專利名稱：：基于磁流變技術(shù)的抗沖減振裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：一種基于磁流變技術(shù)的抗沖減振裝置，可有效地減小船舶或其它動(dòng)力運(yùn)載工具主機(jī)(如柴油機(jī))的振動(dòng)并抵抗沖擊力，屬動(dòng)力機(jī)械的附屬裝置。
背景技術(shù)：
：目前，國內(nèi)外在減小船舶主機(jī)振動(dòng)時(shí)使用的主要器件或裝置有橡膠減震器(如美國生產(chǎn)的Portsmouth、EES、MareIsland減振器，法國Kleber-Colombes公司生產(chǎn)的減振器等)、氣動(dòng)減振器(如俄羅斯研制的АПРК-500-IIA型減振器、美國Barry公司的Stable-level系列氣動(dòng)減振器、英國Yarrow公司研制的氣動(dòng)液壓自動(dòng)調(diào)整減振器等)、鋼絲繩減振器(俄羅斯、美國等歐美國家、我國704研究所、海軍工程大學(xué)等研究部門已研制出了相關(guān)的產(chǎn)品)等。單獨(dú)或聯(lián)合使用它們組成的減震裝置屬無源(被動(dòng))減振的范疇，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，安裝使用方便，在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)具有良好的減振效果；缺點(diǎn)是對于處在系統(tǒng)固有頻率附近的激振力起不到減振作用，也無法應(yīng)付意外沖擊力。磁流變阻尼器是將磁流變體灌裝在作動(dòng)筒中所形成的一種減振裝置。其中的磁流變體在強(qiáng)磁場的作用下可以在短時(shí)間(毫秒級)內(nèi)從一種可自由流動(dòng)的線粘性牛頓體狀態(tài)轉(zhuǎn)變成具有一定剪切屈服強(qiáng)度的賓漢姆體(Bingham)，而且這種變化是連續(xù)、可逆、迅速、易于控制的。據(jù)此，磁流變阻尼器可作為一種有源(主動(dòng))減振器件安裝在待減振設(shè)備的支承結(jié)構(gòu)中。由于磁流變減振技術(shù)是一門新興的技術(shù)，盡管其器件已經(jīng)商品化，但如何更好地發(fā)揮其效能，特別是如何把有源減振技術(shù)和無源減振技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，組成一種新型的抗沖擊、減振裝置，仍具有很高的實(shí)用價(jià)值。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是公開一種由磁流變減振器和傳統(tǒng)橡膠、鋼絲繩減振器組成的綜合抗沖減振裝置，可借助包括計(jì)算機(jī)在內(nèi)的控制系統(tǒng)可對磁流變阻尼器的阻尼進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)時(shí)改變主機(jī)和本實(shí)用新型所組成的振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，除在任意頻段內(nèi)都可以獲得較低的振幅和力傳遞率外，還可抗擊沖擊力，進(jìn)而克服了傳統(tǒng)無源減振裝置對于固有頻率附近的激勵(lì)力不起減振作用和不抗沖擊的缺點(diǎn)。一種基于磁流變技術(shù)的抗沖減振裝置，其主要結(jié)構(gòu)包括邊柱、懸浮結(jié)構(gòu)、鋼絲繩減振器、磁流變阻尼器、磁流變阻尼器罩、力傳感器、球鉸鏈、橡膠墊、加速度傳感器和速度傳感器。其中，懸浮結(jié)構(gòu)為具有凹形斷面的鋼結(jié)構(gòu)；待減振的主機(jī)借助地腳螺栓固定在懸浮結(jié)構(gòu)兩側(cè)的突出平臺(tái)上；懸浮結(jié)構(gòu)的下表面和船體之間用螺栓緊固4個(gè)對稱布置的鋼絲繩減振器；10個(gè)邊柱分4組(主機(jī)軸線兩側(cè)各3個(gè)，前后各2個(gè))分別利用側(cè)面的橡膠墊夾緊懸浮結(jié)構(gòu)的四個(gè)立面，并用地腳螺栓與船體固連；4個(gè)磁流變阻尼器罩固定在懸浮結(jié)構(gòu)的四角；4個(gè)磁流變阻尼器的上端(作動(dòng)筒頂部)分別借助球鉸鏈與磁流變阻尼器罩的內(nèi)頂壁相連，而其下端(活塞桿端部)也借助球鉸鏈與船體相連；4個(gè)力傳感器分別置于上球鉸鏈和磁流變阻尼器之間，2個(gè)加速度傳感器置于船體上，4個(gè)速度傳感器置于懸浮結(jié)構(gòu)兩側(cè)的突出平臺(tái)上。