專利名稱：一種慣性式執(zhí)行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及主動控制領(lǐng)域，尤其涉及結(jié)構(gòu)的振動/輻射聲的主動控制領(lǐng)域，特別是一種慣性式執(zhí)行器。
背景技術(shù)：
結(jié)構(gòu)的振動/輻射聲存在于生活中的各個方面。通常地，諸如隔聲、吸聲之類的被動控制技術(shù)在低頻的效果不明顯。因此，主動控制技術(shù)成為了控制結(jié)構(gòu)在低頻的振動/輻射聲的主要方法。結(jié)構(gòu)振動/輻射聲的主動控制技術(shù)是指利用次級振源激勵結(jié)構(gòu)反相振動從而抵消結(jié)構(gòu)的初級振動，進而減少結(jié)構(gòu)的振動/輻射聲。執(zhí)行器是主動控制技術(shù)的重要問題之一。合理的執(zhí)行器設(shè)計或選取能夠直接提高主動控制技術(shù)的控制效果，并且能夠有效降低主動控制技術(shù)中算法的復(fù)雜度。常用的執(zhí)行器有慣性式執(zhí)行器、壓電陶瓷片執(zhí)行器和壓電堆執(zhí)行器等。慣性質(zhì)量式激振器以其輸出點力且能控制大型結(jié)構(gòu)等優(yōu)點被廣泛使用。然而，慣性質(zhì)量式激振器通常安裝難度較大，無法以任意角度安裝在結(jié)構(gòu)表面，進而極大的限制了其安裝位置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠克服上述缺陷的慣性式執(zhí)行器裝置。本發(fā)明提供了一種慣性式執(zhí)行器裝置，包括靜力平衡裝置、激振器限位裝置、力輸出裝置、框架和激振器:其中:所述靜力平衡裝置、所述激振器限位裝置、所述力輸出裝置被固定在所述框架上；所述靜力平衡裝置與所述激振器相連接，用于在所述慣性式執(zhí)行器被安裝在結(jié)構(gòu)表面時抵消激振器的重力；所述激振器限位裝置與所述激振器相連接，用于限制激振器的徑向位移；力輸出裝置與激振器相連接，用于在所述慣性式執(zhí)行器被安裝在結(jié)構(gòu)表面時將激振器的輸出力傳遞給所述結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述靜力平衡裝置包括把手、上蓋和彈簧，所述上蓋被固定在所述框架上，所述把手穿過所述上蓋與所述彈簧的第一端相連接，所述彈簧的第二端與所述激振器相連接，所述彈簧通過所述把手的旋轉(zhuǎn)進行壓縮或伸張。優(yōu)選地，所述激振器限位裝置包括上環(huán)、上板簧、上盤、下盤、下板簧和下環(huán)，所述上環(huán)和上盤被固定在所述框架上，所述上板簧被固定在所述上環(huán)和所述上盤之間，所述下環(huán)和下盤被固定在所述框架上，所述下板簧被固定在所述下環(huán)和所述下板簧之間，所述上盤和所述下盤與所述激振器相連接。優(yōu)選地，所述激振器限位裝置包括限位螺釘，所述框架上有限位螺釘孔，所述限位螺釘孔的內(nèi)壁上有一層絕緣材料，所述激振器的外壁上有與所述限位螺釘孔對應(yīng)的孔隙，當(dāng)所述限位螺釘?shù)牡谝欢送ㄟ^限位螺釘孔安裝在所述框架上時，所述限位螺釘?shù)牡诙诉M入所述孔隙，所述限位螺釘?shù)牡诙说闹睆叫∮谒隹紫兜闹睆?。?yōu)選地，所述力輸出裝置包括調(diào)整螺桿和底座，所述調(diào)整螺桿的第一端與所述激振器的輸出桿相連接，所述調(diào)整螺桿的第二端與所述底座相連接，用于將激振器的輸出力傳遞給所述底座，所述底座用于將所述慣性式執(zhí)行器安裝在結(jié)構(gòu)表面。優(yōu)選地，所述激振器通過所述激振器限位裝置與所述框架是電導(dǎo)通的，當(dāng)激振器處于平衡位置時，所述第二端在所述孔隙內(nèi)不與所述激振器的外壁接觸，當(dāng)激振器處于非平衡位置時，所述第二端在所述孔隙內(nèi)與所述激振器的外壁接觸。優(yōu)選地，當(dāng)激振器處于非平衡位置時，所述靜力平衡裝置還用于將所述激振器調(diào)節(jié)到平衡位置。優(yōu)選地，所述激振器是否處于平衡位置是通過測量所述框架與所述限位螺釘是否電導(dǎo)通來實現(xiàn)的。本發(fā)明的慣性式執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)可使慣性質(zhì)量式電磁激振器以任意角度安裝于結(jié)構(gòu)表面，且可方便調(diào)節(jié)激振器平衡位置，使得慣性質(zhì)量式電磁激振器能夠有效作為主動控制中的次級源。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的慣性式執(zhí)行器裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是在根據(jù)本發(fā)明實施例的慣性式執(zhí)行器裝置上安裝激振器的剖面圖。
