本發(fā)明涉及一種動(dòng)力吸振器，尤其涉及一種帶有發(fā)電功能的動(dòng)力吸振裝置，屬于振動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，也屬于能量轉(zhuǎn)化技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1928年，j.奧蒙德羅伊德等提出了動(dòng)力吸振器的方法。動(dòng)力吸振器又稱(chēng)調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，其原理是在主振系統(tǒng)上附加質(zhì)量彈簧共振系統(tǒng)，這種附加系統(tǒng)在共振時(shí)產(chǎn)生的反作用力可使主振系統(tǒng)的振動(dòng)減小。當(dāng)激發(fā)力以單頻為主，或頻率很低,不宜采用一般隔振器時(shí),動(dòng)力吸振器特別有用。如附加一系列的這種吸振器，還可以抵消不同頻率的振動(dòng)。由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)施，能有效抑制頻率變化較小的設(shè)備振動(dòng)，因此廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、工業(yè)機(jī)械、建筑橋梁等各行各業(yè)的各種機(jī)械設(shè)備上，已成為實(shí)施振動(dòng)控制最常用的重要手段之一。

2003年，劍橋大學(xué)學(xué)者smith基于機(jī)電相似理論創(chuàng)造性地提出了慣容器，并給出了其物理實(shí)現(xiàn)裝置，開(kāi)展了將慣容器應(yīng)用于車(chē)輛懸架系統(tǒng)的研究，從而探索出一條改善懸架性能的新途徑。最初的慣容器有兩種形式，即齒輪齒條式慣容器和滾珠絲杠式慣容器，而滾珠絲杠式慣容器更為常用。

現(xiàn)有的動(dòng)力吸振器絕大多數(shù)是沒(méi)有將有害的振動(dòng)能轉(zhuǎn)化為可利用的電能，從環(huán)保節(jié)能的角度看，既不經(jīng)濟(jì)，也不環(huán)保，同時(shí)由于振動(dòng)能量未能轉(zhuǎn)化，縮減了裝置壽命；而有些能將振動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的動(dòng)力吸振裝置，也大多數(shù)利用壓電原理進(jìn)行轉(zhuǎn)化，這樣轉(zhuǎn)化的振動(dòng)能非常有限。

申請(qǐng)?zhí)枮閏n201010130519.3，名稱(chēng)為“基于動(dòng)力吸振器的壓電振動(dòng)能量收集裝置”的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利，該專(zhuān)利包括壓電元件、蓋板、動(dòng)力吸振器和能量采集電路，其中，壓電元件上固定蓋板，蓋板和動(dòng)力吸振器相連，能量采集電路和壓電元件相連。壓電元件不需要嵌入外界振動(dòng)元件的內(nèi)部，也不需要較大的振幅，可以方便地收集布置于外界振動(dòng)元件的表面對(duì)小振幅的振動(dòng)能量，并可以將工作頻率設(shè)計(jì)在較高的頻域內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)易于應(yīng)用的、高效的振動(dòng)能量的收集。然而，基于壓電原理進(jìn)行能量收集，能量收集相當(dāng)有限，所以工程發(fā)展前景一般。

此外，現(xiàn)有傳統(tǒng)的動(dòng)力吸振器若所需的質(zhì)量元件較重，比如用于一些大型主振系統(tǒng)吸振的動(dòng)力吸振器，如果吸振器質(zhì)量元件不夠重，則幾乎沒(méi)有減振效果或者減振效果一般，此時(shí)，必然需要較重的質(zhì)量元件來(lái)代替，這樣則必然會(huì)導(dǎo)致吸振器整體過(guò)重。

美國(guó)專(zhuān)利us989958公開(kāi)了一種原始的動(dòng)力吸振器，美國(guó)專(zhuān)利us5816373公開(kāi)了一種氣動(dòng)動(dòng)力吸振器，兩種動(dòng)力吸振器均采用質(zhì)量元件作為其組件之一，也必然存在上述局限性，因此尋找一種能適用于大型主振系統(tǒng)的輕質(zhì)動(dòng)力吸振器具有較高的工程意義。

如何能提供一種吸振頻帶寬、能高效的將振動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能并且可以應(yīng)用于大型主振系統(tǒng)的輕質(zhì)動(dòng)力吸振裝置，成了亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種帶有發(fā)電功能的動(dòng)力吸振裝置。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。

