CN106712375B - 一种作动器悬挂装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种作动器悬挂装置，包括底座、上端盖、活动部件以及驱动部件，活动部件分别设有穿接部件、支撑部件及导向部件，支撑部件采用板式复合弹簧，板式复合弹簧包括连接板、连接衬套以及橡胶板，连接板和连接衬套为金属材质，连接板设有中部通孔，连接衬套同轴设置在中部通孔中，橡胶板硫化成型于连接板的内侧边和连接衬套的外壁之间，连接板与底座连接，连接衬套与穿接部件连接，连接衬套与橡胶板悬空设置。由于橡胶材料可实现低动态刚度高静态刚度，因此提高了作动器悬挂装置的轴向刚度，由于其轴向刚度高，因此，可只在底座与活动部件之间设置支撑部件，因此，其轴向高度在一定程度上缩减，提高了其安装适应性。

Description

一种作动器悬挂装置

技术领域

本发明涉及主动减振领域，具体涉及一种作动器悬挂装置。

背景技术

在人们现实生活中会遇到各种振动与噪声，由于机械传动、电场感应、自然界影响等都会造成设备的振动，而振动又会产生各种噪声，会对设备的安全性和环境的舒适性造成破坏。为了减小振动和降低噪声，在设备上采取了隔震和避震的方法来降低振动量级，而通常隔震和避震的目的是为了减小振动幅值，从而达到降低噪声的目的，简称减振降噪。

目前减振分为被动减振和主动减振，被动减振是利用材料的阻尼特性来实现，是一种开环形式，减振效果的好坏由材料的结构和特性来决定，通常对高频的振动比较有效，对300Hz以下的中低频减振效果不明显；主动减振是利用作用力与反作用力的原理来实现减振的，通过采集振动源、运算、发出指令、施加反向力来实现减振，是一个闭环控制过程，对全频段都有效果，特别是对低频段减振效果比较明显，可弥补被动减振的不足。在主动减振***中产生反作用力的部件称为作动器，作动器是减振***中的关键部件，它的性能优劣直接影响到减振***的效果。

参见图1，为改进前的作动器悬挂装置，包括底座110、上端盖120、活动部件210、支撑部件220、导向部件230以及驱动部件300，支撑部件220沿竖直方向弹性支撑活动部件210，导向部件230沿竖直方向导向活动部件210，活动部件210通过支撑部件220传力至底座110上，驱动部件300传力至底座110上。其中，活动部件210构成一磁路***，同步产生驱动驱动部件300振动的作用力和驱动其自身振动的反作用力，支撑部件220采用四组螺旋弹簧，四组螺旋弹簧分别支撑连接于活动部件210与底座110和上端盖120之间，导向部件230采用导向轴，导向轴的下端通过螺栓与底座110连接，导向轴的上端通过螺栓与上端盖120连接，驱动部件300采用线圈组件，包括驱动线圈和不锈钢的线圈骨架。

作动器的底座110安装到控制机械上，作动器的驱动线圈连接外部的功率放大器，功率放大器输出电流到驱动线圈，当驱动线圈中通有交变电流时，电磁作用对驱动线圈产生电磁力，因为驱动线圈固定在线圈骨架，因此电磁力通过线圈骨架传递到底座110，同时驱动线圈会对活动部件210产生反作用力，使活动部件210产生往复运动，往复运动会使支撑部件220产生回复力传递到底座110，两个力的合力即为输出力，需要同时使用4组螺旋弹簧，一致性难以得到非常可靠地保证，而且占用空间大，低频时易产生噪音，因此开发出一种结构紧凑、轴向刚度高并且寿命长的作动器来提高减振***的减振效率很有必要。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供作动器悬挂装置，其支撑部件采用板式复合弹簧，并且近设置在底座与活动部件之间，作动器结构紧凑、轴向刚度高。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种作动器悬挂装置，包括底座、上端盖、活动部件以及驱动部件，所述活动部件分别设有穿接部件、支撑部件以及导向部件，所述穿接部件沿竖直方向依次连接所述活动部件的各组件，所述支撑部件沿竖直方向弹性支撑所述活动部件，所述导向部件沿竖直方向导向所述活动部件，所述活动部件通过所述支撑部件传力至所述底座上，所述驱动部件传力至所述底座上，所述活动部件构成一闭合磁路***，以同步产生驱动所述驱动部件振动的作用力和驱动其自身振动的反作用力，所述支撑部件采用板式复合弹簧，所述板式复合弹簧包括连接板、连接衬套以及橡胶板，所述连接板和所述连接衬套为金属材质，所述连接板设有中部通孔，所述连接衬套同轴设置在所述中部通孔中，所述橡胶板硫化成型于所述连接板的内侧边和所述连接衬套的外壁之间，所述连接板与所述底座连接，所述连接衬套与所述穿接部件连接，所述连接衬套与所述橡胶板悬空设置。