使用本實(shí)用新型時(shí)需將加速度傳感器、力傳感器、速度傳感器分別與電荷放大器、動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀、電壓放大器相連，在將獲得的3路模擬信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器分別轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸入控制計(jì)算機(jī)；與之順次相連的設(shè)備還有D/A轉(zhuǎn)換器、直流電源、磁流變阻尼器。其中的加速度信號用于判斷由主機(jī)和本實(shí)用新型所組成的振動(dòng)系統(tǒng)上是否作用有沖擊載荷；如果有，則根據(jù)加速度的大小和造成二次碰撞的可能性計(jì)算出抗擊此沖擊力所需的磁流變阻尼器的阻尼力并產(chǎn)生控制信號，經(jīng)數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換后控制直流電源的輸出電流，并加在磁流變阻尼器的輸入端，用于改變作用于磁流變體上的磁場強(qiáng)度，進(jìn)而改變磁流變阻尼器的阻尼；如果沒有沖擊載荷作用，本實(shí)用新型進(jìn)入減振狀態(tài)，控制計(jì)算機(jī)將根據(jù)加速度值確定激振力頻率，并結(jié)合速度傳感器的測量值共同確定磁流變阻尼器的阻尼力，在產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號后，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器和直流電源實(shí)施之；力傳感器則用于測定磁流變阻尼器實(shí)際產(chǎn)生的阻尼力，該測量值進(jìn)入計(jì)算機(jī)后將與上述的理論值比較，決定上述工作是否繼續(xù)進(jìn)行并發(fā)出信號。圖1基于磁流變技術(shù)的抗沖減振裝置A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖圖2基于磁流變技術(shù)的抗沖減振裝置俯視示意圖圖3基于磁流變技術(shù)的抗沖減振裝置的控制系統(tǒng)組成框圖優(yōu)選實(shí)施方式下面給出本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，并結(jié)合附圖加以說明。如圖1、2所示，基于磁流變技術(shù)的抗沖減振裝置的主要結(jié)構(gòu)包括邊柱1、懸浮結(jié)構(gòu)2、鋼絲繩減振器3、磁流變阻尼器4、磁流變阻尼器罩5、力傳感器6、球鉸鏈7、橡膠墊8、加速度傳感器9和速度傳感器10。其中，懸浮結(jié)構(gòu)2為具有凹形斷面的鋼結(jié)構(gòu)；待減振的主機(jī)01借助地腳螺栓固定在懸浮結(jié)構(gòu)2兩側(cè)的突出平臺(tái)上；懸浮結(jié)構(gòu)2的下表面和船體00之間用螺栓緊固4個(gè)對稱布置的鋼絲繩減振器3；10個(gè)邊柱1分4組(主機(jī)軸線兩側(cè)各3個(gè)，前后各2個(gè))分別利用側(cè)面的橡膠墊8夾緊懸浮結(jié)構(gòu)2的四個(gè)立面，并用地腳螺栓與船體00固連；4個(gè)磁流變阻尼器罩5固定在懸浮結(jié)構(gòu)2四角的上表面；4個(gè)磁流變阻尼器4的上端(作動(dòng)筒頂部)分別借助球鉸鏈7與磁流變阻尼器罩5的內(nèi)頂壁相連，而其下端(活塞桿端部)也借助球鉸鏈7與船體00相連；4個(gè)力傳感器6分別置于上球鉸鏈7和磁流變阻尼器4之間，2個(gè)加速度傳感器9置于船體00上，4個(gè)速度傳感器10置于懸浮結(jié)構(gòu)2兩側(cè)的突出平臺(tái)上。本實(shí)用新型中使用的磁流變阻尼器4是哈爾濱泰達(dá)爾科技有限公司生產(chǎn)的Tider-MR系列磁流變阻尼器；所使用的鋼絲繩減振器3是上海七○四研究所生產(chǎn)的GS系列鋼絲繩減振器。如圖3所示，使用本實(shí)用新型時(shí)需將加速度傳感器9(型號如奇石樂M4772)、力傳感器6(型號如LTR-1)、速度傳感器10(型號如CD-210)分別與電荷放大器02(型號如2109)、動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀04(型號如CS-1E)、電壓放大器03(型號如SRS560型)相連，在將獲得的3路模擬信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器06分別轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸入控制計(jì)算機(jī)08；與之順次相連的設(shè)備還有D/A轉(zhuǎn)換器07、直流電源05(型號如4NIC-HL56)和磁流變阻尼器4。