一種帶有發(fā)電功能的動(dòng)力吸振裝置，其特征在于，包括導(dǎo)向套4、缸體5、貫穿絲杠12、絲杠螺母14；所述缸體5的兩端分別套設(shè)有所述導(dǎo)向套4與蓋板3；所述導(dǎo)向套4固定在所述缸體5內(nèi)，并且沿缸體5軸線(xiàn)向其內(nèi)腔延伸，所述導(dǎo)向套4延伸至缸體5內(nèi)的一端設(shè)有導(dǎo)向孔；所述貫穿絲杠12的兩端穿過(guò)導(dǎo)向套4的導(dǎo)向孔，所述貫穿絲杠12通過(guò)導(dǎo)向套4安裝在所述缸體5的內(nèi)腔，所述導(dǎo)向套4、缸體5與貫穿絲杠12的軸線(xiàn)重合，所述貫穿絲杠12能夠沿著該軸線(xiàn)方向在缸體5內(nèi)墻中平移；所述絲杠螺母14轉(zhuǎn)動(dòng)安裝于所述缸體5內(nèi)腔的中部位置并且其軸向位置固定從而不能平移，所述絲杠螺母14與貫穿絲杠12螺旋連接；所述彈簧11分別卡接在貫穿絲杠12的兩端，所述彈簧11沿貫穿絲杠12的軸線(xiàn)延伸至缸體5的端部位置與蓋板3抵接；當(dāng)產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，所述貫穿絲杠12沿其軸線(xiàn)在彈簧11的彈力限制下產(chǎn)生往復(fù)平移，所述貫穿絲杠12驅(qū)動(dòng)絲杠螺母14交替旋轉(zhuǎn)，絲杠螺母14轉(zhuǎn)動(dòng)交替時(shí)的慣性抑制了振動(dòng)從而達(dá)到了吸振的目的。

進(jìn)一步的，還包括發(fā)電組件，所述發(fā)電組件包括導(dǎo)線(xiàn)7與磁鐵8，所述絲杠螺母14的外周面上布置有若干根導(dǎo)線(xiàn)7，所述磁鐵8布置于所述缸體5的內(nèi)周面；當(dāng)所述絲杠螺母14轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，絲杠螺母14驅(qū)動(dòng)所述導(dǎo)線(xiàn)7切割所述磁鐵8的磁感應(yīng)線(xiàn)從而產(chǎn)生電能。

進(jìn)一步的，所述導(dǎo)線(xiàn)7沿平行于缸體5軸線(xiàn)的方向固定布置，并且相鄰兩根導(dǎo)線(xiàn)7彼此連接從而形成通路。

進(jìn)一步的，所述發(fā)電組件7通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)連接有整流蓄電裝置6，所述整流蓄電裝置6能夠儲(chǔ)存所述發(fā)電組件7所產(chǎn)生的電能。

進(jìn)一步的，所述磁鐵8為弧形的片狀磁鐵，所述片狀磁鐵在徑向方向位置彼此相對(duì)并且存在間隔。

進(jìn)一步的，所述絲杠螺母14中部位置設(shè)有凸部，所述凸部的兩端抵接軸承9，所述軸承9過(guò)盈安裝在缸體5的內(nèi)壁面，所述絲杠螺母14通過(guò)所述軸承9實(shí)現(xiàn)在缸體5內(nèi)壁面的轉(zhuǎn)動(dòng)安裝。

進(jìn)一步的，所述導(dǎo)向套4包括本體4-1、法蘭盤(pán)4-2與空腔4-3與導(dǎo)向孔4-4，所述法蘭盤(pán)4-2的直徑大于缸體5的內(nèi)徑并且固定在所述缸體5外，所述本體4-1安裝于所述缸體5內(nèi)，所述導(dǎo)向套4靠近法蘭盤(pán)4-2的一端開(kāi)有空腔4-3，所述空腔4-3沿導(dǎo)向套4的軸線(xiàn)延伸設(shè)有導(dǎo)向孔4-4，所述空腔4-3的直徑大于導(dǎo)向孔4-4的直徑。

進(jìn)一步的，所述彈簧11設(shè)置在所述空腔4-3內(nèi)，所述貫穿絲杠12的兩端通過(guò)導(dǎo)向孔4-4架設(shè)在所述導(dǎo)向套4上。

進(jìn)一步的，所述蓋板3朝向缸體5內(nèi)部的面上設(shè)有凸起，所述貫穿絲杠12的兩端設(shè)有凸起，所述彈簧11的一端卡在蓋板3的凸起，彈簧11另一端卡接在所述貫穿絲杠12的凸起。

進(jìn)一步的，所述蓋板3遠(yuǎn)離缸體5的面上固定有吊耳1，所述吸振裝置通過(guò)吊耳1固定安裝，并且所述吸振裝置平行于振動(dòng)方向固定安裝。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

