CN104632985B - 无源压缩式自适应减振装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无源压缩式自适应减振装置，包括激振杆、第一滑块、第一连杆、第二滑块、第二连杆、磁流变弹性体、永磁铁、支架、底座、上夹具、下夹具、第三连杆、第三滑块和弹簧，第二连杆的顶端通过第二滑块与第一连杆的一端连接，所述第一连杆的另一端通过第一滑块与激振杆连接，激振杆的底部设置磁流变弹性体，第二连杆的底部通过第三滑块与第三连杆的一端连接，两个第三连杆之间设置下夹具，且第二连杆在底座内的底部上设置支架，所述上夹具通过支架设置在两个第二连杆之间，所述上夹具和下夹具之间设置永磁铁，且下夹具的底部设置弹簧。实现对结构或产品的自适应减振，具有结构简单、体积小，使用方便，成本相对便宜的优点。
Description
技术领域
本发明涉及减振技术领域，具体地，涉及一种无源压缩式自适应减振装置。
背景技术
目前，随着科学技术的进步，人类对结构与产品的振动控制要求越来越高。振动主动控制技术由于具有效果好适应性强的潜在优越性，很自然成为当前振动工程领域内的高新技术，然而现有的各种减振器，如伺服液压减振器、伺服气动减振器等，均存在结构大、重量重以及所需驱动功率大等缺点，限制了其工程应用场合。近年来新型智能材料的出现和发展，为设计研制新型减振器提供了有力工具。
磁流变弹性体(Magnetorheological Elastomer，MRE)是通过物理或化学等手段，将磁性颗粒散布于固态或者凝胶状的基体中，在外加磁场或零场环境中固化后形成的新型智能材料，具有磁场可控且可逆的机械特性（刚度和阻尼），并且响应速度非常快，显示出良好的磁控力学性能；其次具有制备工艺简单、价格低廉的特性。对于特定的磁流变弹性体材料，在一定范围内，随着外加磁场强度的增加，刚度与阻尼特性增强，反之亦然。根据这一特性磁流变弹性体广泛应用于各种自适应振动控制装置中，然而这些装置均采用励磁线圈提供外加可调控的磁场，整个装置具有较大的体积与重量，并且无法在没有额外电源的情形下实现自适应减振。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种无源压缩式自适应减振装置，实现在无需额外电源的情形下，对结构或产品的自适应减振，具有结构简单、体积小，使用方便，成本相对便宜的优点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种无源压缩式自适应减振装置，包括激振杆、第一滑块、第一连杆、第二滑块、第二连杆、磁流变弹性体、永磁铁、支架、底座、上夹具、下夹具、第三连杆、第三滑块和弹簧，所述第二连杆为两个，两个第二连杆底部均插装在底座内，第二连杆的顶端通过第二滑块与第一连杆的一端连接，所述第一连杆的另一端通过第一滑块与激振杆连接，所述激振杆的底部设置磁流变弹性体，且该磁流变弹性***于底座上面的外壁上，所述第二连杆的底部通过第三滑块与第三连杆的一端连接，所述第三连杆为两个，且两个第三连杆不相连，两个第三连杆之间设置下夹具，且第二连杆位于底座内的底部上设置支架，所述上夹具通过支架设置在两个第二连杆之间，所述上夹具和下夹具之间设置永磁铁，且下夹具的底部设置弹簧。
优选的，所述第一连杆和第三连杆上分别设置铰链，且铰链设置在铰链支座上，所述下夹具和第三连杆的接触点与第二连杆的中心处设置铰链支座，该铰链支座保持第二连杆、永磁铁和夹持装置的移动距离相等，夹持装置包括上夹具和下夹具。
优选的，设置在第一连杆底部的铰链支座靠近激振杆，设置在第一连杆底部的铰链支座通过激振杆微小的振动引起第二连杆较大的移动位移，促使永磁铁产生较大的移动。
