在电磁作动器2和下盖板7之间。抗冲击弹簧18可以用橡胶、绝缘酯等抗冲击弹性材料代替。
[0032]图6、7、8、9分别显示了用两根、三根、四根、五根抗冲击弹簧四种情况下的抗冲击弹簧的安装分布情况，如果数量更加，以此类推，同时抗冲击弹簧也可安装在电磁作动器2与下盖板7之间。
[0033]抗冲击弹簧18通过上下座19、20固定，并有一定预压。预压缩位移为X1,其有效抗冲击位移为x2，且Xi+X2〈Xs，其中XsS弹簧有效压缩行程。X工与X 2由抗冲击位移与弹簧有效行程共同决定。衔铁8通过螺栓与下座20或气囊上盖板5相连，因此在衔铁8不与柔性导磁橡胶21接触时，电磁作动器的输出力稳定地传递到气囊上盖板5上。当被支撑机械设备发生倾斜、摇摆或遭遇冲击载荷时，电磁作动器的衔铁8有可能与电磁作动器的永磁体14上的柔性导磁橡胶21发生碰撞，此时抗冲击弹簧被压缩，起缓冲作用，柔性导磁橡胶21可同样增强其抗冲击能力。
[0034]所述的电磁作动器2电磁磁路方向根据右手定则确定，线圈15绕制方向确定后，电磁磁路方向由电流方向决定。当电磁磁路与永磁磁路方向相同时，气隙17中的磁场增大，铁芯9与衔铁8之间的吸引力增大，反之则气隙17中的磁场减小，铁芯9与衔铁8之间的吸引力减小，因此给线圈15输入交变电流即可驱动电磁作动器2产生交变输出力，从而完成线谱振动控制的任务。
[0035]所述的电磁作动器2的铁芯9和衔铁8材料为硅钢，为了降低涡流损耗，铁芯9和衔铁8采用厚0.35mm的娃钢片叠压而成；永磁体14由铷铁硼材料构成。
[0036]本发明的气囊隔振器可以是囊式气囊隔振器I (见图1)或膜式气囊隔振器24(见图3)，其中膜式气囊隔振器24由弹性囊体25及与囊体连成整体的活塞形上盖板22和壳体形下盖板23组成，气囊隔振器下盖板23开有气孔10和线孔11，气密封插座3焊接在气囊隔振器下盖板23的线孔11外端口上。
[0037]参照图10、11、12，本发明的加速度传感器4、温度传感器二、一 12,13的输出端及电磁作动器2的线圈15通过导线与气密封插座3连接，然后经由插头和导线，将抗冲击主被动混合隔振器中的加速度传感器4和温度传感器12信号与控制器联接，并将作动器线圈15与功率放大器连接，功率放大器与控制器连接。
[0038]所述的控制器为本领域常用的控制器，控制器检测加速度传感器4所测得的下盖板7的振动信号，根据自适应控制算法产生输出信号，通过所述的功率放大器驱动电磁作动器2，进而实现线谱振动控制。
[0039]本发明可用散热片16提高作动器散热效率。散热片16由高导热率金属栅片构成，一端围绕作动器的铁芯9和线圈15，另一端紧贴气囊隔振器下盖板7。也可以用热管26来替代散热片16。
[0040]本发明的工作原理为:
[0041]本发明安装在设备和基座之间，气囊隔振器上盖板5与被隔振设备相连，而下盖板7与基座相连。
[0042]本发明采用了并联混合隔振模式，电磁作动器2具有无接触特性不会造成振动短路传递，因此充分发挥了气囊隔振器I的隔振效果，具有优良的宽频隔振效果，所需的主动控制力较低，并且当机械设备发生倾斜、摇摆或冲击时，并联安装在作动器和气囊盖板间的弹簧可以起到缓冲作用。弹簧的总刚度是所有弹簧刚度的和并且等于k2，且其大小满足k2〈ka，其中ka为作动器的刚度。本发明由气囊隔振器I支撑设备载荷，电磁作动器2无需提供静态支撑力，比起其他类型作动器常用的串联隔振模式，具有更小的功耗和更高的可靠性。
[0043]将电磁作动器2集成到气囊隔振器I中，可以使结构紧凑；电磁作动器线圈15通电产生的热量通过散热片16、铁芯9和衔铁8传递到气囊隔振器I的金属盖板5，7上，然后通过被隔振设备机脚和基座迅速发散到外界空气中。铁芯9底部和线圈15内侧分别埋置了温度传感器12、13，实时监控气囊隔振器下盖板7附近和作动器线圈15的温度，确保系统安全可靠地工作。
