本發(fā)明涉及智能隔振技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于電子設(shè)備隔振的可變剛度隔振裝置。

背景技術(shù)：

振動(dòng)的影響廣泛存在于生產(chǎn)與生活中，進(jìn)而會(huì)引發(fā)一連串的問(wèn)題，比如在一些電子設(shè)備與儀器的運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境中，振動(dòng)會(huì)使設(shè)備測(cè)量不準(zhǔn)確，或是降低設(shè)備的使用壽命，而在如今高精度測(cè)量要求下，降低振動(dòng)的影響顯得尤為重要，同時(shí)為了使設(shè)備使用效率最大化，減小振動(dòng)對(duì)設(shè)備零部件的破壞也亟待解決。

如今，在汽車、列車、飛機(jī)等領(lǐng)域，電子設(shè)備應(yīng)用越來(lái)越普遍，因而研究如何減弱其受到的振動(dòng)危害也得到越來(lái)越多的關(guān)注。目前對(duì)于電子設(shè)備的隔振主要有兩種方法：對(duì)電子設(shè)備機(jī)柜進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)、對(duì)電子設(shè)備加裝隔振系統(tǒng)。對(duì)電子設(shè)備機(jī)柜進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)改進(jìn)可以有效的改變?cè)O(shè)備的固有頻率，同時(shí)也能保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，避免因?yàn)楣舱穸斐呻娮釉O(shè)備的損壞，但是進(jìn)行機(jī)構(gòu)改進(jìn)的成本較高。利用隔振系統(tǒng)可以有效的降低電子設(shè)備受到的振動(dòng)損害，提高電子設(shè)備的穩(wěn)定性和壽命?，F(xiàn)如今應(yīng)用于隔振裝置的主要有三種模式：被動(dòng)隔振、主動(dòng)隔振、半主動(dòng)隔振。傳統(tǒng)的被動(dòng)隔振應(yīng)用廣泛，但是其阻尼和剛度均不可調(diào)，因而在外在激勵(lì)頻率發(fā)生改變的情況下隔振效果不是很理想。主動(dòng)隔振對(duì)于不同外在激勵(lì)頻率具有良好的適應(yīng)性，但是其需要消耗較多的能量，并且制造難度和成本也相對(duì)較高，因而未能得到廣泛應(yīng)用。半主動(dòng)隔振是通過(guò)特定的方法改變隔振器的剛度或者阻尼，以此達(dá)到很好的隔振效果，并且消耗的能量也相對(duì)較少。目前用于電子設(shè)備隔振系統(tǒng)多是被動(dòng)隔振，但在已有的隔振器中，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)剛度和阻尼可調(diào)的很少，因而設(shè)計(jì)一種剛度和阻尼均可調(diào)整的隔振器，對(duì)于滿足更高的隔振要求顯得很重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種用于電子設(shè)備隔振的可變剛度隔振器，同時(shí)利用磁流變彈性體和磁流變液的磁流變特性，能以較小的能量消耗有效的改變隔振器的剛度和阻尼，實(shí)現(xiàn)剛度和阻尼均可調(diào)整的隔振器。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種用于電子設(shè)備隔振的可變剛度隔振器，包括：上基座、下基座、磁流變阻尼器單元和變剛度單元；其中，

磁流變阻尼器單元包括圓柱狀的缸筒、活塞桿、活塞頭、上端蓋和下端蓋；上端蓋固定在缸筒的頂部，下端蓋固定在缸筒的底部；上端蓋與上基座固定連接；缸筒內(nèi)部填充磁流變液活塞頭設(shè)置在缸筒內(nèi)，且固定套設(shè)在活塞桿上；活塞桿穿過(guò)下端蓋深入缸筒內(nèi)，活塞桿的一端與下基座固定連接；活塞桿和活塞頭相對(duì)于缸筒可做垂直方向上的活塞運(yùn)動(dòng)；活塞頭纏繞有磁流變阻尼器勵(lì)磁線圈繞組；

變剛度單元同軸套設(shè)在磁流變阻尼器單元外，由內(nèi)至外依次包括筒狀的磁流變彈性體、磁流變彈性體勵(lì)磁線圈繞組以及外導(dǎo)磁筒；磁流變彈性體的頂部與上基座固定連接，磁流變彈性體的底部與下基座固定連接；外導(dǎo)磁筒的底部與下基座固定連接。

作為優(yōu)化的技術(shù)方案，磁流變彈性體由上至下包括多層交替布置的磁流變彈性體薄層和導(dǎo)磁金屬薄層。

作為優(yōu)化的技術(shù)方案，磁流變彈性體的頂部與上基座膠結(jié)連接，磁流變彈性體的底部與下基座膠結(jié)連接。

作為優(yōu)化的技術(shù)方案，上基座的底部設(shè)有一環(huán)形凸臺(tái)，磁流變彈性體的頂部與上基座的環(huán)形凸臺(tái)固定連接；下基座的頂部設(shè)有一環(huán)形凸臺(tái)，磁流變彈性體的底部與下基座的環(huán)形凸臺(tái)固定連接。