具體實施例方式下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。根據(jù)本發(fā)明的慣性式執(zhí)行器裝置由靜力平衡裝置、激振器限位裝置、力輸出裝置和框架四部分組成。靜力平衡裝置由把手、上蓋和彈簧構(gòu)成，用來抵消激振器的重力使得該裝置能以任意角度安裝。激振器限位裝置由上環(huán)、上板簧、上盤、限位螺釘、下盤、下板簧和下環(huán)構(gòu)成，激振器安裝在上板簧和下板簧之間，限位螺釘用來檢查激振器是否在平衡位置。力輸出裝置由調(diào)整螺桿和底座構(gòu)成，調(diào)整螺桿一端與激振器輸出桿相連，另一端與底座相連，將激振器的輸出力傳遞到底座上。激振器輸入端與功率放大器輸出端相連，功率放大器輸入端與控制器相連，控制器輸出控制信號到功率放大器，進而由功率放大器驅(qū)動該執(zhí)行器裝置輸出力實施主動控制。本發(fā)明的原理是:當(dāng)慣性式執(zhí)行器裝置以任意角度安裝于結(jié)構(gòu)表面時，彈簧壓縮或伸張產(chǎn)生的彈性力將會平衡激振器的重力，從而使得該執(zhí)行器裝置能夠以任意角度安裝于結(jié)構(gòu)表面。此外，所設(shè)計的限位螺釘能夠很方便的找到激振器以不同角度安裝時的平衡位置，用電極法測量限位螺釘和框架是否導(dǎo)通以判斷激振器是否處于平衡位置(框架與限位螺釘之間用尼龍?zhí)捉^緣，框架和激振器導(dǎo)通)。當(dāng)以某角度安裝，激振器處于平衡位置時，限位螺釘由于其較細的特點安裝進框架的限位螺釘孔時，不會接觸到激振器外殼，用電極法測量限位螺釘和框架不導(dǎo)通；當(dāng)激振器偏離平衡位置時，限位螺釘和激振器的外殼會有接觸，用電極法測量限位螺釘和框架導(dǎo)通，此時可通過調(diào)整把手的位置重新使激振器達到平衡點。激振器的輸入端與功率放大器的輸出端相連，功率放大器的輸入端與控制器的輸出端相連，控制器通過主動控制算法輸出控制信號，從而使得激振器振動輸出點力，激振器通過調(diào)整螺桿將點力傳遞給底座進而激發(fā)結(jié)構(gòu)振動，抵消結(jié)構(gòu)的初級振動，進而減少結(jié)構(gòu)的振動/福射聲。圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的慣性式執(zhí)行器裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是在根據(jù)本發(fā)明實施例的慣性式執(zhí)行器裝置上安裝激振器的剖面圖如圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的慣性式執(zhí)行器裝置由靜力平衡裝置、激振器限位裝置、力輸出裝置和框架4四部分組成。靜力平衡裝置由把手1、上蓋2和彈簧3構(gòu)成。當(dāng)慣性式執(zhí)行器裝置以任意角度安裝于結(jié)構(gòu)表面時，彈簧3和所述的激振器8直接相連，彈簧壓縮或伸張產(chǎn)生的彈性力將會平衡激振器的重力，從而使得該執(zhí)行器裝置能夠以任意角度安裝于結(jié)構(gòu)表面。激振器限位裝置由上環(huán)5、上板簧6、上盤7、限位螺釘9、下盤11、下板簧12和下環(huán)13構(gòu)成，慣性式激振器8安裝在上板簧6和下板簧12之間。優(yōu)選地，上環(huán)5、上盤7呈圓環(huán)狀，用來固定上板簧6。同理，優(yōu)選地，所述的下盤
