磁粒子擺動吸振單元及組合裝置、電磁阻尼發電機構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及主動吸振器技術領域，具體地，涉及磁粒子擺動吸振單元與方法及組合裝置、電磁阻尼發電機構，尤其是可根據振源振動頻率相應同頻反相共振以進行吸振的磁粒子擺動吸振單元、組合裝置、電磁阻尼發電機構。
【背景技術】
[0002]振動問題是精密工程領域普遍存在的問題，針對振動減隔振理論和技術和器件研究也非常廣泛。由于動力吸振器在不影響主振動體(被控對象)任何結構情況下通過表面吸附等方式安裝便可實現振動控制效果的方式，結構設計簡單，安裝使用非常便利，因此受到了普遍重視。
[0003]但是，動力吸振器當設計結構確定后，其減隔振的頻率就確定了，基于與被控對象實現共振的吸振原理，當被控制對象的振動頻率發生變化，那么動力吸振器吸振效果就會受到很大影響。因此，人們進一步研制了可變動力吸振器結構剛度，進而可以調整動力吸振器固有頻率，以匹配被控對象的振動頻率變化而達到振動的最佳主動吸振效果。經過檢索發現:申請號:201320797303.1、申請日:2013-12-05，提出了一種頻率可調懸臂梁式吸振器專利，包括底座、懸臂梁、質量圓盤，底座的下端固定在振動設備上，底座的上端以及質量圓盤上均設置通孔，通孔里均設置內螺紋，懸臂梁上設置與通孔相配合的外螺紋，懸臂梁通過外螺紋安裝在底座和質量圓盤的通孔里，底座的通孔兩端安裝固定螺母將底座與懸臂梁的位置固定，質量圓盤的通孔兩端安裝調整螺母將質量圓盤與懸臂梁的相對位置限定，且調整螺母可調，即質量圓盤與懸臂梁的相對位置可調。該實用新型指出其吸振頻率可靈活調節，且可調節余地較大。零件易于加工和替換。與電磁式和電動式可調諧吸振器相比，無電磁泄漏現象。結構簡單，工作穩定，易于安裝。
[0004]這種技術目的是實現頻率可調，但是其頻率可調是通過手工離線調整螺母實現質量圓盤與懸臂梁的相對位置來達到改變吸振器固有頻率目的的。這種方式的缺點是其調整方式不能在被控對象工作是在線調整，并且每次調整后結構便固定了，因而固有頻率確定，依然不能解決被控對象頻率時變情況下的吸振器最有頻率的對應調整。另外，在密頻和多種頻率特征振動問題的抑制方面，目前的技術都無法解決。
【實用新型內容】
[0005]針對現有技術中的缺陷，本實用新型的目的是提供一種磁粒子擺動吸振單元與方法及組合裝置、電磁阻尼發電機構。
[0006]根據本實用新型提供的一種磁粒子擺動吸振單元，包括轉動磁粒子、磁場發生裝置；
[0007]磁場發生裝置用于產生磁場作用力；
[0008]在所述磁場作用力的作用下，轉動磁粒子相對磁場發生裝置的偏擺角度發生變化，從而使得磁粒子擺動吸振單元的系統剛度因轉動磁粒子偏擺位置引起的結構變化而改變，并且使得轉動磁粒子與磁場發生裝置的磁力轉矩發生變化而改變轉動磁粒子的扭轉剛度，進而來改變磁粒子擺動吸振單元的系統剛度。
[0009]優選地，具有如下任一組技術特征:
[0010 ]-轉動磁粒子的廓形結構關于自轉軸對稱，且轉動磁粒子的質量不均勾；
[0011 ]-轉動磁粒子的廓形結構關于自轉軸非對稱，且轉動磁粒子的質量均勻；
[0012]-轉動磁粒子的廓形結構關于自轉軸對稱，且轉動磁粒子的質量均勻;分別位于轉動磁粒子兩端的不同的磁場發生裝置中的電磁發生線圈通以差異電信號，對轉動磁粒子進行磁場激勵；
[0013]-轉動磁粒子為轉動慣性矩可變磁粒子。
[0014]優選地，所述轉動磁粒子為永磁體或者電磁體;所述磁場發生裝置為電磁場發生線圈或者為電磁場發生線圈與永磁體。
[0015]優選地，還包括配置質量體;配置質量體連接在轉動磁粒子的幾何中心之外的位置處。
[0016]優選地，還包括感生電流線圈；
[0017]感生電流線圈受到轉動的轉動磁粒子的激勵而產生電流耗能發電及電磁阻尼。
