本發(fā)明屬于減振技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可實現(xiàn)變剛度的強非線性吸振器。

背景技術(shù)：

在航空航天領(lǐng)域中，飛行器所承受的載荷比較復(fù)雜，往往包含多個頻率成分，其幅值大小也會不斷發(fā)生變化；除此之外，飛行器輕質(zhì)化的要求對減振器質(zhì)量也有限制。傳統(tǒng)的被動式線性/弱非線性減振器往往質(zhì)量較大且只能實現(xiàn)窄帶減振，而半主動式線性/弱非線性減振器需要很強的頻率跟蹤能力且單個減振器僅能跟蹤一個頻率；主動式減振器需要額外的能源供應(yīng)裝置和控制器，較大增加原系統(tǒng)的質(zhì)量、占用過多空間且成本較高；這些減振器在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用受到很大限制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種可實現(xiàn)變剛度的強非線性吸振器。

為此，本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種可實現(xiàn)變剛度的強非線性吸振器，包括支撐部、傳動部、減振部和控制部；

支撐部包括連接座、兩個鉸鏈座、導(dǎo)軌；連接座以可拆卸的方式固定在需要減振的系統(tǒng)上；兩個鉸鏈座的上端根據(jù)剛度調(diào)節(jié)范圍以左右對稱的方式固結(jié)在連接座底面上，鉸鏈座的下部呈倒凹槽型，且在倒凹槽的兩個側(cè)壁上形成等高的兩個通孔；導(dǎo)軌的上端垂直固定在連接座的中部；

傳動部包括兩個齒輪、兩個轉(zhuǎn)動臂和兩個連接軸；兩個連接軸分別穿過兩個齒輪的中心孔并通過鉸鏈座下端的通孔將兩個齒輪分別固定在左右兩個鉸支座下端的倒凹槽內(nèi)，且兩個齒輪相互嚙合；連接軸的一端沿軸向設(shè)有凹槽，并以鍵連接的方式與齒輪連接，連接軸的另一端固結(jié)在轉(zhuǎn)動臂的上端，轉(zhuǎn)動臂的下端設(shè)有通孔；

減振部包括兩個線性彈簧和質(zhì)量塊；質(zhì)量塊的上表面設(shè)有兩個吊耳，且兩個吊耳關(guān)于質(zhì)量塊的中心對稱，質(zhì)量塊的中心形成有與導(dǎo)軌相配合的中心孔，導(dǎo)軌的下端穿過質(zhì)量塊的中心孔使質(zhì)量塊沿導(dǎo)軌上下運動；線性彈簧的一端掛在一個轉(zhuǎn)動臂下端的通孔上；線性彈簧的另一端掛在與轉(zhuǎn)動臂同側(cè)的質(zhì)量塊的吊耳上；

控制部包括電機、微控制器和加速度傳感器；微控制器和加速度傳感器均固定在連接座的下表面，電機設(shè)置在連接座的下表面，電機的輸出軸通過聯(lián)軸器與其中一個連接軸帶有凹槽的一端相連；加速度傳感器和電機均連接到微控制器上；加速度傳感器用來檢測振幅信號，并將振幅信號傳送給微控制器，微控制器根據(jù)接收的振幅信號驅(qū)動電機向齒輪提供轉(zhuǎn)矩。

所述的齒輪的材質(zhì)為鈦合金或鋁合金。

所述的導(dǎo)軌的表面設(shè)有涂層。

所述的涂層為聚四氟乙烯。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，該可實現(xiàn)變剛度的強非線性吸振器質(zhì)量輕、可以實現(xiàn)全頻帶減振，且具有自調(diào)剛度能力能夠使其適應(yīng)激振力大小的變化，大幅提高其魯棒性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的可實現(xiàn)變剛度的強非線性吸振器的正視圖。

圖2為本發(fā)明提供的可實現(xiàn)變剛度的強非線性吸振器局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明提供的可實現(xiàn)變剛度的強非線性吸振器的仰視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明，但下述實施例絕非對本發(fā)明有任何限制。

