控制指令对空气弹簧、磁流变式阻尼器、惯性力发生器进行调节 从而实现使机械设备参数实时调控，实现对振动的衰减，使振动的负面效果降到最低，机械 设备能够始终保持在最佳运行状态，并且能够显著提高振动设备的精度以及使用寿命。 [0038] 4.利用电机来控制惯性力参数，可通过改变电学参数改变惯性力的大小。
[0039] 5.若在对于隔振要求不太高的情况下，还可以利用电机/发电机进行振动能量回 收，将机械设备振动产生的能量转化为电能，存放于超级电容中，可用来对传感器等电气设 备进行供电；同时，惯性力发生器缸筒还可以起到缓冲块作用，防止装置过载，保护隔振设 备正常运行。
【具体实施方式】
[0040] -种刚度阻尼及惯性力可控的隔振系统，包括隔振装置与控制模块；
[0041] 所述隔振装置中，包括空气弹簧1、惯性力发生器2、磁流变式阻尼器3;所述惯性力 发生器2置于空气弹簧1中；
[0042] 所述空气弹簧1与磁流变式阻尼器3并联;所述空气弹簧1 一端与振动机械设备4相 连接，空气弹簧1另一端与固定物5相连接;所述磁流变式阻尼器3-端与振动机械设备4相 连接，磁流变式阻尼器3另一端与固定物5相连接；
[0043] 所述空气弹簧1包括空气弹簧本体6与空气弹簧底座10;所述空气弹簧底座10置于 空气弹簧本体6下端中心且空气弹簧本体6与空气弹簧底座10为可拆卸密封连接；
[0044]所述惯性力发生器2包括惯性力发生器缸筒7与质量式齿条活塞杆8;所述惯性力 发生器缸筒7具有弹性;所述惯性力发生器缸筒7置于空气弹簧本体6内部且沿空气弹簧本 体6轴线左右对称;惯性力发生器缸筒7底部固定于空气弹簧底座10上;质量式齿条活塞杆8 轴向一端置于惯性力发生器缸筒7内部;质量式齿条活塞杆8轴向另一端置于空气弹簧底座 10内并与对称固定在空气弹簧底座10竖直圆柱面上的电机/发电机9输出轴上齿轮相啮合；
[0045] 所述控制模块中，包括信息采集模块11、计算机模块12及隔振设备控制模块13;所 述信息采集模块11包括各类传感器;所述采集模块11输出端与AD转换相连接;AD转换与计 算机模块12输入相连接;计算机模块12输出与隔振设备控制模块13相连接；
[0046] 所述信息采集模块11用于收集将传感器采集到的数据信号;并将采集到的数据信 号经AD转换传输给计算机模块12;
[0047]所述计算机模块12将经AD转换后的信息采集模块11采集到的数据进行分析处理， 从而输出控制指令给隔振设备控制模块13;
[0048] 所述隔振设备控制模块13将接收到的控制指令用于控制空气弹簧1、惯性力发生 器2与磁流变式阻尼器3的参数调节，从而实现机械设备能够始终保持在最佳运行状态。
[0049] 所述惯性力发生器缸筒7材质为橡胶。
[0050] 所述信息采集模块11为路况探测模块、计算机模块12为电子控制单元(ECU)、隔振 设备控制模块13为悬架控制模块；
[0051] 所述路况探测模块包括车速传感器、加速度传感器、方向盘转角传感器;悬架控制 模块包括弹簧调节器、阻尼力调节器和惯性力调节器；
[0052]所述路况探测模块将车速传感器、加速度传感器、方向盘转角传感器检测到车辆 行驶信息的信号经AD转换传输给电子控制单元(ECU)，电子控制单元(ECU)发出控制指令， 从而控制空气弹簧1、惯性力发生器2与磁流变式阻尼器3的工作，然后空气弹簧1、惯性力发 生器2与磁流变式阻尼器3的工作状况反馈给电子控制单元(E⑶），从而实现对工况的控制。 [0053] 一种刚度阻尼及惯性力可控的隔振系统的控制方法，包括如下步骤：
[0054]步骤1)信号采集模块11对力学信号、位移、速度、加速度等信号参数进行采集记 录，并经AD转换器转换为数字信号输入到计算机模块12;
[0055] 步骤2)计算机模块12对所采集的数据进行一系列处理之后，根据用户的隔振需求 给出最佳的控制策略；
[0056] 步骤3)若对于隔振要求很高，则计算机模块12通过计算给出最佳参数后发送至隔 振设备控制模块13,实现实时调节空气弹簧1、惯性力发生器2、磁流变式阻尼器3的参数，使 其一直保持在最佳的隔振状态，此时信号采集模块11继续工作，将采取控制策略后的隔振 表现效果反馈至计算机模块12,计算机模块12根据反馈情况对控制策略进行修正，使得系 统能够稳定、精确;若用户对于设备隔振要求不高，计算机模块12将会将隔振装置调节至能 量回收状态，隔振装置将振动所产生的能量转化为电能存储于超级电容中，当需要使用超 级电容中的能量时，可通过可控硅调节电路通断将超级电容中的能量用于给各类传感器和 电气设备供电。
