磁流变声子晶体减振装置、减振结构及减振方法

摘要

本发明公开了磁流变声子晶体减振装置、减振结构及减振方法，其主要是包括壳体，壳体内部设置有振子，振子与壳体之间通过弹性件相连，振子与壳体之间设置有供振子进行振动的空隙，空隙填充有磁流变液。本发明结构简单。壳体、振子、弹性件、磁流变液形成声子晶体单胞，多个声子晶体单胞共同使用可形成声子晶体结构，从而利用局域共振的原理可实现减振，通过调整或更换振子可以调整局域共振带隙，针对不同频率振源进行减振、降噪。本发明不受机器和环境限制，通用性好。基于磁流变液的局域共振型智能声子晶体减振结构可以有效减少控制机械设备工作时产生的振动，从而降低机械损耗，提高机械设备的使用寿命，同时为工作人员提供更好的工作环境。

说明书

技术领域

本发明涉及减振领域应用的磁流变声子晶体减振装置、减振结构及减振方法。

背景技术

现今工业生产中，机械设备工作时产生的振动会对机械本身产生额外的磨损和机械疲劳，加大机械设备的损耗，缩短机械设备的使用寿命，增大工业生产的经济损耗，对于某些精密仪器，更是会直接破坏机械设备内部结构，造成经济损失。同时，由机械振动产生的噪音污染不仅会对周围环境产生影响，也会对操作人员产生危害。

现有技术中，对于减振采取相应措施比较多。比如目前正在研究的基于磁流变液的减振装置。磁流变液一旦加上外加磁场，将会变成“半固体”状态，因此，可通过调节外部施加的磁场来控制磁流变液输出的阻尼力。这种装置利用磁流变液将振动能量进行消耗，从而达到良好的减振效果。但目前，这种装置一般都是为了一定的机械设备量身定制，通用性不好。且整个装置的结构比较复杂。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供结构相对简单的磁流变声子晶体减振装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：磁流变声子晶体减振装置，包括壳体，所述壳体内部设置有振子，所述振子与壳体之间通过弹性件相连，振子与壳体之间设置有供振子进行振动的空隙，所述空隙填充有磁流变液。

进一步的是：所述壳体包括上壳体和下壳体，上壳体与下壳体密封连接，上壳体与下壳体之间设置有第一环形固定槽，上壳体还设置有注液孔，注液孔通过密封盖密封，所述振子包括第一振子部和第二振子部，第一振子部和第二振子部可拆卸连接，第一振子部和第二振子部之间设置有第二环形固定槽，所述弹性件为环形橡胶圈，橡胶圈通过第一环形固定槽和第二环形固定槽定位。

进一步的是：所述壳体外部设置有励磁源。

本发明还提供了减振结构，包括所述的磁流变声子晶体减振装置，还包括支撑架体，所述支撑架体的支撑面的下方设置有多个所述磁流变声子晶体减振装置。

本发明还提供了减振方法，包括上述减振结构，将需要减振的机器放置在支撑架体的支撑面上，当机器开启时，振动能量通过支撑架体传递到各个磁流变声子晶体减振装置，通过各个磁流变声子晶体减振装置将振动能量减缩，以此达到减振的效果。

本发明的有益效果是：

本发明结构简单。本发明的壳体、振子、弹性件、磁流变液形成了声子晶体单胞，多个这种声子晶体单胞共同使用可形成声子晶体结构，从而利用局域共振的原理可实现减振，通过调整或更换振子可以调整局域共振带隙，针对不同频率振源进行减振、降噪。本发明不受机器和环境限制，通用性好。基于磁流变液的局域共振型智能声子晶体减振结构可以有效减少控制机械设备工作时产生的振动，从而降低机械损耗，提高机械设备的使用寿命，同时为工作人员提供更好的工作环境。

附图说明

图1为振子的结构示意图；

图2为壳体的结构示意图；

图3为橡胶圈的示意图；

图4为本发明的减振结构的示意图；

图中标记为：第一振子部1，第二振子部2，螺栓3，外缘4，橡胶圈5，注液孔6，密封盖7，上壳体8，下壳体9，第一环形固定槽10，支撑架体11，壳体12，励磁源13，振子14，支撑面15。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1至图3所示，本发明的磁流变声子晶体减振装置包括壳体12，所述壳体12内部设置有振子14，所述振子14与壳体12之间通过弹性件相连，振子14与壳体12之间设置有供振子进行振动的空隙，所述空隙填充有磁流变液。上述壳体和振子都可由导磁性的金属材料制成，比如铁等。

使用时，可将多个减振装置分别安装在需要减振的机器下方，当机器发生振动时，这些减振装置会吸收振动能量产生局域共振的效果，也就是每个振子会发生共振，又由于振子周围包裹有磁流变液，磁流变液会产生阻尼力，会将振动能量消耗，因此不会引起较大的噪音。通过上述分析可以看出，本发明不受机器和环境限制，通用性好。具体应用时，可通过调整或更换振子可以调整局域共振带隙，例如可通过对振子重量进行调整，来适应不同频率的振源，进而针对不同频率振源进行减振、降噪。

以下介绍一种具体的实施方式，如图1至图3所示，所述壳体12包括上壳体8和下壳体9，上壳体8与下壳体9密封连接，上壳体8与下壳体9之间设置有第一环形固定槽10，上壳体8还设置有注液孔6，注液孔6通过密封盖7密封，所述振子包括第一振子部1和第二振子部2，第一振子部1和第二振子部2可拆卸连接，例如可通过螺栓连接，第一振子部1和第二振子部2之间设置有第二环形固定槽，所述弹性件为环形橡胶圈5，橡胶圈5通过第一环形固定槽10和第二环形固定槽定位，也就是，橡胶圈的外缘4可嵌入第一环形固定槽10，橡胶圈的内缘可通过第二环形固定槽定位。上述结构比较简化，且橡胶圈的固定比较牢靠。注液孔可用于对壳体内腔注入磁流变液。密封盖可为胶塞等结构。上壳体和下壳体之间的密封连接可采用螺栓加橡胶垫片实现。

当然，壳体和振子的设置方式还可以有其它实施方式。比如，上述弹性件可以是弹簧，也就是振子通过弹簧与壳体相连。只要保证振子可相对壳体进行悬空振动即可。

为了在上述基础上进一步实现对磁流变液的阻尼力的精确控制，所述壳体外部设置有励磁源。励磁源可用现有的结构，比如励磁线圈等。通过励磁源可实现所加磁场的强弱改变，从而可改变磁流变液的特性。可以实现精确的实时控制，拥有连续可逆变化的阻尼力。

为了方便工程上进行快速设置应用，以下介绍一种减振结构，这种结构是基于上述磁流变声子晶体减振装置，如图4所示，还包括支撑架体11，所述支撑架体11的支撑面15的下方设置有多个所述磁流变声子晶体减振装置。支撑架体11可以是一个梁结构，梁结构的内部设置多个上述磁流变声子晶体减振装置，然后将多个这种梁结构铺设成适合具体机器应用的平台。机器就搁置在平台上进行应用。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、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。