一種智能鋼絲繩隔振器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能鋼絲繩隔振器，包括相對設(shè)置的上端板和下端板以及設(shè)置在所述上端板和所述下端板之間的鋼絲繩，還包括設(shè)置在所述上端板和所述下端板之間的工作缸，所述工作缸的大腔和小腔連通，其內(nèi)裝有磁流變液，線圈纏繞在所述工作缸的外表面，上加速度傳感器和下加速度傳感器分別設(shè)置在所述上端板和所述下端板上，還包括信號線與所述線圈及連接加速度傳感器的單片機控制器。本發(fā)明可以根據(jù)外界載荷的變化，通過快速的改變電流實現(xiàn)改變工作缸內(nèi)磁場強度，進而改變鋼絲繩隔振器的阻尼，能有效的提高鋼絲繩隔振器的隔振性能，該智能鋼絲繩隔振器結(jié)構(gòu)簡單、體積小。
【專利說明】一種智能鋼絲繩隔振器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種智能鋼絲繩隔振器，尤其涉及一種磁流變技術(shù)的智能鋼絲繩隔振 器，減少外界環(huán)境對設(shè)備的沖擊振動影響，屬于減振降噪【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 鋼絲繩隔振器是二十世紀七十年代出現(xiàn)的新型被動式隔振器，它由多股不銹鋼鋼 絲擰結(jié)成的彈簧繞在上下支承板而成，支承板上有安裝孔，可減緩任意方向的振動與沖擊。 它具有大變形軟化、寬頻隔振、高阻尼比、大振動空間、耐腐蝕、耐高低溫等優(yōu)點，隔振器彈 簧的等效剛度隨變形的增加迅速減小，具有強非線性特性，可產(chǎn)生較好的緩沖效果。隔振器 靠鋼絲繩股間摩擦力產(chǎn)生的阻尼，隨外界激振頻率的變化而改變。在共振頻率附近，可產(chǎn)生 較大的阻尼，有效地抑制共振。隨著激振頻率遠離共振點，阻尼迅速降低，具有較好的隔振 效果。其隔振效果主要取決于其非線性遲滯特性。
[0003] 鋼絲繩隔振器被廣泛用于儀器、儀表、控制箱等的振動沖擊隔離方面，一些原本采 用橡膠隔振器的場合都被鋼絲繩隔振器所替代。
[0004] 鋼絲繩隔振器的不足之處在于，其是一種被動阻尼器，不能適應(yīng)外界復(fù)雜激勵條 件的變化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和缺陷，提供一種智能鋼絲繩隔振 器，特別是提供一種半主動智能鋼絲繩隔振器，能根據(jù)外界環(huán)境振動情況，實時自動調(diào)節(jié)鋼 絲繩隔振器的阻尼，以達到最佳的隔振效果，進而提高其抗振動和抗沖擊性能。主要用于適 應(yīng)復(fù)雜的外界激勵情況，如海洋平臺受波浪的激勵而產(chǎn)生的振動等等。
[0006] 為了達到上述目的，本發(fā)明實現(xiàn)目的的技術(shù)方案是：
[0007] -種智能鋼絲繩隔振器，包括相對設(shè)置的上端板和下端板以及設(shè)置在所述上端板 和所述下端板之間的鋼絲繩，其特征在于：還包括設(shè)置在所述上端板和所述下端板之間的 其內(nèi)裝有磁流變液的工作缸，所述工作缸的外表面纏繞有線圈，所述上端板和所述下端板 上分別設(shè)置有上加速度傳感器和下加速度傳感器，所述線圈、連接加速度傳感器和加速度 傳感器采用信號線分別連接單片機控制器。
[0008] 上述所述的上端板和下端板之間的間距為30?300mm。
[0009] 上述所述的鋼絲繩的材質(zhì)為不銹鋼，直徑為1?30mm，鋼絲繩在上下端板之間螺 旋纏繞10?100圈。
[0010] 上述所述的工作缸由缸體、活塞桿和活塞構(gòu)成，其中活塞桿與上端板連接，缸體底 部與所述下端板連接，工作缸的高度為20?250mm，直徑為30?200mm。
[0011] 上述所述的磁流變液的體積V大于缸體容積V1減去活塞的體積V2、活塞桿的伸入 工作缸的最大體積V 3，即VM1-V2-V3，但小于缸體容積V1減去活塞的體積V 2，即V〈Vi-V2。
[0012] 上述所述的線圈的導線直徑為0. 2?I. 5mm，阻數(shù)為100?5000圈。
[0013] 上述所述的活塞的直徑等于所述缸體內(nèi)徑的80%?90%。
