本實用新型屬于振動噪聲控制技術領域,特別涉及振動主動控制技術。
背景技術:
減振降噪目前受到廣泛關注及重視,對于旋轉動力設備存在的突出低頻線譜,現階段的抑制措施有被動的動力吸振和主動隔振,被動吸振只能對單一恒定的頻率有較好的抑制效果,而實際中設備的頻率往往會存在漂移或者設備具備變頻功能導致頻率會隨著不同的使用工況而發生變化,此時被動吸振將不再適用。對多線譜及頻率會發生變化的設備,振動主動控制技術有較好的適應性,主動控制能自適應跟蹤頻率的變化和突出線譜數量,通過一定的控制策略或算法調節對被控系統施加主動控制力,使其產生的振動響應與原激勵的振動響應相抵消,降低設備的振動。
主動控制中主要組成有傳感器、主動執行機構、控制算法,其中主動執行機構是實現有效控制的關鍵環節。目前,國內主動控制技術經過了一段時間的發展與積累,在控制算法上已經取得了良好成果,為推進主動控制的實際應用,很多科研院所都在積極開展主動執行機構的工程化設計。對于水下大型作戰武器,存在傾斜和搖擺運行狀態,目前常規設計的主動執行機構在抗搖擺性上考慮較少,為加快水下大型作戰武器主動控制技術的應用,有必要結合工程應用環境開展主動執行機構抗搖擺性能設計。
技術實現要素:
本實用新型的目的是:提供一種抗搖擺電磁混合式作動執行機構,使得應用對象處于傾斜或搖擺狀態時,主動執行機構仍能正常工作,同時將主動執行機構嵌入在被動減振器中間,提高集成度,使主動控制技術進一步工程化。
本實用新型的技術方案是:一種抗搖擺電磁混合式作動執行機構,它包括:中間螺桿、上銜鐵、上蓋板、上圓形永磁體、上環形永磁體、固定螺桿、鎖緊螺母、直線軸承、線圈繞組、下蓋板、球頭桿罩、球頭桿、球頭桿固定螺栓、下圓形永磁體、下環形永磁體、下銜鐵、中間銜鐵、線圈保持架及氣囊減振器囊體;
上蓋板、上銜鐵、線圈保持架、中間銜鐵、下銜鐵和下蓋板從上而下依次設置;
上圓形永磁體和上環形永磁體分別嵌入在上銜鐵下端面的中心凹槽和與該中心凹槽同軸的環形凹槽內;
下圓形永磁體和下環形永磁體分別嵌入在下銜鐵上端面的中心凹槽和與該中心凹槽同軸的環形凹槽內;
線圈保持架下端面設置有兩個柱形凸起,每個柱形凸起上均纏繞有線圈繞組,將線圈保持架與中間銜鐵固定,使纏繞有線圈繞組的柱形凸起位于中間銜鐵上端面的凹槽內;
直線軸承嵌入在中間銜鐵上,固定螺桿穿過上銜鐵、直線軸承和下銜鐵,并由鎖緊螺母將上銜鐵、下銜鐵固定在固定螺桿上,通過調整鎖緊螺母使上銜鐵下端面到線圈繞組之間的距離與下銜鐵上端面到線圈繞組之間的距離相同;
中間螺栓依次穿過上蓋板、上銜鐵和中間銜鐵,并由鎖緊螺母將中間銜鐵固定在中間螺栓上;
氣囊減振器囊體的兩端分別與上蓋板、下蓋板固定,使上銜鐵、線圈保持架、中間銜鐵和下銜鐵均位于氣囊減振器囊體內;
下銜鐵與下蓋板之間通過鉸鏈機構相連;
保證下蓋板下端面至上蓋板上端面之間的距離為氣囊減振器囊體在受到被動設備靜載荷時壓縮后的高度與下蓋板、上蓋板厚度之和。
本實用新型將被動吸振和主動隔振相結合,由上蓋板、氣囊減振器囊體、下蓋板、外殼鎖緊螺栓組成被動隔振器,抑制被控對象的中高頻振動;由上中下銜鐵、圓形永磁體、環形永磁體、線圈繞組、線圈保持架、中間螺桿、固定螺桿、直線軸承組成主動作動機構,永磁體及銜鐵組成磁通道,通電線圈切割磁通道中的磁力線產生電磁力,上下永磁體與線圈繞組的距離相同,保證中間銜鐵在電磁力驅動下線圈中平均磁場強度一致,使輸出力的大小不會受中間銜鐵行程變化而變化,避免出現非線性。被控設備安裝在上蓋板的上表面,在被控設備出現傾斜或搖擺時,通過鉸鏈機構實現主動作動機構保持良好的直線度,確保主動執行機構輸出力正常,避免常規作動機構在此時出現的卡滯現象。
