一种自测速度可调高度磁气混合隔振器

1.本发明涉及主被动隔振器技术领域，特别涉及一种自测速度可调高度磁气混合隔振器。

背景技术：

2.被动隔振器具有不可变参数特性，同时只能在大于√2倍的固有频率的频率段具有隔振效果。主动隔振，是采用外部能量的输入的方式抵消设备振动，理论可实现宽频隔振。目前主流的被动隔振器有橡胶隔振器、空气弹簧隔振器以及钢丝绳隔振器等，主动隔振器有气囊隔振器、磁流变隔振器、电磁隔振器。因此，主被动混合隔振器是提高隔振频宽和隔振性能的有效手段。目前，主被动磁气混合隔振器，依然存在测量信号依托外在测量、气囊充气稳定性差、气囊和电磁之间存在影响牵制和耦合等问题，降低隔振器的隔振性能。因此，本发明一种自测速度可调高磁气混合隔振器具有一定的社会意义和价值。

技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种自测速度可调高度磁气混合隔振器，具有完成速度参量自测功能，增强气囊充气承载面的稳定新，保证空气弹簧的倾斜不影响电磁弹簧性能，于此同时实现主被动隔振，提高隔振带宽和隔振性能的优点。
4.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
5.一种自测速度可调高度磁气混合隔振器，
6.包括外壳结构，
7.空气弹簧结构，所述空气弹簧结构包括倒立设置的空气弹簧和支撑机构，所述支撑机构用于固定支撑空气弹簧，所述空气弹簧结构用于承载设备重量，同时起到被动隔振作用，
8.电磁弹簧结构，所述电磁弹簧结构包围在空气弹簧的外围，且所述电磁弹簧与空气弹簧的中心高度位置水平对齐，电磁弹簧结构包括内磁极、动浮子、外磁极、碟片弹簧和航空接口，所述内磁极包括内永磁体和内磁极导磁环，所述外磁极包括外永磁体和外磁极导磁环，所述内永磁体的ns极性方向与外永磁体的ns极性方向相反，且所述内磁极和外磁极的ns极性相对，以使内磁极和外磁极形成稳定的永磁磁场回路，所述动浮子位于内磁极和外磁极之间的气隙中，且所述动浮子与内磁极和外磁极之间的间距相等，所述电磁弹簧结构用于主动隔振，
9.两组碟片弹簧，所述碟片弹簧包括碟片固定座、碟片盖板和碟片，两组所述碟片弹簧分别固定在电磁弹簧结构的上端和下端，所述碟片弹簧的中心端通过紧固件与动浮子固定连接，所述碟片弹簧上设有碟片弹簧支撑柱，所述碟片弹簧的外缘部位通过碟片弹簧支撑柱与内磁极固定连接，所述动浮子和内磁极通过上下两组碟片弹簧的连接来保证动浮子与内磁极的中线高度保持一致，
10.托盘结构，所述托盘结构包括设备承载托盘、一个电磁弹簧顶杆和四个空气弹簧
顶杆，所述设备承载托盘中心与电磁弹簧顶杆通过紧固件连接，所述设备承载托盘四周与四个空气弹簧顶杆连接，所述托盘结构通过一个电磁弹簧顶杆和四个空气弹簧顶杆，实现空气弹簧力和电磁弹簧力之间的耦合。
11.作为优选，所述支撑机构包括空气弹簧上盖板、空气弹簧下盖板和空气弹簧支撑底座，所述空气弹簧上盖板和空气弹簧下盖板分别固定在空气弹簧的上端面和下端面，所述空气弹簧下盖板的下端面与空气弹簧支撑底座的上端固定连接，所述空气弹簧的下端设有充气管路，所述充气管路的一端贯穿空气弹簧的下盖板，且与空气弹簧内部相通，所述充气管路用于调节空气弹簧内部的气压。
12.作为优选，所述内磁极和外磁极所在的高度位置相等，所述内永磁体的上端为n极，下端为s极，所述外永磁体的上端为s极，下端为n极，内永磁体和外永磁体分别通过内导磁环和外导磁环的引导，形成顺时针永磁磁场回路。
13.作为优选，所述动浮子包括上下两组线圈和用于固定两组线圈的支撑架，上下两组所述线圈均包括大线圈和小线圈。
14.作为优选，上下两组所述大线圈中通入的电流方向相反，以使两组大线圈在永磁磁场作用下，产生方向相同的电磁力。
15.作为优选，位于上方的所述小线圈的输出端和位于下方的所述小线圈的输入端串联，组成小线圈组，所述小线圈组用于外接测量工具，以实现对隔振器速度的自测。
