑块长方形侧面开设有两个通孔和一个螺纹孔，滑块组二 19规格类似，但螺纹孔旋向相反。如图4、图5、图8和图10所示，双旋向丝杠18由两段旋向相反的螺纹丝杠组成，第一段螺纹丝杠穿过滑块组一 14下滑块螺纹孔，第二段螺纹丝杠穿过滑块组二 19下滑块螺纹孔，顶端穿过外套筒3上的通孔与手柄5连接，末端和中部通过下固定块16和轴承21安装在固定板17上。如图6、图9、图10所示，上导轨组13和下导轨组24均由两根圆柱导轨组成，上导轨组13依次穿过滑块组一 14上滑块通孔和滑块组二 19上滑块通孔，两端通过上固定块12安装在移动板11上，下导轨组24依次穿过滑块组一 14下滑块通孔和滑块组二19下滑块通孔，两端通过下固定块16安装在固定板17上。上连接基座23和下连接基座22分别通过螺栓安装在移动板11和固定板17上。如图5、图6、图7所示，X型剪式机构一15的一侧两个端点分别与上连接基座23和下连接基座22铰接，另一侧两个端点分别与滑块组一 14上滑块和下滑块铰接。X型剪式机构二 20的一侧两个端点分别与上连接基座23和下连接基座22铰接，另一侧两个端点分别与滑块组二 19上滑块和下滑块铰接。利用手柄5转动双旋向丝杠18可带动滑块组一 14和滑块组二 19向相反方向移动，进而升降移动板11。固定板17通过螺栓安装在下底板4上。
[0026]内套筒2和外套筒3 —端内外相套，另一端分别通过螺栓与上盖板I和下底板4连接；隔振支座分别通过上盖板I和下底板4上的螺纹孔与隔振对象和基础连接。
[0027]本发明的磁流变弹性体6、胶囊9和磁流变胶10均具有可压缩性。上盖板1、内套筒2和移动板11均为软磁性材料。上盖板1、内套筒2、磁流变弹性体6、上永磁体7、下永磁体8和移动板11构成闭合磁路，其中磁流变弹性体6、上永磁体7和下永磁体8构成刚度调节单元；上盖板1、内套筒2、上永磁体7、下永磁体8、磁流变胶10和移动板11构成闭合磁路，其中上永磁体7、下永磁体8和磁流变胶10构成阻尼调节单元；上永磁体7、下永磁体8和升降台构成磁场强度调节单元。
[0028]将隔振支座安装在隔振对象和基础之间，当传递到下底板4上的基础振动发生变化时，利用手柄5转动双旋向丝杠18升降移动板11，改变上永磁体7和下永磁体8的间距，控制穿过磁流变弹性体6和磁流变胶10的磁场强度。通过可调永磁磁场改变磁流变弹性体6的剪切储能模量，实现隔振支座刚度参数调节；通过可调永磁磁场改变磁流变胶10的损耗因子，实现隔振支座阻尼参数调节。
[0029]本发明能够在无外部电源供电的条件下依靠手动旋转手柄实现隔振支座刚度和阻尼参数的连续调节，结构紧凑，安装方便，成本低，适用于航天器精密仪器设备、实验室光学面包板和微纳加工平台的减振隔振。本发明应用于航天器精密仪器设备隔振时的具体工作方式如下:
当航天器处于发射和着陆过程中，精密仪器设备面临强烈冲击，基础激励为高频大幅值振动，转动手柄5降低移动板11，增大上永磁体7和下永磁体8的间距，减小磁流变弹性体6和磁流变胶10处的磁场强度，磁流变弹性体6的剪切储能模量随之降低，磁流变胶10的损耗因子随之增大，隔振支座的刚度减小、阻尼增大；当航天器处于在轨运行过程中，基础激励为低频微幅振动，转动手柄5升高移动板11，减小上永磁体7和下永磁体8的间距，增大磁流变弹性体6和磁流变胶10处的磁场强度，磁流变弹性体6的剪切储能模量随之增大，磁流变胶10的损耗因子随之减小，隔振支座的刚度增大、阻尼减小，达到隔振缓冲的目的。
【主权项】
1.一种刚度阻尼可调的永磁式磁流变隔振支座，所述支座由磁流变隔振器和升降台串联构成；其特征在于: 所述磁流变隔振器包括上盖板(I)、内套筒(2)、磁流变弹性体(6)、上永磁体(7)、下永磁体(8)、胶囊(9)和磁流变胶(10);所述上永磁体(7)和下永磁体(8)为规格相同的柱体，上永磁体(7 )装在上盖板(I)底面，下永磁体(8 )装在升降台移动板(11)上；所述磁流变弹性体(6)为筒状结构，粘接在内套筒(2)、上永磁体(7)和下永磁体(8)围成的腔体中；所述胶囊(9 )位于磁流变弹性体(6 )、上永磁体(7 )和下永磁体(8 )围成的腔体中，内装磁流变胶(10);所述磁流变弹性体(6)、胶囊(9)和磁流变胶(10)均具有可压缩性； 所述升降台包括手柄(5)、移动板(11)、上固定块(12)、上导轨组(13)、滑块组一(14)、X型剪式机构一(15)、下固定块(16)、固定板(17)、双旋向丝杠(18)、滑块组二(19)、X型剪式机构二( 20 )、轴承(21)、下连接基座(22 )、上连接基座(23 )和下导轨组(24 );所述滑块组-(14)由上下两个长方形滑块组成，上滑块长方形侧面开设有两个通孔，下滑块长方形侧面开设有两个通孔和一个螺纹孔，滑块组二(19)结构类似，但螺纹孔旋向相反；所述双旋向丝杠(18)由两段旋向相反的螺纹丝杠组成，第一段螺纹丝杠穿过滑块组一(14)下滑块螺纹孔，第二段螺纹丝杠穿过滑块组二(19)下滑块螺纹孔，顶端穿过外套筒(3)上的通孔与手柄(5)连接，末端和中部通过下固定块(16)和轴承(21)安装在固定板(17)上；所述上导轨组(13)和下导轨组(24)均由两根圆柱导轨组成，上导轨组(13)依次穿过滑块组一(14)上滑块通孔和滑块组二(19)上滑块通孔，两端通过上固定块(12)安装在移动板(11)上，下导轨组(24)依次穿过滑块组一(14)下滑块通孔和滑块组二( 19)下滑块通孔，两端通过下固定块(16)安装在固定板(17)上；所述上连接基座(23)和下连接基座(22)分别通过螺栓安装在移动板(11)和固定板(17)上；所述X型剪式机构一(15)的一侧两个端点分别与上连接基座(23)和下连接基座(22)铰接，另一侧两个端点分别与滑块组一(14)上滑块和下滑块铰接；所述X型剪式机构二(20)的一侧两个端点分别与上连接基座(23)和下连接基座(22)铰接，另一侧两个端点分别与滑块组二(19)上滑块和下滑块铰接；利用手柄(5)转动双旋向丝杠(18)可带动滑块组一(14)和滑块组二( 19)向相反方向移动，进而升降移动板(11);所述固定板(17)通过螺栓安装在下底板(4)上； 所述内套筒(2)和外套筒(3)—端内外相套，另一端分别通过螺栓与上盖板(I)和下底板(4)连接； 所述隔振支座分别通过上盖板(I)和下底板(4)上的螺纹孔与隔振对象和基础连接。
2.根据权利要求1所述的刚度阻尼可调的永磁式磁流变隔振支座，其特征在于所述磁流变弹性体(6)和磁流变胶(10)均为磁流变材料，磁流变弹性体(6)的剪切储能模量和磁流变胶(10)的损耗因子通过外加磁场的强度实时控制；所述上盖板(1)、内套筒(2)和移动板(11)均为软磁性材料。
3.根据权利要求1所述的刚度阻尼可调的永磁式磁流变隔振支座，其特征在于，所述磁流变弹性体(6 )为圆筒状结构，所述上永磁体(7 )和下永磁体(8 )为圆柱体。
4.根据权利要求1所述的刚度阻尼可调的永磁式磁流变隔振支座，其特征在于，所述上永磁体(7)吸附在上盖板(I)底面的中央凹槽处，下永磁体(8)吸附在升降台移动板(11)上。
【专利摘要】本发明涉及一种刚度阻尼可调的永磁式磁流变隔振支座，由磁流变隔振器和升降台串联构成，属于结构振动控制领域。磁流变隔振器由上盖板、内套筒、磁流变弹性体、上永磁体、下永磁体、胶囊和磁流变胶构成；升降台由手柄、移动板、上固定块、上导轨组、滑块组一、X型剪式机构一、下固定块、固定板、双旋向丝杠、滑块组二、X型剪式机构二、轴承、下连接基座、上连接基座和下导轨组构成。上永磁体、磁流变弹性体和下永磁体构成刚度调节单元；上永磁体、磁流变胶和下永磁体构成阻尼调节单元。利用升降台改变上下永磁体间距，产生强度大小可调的磁场，进而实现隔振支座刚度和阻尼连续调节。本发明能够满足不同振动激励对隔振支座刚度和阻尼参数的要求，环境适应性强，具有结构紧凑、安装方便、成本低、参数调节连续、无需外部电源供电等优点。
【IPC分类】F16F9-53
【公开号】CN104534011
【申请号】CN201410756688
【发明人】浮洁, 李沛东, 余淼
【申请人】重庆大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月10日