[发明专利]一种电液复合振动装置及其振动控制方法

权利要求书

1.一种电液复合振动装置，其特征在于：包括振动台（1）以及上下相对设置的上端盖（3）和下端盖（9）；所述上端盖（3）固定在振动台（1）的底面上，下端盖（9）固定在固定底座或者地基上；所述上端盖（3）与下端盖（9）之间设置有导向缓冲机构和振动机构；

所述导向缓冲机构包括上下相对的固定在上端盖（3）底面上的导向柱底座（7）和固定在下端盖（9）顶面上的导向套（4），所述导向柱底座（7）上固定设置有导向柱（8），所述导向套（4）中设置有缓冲弹簧（15），所述导向柱（8）的底端上下滑动的设置在导向套（4）中且与缓冲弹簧（15）相接触；

所述振动机构包括固定在上端盖（3）底面上的永磁体环形基座（10）、吸附在永磁体环形基座（10）底面上的环形永磁体（12）、包覆在永磁体环形基座（10）和环形永磁体（12）外侧的永磁体外套（5）、固定在下端盖（9）顶面上且与环形永磁体（12）相对设置的励磁线圈基座（14）、缠绕在励磁线圈基座（14）上的励磁线圈（13）、包覆在励磁线圈（13）外侧的励磁线圈外套（6）以及振动液压缸（11），所述永磁体外套（5）固定在上端盖（3）的底面上，所述励磁线圈外套（6）固定在下端盖（9）的顶面上；所述振动液压缸（11）的缸筒固定插设在下端盖（9）的中心孔中，且缸筒向上穿过励磁线圈基座（14）的中心孔后可上下滑动的插设在永磁体外套（5）的中心孔、环形永磁体（12）的中心孔和永磁体环形基座（10）的中心孔中，所述振动液压缸（11）的缸杆与上端盖（3）固定连接。

2.根据权利要求1所述的电液复合振动装置，其特征在于：所述导向缓冲机构围绕振动机构均匀设置有多套。

3.根据权利要求1所述的电液复合振动装置，其特征在于：所述环形永磁体（12）采用励磁线圈（13），永磁体环形基座（10）采用励磁线圈环形基座（16），所述励磁线圈（13）缠绕在励磁线圈环形基座（16）的底端上，所述永磁体外套（5）将励磁线圈（13）和励磁线圈环形基座（16）包覆。

4.根据权利要求1所述的电液复合振动装置，其特征在于：所述永磁体环形基座（10）为铁质材料。

5.一种如权利要求1-4任一所述电液复合振动装置的振动控制方法，其特征在于：所述电液复合振动装置竖直振动时所述振动液压缸（11）采用恒压控制方法；或者所述电液复合振动装置竖直振动时采用电磁力恒定控制方法。

6.根据权利要求5所述的振动控制方法，其特征在于：所述恒压控制方法具体为：振动液压缸（11）的有杆腔和无杆腔连通后，通过单向阀与恒压源连通，此时振动液压缸（11）的有杆腔和无杆腔压力均为P，有杆腔横截面积为a，无杆腔横截面积为A，振动台（1）及负载质量共计为M，满足P×(A-a)=M×g，此时液压缸液压系统出力与振动台（11）及负载的重力平衡，同时振动液压缸（11）不仅能够平衡振动台（1）及负载重力，由于有杆腔和无杆腔相连，振动液压缸（11）还能作为阻尼器，对振动起到缓冲作用；所述电液复合振动装置的振动振幅和振动频率由励磁线圈（13）的电流大小及电流换向频率确定。

7.根据权利要求6所述的振动控制方法，其特征在于：所述恒压源采用液压泵或者蓄能器。

8.根据权利要求5所述的振动控制方法，其特征在于：所述电磁力恒定控制方法具体为：保持电磁力始终等于振动台（1）及负载的重力；所述振动液压缸（11）采用电磁控制阀组驱动，振动液压缸（11）的有杆腔和无杆腔分别连接电磁控制阀组的进出油口；单独调定液压缸液压系统的压力和流量以及液压系统电磁换向阀的换向时间，以确定电液复合振动装置的振动振幅和振动频率。

9.根据权利要求7所述的振动控制方法，其特征在于：所述电磁控制阀组包括换向阀、单向阀、节流阀及溢流阀。

10.根据权利要求5所述的振动控制方法，其特征在于：所述电液复合振动装置所需的驱动力F为：；式中，m表示振动台（1）及负载的质量，表示控制率系数，k表示控制率系数，s表示滑模函数，e表示跟踪误差，c表示滑模系数，表示振动期望轨迹函数，x表示振动位移，k₁表示系统刚度，k₂表示阻尼系数；滑模函数s为：；；振动期望轨迹函数为：；式中，L和f分别表示电液复合振动装置的振幅和振动频率。