16.作为优选，所述外壳结构包括上盖、外壳套、外磁极底座和底座，所述上盖位于外壳套的上端，且与外壳套固定连接，所述外磁极底座位于外壳套内壁的下端，且与外壳套固定连接，所述外磁极底座用于支撑外磁极，所述底座位于外磁极底座的下端，且与外磁极底座固定连接。
17.本发明的有益效果为：
18.1、本发明提供了一种自测速度可调高磁气混合隔振器，电磁弹簧和空气弹簧相结合，不仅实现大承载低频隔振性能，还实现主被动隔振，大大提高的隔振器的隔振频宽和隔振效果。
19.2、本发明专利采用电磁弹簧作用在托盘中心，空气弹簧作用在托盘圆周结构，保证了了空气弹簧的倾转对电磁弹簧不影响。
20.3、本发明设计的大小线圈结构，实现了主动控制的同时，实现了自测振动速度信号的功能，节省的传感器测量设备，无需传感器也可实现数据检测功能。
21.4、本发明专利采用洛伦兹力电磁弹簧结构形式，具有线性控制性能；同时，采用了气路和电流分开布置原则，尽可能减少了控制耦合。
22.5、相对于其它已有的隔振器而言，速度参数自测、稳定性强、隔振性能强等特点。
附图说明
23.图1是本发明的整体结构示意图；
24.图2是本发明的托盘结构示意图；
25.图3是本发明中电磁弹簧结构的结构示意图；
26.图4是本发明中电磁弹簧磁路示意图；
27.图5是本发明中电磁弹簧线圈连接图；
28.图6是本发明空气弹簧结构示意图；
29.图7是本发明外壳结构示意图。
30.附图标记：1、托盘结构；11、设备承载托盘；12、电磁弹簧顶杆；13、空气弹簧顶杆；2、电磁弹簧结构；21、内磁极导磁环；22、内永磁体；23线圈支撑架；24线圈；25、外磁极导磁环；26、外永磁体；27、碟片固定座；28、碟片；29、碟片盖板；210、碟片弹簧支撑柱；211、航空接口；3、空气弹簧结构；31、空气弹簧上盖板；32、空气弹簧；33、空气弹簧下盖板；34、空气弹簧支撑底座；35、管路；4、外壳结构；41、上盖；42、外壳套；43、外磁极底座；44、底座。
具体实施方式
31.以下所述仅是本发明的优选实施方式，保护范围并不仅局限于该实施例，凡属于本发明思路下的技术方案应当属于本发明的保护范围。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底部”和“顶部”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
32.如图1-7所示，一种自测速度可调节磁气混合隔振器，包括托盘结构1、电磁弹簧结构2、空气弹簧32以及外壳结构4。本实施例采用空气弹簧32、电磁弹簧内外嵌套结构，电磁弹簧结构2可实现自测速度功能和主动控制功能，倒立安装空气弹簧32可实现稳定调节高度功能，气控和电磁上下分开布局实现最大互不干扰性能。
33.其中空气弹簧结构3为设备提供承载力，同时起到被动隔振功能。电磁弹簧内有永磁场磁路、大小线圈，通入一定电流的大线圈在磁路的作用下产生主动振动力，实现主动隔振功能。小线圈在磁路中切割磁感线运动，可通过测量电流值或者电压值实现速度参量检测功能。
34.空气弹簧结构3为本实施例主承载结构，为隔振器提供支撑和被动隔振。包括空气弹簧32，上下端面分别固连有空气弹簧上盖板31和空气弹簧下盖板33，空气弹簧上盖板31和空气弹簧下盖板33的中间分别设有的充气口，用于空气弹簧32的充放气。充气管路35通过下盖板的充气口接入空气弹簧32实现充气。空气弹簧下盖板33与两个扇形柱空气弹簧32支撑座固连，保证空气弹簧32内置于隔振器的中间位置。
35.电磁弹簧结构2为本实施例的主动隔振结构，实现自测速度参量和主动隔振功能。电磁弹簧结构2包括永磁体和导磁环，永磁体分为内永磁体22和外永磁体26，对应的导磁环分为内磁极导磁环21和外磁极导磁环25，内永磁体22和外永磁体26组成内外磁极。