1.由于本發(fā)明裝置中的慣容器組件具有放大質(zhì)量屬性的作用，所以本發(fā)明裝置可以應(yīng)用于大型主振系統(tǒng)的減振；

2.由于慣性阻尼和電磁阻尼作用，有效拓寬了減振頻帶，增大了減振范圍；

3.由于導(dǎo)線(xiàn)7組成的線(xiàn)圈切割所述磁鐵8形成的磁感線(xiàn)，高效的轉(zhuǎn)化了能量，經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、節(jié)能；

4.本發(fā)明不但可以利用在振動(dòng)系統(tǒng)上，更加可利用于搖擺系統(tǒng)上，如風(fēng)架減搖、冷卻水塔的減搖，所以具有很廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明a向剖視圖；

圖3為貫穿絲杠三維圖；

圖4為本發(fā)明b向剖視圖；

圖5為蓋板與彈簧連接放大圖；

圖6為導(dǎo)線(xiàn)纏繞于絲杠表面示意圖；

圖7為導(dǎo)向套三維圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明如下：

1為吊耳、2為螺栓、3為蓋板、4為導(dǎo)向套、4-1為本體、4-2為法蘭盤(pán)、4-3為空腔、4-4導(dǎo)向孔、5為缸體、6為整流蓄電裝置、7為導(dǎo)線(xiàn)、8磁鐵、9為軸承、10為鎖緊螺母、11為彈簧、12為貫穿絲杠、13為軸承限位圈、14為絲杠螺母、15為滾珠。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)討論實(shí)施例的實(shí)施和使用。然而，應(yīng)當(dāng)理解，所討論的具體實(shí)施例僅僅示范性地說(shuō)明實(shí)施和使用本發(fā)明的特定方式，而非限制本發(fā)明的范圍。在描述時(shí)各個(gè)部件的結(jié)構(gòu)位置例如上、下、頂部、底部等方向的表述不是絕對(duì)的，而是相對(duì)的。當(dāng)各個(gè)部件如圖中所示布置時(shí)，這些方向表述是恰當(dāng)?shù)?，但圖中各個(gè)部件的位置改變時(shí)，這些方向表述也相應(yīng)改變。

一種帶有發(fā)電功能的動(dòng)力吸振裝置，包括導(dǎo)向套4、缸體5、貫穿絲杠12、絲杠螺母14。

如圖1所示，缸體5的兩端分別套設(shè)有所述導(dǎo)向套4與蓋板3，導(dǎo)向套4固定在缸體5內(nèi)，并且沿缸體5軸線(xiàn)向其內(nèi)腔延伸，所述導(dǎo)向套4延伸至缸體5內(nèi)的一端設(shè)有導(dǎo)向孔。貫穿絲杠12的兩端穿過(guò)導(dǎo)向套4的導(dǎo)向孔，所述貫穿絲杠12通過(guò)導(dǎo)向套4安裝在所述缸體5的內(nèi)腔，所述導(dǎo)向套4、缸體5與貫穿絲杠12的軸線(xiàn)重合，所述貫穿絲杠12能夠沿著該軸線(xiàn)方向在缸體5內(nèi)墻中平移。絲杠螺母14轉(zhuǎn)動(dòng)安裝于所述缸體5內(nèi)腔的中部位置并且其軸向位置固定從而不能平移，所述絲杠螺母14與貫穿絲杠12螺旋連接。彈簧11分別卡接在貫穿絲杠12的兩端，彈簧11沿貫穿絲杠12的軸線(xiàn)延伸至缸體5的端部位置與蓋板3抵接。當(dāng)產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，貫穿絲杠12沿其軸線(xiàn)在彈簧11的彈力限制下產(chǎn)生往復(fù)平移，貫穿絲杠12驅(qū)動(dòng)絲杠螺母14交替旋轉(zhuǎn)，絲杠螺母14轉(zhuǎn)動(dòng)交替時(shí)的慣性抑制了振動(dòng)從而達(dá)到了吸振的目的。在本實(shí)施例中，貫穿絲杠12表面、所述絲杠螺母14內(nèi)表面均涂有耐磨的自潤(rùn)滑覆蓋層，具體優(yōu)選為，耐磨的自潤(rùn)滑覆蓋層為鐵氟龍覆蓋層或二硫化鉬覆蓋層。

如圖1所示，帶有發(fā)電功能的動(dòng)力吸振裝置還包括發(fā)電組件，發(fā)電組件包括導(dǎo)線(xiàn)7與磁鐵8。絲杠螺母14的外周面上布置有若干根導(dǎo)線(xiàn)7，磁鐵8布置于所述缸體5的內(nèi)周面。