优选的，所述外界作用下，所述激振杆向下运动带动第一滑块向下运动，从而带动第一连杆靠近激振杆的一端向下运动，在铰链支座作用下，第一连杆的另一端向上运动，通过连接于第二连杆的第二滑块带动第二连杆同步向上运动，从而通过连接于第二连杆上的支架带动永磁铁及其夹持装置向上运动，所述夹持装置包括上夹具和下夹具；当激振杆向上运动时，第一连杆靠近激振杆的一端向上运动，从而引起第二连杆向下运动，通过连接于第二连杆上的第三滑块，使第三连杆与下夹具接触的地方向上运动；实现永磁铁向靠近磁流变弹性体的方向移动。
本发明的技术方案具有以下有益效果：
本发明的技术方案，将外加激励的振动与永磁铁的移动通过连杆组件联系起来，利用永磁铁表面磁场强度随表面距离间的变化关系，通过外加激励带动永磁铁同步振动，实现磁流变弹性体周围磁场的实时变化。达到了在无需额外外加电源的情形下，实现对结构或产品自适应减振的目的。
同时该装置利用杠杆的位移放大作用，即第一连杆的铰链支座偏离中心靠近激振杆，实现激振杆微小的振动引起第二连杆较大的移动位移，继而促使永磁铁产生较大的移动。激振杆与磁铁连接部分为杠杆之间的刚性连接，使得外界振动频率与磁铁的振动频率一致，实现磁流变弹性体刚度与阻尼的自适应调节。因无需额外外加电源及控制***，从而具有结构简单、体积小，使用方便，成本相对便宜的特点。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例所述的无源压缩式自适应减振装置的结构示意图；
图2为图1所示的无源压缩式自适应减振装置的俯视结构示意图。
结合附图，本发明实施例中附图标记如下：
1-激振杆；2-第一滑块；3-第一连杆；4-第二滑块；5-第二连杆；6-磁流变弹性体；7-上夹具；8-下夹具；9-弹簧；10-永磁铁；11-支架；12-第三连杆；13-第三滑块；14-底座；15-铰链支座；16-铰链。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种无源压缩式自适应减振装置，包括激振杆1、第一滑块2、第一连杆3、第二滑块4、第二连杆5、磁流变弹性体6、永磁铁10、支架11、底座14、上夹具7、下夹具8、第三连杆12、第三滑块13和弹簧9，第二连杆5为两个，两个第二连杆5底部均插装在底座14内，第二连杆5的顶端通过第二滑块4与第一连杆3的一端连接，第一连杆3的另一端通过第一滑块2与激振杆1连接，激振杆1的底部设置磁流变弹性体6，且该磁流变弹性体6位于底座14上面的外壁上，第二连杆5的底部通过第三滑块13与第三连杆12的一端连接，第三连杆12为两个，且两个第三连杆12不相连，两个第三连杆12之间设置下夹具8，且第二连杆5位于底座14内的底部上设置支架11，上夹具7通过支架11设置在两个第二连杆5之间，上夹具7和下夹具8之间设置永磁铁10，且下夹具8的底部设置弹簧9。上夹具7和下夹具8组成夹持装置。
其中，第一连杆3和第三连杆12上分别设置铰链16，且铰链16设置在铰链支座15上下夹具8和第三连杆12的接触点与第二连杆5的中心处设置铰链支座15，该铰链支座15保持第二连杆5、永磁铁10和夹持装置的移动距离相等。
如图2所示，设置在第一连杆3底部的铰链支座15靠近激振杆1，通过设置在第一连杆3底部的铰链支座15作用，激振杆1微小的振动引起第二连杆5较大的移动位移，进而促使永磁铁10产生较大的移动。第一连杆3为两个，每个第一连杆3均通过第一滑块2设置在激振杆1的一侧，两个第一连杆3设置在激振杆1相对的两侧。