36.碟片固定座27、碟片28和碟片盖板29组成碟片弹簧。内外磁极的结构均为一个永磁铁上下固连两个导磁环。内磁极通过螺钉固定在空气弹簧32支撑底座44上，外磁极通过螺钉固定在外壳结构4的外磁极底座43上，保证内外磁极处于同一个水平高度上。
37.电磁弹簧中的动浮子主要有线圈支撑架、两组线圈、碟片弹簧组成。其中碟片弹簧由碟片固定座27、碟片28和碟片盖板29组成。通过上下两组碟片弹簧结构以及个碟片弹簧支撑柱210，使动浮子内置于内磁极和外磁极之间的气隙之间，不仅保证两组线圈与导磁环中心水平，还与内外磁极径向距离相等。
38.内永磁体22的极性方向为上端n极、下端s极；外永磁体26极性为上端s极、下端n极，使内磁极和外磁极形成顺时针永磁磁场回路。上下两组线圈内都包含大小两个线圈，上
下两组线圈中的大线圈通入方向相反的电流，从而保证两组线圈中的大线圈在永磁磁场回路中产生方向一致的主动控制力。位于上方的小线圈的输出端与位于下方的小线圈的输入端串联，组成小线圈组。小线圈组可以外接测量工具，如示波器、电流表、电压表、万用表等。
39.航空接口211中有1-6六个接口，两组大线圈独立存在，并与航空接口211的1，2，3，4四个接口连接。其中1、2接口与位于上方的大线圈连接，3、4接口与位于下方的大线圈。位于上端的小线圈的输入端与航空接口211的5号接口连接接，位于下端的小线圈的输出端与航空接口211的6号接口连接。
40.将示波器(或电流表、或电压表、或万用表)等测量工具接入接口5、6中，根据计算公式或者可以计算得到隔振器的速度。
41.其中设串联后小线圈组的长度为l、阻抗为z，永磁磁场为b，当小线圈组接入为测量电压的工具时，采用ε为测量工具显示的电压值；当小线圈接入为测量电流的工具时，采用i为测量工具显示的电流值。
42.托盘结构1为本实施例的连接空气弹簧32和电磁弹簧结构2，保证空气弹簧32的被动力和电磁弹簧的主动力同时作用在托盘结构1上，从而传递给机械动力设备。
43.托盘结构1主要包括设备承载托盘11、一个电磁弹簧顶杆12以及四个空气弹簧32顶杆13。电磁弹簧顶杆12一端固定在设备承载托盘11中间，另一端与动浮子的碟片弹簧中心固连。四个空气弹簧32的顶杆的一端固定在设备承载托盘11的四周，另一端螺纹连接在空气弹簧结构3的空气弹簧上盖板31上。
44.这样的结构保证空气弹簧32力和电磁弹簧主动力共同作用在托盘结构1的同时，还能保证空气弹簧32的倾转不影响动浮子中线圈支撑架和内外磁极的同轴度。
45.外壳结构4主要起支撑电磁弹簧结构2和空气弹簧结构3作用，于此同时还起保护作用。外壳结构4包括上盖41、外壳套42、外磁极底座43和底盖。底盖与空气弹簧结构3中的空气弹簧32支撑底座44固连，同时在底盖侧壁预留气管。外磁极底座43采用螺钉固定在底座44上，外壳套42直接套在外磁极底座43上，并在外壳套42侧壁预留航空接口211的通孔。上盖41压在外壳套42上，并在四周用各螺钉与内磁极螺纹拧紧，实现压紧。
46.以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种自测速度可调高度磁气混合隔振器，其特征在于，包括外壳结构(4)，空气弹簧结构(3)，所述空气弹簧结构(3)包括倒立设置的空气弹簧(32)和支撑机构，所述支撑机构用于固定支撑空气弹簧(32)，所述空气弹簧结构(3)用于承载设备重量，同时起到被动隔振作用，电磁弹簧结构(2)，所述电磁弹簧结构(2)包围在空气弹簧(32)的外围，且所述电磁弹簧结构(2)与空气弹簧(32)的中心高度位置水平对齐，电磁弹簧结构(2)包括内磁极、动浮子、外磁极、碟片弹簧和航空接口(211)，所述内磁极包括内永磁体(22)和内磁极导磁环(21)，所述外磁极包括外永磁体(26)和外磁极导磁环(25)，所述内永磁体(22)的ns极性方向与外永磁体(26)的ns极性方向相反，且所述内磁极和外磁极的ns极性相对，以使内磁极和外磁极形成稳