有益效果:(1)本實用新型可以與多種被動隔振器進行組合,且安裝方式簡單可靠,靈活多變,拆裝方便,通用程度高。(2)本實用新型中設計有上下永磁體,通過上下永磁體與線圈繞組的距離相同,保證中間銜鐵在電磁力驅動下線圈中平均磁場強度一致,使輸出力的大小不會受中間銜鐵行程變化而隨著變化,減少非線性,同時上下永磁體使磁場強度提高,輸出力也得到提高。
附圖說明
圖1為本實用新型剖視圖;
圖2為傳統作動執行機構在傾斜時狀態的示意圖;
圖3為本實用新型的作動執行機構在傾斜時狀態的示意圖。
具體實施方式
參見附圖,一種抗搖擺電磁混合式作動執行機構,它包括:中間螺桿1、上銜鐵2、上蓋板3、上圓形永磁體4、上環形永磁體5、固定螺桿6、外殼鎖緊螺栓7、鎖緊螺母8、線圈保持架固定螺栓9、直線軸承10、線圈繞組11、下蓋板12、球頭桿罩13、球頭桿14、球頭桿固定螺栓15、下圓形永磁體16、下環形永磁體17、下銜鐵18、中間銜鐵19、線圈保持架20及氣囊減振器囊體21;
其整體結構從上往下依次為:上蓋板3、上銜鐵2、線圈保持架20、中間銜鐵19、下銜鐵18和下蓋板12;
上圓形永磁體4和上環形永磁體5分別嵌入在上銜鐵2下端面的中心凹槽和與該中心凹槽同軸的環形凹槽內;
下圓形永磁體16和下環形永磁體17分別嵌入在下銜鐵18上端面的中心凹槽和與該中心凹槽同軸的環形凹槽內;
在線圈保持架20下端面設置有兩個柱形凸起,每個柱形凸起上均纏繞有線圈繞組11,通過線圈保持架固定螺栓9將線圈保持架20與中間銜鐵19固定,使纏繞有線圈繞組11的柱形凸起位于中間銜鐵19上端面的凹槽內;
直線軸承10嵌入在中間銜鐵19的中間軸肩上,固定螺桿6依次穿過上銜鐵2上端面的軸肩、直線軸承10和下銜鐵18下端面的軸肩,并由鎖緊螺母8分別將上銜鐵2、下銜鐵18固定在固定螺桿6上,通過調整鎖緊螺母8使上銜鐵2下端面到線圈繞組11之間的距離與下銜鐵18上端面到線圈繞組11之間的距離相同;
中間螺栓1依次穿過上蓋板3、上銜鐵2的軸肩和中間銜鐵19的軸肩,并由兩個鎖緊螺母從中間銜鐵19中間軸肩的上下端面將中間銜鐵19固定在中間螺栓1上;
氣囊減振器囊體21為簾線層纏繞的氣囊囊體,結構形式為單球或環形;氣囊減振器囊體21也可用圓柱橡膠體或者金屬彈簧代替;氣囊減振器囊體21通過6個外殼鎖緊螺栓7與上蓋板3、下蓋板12固定,使所述上銜鐵2、線圈保持架20、中間銜鐵19和下銜鐵18均位于氣囊減振器囊體21內;
球頭桿罩13套在球頭桿14下端的球面上,并用4個球頭桿固定螺栓15將球頭桿罩13與下蓋板12固定,組成鉸鏈機構;
球頭桿14通過其上端的螺紋與下銜鐵18連接固定;保證下蓋板12至上蓋板3之間的距離為氣囊減振器囊體21在受到被動設備靜載荷時壓縮后的高度與下蓋板12、上蓋板3厚度之和;
通過6個外殼鎖緊螺栓7將下蓋板12和氣囊減振器囊體21固定。
上述方案中,上圓形永磁體4、上環形永磁體5、下圓形永磁體16和下環形永磁體17為釹鐵硼高性能的稀土永磁體,或高性能永磁體。鉸鏈機構可由球形軸承代替。直線軸承10可由銅環代替。