專(zhuān)利名稱(chēng)：一種慣性式執(zhí)行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及主動(dòng)控制領(lǐng)域，尤其涉及結(jié)構(gòu)的振動(dòng)/輻射聲的主動(dòng)控制領(lǐng)域，特別是一種慣性式執(zhí)行器。
背景技術(shù)：
結(jié)構(gòu)的振動(dòng)/輻射聲存在于生活中的各個(gè)方面。通常地，諸如隔聲、吸聲之類(lèi)的被動(dòng)控制技術(shù)在低頻的效果不明顯。因此，主動(dòng)控制技術(shù)成為了控制結(jié)構(gòu)在低頻的振動(dòng)/輻射聲的主要方法。結(jié)構(gòu)振動(dòng)/輻射聲的主動(dòng)控制技術(shù)是指利用次級(jí)振源激勵(lì)結(jié)構(gòu)反相振動(dòng)從而抵消結(jié)構(gòu)的初級(jí)振動(dòng)，進(jìn)而減少結(jié)構(gòu)的振動(dòng)/輻射聲。執(zhí)行器是主動(dòng)控制技術(shù)的重要問(wèn)題之一。合理的執(zhí)行器設(shè)計(jì)或選取能夠直接提高主動(dòng)控制技術(shù)的控制效果，并且能夠有效降低主動(dòng)控制技術(shù)中算法的復(fù)雜度。常用的執(zhí)行器有慣性式執(zhí)行器、壓電陶瓷片執(zhí)行器和壓電堆執(zhí)行器等。慣性質(zhì)量式激振器以其輸出點(diǎn)力且能控制大型結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛使用。然而，慣性質(zhì)量式激振器通常安裝難度較大，無(wú)法以任意角度安裝在結(jié)構(gòu)表面，進(jìn)而極大的限制了其安裝位置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠克服上述缺陷的慣性式執(zhí)行器裝置。本發(fā)明提供了一種慣性式執(zhí)行器裝置，包括靜力平衡裝置、激振器限位裝置、力輸出裝置、框架和激振器:其中:所述靜力平衡裝置、所述激振器限位裝置、所述力輸出裝置被固定在所述框架上；所述靜力平衡裝置與所述激振器相連接，用于在所述慣性式執(zhí)行器被安裝在結(jié)構(gòu)表面時(shí)抵消激振器的重力；所述激振器限位裝置與所述激振器相連接，用于限制激振器的徑向位移；力輸出裝置與激振器相連接，用于在所述慣性式執(zhí)行器被安裝在結(jié)構(gòu)表面時(shí)將激振器的輸出力傳遞給所述結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述靜力平衡裝置包括把手、上蓋和彈簧，所述上蓋被固定在所述框架上，所述把手穿過(guò)所述上蓋與所述彈簧的第一端相連接，所述彈簧的第二端與所述激振器相連接，所述彈簧通過(guò)所述把手的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行壓縮或伸張。優(yōu)選地，所述激振器限位裝置包括上環(huán)、上板簧、上盤(pán)、下盤(pán)、下板簧和下環(huán)，所述上環(huán)和上盤(pán)被固定在所述框架上，所述上板簧被固定在所述上環(huán)和所述上盤(pán)之間，所述下環(huán)和下盤(pán)被固定在所述框架上，所述下板簧被固定在所述下環(huán)和所述下板簧之間，所述上盤(pán)和所述下盤(pán)與所述激振器相連接。優(yōu)選地，所述激振器限位裝置包括限位螺釘，所述框架上有限位螺釘孔，所述限位螺釘孔的內(nèi)壁上有一層絕緣材料，所述激振器的外壁上有與所述限位螺釘孔對(duì)應(yīng)的孔隙，當(dāng)所述限位螺釘?shù)牡谝欢送ㄟ^(guò)限位螺釘孔安裝在所述框架上時(shí)，所述限位螺釘?shù)牡诙诉M(jìn)入所述孔隙，所述限位螺釘?shù)牡诙说闹睆叫∮谒隹紫兜闹睆?。?yōu)選地，所述力輸出裝置包括調(diào)整螺桿和底座，所述調(diào)整螺桿的第一端與所述激振器的輸出桿相連接，所述調(diào)整螺桿的第二端與所述底座相連接，用于將激振器的輸出力傳遞給所述底座，所述底座用于將所述慣性式執(zhí)行器安裝在結(jié)構(gòu)表面。優(yōu)選地，所述激振器通過(guò)所述激振器限位裝置與所述框架是電導(dǎo)通的，當(dāng)激振器處于平衡位置時(shí)，所述第二端在所述孔隙內(nèi)不與所述激振器的外壁接觸，當(dāng)激振器處于非平衡位置時(shí)，所述第二端在所述孔隙內(nèi)與所述激振器的外壁接觸。優(yōu)選地，當(dāng)激振器處于非平衡位置時(shí)，所述靜力平衡裝置還用于將所述激振器調(diào)節(jié)到平衡位置。優(yōu)選地，所述激振器是否處于平衡位置是通過(guò)測(cè)量所述框架與所述限位螺釘是否電導(dǎo)通來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的慣性式執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)可使慣性質(zhì)量式電磁激振器以任意角度安裝于結(jié)構(gòu)表面，且可方便調(diào)節(jié)激振器平衡位置，使得慣性質(zhì)量式電磁激振器能夠有效作為主動(dòng)控制中的次級(jí)源。