进一步的，所述穿接部件采用第一螺栓，所述第一螺栓的下端设有螺纹内孔，所述连接衬套设有连接孔，所述连接孔中穿设有可相对其转动的第二螺栓，所述第二螺栓穿过所述连接孔连后与所述螺纹内孔固定连接。

进一步的，所述连接衬套的上端高出所述橡胶板的上端的距离与所述活动部件的振动行程相匹配。

进一步的，所述底座部分向上延伸形成一环形凸台，所述连接板与所述环形凸台连接。

进一步的，所述底座设有安装孔，所述连接衬套沿竖直方向投影于所述安装孔中。

进一步的，所述橡胶板包括沿径向自内而外依次设置的内缘部分、中间部分以及外缘部分，所述内缘部分的厚度与所述连接衬套相匹配，所述中间部分的厚度小于所述外缘部分的厚度，且二者均远大于所述连接板的厚度。

进一步的，所述活动部件包括磁缸、设置在所述磁缸中的永磁体、设置在所述磁缸和所述永磁体上侧位置的固定板、设置在所述永磁体与所述固定板之间的上轭铁以及设置在所述永磁体下侧的下轭铁，所述固定板、所述上轭铁、所述永磁体以及所述下轭铁通过第一螺栓穿接，所述连接衬套设于所述下轭铁下侧并设有光孔，所述光孔中穿设一第二螺栓，所述第二螺栓穿过所述光孔后与所述第一螺栓螺纹连接，所述固定板与所述磁缸通过第三螺栓固定连接，所述驱动部件分别设置在所述上，下轭铁与所述磁缸之间形成的上，下气隙中，包括线圈骨架和驱动线圈，所述线圈骨架与所述底座相对固定，所述驱动线圈缠绕在所述线圈骨架上。

进一步的，所述底座部分向上延伸形成筒形支架，所述筒形支架作为所述线圈骨架。

进一步的，所述活动部件与所述上端盖之间的空间略大于所述活动部件的振动行程。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

(1)本发明通过在作动器中采用板式复合弹簧作为支撑部件，板式复合弹簧采用橡胶作为减振主体平板式减震器可以隐藏在驱动线圈里面，它结构紧凑，能有效的利用空间，最终可以减小作动器25％的体积；

(2)本发明中的板式复合弹簧的橡胶材料弹性模量小，可以得到较大的弹性变形，容易实现理想的非线性特性，具有较高的内阻，对于突然冲击和高频振动的吸收有良好的效果，振幅比螺旋弹簧要小很多，振幅比较稳定，可实现低动态刚度和高静态刚度；

(3)本发明中的板式复合弹簧的橡胶传递声音的阻力要比金属大的多，所以减振隔音效果良好，工作的噪音小，共振领域小，使用寿命长，成本低，还有良好的耐寒性，优良的气密性，防水性，电绝缘性等；

(4)本发明通过在连接衬套开设连接孔，连接孔中穿设有可相对其转动的第二螺栓，第二螺栓与穿接部件连接，第二螺栓不会对连接衬套产生扭力，连接衬套不会对其外侧的橡胶板产生扭力，防止橡胶板受连接衬套的扭力后涨裂开，且作动器结构更加紧凑；