[0018]優選地，還包括用于監測轉動磁粒子偏擺程度的傳感裝置。
[0019]優選地，所述傳感裝置包括磁致壓電傳感器、磁阻材料傳感器或者磁致光纖傳感器。
[0020]利用本實用新型提供的一種磁粒子擺動吸振方法，利用上述的磁粒子擺動吸振單元，使所述磁粒子擺動吸振單元的磁場發生裝置所產生的磁場作用磁彈性力驅使轉動磁粒子轉動偏擺以改變轉動磁粒子的扭轉剛度，使得所述磁粒子擺動吸振單元的吸振系統固有頻率與被隔振對象的振動頻率同頻反相進行吸振。
[0021]利用本實用新型提供的一種磁粒子擺動剛度調節方法，利用上述的磁粒子擺動吸振單元，使所述磁粒子擺動吸振單元的磁場發生裝置所產生的磁場作用使磁粒子擺動，使磁粒子擺向磁場方向，由于磁粒子本身是剛性體，所以在此擺動過程中，所述磁粒子擺動吸振單元在質量體運動方向的支撐剛度會逐漸增大，直至轉到與質量體運動方向重合時呈現最大剛度;使得所述磁粒子擺動吸振單元通過電磁力加載改變磁粒子的偏擺角度而改變所述磁粒子擺動吸振單元的系統剛度。
[0022]根據本實用新型提供的一種磁粒子擺動吸振單元組合裝置，包括按照相同方向放置或多個方向放置的多個上述的磁粒子擺動吸振單元。
[0023]優選地，所述多個上述的磁粒子擺動吸振單元中，部分或者全部磁粒子擺動吸振單元構成一個或多個復合組合體；
[0024]構成同一復合組合體的多個磁粒子擺動吸振單元的轉動磁粒子連接于同一轉動軸上。
[0025]優選地，所述磁粒子擺動吸振單元按照陣列排布。
[0026]優選地，磁粒子擺動吸振單元之間呈X\Y\Z方向立體陣列排列連接或呈中心向外放射狀陣列排列連接。
[0027]利用本實用新型提供的一種磁粒子擺動吸振方法，利用上述的磁粒子擺動吸振單元組合裝置，通過調整所述磁粒子擺動吸振單元組合裝置中任一個或任多個磁粒子擺動吸振單元的吸振系統固有頻率，實現被控對象的多頻率疊加振動頻率的吸振。
[0028]根據實用新型提供的一種基于上述的磁粒子擺動吸振單元的電磁阻尼發電機構，被控對象的振動通過磁粒子擺動吸振單元的感生電流線圈，將振動能轉化為電能;和/或被控對象的振動通過磁粒子擺動吸振單元的磁致壓電傳感器，將振動能轉化為電能。
[0029]根據本實用新型提供的一種基于上述的磁粒子擺動吸振單元的電磁阻尼發電機構，被控對象的振動激勵磁粒子擺動吸振單元的感生電流線圈產生感生電信號，該感生電信號用于磁粒子擺動或系統振動狀態的傳感。
[0030]與現有技術相比，本實用新型具有如下的有益效果:
[0031]1、本實用新型能夠根據振源的振動頻率進行同頻反相的共振，從而得到最優效果的振動抑制，并能將振動能轉化為電能進行發電。
[0032]2、本實用新型通過調整磁場發生裝置中磁場發生線圈的電流，來調整磁粒子相對磁場發生裝置的偏擺位置或角度，從而改變磁場發生裝置與磁粒子的磁力轉矩，或扭轉剛度，即可以此調節吸振單元的系統固有頻率，進而實現對被控對象振動的更有效抑制。
[0033]3、本實用新型通過壓電傳感器裝置采集到的電信號調整轉動磁粒子的偏擺，實現吸振頻率的精確控制。
[0034]4、由于被控對象的振動頻率通常為多頻率的疊加，本實用新型提供的吸振單元組合裝置，可以在每一個吸振單元內調整轉動磁粒子的扭轉剛度，進而實現對多頻率疊加的振動頻率進行一致。
[0035]5、本實用新型還可以通過感生電流線圈和/或壓電傳感器裝置，將被控對象的振動能轉化為電能，由于振動能的持續性，且會調整至處于共振狀態，本實用新型的發電裝置具有更尚的發電效率。
[0036]6、本實用新型提供的磁粒子擺動吸振單元、組合裝置及其應用，不僅能夠對被控對象的單一振動實現精密抑制，還能夠對被控對象的多頻率疊加振動進行精密抑制控制，通過結構的特殊性還可以實現質心調整、慣性位移驅動和發電的應用，適合在多領域推廣。
【附圖說明】
[0037]通過閱讀參照以下附圖