定的永磁磁场回路，所述动浮子位于内磁极和外磁极之间的气隙中，且所述动浮子与内磁极和外磁极之间的间距相等，所述电磁弹簧结构(2)用于主动隔振，所述碟片弹簧设有两组，所述碟片弹簧包括碟片固定座(27)、碟片盖板(29)和碟片(28)，两组所述碟片弹簧分别固定在电磁弹簧结构(2)的上端和下端，所述碟片弹簧的中心端通过紧固件与动浮子固定连接，所述碟片弹簧上设有碟片弹簧支撑柱(210)，所述碟片弹簧的外缘部位通过碟片弹簧支撑柱(210)与内磁极固定连接，所述动浮子和内磁极通过上下两组碟片弹簧的连接来保证动浮子与内磁极的中线高度保持一致，托盘结构(1)，所述托盘结构(1)包括设备承载托盘(11)、一个电磁弹簧顶杆(12)和四个空气弹簧顶杆(13)，所述设备承载托盘(11)中心与电磁弹簧顶杆(12)通过紧固件连接，所述设备承载托盘(11)四周与四个空气弹簧顶杆(13)连接，所述托盘结构(1)通过一个电磁弹簧顶杆(12)和四个空气弹簧顶杆(13)，实现空气弹簧力和电磁弹簧力之间的耦合。2.根据权利要求1所述的一种自测速度可调高度磁气混合隔振器，其特征在于，所述支撑机构包括空气弹簧上盖板(31)、空气弹簧下盖板(33)和空气弹簧支撑底座(34)，所述空气弹簧上盖板(31)和空气弹簧下盖板(33)分别固定在空气弹簧(32)的上端面和下端面，所述空气弹簧下盖板(33)的下端面与空气弹簧支撑底座(34)的上端固定连接，所述空气弹簧(32)的下端设有充气管路(35)，所述充气管路(35)的一端贯穿空气弹簧的下盖板(33)，且与空气弹簧(32)内部相通，所述充气管路(35)用于调节空气弹簧(32)内部的气压。3.根据权利要求1所述的一种自测速度可调高度磁气混合隔振器，其特征在于，所述内磁极和外磁极所在的高度位置相等，所述内永磁体(22)的上端为n极，下端为s极，所述外永磁体(26)的上端为s极，下端为n极，内永磁体(22)和外永磁体(26)分别通过内导磁环和外导磁环的引导，形成顺时针永磁磁场回路。4.根据权利要求1所述的一种自测速度可调高度磁气混合隔振器，其特征在于，所述动浮子包括上下两组线圈和用于固定两组线圈的支撑架，上下两组所述线圈均包括大线圈和小线圈。5.根据权利要求4所述的一种自测速度可调高度磁气混合隔振器，其特征在于，上下两组所述大线圈中通入的电流方向相反，以使两组大线圈在永磁磁场作用下，产生方向相同的电磁力。6.根据权利要求5所述的一种自测速度可调高度磁气混合隔振器，其特征在于，位于上方的所述小线圈的输出端和位于下方的所述小线圈的输入端串联，组成小线圈组，所述小
线圈组用于外接测量工具，以实现对隔振器速度的自测。7.根据权利要求1所述的一种自测速度可调高度磁气混合隔振器，其特征在于，所述外壳结构(4)包括上盖(41)、外壳套(42)、外磁极底座(43)和底座(44)，所述上盖(41)位于外壳套(42)的上端，且与外壳套(42)固定连接，所述外磁极底座(43)位于外壳套(42)内壁的下端，且与外壳套(42)固定连接，所述外磁极底座(43)用于支撑外磁极，所述底座(44)位于外磁极底座(43)的下端，且与外磁极底座(43)固定连接。

技术总结

本发明专利公开了一种自测速度可调高度磁气混合隔振器，包括空气弹簧结构、电磁弹簧结构、托盘结构以及外壳结构，通过托盘结构和底座实现空气弹簧和电磁弹簧关联，电磁弹簧包括外磁极、内磁极、动浮子以及碟片弹簧，内外磁极由永磁铁和导体组成，并形成稳定磁回路，动浮子内置两组线圈，每组线圈由大小两个线圈，小线圈可测量动浮子速度参量，大线圈通入电流后可实现轴向振动。本发明专利可根据不同隔振要求，调节隔振器高度，自测振动速度，减少外置测量传感器，提高隔振器的适用范围；同时动浮子大线圈通入一定规律的电流，可提供主动力，与空气弹簧相结合，实现主被动隔振，大大提高隔振系统的减振带宽和隔振效果。隔振系统的减振带宽和隔振效果。隔振系统的减振带宽和隔振效果。