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的慣性式執(zhí)行器裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的慣性式執(zhí)行器裝置上安裝激振器的剖面圖。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。根據(jù)本發(fā)明的慣性式執(zhí)行器裝置由靜力平衡裝置、激振器限位裝置、力輸出裝置和框架四部分組成。靜力平衡裝置由把手、上蓋和彈簧構(gòu)成，用來(lái)抵消激振器的重力使得該裝置能以任意角度安裝。激振器限位裝置由上環(huán)、上板簧、上盤(pán)、限位螺釘、下盤(pán)、下板簧和下環(huán)構(gòu)成，激振器安裝在上板簧和下板簧之間，限位螺釘用來(lái)檢查激振器是否在平衡位置。力輸出裝置由調(diào)整螺桿和底座構(gòu)成，調(diào)整螺桿一端與激振器輸出桿相連，另一端與底座相連，將激振器的輸出力傳遞到底座上。激振器輸入端與功率放大器輸出端相連，功率放大器輸入端與控制器相連，控制器輸出控制信號(hào)到功率放大器，進(jìn)而由功率放大器驅(qū)動(dòng)該執(zhí)行器裝置輸出力實(shí)施主動(dòng)控制。本發(fā)明的原理是:當(dāng)慣性式執(zhí)行器裝置以任意角度安裝于結(jié)構(gòu)表面時(shí)，彈簧壓縮或伸張產(chǎn)生的彈性力將會(huì)平衡激振器的重力，從而使得該執(zhí)行器裝置能夠以任意角度安裝于結(jié)構(gòu)表面。此外，所設(shè)計(jì)的限位螺釘能夠很方便的找到激振器以不同角度安裝時(shí)的平衡位置，用電極法測(cè)量限位螺釘和框架是否導(dǎo)通以判斷激振器是否處于平衡位置(框架與限位螺釘之間用尼龍?zhí)捉^緣，框架和激振器導(dǎo)通)。當(dāng)以某角度安裝，激振器處于平衡位置時(shí)，限位螺釘由于其較細(xì)的特點(diǎn)安裝進(jìn)框架的限位螺釘孔時(shí)，不會(huì)接觸到激振器外殼，用電極法測(cè)量限位螺釘和框架不導(dǎo)通；當(dāng)激振器偏離平衡位置時(shí)，限位螺釘和激振器的外殼會(huì)有接觸，用電極法測(cè)量限位螺釘和框架導(dǎo)通，此時(shí)可通過(guò)調(diào)整把手的位置重新使激振器達(dá)到平衡點(diǎn)。激振器的輸入端與功率放大器的輸出端相連，功率放大器的輸入端與控制器的輸出端相連，控制器通過(guò)主動(dòng)控制算法輸出控制信號(hào)，從而使得激振器振動(dòng)輸出點(diǎn)力，激振器通過(guò)調(diào)整螺桿將點(diǎn)力傳遞給底座進(jìn)而激發(fā)結(jié)構(gòu)振動(dòng)，抵消結(jié)構(gòu)的初級(jí)振動(dòng)，進(jìn)而減少結(jié)構(gòu)的振動(dòng)/福射聲。圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的慣性式執(zhí)行器裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的慣性式執(zhí)行器裝置上安裝激振器的剖面圖如圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的慣性式執(zhí)行器裝置由靜力平衡裝置、激振器限位裝置、力輸出裝置和框架4四部分組成。靜力平衡裝置由把手1、上蓋2和彈簧3構(gòu)成。當(dāng)慣性式執(zhí)行器裝置以任意角度安裝于結(jié)構(gòu)表面時(shí)，彈簧3和所述的激振器8直接相連，彈簧壓縮或伸張產(chǎn)生的彈性力將會(huì)平衡激振器的重力，從而使得該執(zhí)行器裝置能夠以任意角度安裝于結(jié)構(gòu)表面。激振器限位裝置由上環(huán)5、上板簧6、上盤(pán)7、限位螺釘9、下盤(pán)11、下板簧12和下環(huán)13構(gòu)成，慣性式激振器8安裝在上板簧6和下板簧12之間。優(yōu)選地，上環(huán)5、上盤(pán)7呈圓環(huán)狀，用來(lái)固定上板簧6。同理，優(yōu)選地，所述的下盤(pán)