如圖1所示，絲杠螺母14中部位置設(shè)有凸部，凸部的兩端抵接軸承9，軸承9通過(guò)鎖緊螺母10固定安裝在絲杠螺母14上，并且軸承9過(guò)盈安裝在缸體5的內(nèi)壁面，通過(guò)軸承9實(shí)現(xiàn)在缸體5內(nèi)壁面的轉(zhuǎn)動(dòng)安裝。與絲杠螺母14連接的貫穿絲杠12的螺紋段設(shè)有滾珠15，滾珠15優(yōu)選為為高強(qiáng)度金屬或非金屬球，具體的，高強(qiáng)度金屬球優(yōu)選為鋯球或30cr球，高強(qiáng)度非金屬球優(yōu)選為陶瓷球或碳纖維增強(qiáng)的樹(shù)脂基復(fù)合材料球。當(dāng)貫穿絲杠12沿著腔體5的軸線(xiàn)平移時(shí)，貫穿絲杠12能夠驅(qū)動(dòng)絲杠螺母14交替旋轉(zhuǎn)。在本實(shí)施中，沿缸體5的內(nèi)壁面還設(shè)有軸承限位圈13，軸承限位圈13一端抵接軸承9，其另一端抵接導(dǎo)向套4，該軸承限位圈13實(shí)現(xiàn)了缸體5內(nèi)各部件的軸向定位。更多的是，軸承9朝向磁鐵8的一端的端部與磁鐵8設(shè)置有間隔d。在本實(shí)施例中，軸承9類(lèi)型優(yōu)選為推力調(diào)心滾子軸承、圓錐滾子軸承、推力球軸承、角接觸球軸承或推力圓柱滾子軸承。

如圖2所示，導(dǎo)線(xiàn)7沿平行于缸體5軸線(xiàn)的方向固定布置在絲杠螺母14凸部的外周面上，并且相鄰兩根導(dǎo)線(xiàn)7彼此連接從而形成通路。磁鐵8為弧形的片狀磁鐵，片狀磁鐵在徑向方向?qū)?yīng)導(dǎo)線(xiàn)7布置，磁鐵8與導(dǎo)線(xiàn)7在徑向方向上存在間隔。在本實(shí)施例中，片狀磁鐵8的數(shù)量?jī)?yōu)選為2片，該兩片磁鐵8對(duì)稱(chēng)布置在缸體5的內(nèi)周面。

如圖6所示，在某根導(dǎo)線(xiàn)相鄰的兩側(cè)均布置有平行的導(dǎo)線(xiàn)。在本實(shí)施例中，優(yōu)選為以下連接方式，該導(dǎo)線(xiàn)的尾部與其一側(cè)的相鄰的導(dǎo)線(xiàn)的尾部相連，該導(dǎo)線(xiàn)的首部與其另一側(cè)的相鄰導(dǎo)線(xiàn)的首部相連。通過(guò)該種連接方式，導(dǎo)線(xiàn)7互相連接并形成通路并，且能夠隨著絲杠螺母14的旋轉(zhuǎn)而切割磁鐵8的磁感應(yīng)線(xiàn)，從而產(chǎn)生電能。如圖1所示，從導(dǎo)線(xiàn)7的任意一根引出，連接整流蓄電裝置6，整流蓄電裝置6能夠儲(chǔ)存發(fā)電組件7所產(chǎn)生的電能。當(dāng)絲杠螺母14轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，絲杠螺母14驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)7切割所述磁鐵8的磁感應(yīng)線(xiàn)從而產(chǎn)生電能，所產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存至整流蓄電裝置6中。

如圖7所示，導(dǎo)向套4包括本體4-1、法蘭盤(pán)4-2與空腔4-3與導(dǎo)向孔4-4。如圖1所示，法蘭盤(pán)4-2的直徑大于缸體5的內(nèi)徑并且固定在所述缸體5外，沿法蘭盤(pán)4-2的外圈設(shè)置有若干螺栓，并且通過(guò)螺栓將導(dǎo)向套固定在缸體上。如圖4所示，本體4-1安裝于所述缸體5內(nèi)。導(dǎo)向套4靠近法蘭盤(pán)4-2的一端開(kāi)有空腔4-3。空腔4-3沿導(dǎo)向套4的軸線(xiàn)延伸設(shè)有導(dǎo)向孔4-4，空腔4-3的直徑大于導(dǎo)向孔4-4的直徑。如圖4所示，貫穿絲杠12的非螺紋的光滑的端部穿過(guò)導(dǎo)向孔4-4，從而通過(guò)導(dǎo)向套4實(shí)現(xiàn)貫穿絲杠12的平移安裝。