如圖1-3所示，該可實現(xiàn)變剛度的強非線性吸振器包括支撐部、傳動部、減振部和控制部；

支撐部包括連接座1、兩個鉸鏈座3、導(dǎo)軌4；連接座1以可拆卸的方式固定在需要減振的系統(tǒng)上；兩個鉸鏈座3的上端根據(jù)剛度調(diào)節(jié)范圍以左右對稱的方式固結(jié)在連接座1的底面上，鉸鏈座3的下部呈倒凹槽型，且在倒凹槽的兩個側(cè)壁上形成等高的兩個通孔；導(dǎo)軌4的上端垂直固定在連接座1的底面中部；

傳動部包括兩個齒輪9、兩個轉(zhuǎn)動臂8和兩個連接軸11；兩個連接軸11分別穿過兩個齒輪9的中心孔并通過鉸鏈座3下端的通孔將兩個齒輪9分別固定在左右兩個鉸支座3下端的倒凹槽內(nèi)，且兩個齒輪9相互嚙合；連接軸11的一端沿軸向設(shè)有凹槽，并以鍵連接的方式與齒輪9連接，連接軸11的另一端固結(jié)在轉(zhuǎn)動臂8的上端，轉(zhuǎn)動臂8的下端設(shè)有通孔；

減振部包括兩個線性彈簧6和質(zhì)量塊7；質(zhì)量塊7的上表面設(shè)有兩個吊耳，且兩個吊耳關(guān)于質(zhì)量塊7的中心對稱，質(zhì)量塊7的中心形成有與導(dǎo)軌4相配合的中心孔，導(dǎo)軌4的下端穿過質(zhì)量塊7的中心孔使質(zhì)量塊7沿導(dǎo)軌4上下運動；線性彈簧6的一端掛在一個轉(zhuǎn)動臂8下端的通孔上；線性彈簧6的另一端掛在與轉(zhuǎn)動臂同側(cè)的質(zhì)量塊7的吊耳上；

控制部包括電機、微控制器2和加速度傳感器10；微控制器2和加速度傳感器10均固定在連接座1的下表面，電機設(shè)置在連接座1的下表面，電機的輸出軸通過聯(lián)軸器與其中一個連接軸11上帶有凹槽的一端相連；加速度傳感器10和電機均連接到微控制器2上；加速度傳感器10用來檢測振幅信號，并將振幅信號傳送給微控制器2，微控制器2根據(jù)接收的振幅信號驅(qū)動電機向齒輪9提供轉(zhuǎn)矩。

所述的齒輪9的材質(zhì)為鈦合金或鋁合金。

所述的導(dǎo)軌4的表面設(shè)有涂層。

所述的涂層為聚四氟乙烯。

本發(fā)明提供的可實現(xiàn)變剛度的強非線性吸振器的工作過程如下：當需要減振系統(tǒng)的振動能量傳遞至該可實現(xiàn)變剛度的強非線性吸振器時，質(zhì)量塊7沿導(dǎo)軌4在垂直方向上下進行摩擦滑動，導(dǎo)軌4表面的聚四氟乙烯涂層可以向周圍散發(fā)在滑動摩擦過程中產(chǎn)生的熱量，此時，兩個線性彈簧6在垂直方向產(chǎn)生立方非線性剛度；加速度傳感器10實時監(jiān)測系統(tǒng)的振幅信號，當需要減振的系統(tǒng)振幅發(fā)生改變時，加速度傳感器10將監(jiān)測到的振幅信號發(fā)送到微控制器2，并由微控制器2判斷需要減振的系統(tǒng)振幅與之前相比是增大還是減小，當需要減振的系統(tǒng)振幅增大時，微控制器2驅(qū)動電機向齒輪9提供轉(zhuǎn)矩以增大兩個轉(zhuǎn)動臂8之間的角度，當需要減振的系統(tǒng)振幅減小時，微控制器2驅(qū)動電機向齒輪9提供轉(zhuǎn)矩以減小兩個轉(zhuǎn)動臂8之間角度，從而有級地調(diào)整吸振器剛度以適應(yīng)主系統(tǒng)振幅的變化；轉(zhuǎn)動臂8可通過鎖死電機來鎖死與其連接的齒輪9，從而固定兩個轉(zhuǎn)動臂8之間的角度，使調(diào)整后的非線性剛度處于某一定值；該強非線性吸振器具有全頻帶吸振能力，無需對主系統(tǒng)進行頻率跟蹤。