[0044]气囊隔振器下盖板7有气孔10，可以由姿态控制系统控制充放气，针对设备重心和载荷的变化进行适应性调整，保证隔振装置的整体姿态平衡，并将作动器衔铁8与铁芯9之间的气隙17保持在适当范围。气囊下盖板7上开有线孔11，温度传感器12、13的信号输出端以及电磁作动器2的供电线均可从该孔引出。线孔11处使用气密封插头3，保证气囊隔振器I的气密性。
[0045]加速度传感器4输出与设备基座振动有关的信号，提供给控制器，控制器产生相应的信号，改变电磁作动器线圈15的电流，使电磁作动器2输出相应的交变力，抵消设备基座的线谱振动。因此该主被动混合隔振器可以实现宽频振动和低频线谱振动的同步有效控制，同时能防止冲击造成作动器结构损坏。
【主权项】
1.一种抗冲击型主被动混合隔振器，其特征在于电磁作动器、抗冲击弹簧安装于囊式气囊隔振器内，抗冲击弹簧装在气囊上盖板和上座之间或装在电磁作动器和下盖板之间；下盖板上开有气孔、线孔，气孔、线孔的一端开口在下盖板的外侧面，另一端开口在下盖板处于弹性囊体内的上表面，气密封插座焊接在线孔外端口 ； 所述电磁作动器的铁芯上置有永磁体，永磁体上有柔性导磁橡胶，铁芯外缠绕线圈，衔铁固定在下座上；衔铁与永磁体间留有气隙，气隙中填充柔性导磁橡胶； 散热片一端围绕电磁作动器的铁芯和线圈，另一端紧贴囊式气囊隔振器的下盖板，温度传感器二、加速度传感器在电磁作动器铁芯的底部和线圈内，温度传感器一在线圈内侧；加速度传感器安装于囊式气囊隔振器内侧。2.根据权利要求1所述的一种抗冲击型主被动混合隔振器，其特征在于抗冲击作用是通过抗冲击弹簧(18)和柔性导磁橡胶(21)实现，其中抗冲击弹簧(18)为一根、两根或多根，多根抗冲击弹簧以相隔一定的角度的方式通过上座(19)、下座(20)固定安装在作动器衔铁⑶和上盖板(5)之间，或安装在电磁作动器(2)和下盖板(7)之间。3.根据权利要求1所述的一种抗冲击型主被动混合隔振器，其特征在于电磁作动器(2)的铁芯(9)是山字型叠片固定而成，衔铁(8)是一字型叠片固定而成，衔铁两侧的永磁体与中柱的永磁体(14)磁极方向相反，形成左右两个闭合的永磁磁路；线圈(15)绕在山字型铁芯的中柱上，占满铁芯槽宽；线圈中通过电流时，也会形成左右两个闭合的电磁磁路。4.根据权利要求1所述的一种抗冲击型主被动混合隔振器，其特征在于抗冲击弹簧(18)用橡胶、绝缘酯抗冲击弹性材料代替。5.根据权利要求1所述的一种抗冲击型主被动混合隔振器，其特征在于气囊隔振器可以是囊式气囊隔振器(I)或膜式气囊隔振器(24)，其中膜式气囊隔振器(24)由弹性囊体(25)及与囊体连成整体的活塞形上盖板(22)和壳体形下盖板(23)组成，气囊隔振器下盖板(7)开有气孔(10)和线孔(11)，气密封插座(3)焊接在气囊隔振器下盖板(7)的线孔(11)上。6.根据权利要求1所述的一种抗冲击型主被动混合隔振器，其特征在于，散热片(16)由高导热率金属栅片构成，散热片(16)用热管(26)来替代。7.根据权利要求1所述的一种抗冲击型主被动混合隔振器，其特征在于，铁芯(9)和衔铁(8)采用厚0.35mm的硅钢片叠压而成；永磁体(14)由铷铁硼材料构成。
【专利摘要】本发明公开一种抗冲击型主被动混合隔振器，包括气囊隔振器、电磁作动器、抗冲击弹簧、气囊上、下座，气囊上、下盖板，柔性导磁橡胶、永磁体、散热片及温度、加速度传感器，其中电磁作动器、抗冲击弹簧安装于气囊隔振器内，电磁作动器包括衔铁、铁芯、置于铁芯上的永磁体、置于永磁体上的柔性导磁橡胶、缠绕在铁芯上的线圈，衔铁固定在下座上，抗冲击弹簧装在气囊上盖板和上座之间或装在电磁作动器和下盖板之间。散热片端围绕作动器的铁芯和线圈，另一端紧贴气囊隔振器下盖板，气囊隔振器内装温度传感器、加速度传感器。本发明抗冲击性能好，可靠性高，能耗少、成本低、占用空间小，可用于工业、民用，特别是舰船领域机械设备、系统的高效隔振。
【IPC分类】F16F15/023, F16F15/03
【公开号】CN104930113
【申请号】CN201510256531
【发明人】帅长庚, 李彦, 马建国, 倪圆
【申请人】中国人民解放军海军工程大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年5月18日