11、下環(huán)13也呈圓環(huán)狀，用來固定所述的下板簧12。上板簧6和下板簧12用來限制激振器8的徑向位移?？蚣芘c限位螺釘之間用諸如尼龍?zhí)字惖慕^緣材料絕緣，框架和激振器導(dǎo)通。通過用電極法測量限位螺釘和框架是否導(dǎo)通，可以判斷出激振器是否處于平衡位置。慣性式執(zhí)行器裝置以某角度安裝于結(jié)構(gòu)表面，激振器可能處于平衡或非平衡位置。當(dāng)激振器處于平衡位置時，由于限位螺釘較細的特點，當(dāng)其安裝進框架的限位螺釘孔時，其伸入激振器外壁的一端不會接觸到激振器外殼/側(cè)壁，用電極法測量限位螺釘和框架不導(dǎo)通；當(dāng)激振器偏離平衡位置時，限位螺釘和激振器的外殼/側(cè)壁會有接觸，用電極法測量限位螺釘和框架導(dǎo)通，此時可通過調(diào)整把手的位置使彈簧壓縮或伸張到限位螺釘和框架不導(dǎo)通的程度，重新使激振器達到平衡點。用電極法測量激振器是否到達平衡位置可以如下進行:先把限位螺釘旋進激振器外壁的孔隙中，然后萬用表的一個表筆連接限位螺釘，另一個表筆連接框架，微調(diào)彈簧至電極斷開即可，最后擰緊限位螺釘。力輸出裝置由調(diào)整螺桿14和底座15構(gòu)成，調(diào)整螺桿14的一端與激振器輸出桿10相連，另一端與底座15相連。激振器輸入端通過導(dǎo)線與功率放大器相連，所述的功率放大器與控制器相連。控制器通過主動控制算法輸出控制信號，從而使得激振器振動輸出點力，激振器通過調(diào)整螺桿將點力傳遞給底座進而激發(fā)結(jié)構(gòu)振動，抵消結(jié)構(gòu)的初級振動，進而減少結(jié)構(gòu)的振動/輻射聲。根據(jù)本發(fā)明實施例的慣性式執(zhí)行器的工作過程是:激振器通過上下板簧及上下盤、上下環(huán)安裝到框架上面。進一步的，彈簧一端連接激振器連接盤，另一端連接螺桿下端的活節(jié)；螺桿通過上蓋固定在框架頂部。進一步的，旋轉(zhuǎn)螺桿頂部把手，把激振器粗調(diào)至上下板簧平衡位置。進一步的，用電極法測量激振器是否到達平衡位置:先把限位螺釘旋進至接近激振器位置，然后萬用表的一個表筆連接限位螺釘，另一個表筆連接框架(框架與限位螺釘之間用尼龍?zhí)捉^緣)，微調(diào)彈簧至電極斷開即可，最后擰緊限位螺釘。進一步的，固定好激振器下端蓋，擰緊下端調(diào)整螺桿及螺母。進一步的，通過下端蓋長條孔固定好作動器整體，安裝外殼。應(yīng)當(dāng)清楚:激振器通電工作前，首先應(yīng)松開激振器兩端限位螺釘；另外，需定期檢查螺栓是否松動。專業(yè)人員應(yīng)該還可以進一步意識到，結(jié)合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計算機軟件或者二者的結(jié)合來實現(xiàn)，為了清楚地說明硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對每個特定的應(yīng)用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應(yīng)認為超出本發(fā)明的范圍。結(jié)合本文中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來實施。軟件模塊可以置于隨機存儲器(RAM)、內(nèi)存、只讀存儲器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤、可移動磁盤、CD-ROM、或技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲介質(zhì)中。以上所述的具體實施方式
，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式
而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種慣性式執(zhí)行器，包括靜力平衡裝置、激振器限位裝置、力輸出裝置、框架和激振器，其中: 所述靜力平衡裝置、所述激振器限位裝置、所述力輸出裝置被固定在所述框架上； 所述靜力平衡裝置與所述激振器相連接，用于在所述慣性式執(zhí)行器被安裝在結(jié)構(gòu)表面時抵消激振器的重力； 所述激振器限位裝置與所述激振器相連接，用于限制激振器的徑向位移； 力輸出裝置與激振器相連接，用于在所述慣性式執(zhí)行器被安裝在結(jié)構(gòu)表面時將激振器的輸出力傳遞給所述結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的慣性式執(zhí)行器，其中，所述靜力平衡裝置包括把手、上蓋和彈簧，所述上蓋被固定在所述框架上，所述把手穿過所述上蓋與所述彈簧的第一端相連接，所述彈簧的第二端與所述激振器相連接，所述彈簧通過所述把手的旋轉(zhuǎn)進行壓縮或伸張。