(5)本发明中连接衬套的上端高出橡胶板的上端的距离与活动部件的行程相匹配，在活动部件振动时其不会碰触到橡胶；

(6)本发明中的底座部分向上延伸形成一环形凸台，连接板与环形凸台固定连接，使得橡胶板为悬空状态，进一步达到缓冲的目的。

(7)本发明在底座设有安装孔，连接衬套沿竖直方向投影于安装孔中，一方面方便了第二螺栓的拆装，另一方面保证了连接衬套一直处于悬空状态。

附图说明

图1为现有技术中的作动器悬挂装置的结构示意图；

图2为本发明公开的作动器悬挂装置的结构示意图；

图3为本发明公开的支撑部件的主视图；

图4为本发明公开的支撑部件的俯视图。

其中，110、底座；120、上端盖；210、活动部件；220、支撑部件230、导向部件；300、驱动部件；11、底座；12、上端盖；13、环形凸台；14、安装孔；20、活动部件21、磁缸；22、永磁体；23、固定板；24、上轭铁；25、下轭铁；26、第一螺栓；30、驱动部件；31、线圈骨架；32、驱动线圈；41、连接板；42、连接衬套；43、橡胶板；44、第二螺栓。

实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下为用于说明本发明的一较佳实施例，但不用来限制本发明的范围。

参见图2至图4，如其中的图例所示：

一种作动器悬挂装置，包括底座11、上端盖12、活动部件以及驱动部件，

上述活动部件包括磁缸21、设置在磁缸21中的永磁体22、设置在磁缸21和永磁体22上侧位置的固定板23、设置在永磁体22与固定板23之间的上轭铁24以及设置在永磁体22下侧的下轭铁25，固定板23、上轭铁24、永磁体22以及下轭铁25通过第一螺栓26穿接，第一螺栓26的下端设有螺纹内孔，固定板23与磁缸21通过第三螺栓连接；

上述驱动部件包括线圈骨架31和驱动线圈32，线圈骨架31与底座11相对固定，驱动线圈32缠绕在线圈骨架31上，驱动部件分别设置在上，下轭铁24,25与磁缸21之间形成的上，下气隙中。

上述活动部件构成一闭合磁路***，以同步产生驱动驱动部件振动的作用力和驱动其自身振动的反作用力。

上述活动部件还分别设有支撑部件和导向部件，支撑部件沿竖直方向弹性支撑活动部件，导向部件沿竖直方向导向所述活动部件，活动部件通过支撑部件传力至底座11上，驱动部件传力至底座11上。

支撑部件采用板式复合弹簧，该板式复合弹簧包括连接板41、连接衬套42以及橡胶板43，连接板41和连接衬套42为金属材质，连接板41设有中部通孔，连接衬套42同轴设置在中部通孔中，橡胶板43硫化成型于连接板41的内侧边和连接衬套42的外壁之间，连接板41与底座11相对固定，连接衬套42设于下轭铁25下侧并设有光孔，光孔中穿设一第二螺栓44，第二螺栓44穿过光孔后与第一螺栓26的螺纹内孔固定连接。

导向部件包括导向轴51，导向轴51的下端与底座11连接，导向轴51的上端与上端盖12连接，导向轴51上套设安装有直线轴承52，直线轴承52的内圈与导向轴51相对固定，直线轴承52的外圈与活动部件相对固定。

活动部件与上端盖12之间的空间略大于活动部件的振动行程。

橡胶材料可实现低动态刚度高静态刚度，因此提高了作动器悬挂装置的轴向刚度，由于其轴向刚度高，因此，可只在底座与活动部件之间设置支撑部件，因此，其轴向高度在一定程度上缩减，提高了其安装适应性。

作动器通过底座11安装到控制机械上。作动器的磁路原理为：永磁体22→上轭铁24→气隙→磁缸21→气隙→下轭铁25→永磁体22，这样就构成了一个封闭的磁路。当驱动线圈32中通有交变电流时，电磁作用对驱动线圈32产生电磁力，因为驱动线圈32固定在不锈钢线圈骨架31，因此电磁力通过不锈钢线圈骨架31传递到底座11，同时驱动线圈32交变切割磁力线使活动部件往复运动，往复运动会使橡胶支撑产生回复力传递到底座11，两个力的合力即为输出力。

