CN108445924A - 一种主动避震装置及主动避震脚钉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主动避震装置以及主动避震脚钉，其中，主动避震装置包括动芯以及按一定方向围绕设置在所述动芯外部的线圈，在围绕设置线圈的动芯的侧面和底部半包围设置有一壳体；所述主动避震装置包括一压敏传感器，所述压敏传感器和所述线圈均与一控制芯片连接，所述控制芯片用于接收压敏传感器信息，并根据压力大小控制所述线圈中的电流大小，从而驱动所述动芯运动抵消所述动芯振动。主动避震脚钉包括外部壳体和壳体的内部连通的上层与下层两部分，主动避震装置设置在上层，主控芯片设置在下层，上层和下层之间有用于导线通过的通孔，线圈电源可通过一组电池提供，通过升压电路提高线圈中的电压。

Description

一种主动避震装置及主动避震脚钉

技术领域

本发明涉及一种避震装置，尤其涉及一种主动避震装置及脚钉。

背景技术

许多科学仪器、工业设备、家用电器、影像设备等装置中，由于其中的一些特殊模块的存在(如变压器模块)，不可避免的会带来振动，这些振动轻则导致设备精度下降、噪声等问题，重则导致设备使用寿命大幅度下降或突然损坏，现有的避震方案大多属于被动避震，即只是依靠材料本身的吸震性能以及力学结构设计缓解设备的振动状况，但这种被动避震效果有限，若要保证达到理想避震效果，则需使用更昂贵的材料，额外增加成本。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种主动避震装置及主动避震脚钉，本方案在现有的被动避震设计基础上引入磁流体材料，利用其在外部磁场下受力的特性，对设备进行主动避震。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：包括动芯以及按一定方向围绕设置在所述动芯外部的线圈，在围绕线圈的所述动芯的侧面和底部半包围设置有壳体；所述主动避震装置包括一压敏传感器，所述压敏传感器与所述线圈均与一控制芯片连接，所述控制芯片用于接收压敏传感器的信息，并根据压力控制所述线圈中的电流大小，从而驱动所述动芯运动抵消所述动芯振动。

在一些具体实施例中，所述动芯包括封装体以及设置在所述封装体外部的限位罩，所述封装体的内部密封设置有磁流体。

在一些具体实施例中，所述封装体的底部为开口结构，且所述限位罩与所述封装体之间可相对滑动，所述限位罩与所述封装体之间设置有限位结构，所述限位结构用于控制所述封装体的运动幅度。

在一些具体实施例中，所述限位罩的侧壁设置有限位凹槽，所述封装体的外壁设置有与所述限位凹槽相匹配限位凸起，所述封装体内的磁流体在线圈的驱动下进行往复运动，所述限位罩用于控制所述封装体的运动幅度。

在一些具体实施例中，所述压敏传感器设置在所述封装体与所述限位罩端面的接触面上，所述封装体所承受的压力施加在所述压敏传感器上。

在一些具体实施例中，所述动芯包括封装体以及设置在所述封装体外部的限位罩，所述封装体为一永磁体，所述封装体在所述线圈的驱动下在所述限位罩内轴向运动。

在一些具体实施例中，所述压敏传感器设置在所述封装体的底部，用于监测所述封装体所受压力。

本方案还提供一种主动避震脚钉，包括脚钉外壳以及设置在所述脚钉外壳内部的如权利要求1至7所述的主动避震装置，所述脚钉内部包括连通设置的上层空间以及下层空间，所述，围绕线圈的动芯设置在所述上层空间中，所述控制芯片设置在所述下层空间。

通过采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下有益效果：

(1)本发明采用磁流体作为传力媒介，根据单片机接收到的压敏传感器的数据，形成一套反馈***，当封装体在振动过程中会对压力传感器进行施压，控制芯片根据压力大小调整线圈内的电流，从而改变线圈的磁场，封装体内的磁流体受到磁场作用发生形变，从而抵消振动幅度，实现主动避震的目的。

(2)本方案中的封装体采用永磁体，永磁体在线圈磁场的作用下受力运动，可有效抵抗封装体的振动，实现装置的主动避震效果。

(3)本方案采用磁流体作为传力介质，因其特有的流动性特点，在实际使用过程中能适应大部分不规则结构处，且因为采用流体介质，使力向四周传导，分担底部的压力，进一步减小振动幅度。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明实施例中磁流体受力情况随磁场强度变化曲线；