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的慣性式執(zhí)行器，其中，所述激振器限位裝置包括上環(huán)、上板簧、上盤、下盤、下板簧和下環(huán)，所述上環(huán)和上盤被固定在所述框架上，所述上板簧被固定在所述上環(huán)和所述上盤之間，所述下環(huán)和下盤被固定在所述框架上，所述下板簧被固定在所述下環(huán)和所述下板簧之間，所述上盤和所述下盤與所述激振器相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的慣性式執(zhí)行器，其中，所述激振器限位裝置包括限位螺釘，所述框架上有限位螺釘孔，所述限位螺釘孔的內(nèi)壁上有一層絕緣材料，所述激振器的外壁上有與所述限位螺釘孔對應(yīng)的孔隙，當(dāng)所述限位螺釘?shù)牡谝欢送ㄟ^限位螺釘孔安裝在所述框架上時，所述限位螺釘?shù)牡诙诉M入所述孔隙，所述限位螺釘?shù)牡诙说闹睆叫∮谒隹紫兜闹睆健?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的慣性式執(zhí)行器，其中，所述力輸出裝置包括調(diào)整螺桿和底座，所述調(diào)整螺桿的第一端與所述激振器的輸出桿相連接，所述調(diào)整螺桿的第二端與所述底座相連接，用于將激振器的輸出力傳遞給所述底座，所述底座用于將所述慣性式執(zhí)行器安裝在結(jié)構(gòu)表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的慣性式執(zhí)行器，其中，所述激振器通過所述激振器限位裝置與所述框架是電導(dǎo)通的，當(dāng)激振器處于平衡位置時，所述第二端在所述孔隙內(nèi)不與所述激振器的外壁接觸，當(dāng)激振器處于非平衡位置時，所述第二端在所述孔隙內(nèi)與所述激振器的外壁接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的慣性式執(zhí)行器，其中，當(dāng)激振器處于非平衡位置時，所述靜力平衡裝置還用于將所述激振器調(diào)節(jié)到平衡位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的慣性式執(zhí)行器，其中，所述激振器是否處于平衡位置是通過測量所述框架與所述限位螺釘是否電導(dǎo)通來實現(xiàn)的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種慣性式執(zhí)行器裝置，包括靜力平衡裝置、激振器限位裝置、力輸出裝置、框架和激振器其中所述靜力平衡裝置、所述激振器限位裝置、所述力輸出裝置被固定在所述框架上；所述靜力平衡裝置與所述激振器相連接，用于在所述慣性式執(zhí)行器被安裝在結(jié)構(gòu)表面時抵消激振器的重力；所述激振器限位裝置與所述激振器相連接，用于限制激振器的徑向位移；力輸出裝置與激振器相連接，用于在所述慣性式執(zhí)行器被安裝在結(jié)構(gòu)表面時將激振器的輸出力傳遞給所述結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的慣性式執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)可使慣性質(zhì)量式電磁激振器以任意角度安裝于結(jié)構(gòu)表面，且可方便調(diào)節(jié)激振器平衡位置，使得慣性質(zhì)量式電磁激振器能夠有效作為主動控制中的次級源。
文檔編號B06B1/04GK103157592SQ20131006454
公開日2013年6月19日 申請日期2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月28日
發(fā)明者孫紅靈, 程曉斌, 曹寅, 楊軍, 田靜 申請人:中國科學(xué)院聲學(xué)研究所