[0014] 本發(fā)明通過單片機控制器給缸體表面纏繞的線圈輸送給定的電流，不同的電流通 過線圈在工作缸內(nèi)形成不同強度的磁場。磁場強度的變化將使得缸體內(nèi)的磁流變液產(chǎn)生不 同的阻尼，進而使得隔振器的阻尼可控制，即所述的半主動智能鋼絲繩隔振器。上加速度傳 感器和下加速度傳感器分別設(shè)置在所述上端板和所述下端板上，分別通過信號線與單片機 控制器連接。上加速度傳感器和下加速度傳感器分別用于測量智能鋼絲繩隔振器上、下端 板的加速度信號，加速度信號通過信號線傳送給單片機控制器，單片機控制器根據(jù)上、下端 板的加速度信號和事先設(shè)定的相對控制算法計算輸出到線圈的控制電流。
[0015] 工作原理：
[0016] 本發(fā)明的智能鋼絲繩隔振器的剛度特性為：所述鋼絲繩的彎曲剛度；所述上端板 和所述下端板的彎曲剛度。對于寬頻域隔振系統(tǒng)，所述鋼絲繩的彎曲剛度主要影響系統(tǒng)的 低頻特性，而所述上端板和所述下端板的彎曲剛度主要影響系統(tǒng)的高頻特性。上述智能鋼 絲繩隔振器的阻尼效應(yīng)為：存在于所述鋼絲繩的多股絞合鋼絲間的干摩擦阻尼，這種阻尼 所耗散的能量集中在低頻部分，能有效地抑制主峰值振動響應(yīng)；金屬上端板和下端板內(nèi)部 的結(jié)構(gòu)阻尼，數(shù)值很小，對高頻段的次峰值響應(yīng)有一定的影響；磁流變液在磁場作用下表現(xiàn) 出的可控制阻尼，可以根據(jù)上下端板的加速度信號和相對控制算法對系統(tǒng)阻尼進行控制。 [0017] 上加速度傳感器和下加速度傳感器將采集到振動信號傳送給單片機控制器，單片 機控制器按事先設(shè)置好的相對控制算法對信號進行分析處理后輸出相應(yīng)的電流信號給所 述線圈，實現(xiàn)改變工作缸內(nèi)的磁場強度，進而改變磁流變液的阻尼特性，即所述的智能鋼絲 繩隔振器的阻尼智能控制。 「00181 其中相對捽制筧法采用捽制策略為：

【權(quán)利要求】
1. 一種智能鋼絲繩隔振器，包括相對設(shè)置的上端板（2)和下端板（1)以及設(shè)置在所述 上端板（2)和所述下端板（1)之間的鋼絲繩（3)，其特征在于：還包括設(shè)置在所述上端板 (2)和所述下端板⑴之間的其內(nèi)裝有磁流變液（12)的工作缸（10)，所述工作缸（10)的 外表面纏繞有線圈（4)，所述上端板（2)和所述下端板（1)上分別設(shè)置有上加速度傳感器 (5)和下加速度傳感器（6)，所述線圈（4)、連接加速度傳感器（5)和加速度傳感器（6)采用 信號線分別連接單片機控制器（7)。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種智能鋼絲繩隔振器，其特征在于：所述的上端板（2)和下 端板⑴之間的間距為30?300mm。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種智能鋼絲繩隔振器，其特征在于：所述的鋼絲繩（3)的材 質(zhì)為不銹鋼，直徑為1?30mm，鋼絲繩（3)在上下端板之間螺旋纏繞10?100圈。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種智能鋼絲繩隔振器，其特征在于：所述的工作缸（10)由缸 體（11)、活塞桿（8)和活塞（9)構(gòu)成，其中活塞桿（8)與上端板（2)連接，缸體（11)底部與 所述下端板（1)連接，工作缸（10)的高度為20?250mm，直徑為30?200mm。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種智能鋼絲繩隔振器，其特征在于：所述的磁流變液（12)的 體積V大于缸體（11)容積％減去活塞（9)的體積V2、活塞桿（8)的伸入工作缸（10)的最 大體積V3，即，但小于缸體（11)容積Vi減去活塞（9)的體積V2，即Va，。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種智能鋼絲繩隔振器，其特征在于：所述的線圈（4)的導線 直徑為0? 2?1. 5_，匝數(shù)為100?5000圈。
7. 如權(quán)利要求4或5所述的一種智能鋼絲繩隔振器，其特征在于：所述的活塞（9)的 直徑等于所述缸體（11)內(nèi)徑的80%?90%。
【文檔編號】F16F9/32GK104405819SQ201410681648
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】夏兆旺, 魏守貝, 李新英, 溫華兵, 方媛媛 申請人:江蘇科技大學