本發(fā)明涉及精密隔振，具體是一種智能可調(diào)的高靜低動剛度集成式主動隔振器，能夠在緊湊的結(jié)構(gòu)下同時實(shí)現(xiàn)高靜低動剛度的隔振性能和主動隔振功能。

背景技術(shù)：

1、超精密加工與測量設(shè)備對振動隔離的需求日益提升，目前通過引入負(fù)剛度與正剛度并聯(lián)實(shí)現(xiàn)高靜低動剛度是一種高效可靠的隔振頻帶拓寬措施，高靜低動剛度隔振器可在一定程度上解決承載和隔振的矛盾。

2、然而，由于隔振器剛度降低將無法避免的導(dǎo)致載荷直接擾動抑制性能的下降，現(xiàn)有方案普遍是在高靜低動剛度隔振器的基礎(chǔ)上額外增加作動器進(jìn)行主動隔振，這難免需要增加隔振器的整體尺寸和成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種智能可調(diào)的高靜低動剛度集成式主動隔振器，能夠同時實(shí)現(xiàn)大行程線性可調(diào)電磁負(fù)剛度和平穩(wěn)電磁推力輸出，并且具有集成式的緊湊結(jié)構(gòu)，其中電磁負(fù)剛度用于降低系統(tǒng)固有頻率以隔離基座振動，平穩(wěn)電磁推力用于實(shí)現(xiàn)靈活的主動振動控制，為精密載荷的多源振動抑制提供了一種有效可行的方案。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種智能可調(diào)的高靜低動剛度集成式主動隔振器，包括基架以及設(shè)在所述基架上的主動電磁單元，用于輸出可調(diào)電磁負(fù)剛度和可控電磁力，并利用所述可控電磁力為隔振提供穩(wěn)定推力；

3、所述主動電磁單元包括復(fù)合磁體陣列與多功能電磁線圈組；

4、所述復(fù)合磁體陣列包括內(nèi)環(huán)永磁陣列以及同軸間隔套設(shè)在所述內(nèi)環(huán)永磁陣列上的外環(huán)永磁陣列，所述內(nèi)環(huán)永磁陣列與所述外環(huán)永磁陣列之間的氣隙內(nèi)具有沿軸向相鄰的第一氣隙磁通和第二氣隙磁通，所述第一氣隙磁通與所述第二氣隙磁通的磁通密度大小相等且方向相反；

5、所述多功能電磁線圈組包括內(nèi)層主動可控電磁力線圈與外層主動可調(diào)電磁負(fù)剛度線圈，所述內(nèi)層主動可控電磁力線圈包括長度和匝數(shù)均相等的正向繞線線圈和反向繞線線圈，所述外層主動可調(diào)電磁負(fù)剛度線圈為單向繞線線圈；

6、所述第一氣隙磁通穿過所述正向繞線線圈、所述反向繞線線圈中的一個，所述第二氣隙磁通穿過所述正向繞線線圈、所述反向繞線線圈中的另一個，所述第一氣隙磁通、所述第二氣隙磁通均穿過所述外層主動可調(diào)電磁負(fù)剛度線圈。

7、在其中一個實(shí)施例，所述多功能電磁線圈組還包括線圈骨架；

8、所述內(nèi)層主動可控電磁力線圈通過灌注樹脂固定于所述線圈骨架上，所述外層主動可調(diào)電磁負(fù)剛度線圈通過灌注樹脂固定于所述內(nèi)層主動可控電磁力線圈上。

9、在其中一個實(shí)施例，智能可調(diào)的高靜低動剛度集成式主動隔振器正剛度機(jī)械彈簧，用于承載的同時與所述可調(diào)電磁負(fù)剛度并聯(lián)降低動剛度，從而實(shí)現(xiàn)隔振帶寬的擴(kuò)展。

10、在其中一個實(shí)施例，所述基架包括隔振器底座以及設(shè)在所述隔振器底座上的支撐桿；

11、所述正剛度機(jī)械彈簧固定設(shè)在所述支撐桿上，所述主動電磁單元設(shè)在所述隔振器底座上且位于所述正剛度機(jī)械彈簧下方，所述線圈骨架的頂端與所述正剛度機(jī)械彈簧固定相連。

12、在其中一個實(shí)施例，智能可調(diào)的高靜低動剛度集成式主動隔振器還包括載荷連接機(jī)構(gòu)；

13、所述載荷連接機(jī)構(gòu)包括光軸導(dǎo)桿、導(dǎo)向軸承與軸承安裝支架，所述軸承安裝支架設(shè)在所述支撐桿上且位于所述正剛度機(jī)械彈簧上方，所述導(dǎo)向軸承設(shè)在所述軸承安裝支架上；

14、所述光軸導(dǎo)桿的一端與所述正剛度機(jī)械彈簧相連，另一端穿過所述導(dǎo)向軸承后與外部的載荷相連。

15、在其中一個實(shí)施例，所述內(nèi)環(huán)永磁陣列包括第一端部軸向磁化圓柱形永磁體、中間軸向磁化圓柱形永磁體、第二端部軸向磁化圓柱形永磁體、第一徑向磁化環(huán)形永磁體與第二徑向磁化環(huán)形永磁體；

