[发明专利]刚度及阻尼可调的半主动隔振系统

说明书

本发明公开了一种刚度及阻尼可调的半主动隔振系统，包括：振动传感器，用于测量有效载荷和/或承载体的振动信息；弹性元件，一端连接有效载荷，另一端连接承载体；阻尼元件，一端连接有效载荷，另一端连接承载体；刚度调节机构，用于调节弹性元件的刚度；阻尼调节机构，用于调节阻尼元件的阻尼；以及控制器，用于接收振动传感器的信号，并向刚度调节机构或阻尼调节机构发出调整信号，通过刚度调节机构对弹性元件的刚度进行调节，通过阻尼调节机构对阻尼元件的阻尼进行调节，从而实现隔振。本发明可以利用较少的能源实时改变半主动隔振系统的刚度和阻尼大小，达到接近主动隔振系统的效果，且一定程度上避免了控制失稳问题。

技术领域

本发明涉及振动与噪声控制技术领域，具体地，涉及一种刚度及阻尼可调的半主动隔振系统。

背景技术

根据关注减振对象不同，可将隔振分为消极隔振和积极隔振；其中，消极隔振是隔离承载体振动传递给设备，积极隔振指隔离设备本身产生的振动传递给承载体。通常隔振系统根据是否采用控制单元可分为被动隔振系统、主动隔振系统以及半主动隔振系统。被动隔振系统通常利用一定的弹性和阻尼元件实现隔振，由于不存在传感、控制回路，不需外部输入能量，因此具有结构简单、可靠性高等优点。主动隔振系统相较于被动隔振系统，需要向系统输入一定的能量以抵消扰动力做的功，通常系统包含作动器、传感器以及控制器以实现传统被动隔振系统不能实现的隔振性能。半主动隔振系统则是介于被动和主动控制系统之间，其作动器不是直接在承载体和载荷之间施加作用力，而是通过作动器施加少量能量改变刚度元件和阻尼元件性能，从而在实现接近于主动控制系统隔振效果的同时保证一定的可靠性。

中国发明专利CN 102459946 B公开了一种主动式隔振阻尼系统，该系统通过将作动器与有效载荷以及承载体之间相连，通过控制器处理传感器信号并给作动器输入作动信号，从而实现主动隔振控制，以阻尼有效载荷的振动。但是，在实现隔振的过程中，需要向系统输入较多的能量，且由于采用作动器采用主动控制方式，当外界扰动较大时，作动器可能会出现控制失稳现象，从而造成有效载荷的损坏。

发明内容

鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种刚度及阻尼可调的半主动隔振系统，以解决现有技术中主动隔振控制所需要的能量较大以及控制易存在失稳的问题。

为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

本发明所述刚度及阻尼可调的半主动隔振系统，连接在有效载荷与承载体之间，包括：

振动传感器，用于测量所述有效载荷和/或所述承载体的振动信息；

弹性元件，一端连接所述有效载荷，另一端连接所述承载体；

阻尼元件，一端连接所述有效载荷，另一端连接所述承载体；

刚度调节机构，用于调节所述弹性元件的刚度；

阻尼调节机构，用于调节所述阻尼元件的阻尼；以及

控制器，用于接收所述振动传感器的信号，并向所述刚度调节机构或所述阻尼调节机构发出调整信号，通过所述刚度调节机构对所述弹性元件的刚度进行调节，通过所述阻尼调节机构对所述阻尼元件的阻尼进行调节，从而实现隔振。

优选地，所述弹性元件包括两端固支梁的结构形式，所述刚度调节机构通过调节两端固支梁的水平受力调节所述弹性元件的刚度。

优选地，两端固支梁的上表面和下表面均设置有滑动铰支撑，所述刚度调节机构通过调节所述滑动铰支撑的水平位置调节所述弹性元件的刚度。

优选地，所述半主动隔振系统还包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部连接在所述有效载荷和所述弹性元件以及所述阻尼元件之间，所述第二连接部连接在所述承载体和所述弹性元件以及所述阻尼元件之间。

优选地，所述振动传感器安装在所述第一连接部和/或所述第二连接部上。