一种实施方式中，连接衬套42的上端高出橡胶板43的上端的距离与上述活动部件的振动行程相匹配，在活动部件振动时其不会碰触到橡胶，达到缓冲的目的。

一种实施方式中，底座11部分向上延伸形成一环形凸台13，连接板41与环形凸台13固定连接，使得橡胶板为悬空状态，进一步达到缓冲的目的。

一种实施方式中，底座11设有安装孔14，连接衬套42沿竖直方向投影于安装孔14中，一方面方便了第二螺栓的拆装，另一方面保证了连接衬套一直处于悬空状态。

一种实施方式中，橡胶板43包括沿径向自内而外依次设置的内缘部分、中间部分以及外缘部分，内缘部分的厚度与连接衬套42相匹配，中间部分的厚度小于外缘部分的厚度，且二者均远大于连接板41的厚度，既可保证与连接板和连接衬套的连接刚度，同时保证形变量。

一种实施方式中，底座11部分向上延伸形成筒形支架，该筒形支架作为线圈骨架31。

以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种作动器悬挂装置，包括底座、上端盖、活动部件以及驱动部件，所述活动部件分别设有穿接部件、支撑部件以及导向部件，所述穿接部件沿竖直方向依次连接所述活动部件的各组件，所述支撑部件沿竖直方向弹性支撑所述活动部件，所述导向部件沿竖直方向导向所述活动部件，所述活动部件通过所述支撑部件传力至所述底座上，所述驱动部件传力至所述底座上，所述活动部件构成一闭合磁路***，以同步产生驱动所述驱动部件振动的作用力和驱动其自身振动的反作用力，其特征在于，所述支撑部件采用板式复合弹簧，所述板式复合弹簧包括连接板、连接衬套以及橡胶板，所述连接板和所述连接衬套为金属材质，所述连接板设有中部通孔，所述连接衬套同轴设置在所述中部通孔中，所述橡胶板硫化成型于所述连接板的内侧边和所述连接衬套的外壁之间，所述连接板与所述底座连接，所述连接衬套与所述穿接部件连接，所述连接衬套与所述橡胶板悬空设置；所述穿接部件采用第一螺栓，所述第一螺栓的下端设有螺纹内孔，所述连接衬套设有连接孔，所述连接孔中穿设有可相对其转动的第二螺栓，所述第二螺栓穿过所述连接孔连后与所述螺纹内孔固定连接；所述底座部分向上延伸形成一环形凸台，所述连接板与所述环形凸台连接。

2.根据权利要求1所述的作动器悬挂装置，其特征在于，所述连接衬套的上端高出所述橡胶板的上端的距离与所述活动部件的振动行程相匹配。

3.根据权利要求1所述的作动器悬挂装置，其特征在于，所述底座设有安装孔，所述连接衬套沿竖直方向投影于所述安装孔中。

4.根据权利要求1所述的作动器悬挂装置，其特征在于，所述橡胶板包括沿径向自内而外依次设置的内缘部分、中间部分以及外缘部分，所述内缘部分的厚度与所述连接衬套相匹配，所述中间部分的厚度小于所述外缘部分的厚度，且二者均远大于所述连接板的厚度。

5.根据权利要求1所述的作动器悬挂装置，其特征在于，所述活动部件包括磁缸、设置在所述磁缸中的永磁体、设置在所述磁缸和所述永磁体上侧位置的固定板、设置在所述永磁体与所述固定板之间的上轭铁以及设置在所述永磁体下侧的下轭铁，所述固定板、所述上轭铁、所述永磁体以及所述下轭铁通过第一螺栓穿接，所述连接衬套设于所述下轭铁下侧并设有光孔，所述光孔中穿设一第二螺栓，所述第二螺栓穿过所述光孔后与所述第一螺栓螺纹连接，所述固定板与所述磁缸通过第三螺栓固定连接，所述驱动部件分别设置在所述上，下轭铁与所述磁缸之间形成的上，下气隙中，包括线圈骨架和驱动线圈，所述线圈骨架与所述底座相对固定，所述驱动线圈缠绕在所述线圈骨架上。

6.根据权利要求5所述的作动器悬挂装置，其特征在于，所述底座部分向上延伸形成筒形支架，所述筒形支架作为所述线圈骨架。

7.根据权利要求1所述的作动器悬挂装置，其特征在于，所述活动部件与所述上端盖之间的空间略大于所述活动部件的振动行程。