如圖1與5所示，蓋板3與導(dǎo)向套4的法蘭盤(pán)4-2外緣重合，蓋板3上設(shè)有與法蘭盤(pán)4-2上螺栓孔重合的螺栓孔，通過(guò)螺栓將蓋板3、導(dǎo)向套4固定在缸體5的端部。彈簧11設(shè)置在空腔4-3內(nèi)，蓋板3朝向缸體5內(nèi)部的面上設(shè)有凸起，貫穿絲杠12的兩端設(shè)有凸起。彈簧11的一端卡在蓋板3的凸起，彈簧11另一端卡接在所述貫穿絲杠12的凸起。

如圖1所示，蓋板3遠(yuǎn)離缸體5的面上固定有吊耳1，吸振裝置通過(guò)吊耳1固定安裝。當(dāng)安裝吸振裝置時(shí)，注意將該吸振裝置平行于振動(dòng)的方向固定安裝。

一種帶有發(fā)電功能的動(dòng)力吸振裝置的減振發(fā)電方法，包括以下步驟：

s1：將一個(gè)或多個(gè)本發(fā)明裝置通過(guò)所述吊耳1固定于主振系統(tǒng)的各個(gè)振動(dòng)方向上，并且將所述整流蓄電裝置6安置于所述缸體上或主振系統(tǒng)上；

s2：由于本發(fā)明裝置吸振時(shí)是所述彈簧11帶動(dòng)所述貫穿絲杠12振動(dòng)，從而帶動(dòng)所述絲杠螺母14的往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且所述絲杠螺母14的往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)交替時(shí)的慣性，使得本發(fā)明裝置存在慣性阻尼，從而拓寬了吸振頻帶；此外，由于所述導(dǎo)線(xiàn)7組成的線(xiàn)圈切割所述磁鐵8形成的磁感線(xiàn)，根據(jù)楞次效應(yīng)可知，本發(fā)明裝置還存在電磁阻尼，進(jìn)一步拓寬了吸振頻帶，并且切割頻率越大，所產(chǎn)生的電磁阻力越大，電磁阻尼越強(qiáng)，吸振頻帶越寬。

s3：由于所述導(dǎo)線(xiàn)7組成的線(xiàn)圈切割所述磁鐵8形成的磁感線(xiàn)，從而產(chǎn)生交流電，并且所述導(dǎo)線(xiàn)7接入整流蓄電裝置6，從而將電能進(jìn)行存儲(chǔ)。

s4：當(dāng)主振系統(tǒng)沿著各個(gè)振動(dòng)方向產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，根據(jù)公式其中，bm為放大虛擬質(zhì)量，j為絲杠螺母14的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，p為貫穿絲杠12的導(dǎo)程。顯然，慣容器具有放大質(zhì)量屬性的功能,從而得到一個(gè)放大虛擬質(zhì)量，其實(shí)際質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于與放大虛擬質(zhì)量等同的質(zhì)量元件，大大降低了用于大型主振系統(tǒng)的動(dòng)力吸振器質(zhì)量。

裝配工藝：第一步，組裝滾珠絲杠式慣容器組件，將貫穿絲杠12與絲杠螺母14通過(guò)滾珠15組裝成滾珠絲桿螺旋副。第二步，將軸承9套入絲杠螺母14的兩端小階梯圓柱，并用2個(gè)鎖緊螺母10旋入鎖緊。第三步，將彈簧11套入貫穿絲杠12端頭設(shè)有的小凸臺(tái)，從而與滾珠絲杠式慣容器組件組成串聯(lián)系統(tǒng)。第四步，將磁鐵8貼入缸體5的中部。第五步，將前述串聯(lián)系統(tǒng)套入缸體5，并且注意間隙d為3～10mm(見(jiàn)圖1)。第六步，將2個(gè)軸承限位圈13與2個(gè)導(dǎo)向套4依次從缸體5兩端套入缸體5。第七步，將彈簧2兩端套入2個(gè)蓋板3內(nèi)表面中心設(shè)有的凸起(見(jiàn)圖4)；第八步，將本發(fā)明裝置兩端所有12個(gè)螺栓2連接固定起來(lái)。

以上已揭示本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn)，然而可以理解，在本發(fā)明的創(chuàng)作思想下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)上述公開(kāi)的構(gòu)思作各種變化和改進(jìn)，但都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。上述實(shí)施方式的描述是例示性的而不是限制性的，本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求所確定。