16、所述第一端部軸向磁化圓柱形永磁體、所述中間軸向磁化圓柱形永磁體、所述第二端部軸向磁化圓柱形永磁體從上至下依次間隔分布，所述第一徑向磁化環(huán)形永磁體位于所述第一端部軸向磁化圓柱形永磁體與所述中間軸向磁化圓柱形永磁體之間，所述第二徑向磁化環(huán)形永磁體位于所述中間軸向磁化圓柱形永磁體與所述第二端部軸向磁化圓柱形永磁體之間，其中，所述第一端部軸向磁化圓柱形永磁體、所述第二端部軸向磁化圓柱形永磁體的磁化方向均與所述中間軸向磁化圓柱形永磁體相反，所述第一徑向磁化環(huán)形永磁體與所述第二徑向磁化環(huán)形永磁體的磁化方向相反；

17、所述外環(huán)永磁陣列包括第一端部軸向磁化環(huán)形永磁體、中間軸向磁化環(huán)形永磁體、第二端部軸向磁化環(huán)形永磁體、第三徑向磁化環(huán)形永磁體與第四徑向磁化環(huán)形永磁體；

18、所述第一端部軸向磁化環(huán)形永磁體與所述第一端部軸向磁化圓柱形永磁體厚度相等且磁化方向相反，所述第一端部軸向磁化環(huán)形永磁體同軸間隔套設(shè)在所述第一端部軸向磁化圓柱形永磁體上且兩端平齊；

19、所述中間軸向磁化環(huán)形永磁體與所述中間軸向磁化圓柱形永磁體厚度相等且磁化方向相反，所述中間軸向磁化環(huán)形永磁體同軸間隔套設(shè)在所述中間軸向磁化圓柱形永磁體上且兩端平齊；

20、所述第二端部軸向磁化環(huán)形永磁體與所述第二端部軸向磁化圓柱形永磁體厚度相等且磁化方向相反，所述第二端部軸向磁化環(huán)形永磁體同軸間隔套設(shè)在所述第二端部軸向磁化圓柱形永磁體上且兩端平齊；

21、所述第三徑向磁化環(huán)形永磁體與所述第一徑向磁化環(huán)形永磁體厚度相等且磁化方向相同，所述第三徑向磁化環(huán)形永磁體同軸間隔套設(shè)在所述第一徑向磁化環(huán)形永磁體上且兩端平齊，所述第一氣隙磁通位于所述第三徑向磁化環(huán)形永磁體與所述第一徑向磁化環(huán)形永磁體之間；

22、所述第四徑向磁化環(huán)形永磁體與所述第二徑向磁化環(huán)形永磁體厚度相等且磁化方向相同，所述第四徑向磁化環(huán)形永磁體同軸間隔套設(shè)在所述第二徑向磁化環(huán)形永磁體上且兩端平齊，所述第二氣隙磁通位于所述第四徑向磁化環(huán)形永磁體與所述第二徑向磁化環(huán)形永磁體之間。

23、在其中一個實(shí)施例，所述第一端部軸向磁化圓柱形永磁體頂部覆蓋有第一圓柱磁軛，所述第一端部軸向磁化環(huán)形永磁體頂部覆蓋有第一圓環(huán)磁軛；

24、所述第一徑向磁化環(huán)形永磁體的環(huán)口內(nèi)嵌入設(shè)有第二圓柱磁軛，所述第三徑向磁化環(huán)形永磁體的外環(huán)壁上套設(shè)有第二圓環(huán)磁軛；

25、所述第二徑向磁化環(huán)形永磁體的環(huán)口內(nèi)嵌入設(shè)有第三圓柱磁軛，所述第四徑向磁化環(huán)形永磁體的外環(huán)壁上套設(shè)有第三圓環(huán)磁軛；

26、所述第二端部軸向磁化圓柱形永磁體的底部設(shè)有第四圓柱磁軛，所述第二端部軸向磁化環(huán)形永磁體頂部覆蓋有第四圓環(huán)磁軛。

27、在其中一個實(shí)施例，所述內(nèi)環(huán)永磁陣列、所述外環(huán)永磁陣列中的永磁體由鋁鎳鈷系永磁材料、釹鐵硼系永磁材料、鐵鉻鈷系永磁材料、鐵氧體永磁材料、稀土永磁材料或復(fù)合永磁材料等制成。

28、在其中一個實(shí)施例，所述第一圓柱磁軛、所述第一圓環(huán)磁軛、所述第二圓柱磁軛、所述第二圓環(huán)磁軛、所述第三圓柱磁軛、所述第三圓環(huán)磁軛、所述第四圓柱磁軛、所述第四圓環(huán)磁軛由軟磁材料制成。

29、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益技術(shù)效果：

30、本發(fā)明利用主動電磁單元輸出大行程線性可調(diào)電磁負(fù)剛度和可控電磁力，其中可調(diào)電磁負(fù)剛度與正剛度機(jī)械彈簧并聯(lián)降低動剛度，從而實(shí)現(xiàn)隔振帶寬的擴(kuò)展，降低系統(tǒng)固有頻率以隔離基座振動，而平穩(wěn)的可控電磁推力用于實(shí)現(xiàn)靈活的主動振動控制，實(shí)現(xiàn)了高靜低動剛度隔振和主動智能隔振的集成設(shè)計，從而改善高靜低動剛度隔振器的多源振動抑制難題，并且結(jié)構(gòu)緊湊，成本低，便于工程實(shí)際應(yīng)用。