11、下環(huán)13也呈圓環(huán)狀，用來(lái)固定所述的下板簧12。上板簧6和下板簧12用來(lái)限制激振器8的徑向位移?？蚣芘c限位螺釘之間用諸如尼龍?zhí)字?lèi)的絕緣材料絕緣，框架和激振器導(dǎo)通。通過(guò)用電極法測(cè)量限位螺釘和框架是否導(dǎo)通，可以判斷出激振器是否處于平衡位置。慣性式執(zhí)行器裝置以某角度安裝于結(jié)構(gòu)表面，激振器可能處于平衡或非平衡位置。當(dāng)激振器處于平衡位置時(shí)，由于限位螺釘較細(xì)的特點(diǎn)，當(dāng)其安裝進(jìn)框架的限位螺釘孔時(shí)，其伸入激振器外壁的一端不會(huì)接觸到激振器外殼/側(cè)壁，用電極法測(cè)量限位螺釘和框架不導(dǎo)通；當(dāng)激振器偏離平衡位置時(shí)，限位螺釘和激振器的外殼/側(cè)壁會(huì)有接觸，用電極法測(cè)量限位螺釘和框架導(dǎo)通，此時(shí)可通過(guò)調(diào)整把手的位置使彈簧壓縮或伸張到限位螺釘和框架不導(dǎo)通的程度，重新使激振器達(dá)到平衡點(diǎn)。用電極法測(cè)量激振器是否到達(dá)平衡位置可以如下進(jìn)行:先把限位螺釘旋進(jìn)激振器外壁的孔隙中，然后萬(wàn)用表的一個(gè)表筆連接限位螺釘，另一個(gè)表筆連接框架，微調(diào)彈簧至電極斷開(kāi)即可，最后擰緊限位螺釘。力輸出裝置由調(diào)整螺桿14和底座15構(gòu)成，調(diào)整螺桿14的一端與激振器輸出桿10相連，另一端與底座15相連。激振器輸入端通過(guò)導(dǎo)線與功率放大器相連，所述的功率放大器與控制器相連。控制器通過(guò)主動(dòng)控制算法輸出控制信號(hào)，從而使得激振器振動(dòng)輸出點(diǎn)力，激振器通過(guò)調(diào)整螺桿將點(diǎn)力傳遞給底座進(jìn)而激發(fā)結(jié)構(gòu)振動(dòng)，抵消結(jié)構(gòu)的初級(jí)振動(dòng)，進(jìn)而減少結(jié)構(gòu)的振動(dòng)/輻射聲。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的慣性式執(zhí)行器的工作過(guò)程是:激振器通過(guò)上下板簧及上下盤(pán)、上下環(huán)安裝到框架上面。進(jìn)一步的，彈簧一端連接激振器連接盤(pán)，另一端連接螺桿下端的活節(jié)；螺桿通過(guò)上蓋固定在框架頂部。進(jìn)一步的，旋轉(zhuǎn)螺桿頂部把手，把激振器粗調(diào)至上下板簧平衡位置。進(jìn)一步的，用電極法測(cè)量激振器是否到達(dá)平衡位置:先把限位螺釘旋進(jìn)至接近激振器位置，然后萬(wàn)用表的一個(gè)表筆連接限位螺釘，另一個(gè)表筆連接框架(框架與限位螺釘之間用尼龍?zhí)捉^緣)，微調(diào)彈簧至電極斷開(kāi)即可，最后擰緊限位螺釘。進(jìn)一步的，固定好激振器下端蓋，擰緊下端調(diào)整螺桿及螺母。進(jìn)一步的，通過(guò)下端蓋長(zhǎng)條孔固定好作動(dòng)器整體，安裝外殼。應(yīng)當(dāng)清楚:激振器通電工作前，首先應(yīng)松開(kāi)激振器兩端限位螺釘；另外，需定期檢查螺栓是否松動(dòng)。專(zhuān)業(yè)人員應(yīng)該還可以進(jìn)一步意識(shí)到，結(jié)合本文中所公開(kāi)的實(shí)施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或者二者的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)，為了清楚地說(shuō)明硬件和軟件的可互換性，在上述說(shuō)明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來(lái)執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束條件。專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員可以對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用來(lái)使用不同方法來(lái)實(shí)現(xiàn)所描述的功能，但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。結(jié)合本文中所公開(kāi)的實(shí)施例描述的方法或算法的步驟可以用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來(lái)實(shí)施。軟件模塊可以置于隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)、內(nèi)存、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤(pán)、可移動(dòng)磁盤(pán)、CD-ROM、或技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲(chǔ)介質(zhì)中。