[发明专利]刚度阻尼可调式减振镗杆

权利要求书

1.刚度阻尼可调式减振镗杆，其特征在于，包括刀头(1)、刀头连接件(2)、镗杆(3)、悬臂梁(4)、质量块(9)、电机壳(14)、后盖(16)、阻尼调节单元、刚度调节单元和控制单元(18)，镗杆(3)设置有前端开口空腔，该空腔的前端开口处设置有刀头连接件(2)，空腔内设置阻尼调节单元和刚度调节单元；悬臂梁(4)的固定端设置于刀头连接件(2)内壁中心点，悬臂梁(4)的悬空端连接质量块(9)；

控制单元(18)通过阻尼调节单元来实现阻尼大小调节，控制单元(18)通过刚度调节单元来实现悬臂梁刚度的调节；

刚度调节单元包括电机(19)、螺纹杆(13)、滑块(12)、空心管(11)、联轴器(15)和活塞，镗杆(3)内部的前端和后端并列设置有前端开口空腔和后端开口空腔，空心管(11)穿过两个空腔的之间的公用侧壁，空心管(11)的前端与活塞连接，空心管(11)的后端与滑块(12)连接；

活塞具有两个圆形端板(5)和连接杆(7)，两个圆形端板(5)平行设置在前端开口空腔内，且由周向均布的多个连接杆固连在一起，质量块(9)位于活塞内部，前端的圆形端板(5)沿悬臂梁(4)前后滑动，空心管(11)与后端的圆形端板(5)连接且与活塞内部连通；

后端开口空腔的侧壁上沿轴向开有键槽(28)，滑块(12)外侧壁上开有对应的键槽，两个键槽(28)通过插入滑动键(20)完成键合，滑动键(20)轴向长度大于滑块(12)轴向长度，滑块(12)内部设置螺纹孔，螺纹杆(13)前端旋入该螺纹孔中，螺纹杆(13)后端通过联轴器(15)与电机(19)的主轴刚性连接；

控制单元(18)给电机(19)下达正反转运行指令，电机(19)带动螺纹杆(13)旋转，进而实现滑块(12)沿滑动键(20)轴向前进或后退，进而通过空心管(11)带动活塞轴向前进或后退，活塞沿悬臂梁(4)前后滑动实现了刚度大小的调节；

电机壳(14)套设在电机(19)外部，电机壳(14)的前端口与镗杆(3)的后端口螺纹连接，电机壳(14)的后端口与后盖(16)螺纹连接；

阻尼调节单元包括桶状铁芯(6)、线圈(8)、磁流变液(21)、密封装置(22)和导线(10)，桶状铁芯(6)的外圆周具有环状凹槽，该环状凹槽的前后侧壁上设置有成对的铁芯通孔(27)，前后每对铁芯通孔(27)穿过一个连接杆(7)，桶状铁芯(6)的前端开口并罩在质量块(9)外部，质量块(9)与桶状铁芯(6)之间空隙注满磁流变液(21)，并用密封装置(22)将桶状铁芯(6)的前端开口密封；

桶状铁芯(6)的环状凹槽内绕制有线圈(8)，线圈(8)的两端引出线通过导线(10)伸入空心管(11)内腔，空心管(11)靠近滑块(12)侧壁设置有小孔，导线(10)从该小孔引出至后端开口空腔中，所述后端开口空腔侧壁沿轴向开设有线槽(23)，所述导线(10)置于线槽(23)内，并经过电机壳(14)，从后盖(16)引出并连接控制单元(18)；

控制单元(18)控制线圈(8)是否通电及电压大小，线圈(8)通电状态下，磁流变液2产生阻尼力，通过控制电压大小来调节阻尼力大小。

2.根据权利要求1所述刚度阻尼可调式减振镗杆，其特征在于，圆形端板(5)具有中心通孔(25)和周向均布的n个连接孔(24)，n大于或等于2，前端的圆形端板(5)的中心通孔(25)中插有悬臂梁(4)，后端的圆形端板(5)的中心通孔(25)插入空心管(11)前端；两个圆形端板(5)的连接孔(24)位置对应，前后每对连接孔(24)插入一个连接杆(7)并固连。

3.根据权利要求1所述刚度阻尼可调式减振镗杆，其特征在于，还包括加速度传感器(26)，加速度传感器(26)贴在镗杆(3)且靠近刀头一侧的位置，用于监测刀头处的振动信号，所述振动信号发送至控制单元(18)，控制单元(18)通过这些信号分析出镗杆(3)的振动频率，并将振动频率输入到控制单元(18)所建立的模型中，控制单元(18)通过模型计算，求解出所需的最优刚度和阻尼，然后通过控制电机(19)正反转使滑块(12)到达最优位置，从而使悬臂梁(4)达到最优刚度；同时控制加载至线圈(8)两端的电压值，使磁流变液阻尼达到最优值。

4.根据权利要求3所述刚度阻尼可调式减振镗杆，其特征在于，还包括电源(17)，所述电源(17)为控制单元(18)提供工作电源。