其中的加速度信號用于判斷由主機(jī)01和本實(shí)用新型所組成的振動(dòng)系統(tǒng)上是否作用有沖擊載荷；如果有，控制計(jì)算機(jī)08則根據(jù)加速度的大小和造成二次碰撞的可能性計(jì)算出抗擊此沖擊力所需的磁流變阻尼器的阻尼力并產(chǎn)生控制信號，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器07控制直流電源05的輸出電流，并加在磁流變阻尼器4的輸入端，用于改變作用于磁流變體上的磁場強(qiáng)度，進(jìn)而改變磁流變阻尼器4的阻尼；如果沒有沖擊載荷作用，本實(shí)用新型進(jìn)入減振狀態(tài)，控制計(jì)算機(jī)08將根據(jù)加速度值確定激振力頻率，并結(jié)合速度傳感器10的測量值共同確定磁流變阻尼器4的阻尼力，在產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號后，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器07和直流電源05實(shí)施之；力傳感器6則用于測得磁流變阻尼器4實(shí)際產(chǎn)生的阻尼力，該測量值進(jìn)入控制計(jì)算機(jī)08后將與上述的理論值比較，決定上述工作是否繼續(xù)進(jìn)行并發(fā)出信號。本實(shí)用新型借助包括計(jì)算機(jī)08在內(nèi)的控制系統(tǒng)可對磁流變阻尼器4的阻尼進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)時(shí)改變主機(jī)01和本實(shí)用新型所組成的振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，除在任意頻段內(nèi)都可以獲得較低的振幅和力傳遞率外，還可抗擊沖擊力，進(jìn)而克服了傳統(tǒng)無源減振裝置對于固有頻率附近的激勵(lì)力不起減振作用和不抗沖擊的缺點(diǎn)。權(quán)利要求1.一種基于磁流變技術(shù)的抗沖減振裝置，其特征在于它包括邊柱(1)、懸浮結(jié)構(gòu)(2)、鋼絲繩減振器(3)、磁流變阻尼器(4)、磁流變阻尼器罩(5)、力傳感器(6)、球鉸鏈(7)、橡膠墊(8)、加速度傳感器(9)和速度傳感器(10)；其中，懸浮結(jié)構(gòu)(2)為具有凹形斷面的鋼結(jié)構(gòu)；待減振的主機(jī)(01)借助地腳螺栓固定在懸浮結(jié)構(gòu)(2)兩側(cè)的突出平臺(tái)上；懸浮結(jié)構(gòu)(2)的下表面和船體(00)之間用螺栓緊固4個(gè)對稱布置的鋼絲繩減振器(3)；10個(gè)邊柱(1)分4組分別利用側(cè)面的橡膠墊(8)夾緊懸浮結(jié)構(gòu)(2)的四個(gè)立面，并用地腳螺栓與船體(00)固連；4個(gè)磁流變阻尼器罩(5)固定在懸浮結(jié)構(gòu)(2)四角的上表面；4個(gè)磁流變阻尼器(4)的上端分別借助球鉸鏈(7)與磁流變阻尼器罩(5)的內(nèi)頂壁相連，而其下端也借助球鉸鏈(7)與船體(00)相連；4個(gè)力傳感器(6)分別置于上球鉸鏈(7)和磁流變阻尼器(4)之間，2個(gè)加速度傳感器(9)置于船體(00)上，4個(gè)速度傳感器(10)置于懸浮結(jié)構(gòu)(2)兩側(cè)的突出平臺(tái)上。專利摘要一種基于磁流變技術(shù)的抗沖減振裝置，其主要結(jié)構(gòu)包括邊柱、懸浮結(jié)構(gòu)、鋼絲繩減振器、磁流變阻尼器、磁流變阻尼器罩、力傳感器、球鉸鏈、橡膠墊、加速度傳感器和速度傳感器。其中待減振的主機(jī)固定在懸浮結(jié)構(gòu)兩側(cè)的突出平臺(tái)上；磁流變阻尼器的上、下兩端分別借助球鉸鏈與磁流變阻尼器罩的內(nèi)頂壁和船體相連；力傳感器置于上球鉸鏈和磁流變阻尼器之間，加速度傳感器置于船體上，速度傳感器置于懸浮結(jié)構(gòu)兩側(cè)的突出平臺(tái)上。本實(shí)用新型借助包括計(jì)算機(jī)在內(nèi)的控制系統(tǒng)可對磁流變阻尼器的阻尼進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，可在任意頻段內(nèi)獲得較低的振幅和力傳遞率，克服了傳統(tǒng)無源減振裝置對于固有頻率附近的激勵(lì)力不起減振作用、不抗擊沖擊力的缺點(diǎn)。文檔編號F16F9/53GK2816484SQ20052002146公開日2006年9月13日申請日期2005年8月18日優(yōu)先權(quán)日2005年8月18日發(fā)明者姚熊亮,楊志國,鄧忠超,江世媛,郎濟(jì)才,許維軍,王宏申請人:哈爾濱工程大學(xué)