以上所述的具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種慣性式執(zhí)行器，包括靜力平衡裝置、激振器限位裝置、力輸出裝置、框架和激振器，其中: 所述靜力平衡裝置、所述激振器限位裝置、所述力輸出裝置被固定在所述框架上； 所述靜力平衡裝置與所述激振器相連接，用于在所述慣性式執(zhí)行器被安裝在結(jié)構(gòu)表面時(shí)抵消激振器的重力； 所述激振器限位裝置與所述激振器相連接，用于限制激振器的徑向位移； 力輸出裝置與激振器相連接，用于在所述慣性式執(zhí)行器被安裝在結(jié)構(gòu)表面時(shí)將激振器的輸出力傳遞給所述結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的慣性式執(zhí)行器，其中，所述靜力平衡裝置包括把手、上蓋和彈簧，所述上蓋被固定在所述框架上，所述把手穿過(guò)所述上蓋與所述彈簧的第一端相連接，所述彈簧的第二端與所述激振器相連接，所述彈簧通過(guò)所述把手的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行壓縮或伸張。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的慣性式執(zhí)行器，其中，所述激振器限位裝置包括上環(huán)、上板簧、上盤(pán)、下盤(pán)、下板簧和下環(huán)，所述上環(huán)和上盤(pán)被固定在所述框架上，所述上板簧被固定在所述上環(huán)和所述上盤(pán)之間，所述下環(huán)和下盤(pán)被固定在所述框架上，所述下板簧被固定在所述下環(huán)和所述下板簧之間，所述上盤(pán)和所述下盤(pán)與所述激振器相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的慣性式執(zhí)行器，其中，所述激振器限位裝置包括限位螺釘，所述框架上有限位螺釘孔，所述限位螺釘孔的內(nèi)壁上有一層絕緣材料，所述激振器的外壁上有與所述限位螺釘孔對(duì)應(yīng)的孔隙，當(dāng)所述限位螺釘?shù)牡谝欢送ㄟ^(guò)限位螺釘孔安裝在所述框架上時(shí)，所述限位螺釘?shù)牡诙诉M(jìn)入所述孔隙，所述限位螺釘?shù)牡诙说闹睆叫∮谒隹紫兜闹睆健?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的慣性式執(zhí)行器，其中，所述力輸出裝置包括調(diào)整螺桿和底座，所述調(diào)整螺桿的第一端與所述激振器的輸出桿相連接，所述調(diào)整螺桿的第二端與所述底座相連接，用于將激振器的輸出力傳遞給所述底座，所述底座用于將所述慣性式執(zhí)行器安裝在結(jié)構(gòu)表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的慣性式執(zhí)行器，其中，所述激振器通過(guò)所述激振器限位裝置與所述框架是電導(dǎo)通的，當(dāng)激振器處于平衡位置時(shí)，所述第二端在所述孔隙內(nèi)不與所述激振器的外壁接觸，當(dāng)激振器處于非平衡位置時(shí)，所述第二端在所述孔隙內(nèi)與所述激振器的外壁接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的慣性式執(zhí)行器，其中，當(dāng)激振器處于非平衡位置時(shí)，所述靜力平衡裝置還用于將所述激振器調(diào)節(jié)到平衡位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的慣性式執(zhí)行器，其中，所述激振器是否處于平衡位置是通過(guò)測(cè)量所述框架與所述限位螺釘是否電導(dǎo)通來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種慣性式執(zhí)行器裝置，包括靜力平衡裝置、激振器限位裝置、力輸出裝置、框架和激振器其中所述靜力平衡裝置、所述激振器限位裝置、所述力輸出裝置被固定在所述框架上；所述靜力平衡裝置與所述激振器相連接，用于在所述慣性式執(zhí)行器被安裝在結(jié)構(gòu)表面時(shí)抵消激振器的重力；所述激振器限位裝置與所述激振器相連接，用于限制激振器的徑向位移；力輸出裝置與激振器相連接，用于在所述慣性式執(zhí)行器被安裝在結(jié)構(gòu)表面時(shí)將激振器的輸出力傳遞給所述結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的慣性式執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)可使慣性質(zhì)量式電磁激振器以任意角度安裝于結(jié)構(gòu)表面，且可方便調(diào)節(jié)激振器平衡位置，使得慣性質(zhì)量式電磁激振器能夠有效作為主動(dòng)控制中的次級(jí)源。
文檔編號(hào)B06B1/04GK103157592SQ20131006454
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月28日
發(fā)明者孫紅靈, 程曉斌, 曹寅, 楊軍, 田靜 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所