该装置通过连杆组件将外加激励的运动与永磁铁10的移动联系起来，实现了在外界振动激励下，磁流变弹性体6周围磁场随着振动幅度与频率发生变化，继而实现对结构或产品的自适应减振，可应用于多领域内大型以及微小型减振结构中，并且不受电源的限制，使用方便。当外界振动使激振杆1向上或向下运动时，永磁铁10均向上运动，并且振幅越大，永磁铁10越靠近磁流变弹性体6，进而实现磁流变弹性体6机械特性的自适应调整。激振杆1在外界作用下，拉伸或压缩粘结其上的磁流变弹性体6，同时引起第一滑块2上下振动。激振杆1向下运动带动第一滑块2向下运动，从而带动第一连杆3靠近激振杆1的一端向下运动，在固定机架上铰链支座15作用下，第一连杆3的另一端向上运动，通过连接于第二连杆5的第二滑块4带动第二连杆5同步向上运动，从而通过连接于第二连杆5上的支架11带动永磁铁10及其夹持装置向上运动；当激振杆1向上运动时，第一连杆3靠近激振杆1端向上运动，从而引起第二连杆5向下运动，通过连接于第二连杆5上的第三滑块13，使第三连杆12与下夹具8接触的地方向上运动。实现无论激振杆1的向上还是向下振动，均可以实现永磁铁10向靠近磁流变弹性体6的方向移动，如果外界振动增强，激振杆1较大的振动幅度带动永磁铁10有较大移动，进而作用于磁流变弹性体6上的磁场强度增加，磁流变弹性体6的刚度与阻尼性能也随之增强，对外界振动的抑制作用也随之增大，使得该减震装置具有自适应的特征。
激振杆1、第一滑块2、第一连杆3、第二滑块4、第二连杆5、支架11、底座14、上夹具7、下夹具8、第三连杆12、第三滑块13和弹簧9均采用非导磁材料。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种无源压缩式自适应减振装置，其特征在于，包括激振杆、第一滑块、第一连杆、第二滑块、第二连杆、磁流变弹性体、永磁铁、支架、底座、上夹具、下夹具、第三连杆、第三滑块和弹簧，所述第二连杆为两个，两个第二连杆底部均插装在底座内，第二连杆的顶端通过第二滑块与第一连杆的一端连接，所述第一连杆的另一端通过第一滑块与激振杆连接，所述激振杆的底部设置磁流变弹性体，且该磁流变弹性***于底座上面的外壁上，所述第二连杆的底部通过第三滑块与第三连杆的一端连接，所述第三连杆为两个，且两个第三连杆不相连，两个第三连杆之间设置下夹具，且第二连杆位于底座内的底部上设置支架，所述上夹具通过支架设置在两个第二连杆之间，所述上夹具和下夹具之间设置永磁铁，且下夹具的底部设置弹簧。
2.根据权利要求1所述的无源压缩式自适应减振装置，其特征在于， 所述第一连杆和第三连杆上分别设置铰链，且铰链设置在铰链支座上，所述下夹具和第三连杆的接触点与第二连杆的中心处设置铰链支座。
3.根据权利要求1或2所述的无源压缩式自适应减振装置，其特征在于，设置在第一连杆底部的铰链支座靠近激振杆，设置在第一连杆底部的铰链支座通过激振杆微小的振动引起第二连杆较大的移动位移，促使永磁铁产生较大的移动。
4.根据权利要求3所述的无源压缩式自适应减振装置，其特征在于，外界作用下，所述激振杆向下运动带动第一滑块向下运动，从而带动第一连杆靠近激振杆的一端向下运动，在铰链支座作用下，第一连杆的另一端向上运动，通过连接于第二连杆的第二滑块带动第二连杆同步向上运动，从而通过连接于第二连杆上的支架带动永磁铁及其夹持装置向上运动，所述夹持装置包括上夹具和下夹具；当激振杆向上运动时，第一连杆靠近激振杆的一端向上运动，从而引起第二连杆向下运动，通过连接于第二连杆上的第三滑块，使第三连杆与下夹具接触的地方向上运动；实现永磁铁向靠近磁流变弹性体的方向移动。
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