振动抑制液电混合式作动器及其控制方法

技术特征：
1.一种振动抑制液电混合式作动器，其特征在于，包括液压阻尼器(100)和音圈电机(200)；所述液压阻尼器(100)包括主动腔(110)和被动腔(120)，所述主动腔(110)与所述被动腔(120)通过阻尼孔(107)连通，填充在所述主动腔(110)和所述被动腔(120)内的液体流经所述阻尼孔(107)时产生液压阻尼，所述音圈电机(200)包括动子(210)和定子(220)，所述定子(220)位于所述被动腔(120)内，所述动子(210)的一端临近所述主动腔(110)，所述动子(210)的另一端延伸至所述定子(220)内并能够轴向移动；外部输入的高频振动通过所述液压阻尼器(100)进行抑制，外部输入的低频振动通过所述音圈电机(200)与所述液压阻尼器(100)的协同进行抑制。2.根据权利要求1所述的振动抑制液电混合式作动器，其特征在于，所述液压阻尼器(100)包括左端盖(101)、左波纹管(102)、阻尼器(103)、右波纹管(104)、滑动盖板(105)以及右端盖(106)，所述阻尼器(103)为两端敞口筒体结构，所述阻尼孔(107)位于所述阻尼器(103)的筒臂上并沿轴向贯通设置，所述左波纹管(102)的两端分别与所述左端盖(101)和所述阻尼器(103)的左端面密封连接，所述右波纹管(104)与所述滑动盖板(105)位于所述阻尼器(103)的筒体内，所述右波纹管(104)的两端分别与所述阻尼器(103)的底板内表面和所述滑动盖板(105)的内表面密封连接，所述滑动盖板(105)的外周面与所述阻尼器(103)的筒体内表面滑动接触，所述右端盖(106)密封连接于所述阻尼器(103)的右端面；所述右端盖(106)、所述阻尼器(103)的右端面以及所述滑动盖板(105)围成的腔体为所述主动腔(110)，密封于所述左端盖(101)与所述阻尼器(103)左端面之间的所述左波纹管(102)的内腔为所述被动腔(120)。3.根据权利要求2所述的振动抑制液电混合式作动器，其特征在于，所述阻尼孔(107)为多个，多个所述阻尼孔(107)沿所述阻尼器(103)的周向均匀分布或非均匀分布。4.根据权利要求2所述的振动抑制液电混合式作动器，其特征在于，所述音圈电机(200)包括磁体(201)、磁轭(202)、线圈(203)以及线圈架(204)，所述磁轭(202)为e字形结构，所述磁体(201)贴在所述磁轭(202)上下两臂的内表面上形成所述定子(220)，所述线圈架(204)为凹槽形结构，所述线圈(203)缠绕于所述线圈架(204)上形成所述动子(210)；所述磁轭(202)的上下两臂的端部连接于所述阻尼器(103)的左端面上，所述线圈架(204)的一端连接于所述滑动盖板(105)上，所述线圈架(204)的另一端伸入所述磁轭(202)的内部并滑动套接于所述磁轭(202)的中间臂外。5.根据权利要求1所述的振动抑制液电混合式作动器，其特征在于，所述阻尼器(103)的外周面设有台阶面，所述右端盖(106)为凹槽形筒体，所述右端盖(106)的筒臂卡接于所述阻尼器(103)的台阶面上。6.根据权利要求1所述的振动抑制液电混合式作动器，其特征在于，填充于所述主动腔(210)和所述被动腔(220)内的液体为煤油或硅油。7.根据权利要求1-6任一所述的振动抑制液电混合式作动器，其特征在于，所述左端盖(101)的内表面设有导向轴(1010)，所述磁轭(202)的端部连接有导向法兰(300)，所述导向法兰(300)设有导向孔，所述导向轴(1010)与所述导向孔滑动连接。8.根据权利要求7所述的振动抑制液电混合式作动器，其特征在于，所述导向孔为椭圆形，所述导向轴(1010)的形状与所述导向孔的形状相适配。
9.一种振动抑制液电混合式作动器的控制方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任一所述的振动抑制液电混合式作动器，包括如下步骤：高频振动抑制步骤：外部输入高频振动时，所述音圈电机(200)的电源为断开状态，高频振动力经所述左端盖(101)传递给所述左波纹管(102)，所述左波纹管(102)被压缩或拉伸，使得所述被动腔(120)内的液体经所述阻尼孔(107)流动至所述主动腔(110)内或使得所述主动腔(110)内的液体经所述阻尼孔(107)流至所述被动腔(120)内，所述主动腔(110)内液体压力的变化使得所述右波纹管(104)产生伸缩运动，进而通过所述左波纹管(102)和所述右波纹管(104)的弹性作用以及液体经过所述阻尼孔(107)产生的阻尼作用进行衰减，完成对高频振动的抑制；低频振动抑制步骤：外部输入低频振动时，开启所述音圈电机(200)，所述线圈(203)产生与低频振动相反的作用力并由所述线圈架(204)输出，通过所述线圈架(204)推拉所述滑动盖板(105)进行轴向移动，使得所述主动腔(110)内的液体经所述阻尼孔(107)进入所述被动腔(120)内或使得所述被动腔(120)内的液体经所述阻尼孔(107)进入所述主动腔(110)内，进而通过所述主动腔(110)与所述被动腔(120)内液体压力的改变抵消外部输入的低频振动力。10.根据权利要求9所述的振动抑制液电混合式作动器的控制方法，其特征在于，所述低频振动抑制步骤中，低频振动抑制的频率范围为小于等于100hz。

技术总结
本发明涉及工业振动抑制领域内的一种振动抑制液电混合式作动器及其控制方法，包括液压阻尼器和音圈电机；液压阻尼器包括主动腔和被动腔，主动腔与被动腔通过阻尼孔连通，填充在主动腔和被动腔内的液体流经阻尼孔时产生液压阻尼，音圈电机包括动子和定子，定子位于被动腔内，动子的一端临近主动腔，动子的另一端延伸至定子内并能够轴向移动；外部输入的高频振动通过液压阻尼器进行抑制，外部输入的低频振动通过音圈电机与液压阻尼器的协同进行抑制。本发明实现被动式减振和主动式减振的复合应用场合，对于高频和低频振动都可以发挥振动抑制作用，具有较宽的振动抑制带宽。具有较宽的振动抑制带宽。具有较宽的振动抑制带宽。


技术研发人员：王坤东 谭思远 朱庆华 顾玥 操宏磊
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：2022.01.25
技术公布日：2022/4/22