作為優(yōu)化的技術(shù)方案，磁流變彈性體勵(lì)磁線圈繞組繞設(shè)在不導(dǎo)磁的線筒上。

作為優(yōu)化的技術(shù)方案，活塞頭軸向的中部設(shè)有一環(huán)狀凹槽，磁流變阻尼器勵(lì)磁線圈繞組繞設(shè)在活塞頭凹槽內(nèi)的側(cè)壁上。

作為優(yōu)化的技術(shù)方案，活塞桿依次穿過(guò)下端蓋、缸筒內(nèi)以及上端蓋，并伸出至上端蓋的頂部外。

作為優(yōu)化的技術(shù)方案，上端蓋和下端蓋均由不導(dǎo)磁的金屬材料制成，為鋁或者鋁合金材料；缸筒、活塞頭、活塞桿、下基座、上基座均由導(dǎo)磁的金屬材料制成，為純鐵、低碳鋼或者坡莫合金中的一種。

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果在于：

1.本發(fā)明在隔振器中集成了磁流變彈性體與磁流變阻尼器，通過(guò)分別改變磁流變阻尼器勵(lì)磁線圈繞組和磁流變彈性體勵(lì)磁線圈繞組的輸入電流，可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)變剛度、單獨(dú)變阻尼、剛度阻尼同時(shí)改變?nèi)N工作模式，以達(dá)到良好的隔振效果；

2.本發(fā)明利用薄片式環(huán)狀磁流變彈性體與導(dǎo)磁材料交替連接的方式，可以提高隔振器的軸向承載能力，同時(shí)擴(kuò)大位移行程；

3.隔振器頂端與底座的伸出凸臺(tái)可以有效導(dǎo)磁，提高磁場(chǎng)的利用率。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1用于電子設(shè)備隔振的可變剛度隔振器的立體剖視圖。

圖2為實(shí)施例1用于電子設(shè)備隔振的可變剛度隔振器的縱剖圖。

圖3為隔振器中磁流變彈性體的縱剖圖。

在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來(lái)表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，包括：

上端蓋1、缸筒2、下端蓋3、活塞頭4、活塞桿5、下基座6、上基座7、線筒8、磁流變彈性體勵(lì)磁線圈繞組9、外導(dǎo)磁筒10、磁流變阻尼器勵(lì)磁線圈繞組11、導(dǎo)磁金屬薄層12、磁流變彈性體薄層13、磁流變彈性體14。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施方式僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例1：

如圖1和圖2所示，一種用于電子設(shè)備隔振的可變剛度隔振器，包括：上基座7、下基座6、磁流變阻尼器單元和變剛度單元；其中：

磁流變阻尼器單元包括圓柱狀的缸筒2、活塞桿5、活塞頭4、上端蓋1和下端蓋3。上端蓋1固定在缸筒2的頂部，下端蓋3固定在缸筒2的底部；在本實(shí)施例中，上端蓋1和下端蓋3分別通過(guò)螺釘與缸筒2固定連接，但不限于此，也可以通過(guò)焊接或鉚接的方式進(jìn)行固定。上端蓋1與上基座7固定連接；在本實(shí)施例中，上基座7通過(guò)螺釘與上端蓋1固定連接，但不限于此，也可以通過(guò)焊接或鉚接的方式進(jìn)行固定。缸筒2內(nèi)部填充磁流變液，活塞頭4設(shè)置在缸筒2內(nèi)，且固定套設(shè)在活塞桿5上；在本實(shí)施例中，活塞桿5通過(guò)螺釘與活塞頭4固定連接，但不限于此，也可以通過(guò)焊接或鉚接的方式進(jìn)行固定?；钊麠U5穿過(guò)下端蓋3深入缸筒2內(nèi)，活塞桿5的一端與下基座6固定連接；在本實(shí)施例中，活塞桿5通過(guò)螺釘與下基座6固定連接，但不限于此，也可以通過(guò)焊接或鉚接的方式進(jìn)行固定?；钊麠U5和活塞頭4相對(duì)于缸筒2可做垂直方向上的活塞運(yùn)動(dòng)；活塞頭4纏繞有磁流變阻尼器勵(lì)磁線圈繞組11。

在本實(shí)施例中，活塞桿5內(nèi)部中空，磁流變阻尼器勵(lì)磁線圈繞組11穿過(guò)活塞桿5內(nèi)部，并通過(guò)下基座6底部的溝槽導(dǎo)出。