[0057]下面结合附图【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并 不限于此。
[0058]如图1为本下面结合附图【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明，但本发明的 保护范围并不限于此。
[0059] 发明的隔振装置示意图，整个隔振设备包括空气弹簧1、惯性力发生器2、磁流变式 阻尼器3三个部分;将振动机械设备4与地面等固定物5连接起来，空气弹簧1提供可控弹性 力，惯性力发生器2提供可控惯性力，磁流变阻尼器3提供可控阻尼力，实现同时改变三个隔 振参数，使振动的负面效果降到最低，机械设备能够在最佳状态运行。
[0060] 空气弹簧采用膜式空气弹簧，其弹性特性曲线较为理想。空气弹簧通过上部的阀 门进行充放气，可以通过内部气压的变化来改变弹簧的刚度特性。
[0061] 惯性力发生器2为一材质较软的橡胶体衬套，内部有一质量式齿条活塞杆8,安装 于空气弹簧本体6内部，在空气弹簧1工作过程中，随着弹簧体积随振动的改变，将会带动惯 性力发生器内质量式齿条活塞杆运动，产生惯性效应。
[0062] 磁流变式阻尼器3为一内部充有磁流变液体(MR液体）的液压阻尼器，磁流变式阻 尼器3内设有电学线圈，当线圈内的电流增大，阻尼器内磁场就会增强，磁流变液流过节流 孔的阻力随之增大，使得磁流变式阻尼器3输出的阻尼力增大，反之，电流减小，阻尼力也减 小。因此通过对输入电流的调节，即可控制磁流变式阻尼器3阻尼力的大小。
[0063]如图2为弹性力及惯性力发生器的示意图，空气弹簧本体6内充满了压缩气体，可 以通过改变气体的压力调节空气弹簧1的刚度系数，惯性力发生器2置于空气弹簧本体6内 部，当空气弹簧本体6内部气体被压缩时，同时也将压缩惯性力发生器缸筒7,并带动质量式 齿条活塞杆8运动，惯性力由质量式齿条活塞杆8的运动产生，而电机/发电机9则可以控制 惯性力大小。在对于工作环境隔振要求不高的条件下，还可将电机/发电机作为发电设备进 行能量回收，将机械设备振动产生的能量转化为电能，存放于超级电容中，可用来对传感器 等电气设备进行供电。
[0064] 设空气弹簧本体6和惯性力发生器2截面积分别为Sr和Sr，质量式齿条活塞杆8质量 为m，由空气弹簧本体6以及惯性力发生器2的运动关系可得
[0065] (V2-vi) Sr =(va-vi)Sr (1)
[0066] 式中，νι为振动机械设备4的绝对速度，V2为固定物5的绝对速度，va为质量式齿条 活塞杆8的绝对速度。
[0067]理论计算时，将隔振装置作为理想设备考虑，从而忽略掉一些次要因素，比如较小 的滑动摩擦等因素。理想化之后的惯性力发生器满足 [0068] / ( V2 - VI) = mVa{ Va - Vl) ( 2 )
[0069] 由式（1)及式(2)可得
[0070]
[0071] 在通常情况下，SR/Sr远大于1，因此可近似的认为《^这一项的系数为S R/Sr，于是 式(3)可以变为
[0072]
[0073]进而可得惯性力发生器所产生的惯性力的惯质系数为
[0074]
[0075] 从式(5)中可以看出，可以通过改变空气弹簧本体6和惯性力发生器缸筒7截面积 或者给质量式齿条活塞杆8增加配重来设定惯性力发生器的初始值。
[0076] 图3为本发明电机作动以及能量回收控制电路，可以控制旋转电机工作模式，及根 据隔振性能要求进行隔振与蓄能的模式切换。具体控制策略见下面表1
[0077] 表1工作模式切换策略
[0078]
[0079] 图3中，L为一电感，K1、K2为两个二极管开关，D为二极管，IGBT是绝缘栅双极型晶 体管，是由BJT(双极型三极管)和M0S(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功 率半导体器件，兼有M0SFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点