标号说明

1‐封装体；2‐限位罩；3‐壳体；1.1‐限位凸起；2.1‐限位凹槽。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明提供一种主动避震装置，包括动芯、围绕设置在动芯外部的线圈、压力传感器以及一控制芯片，线圈与压力传感器分别连接在控制芯片上，控制芯片根据压力传感器获取的压力信息控制线圈内的电流大小，从而改变线圈内磁场强度，进而驱动线圈内部的动芯运动，抵消振动产生的影响。

动芯包括封装体1以及设置在封装体1外的限位罩2，封装体1的底部为开口结构，封装体1与限位罩2之间为密封结构，在封装体1的侧面设置一限位凸起1.1，限位罩2的内侧壁上设置有一与限位凸起1.1匹配的限位槽，封装体1可在开口方向上往复运动，且由于限位结构的作用，封装体1的运动幅度被控制在设计范围内。当然，其限位结构不限于上述结构，也可以将限位凸起设置在限位罩2上，将限位凹槽设置在封装体1上。

图2为磁流体受力情况随磁场强度变化曲线。在封装内设置有磁流体介质，当压力传感器检测到因振动导致的压力增加时，控制芯片根据压力大小调整线圈中的电流大小，从而改变线圈内磁场强度，封装体1内的磁流体在磁场的作用下产生沿线圈内磁场方向上的形变，该形变作用在封装体1上，对封装体1产生抵抗压力方向的力，实现抵消振动的目的。

实施例2

本发明提供一种主动避震装置，包括动芯、围绕设置在动芯外部的线圈、压力传感器以及一控制芯片，线圈与压力传感器分别连接在控制芯片上，控制芯片根据压力传感器获取的压力信息控制线圈内的电流大小，从而改变线圈内磁场强度，进而驱动线圈内部的动芯运动，抵消振动产生的影响，其中，动芯为一永磁体，永磁体在线圈磁场的作用下运动，压力传感器设置在永磁体的下方，用于检测因振动原因造成的压力增加情况，当永磁体施加在压力传感器上的压力增加时，控制芯片调整线圈中的电流，增加线圈内的磁场强度，产生一个抵消振动的力；此时压力传感器、控制芯片以及线圈和动芯形成一套简单的反馈***，实现主动避震的效果。

本发明还提供一种利用该主动避震装置的主动避震脚钉，如图1所示，包括外部壳体3和壳体3的内部连通的上层与下层两部分，主动避震装置设置在上层，主控芯片设置在下层，上层和下层之间有用于导线通过的通孔，线圈电源可通过一组电池提供，通过升压电路提高线圈中的电压。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方案，即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种主动避震装置，其特征在于，包括动芯以及按一定方向围绕设置在所述动芯外部的线圈，在围绕设置线圈的动芯的侧面和底部半包围设置有一壳体；所述主动避震装置包括一压敏传感器，所述压敏传感器和所述线圈均与一控制芯片连接，所述控制芯片用于接收压敏传感器信息，并根据压力大小控制所述线圈中的电流大小，从而驱动所述动芯运动抵消所述动芯振动。

2.根据权利要求1所述的一种主动避震装置，其特征在于，所述动芯包括封装体以及设置在所述封装体外部的限位罩，所述封装体的内部密封设置有磁流体。

3.根据权利要求2所述的一种主动避震装置，其特征在于，所述封装体的底部为开口结构，所述限位罩与所述封装体之间为可相对滑动的密封连接，所述限位罩与所述封装体之间设置有限位结构，所述限位结构用于控制所述封装体的运动幅度。

4.根据权利要求3所述的一种主动避震装置，其特征在于，所述限位罩的侧壁设置有限位凹槽，所述封装体的外壁设置有与所述限位凹槽相匹配限位凸起，所述封装体内的磁流体在线圈的驱动下进行运动，所述限位罩用于控制所述封装体的运动幅度。

5.根据权利要求3所述的一种主动避震装置，其特征在于，所述压敏传感器设置在所述封装体与所述限位罩端面的接触面上，所述封装体所承受的压力施加在所述压敏传感器上。

6.根据权利要求1所述的一种主动避震装置，其特征在于，所述动芯包括封装体以及设置在所述封装体外部的限位罩，所述封装体为一永磁体，所述封装体在所述线圈的驱动下在所述限位罩内往复运动。

7.根据权利要求6所述的一种主动避震装置，其特征在于，所述压敏传感器设置在所述封装体的底部，用于监测所述封装体所受的压力。

8.一种主动避震脚钉，其特征在于，包括脚钉外壳以及设置在所述脚钉外壳内部的如权利要求1至7任一所述的主动避震装置，所述脚钉内部包括连通设置的上层空间以及下层空间，所述，围绕线圈的动芯设置在所述上层空间中，所述控制芯片设置在所述下层空间。