如圖3所示，在本實(shí)施例中，磁流變彈性體14由上至下包括多層交替布置的磁流變彈性體薄層13和導(dǎo)磁金屬薄層12，具體制作時(shí)，可將磁流變彈性體薄層13和導(dǎo)磁金屬薄層12連續(xù)交替膠結(jié)。采用本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以提高隔振器的軸向承載能力，同時(shí)擴(kuò)大位移行程。

變剛度單元同軸套設(shè)在磁流變阻尼器單元外，由內(nèi)至外依次包括筒狀的磁流變彈性體14、磁流變彈性體14勵(lì)磁線圈繞組9以及外導(dǎo)磁筒10。磁流變彈性體14的頂部與上基座7固定連接，磁流變彈性體14的底部與下基座6固定連接。外導(dǎo)磁筒10的底部與下基座6固定連接，在本實(shí)施例中，外導(dǎo)磁筒10通過(guò)螺釘與下基座6固定連接，但不限于此，也可以通過(guò)焊接或鉚接的方式進(jìn)行固定。

在本實(shí)施例中，線筒8與上基座7之間留有一定的軸向間隙，外導(dǎo)磁筒10的頂部與上基座7的側(cè)壁之間留有一定的間隙，在保證導(dǎo)磁效率的同時(shí)使上基座7與外導(dǎo)磁筒10不接觸，外導(dǎo)磁筒10的上表面低于上基座7的上表面。

在本實(shí)施例中，磁流變彈性體14和外導(dǎo)磁筒10之間設(shè)有一不導(dǎo)磁的線筒8，磁流變彈性體勵(lì)磁線圈繞組9繞設(shè)在該不導(dǎo)磁的線筒8上。

在本實(shí)施例中，上基座7的底部設(shè)有一環(huán)形凸臺(tái)，磁流變彈性體14的頂部與上基座7的環(huán)形凸臺(tái)固定連接；下基座6的頂部設(shè)有一環(huán)形凸臺(tái)，磁流變彈性體14的底部與下基座6的環(huán)形凸臺(tái)固定連接。上基座7和下基座6的凸臺(tái)設(shè)計(jì)可以有效導(dǎo)磁，提高磁場(chǎng)的利用率，進(jìn)一步提升技術(shù)效果。本發(fā)明對(duì)凸臺(tái)的高度不做具體限定，在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。在本實(shí)施例中，磁流變彈性體14的頂部與上基座7膠結(jié)連接，磁流變彈性體14的底部與下基座6膠結(jié)連接。由于磁流變彈性體14的上下端均為磁流變彈性體，而上基座7與下基座6一般采用金屬材料，因而磁流變彈性體14與上基座7、下基座6采用膠粘劑膠合。

作為優(yōu)化的技術(shù)方案，在本實(shí)施例中，活塞桿5依次穿過(guò)下端蓋3、缸筒2內(nèi)以及上端蓋1，并伸出至上端蓋1的頂部外。此設(shè)計(jì)的有益效果在于，在減小整體尺寸的同時(shí)對(duì)活塞桿5進(jìn)行限位。

磁流變阻尼器勵(lì)磁線圈繞組11產(chǎn)生的磁場(chǎng)經(jīng)過(guò)活塞頭4、活塞桿和缸筒2形成閉合回路；磁流變彈性體勵(lì)磁線圈繞組9產(chǎn)生的磁場(chǎng)通過(guò)外導(dǎo)磁筒10、上基座7、多層環(huán)狀磁流變彈性體14和下基座6形成閉合回路。

本發(fā)明對(duì)上端蓋1、缸筒2、下端蓋3、活塞頭4、活塞桿5、下基座6和上基座7的具體材質(zhì)不做特別限定，為更好地解釋和說(shuō)明本發(fā)明，下面對(duì)上述部件的具體材質(zhì)進(jìn)行具體說(shuō)明，供本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員參考。上端蓋1和下端蓋3可均由不導(dǎo)磁的金屬材料制成，例如鋁或者鋁合金等類似材料；缸筒2、活塞頭4、活塞桿5、下基座6、上基座7可均由導(dǎo)磁的金屬材料制成，例如純鐵、低碳鋼或者坡莫合金等類似材料。

本實(shí)施例的工作原理如下：

本實(shí)施例提供的用于電子設(shè)備隔振的可變剛度隔振器在工作時(shí)，下基座6受到振源的影響，產(chǎn)生軸向的振動(dòng)，帶動(dòng)活塞頭4運(yùn)動(dòng)，同時(shí)擠壓多層環(huán)狀磁流變彈性體14，通過(guò)改變磁流變阻尼器勵(lì)磁線圈繞組11和磁流變彈性體勵(lì)磁線圈繞組9的輸入電流，可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)改變阻尼、單獨(dú)改變剛度、同時(shí)改變阻尼和剛度三種模式，使得放置與上基座7上的電子設(shè)備受到較小的振動(dòng)損害。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。