三自由度电机驱动混合装置

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111249959A(43)申请公布日2020.06.09(21)申请号202010062296.5(22)申请日2020.01.20权利要求书权利要求书1页说明书3页附图I页西安近代化学研龙所(71)申谓人西安近代化学研龙所地址710065陕西省西安市雁塔区丈八东路168号(72)发明人陈松张哲马宇孙晓朋谢中元陈基(74)专利代理机构中国兵器工业集团公司专利中心11011代理人王晓娜(51)lnt.CI.BO1F〃/以20。6.01)BO1F15/伽2006.0】)(54)发明名称三自由度电机驱动混合装置(57)摘耍本发明属于原材料混合技术领域,公开了一种三自由度电机弗动混合装置。该三自由度电机出刈混合装置包括机架(1)、弹性悬夕W)、振子一(3)、弹性悬挂二(4)、振子二(5)、弹性悬挂三(6)、振子三(7)、混合容器(8)、弹性悬挂四(9)■电机组件(10)和阻尼器(11)。本发明采用"抵消+隔振♦减振吸能"的方式实现了大加速振动设备的稳定运行问题.同时降低了设备重量.Y6IC66.Z1.一种三自由度电机驱动混合装置,其特征在于,包括机架(1)、弹性悬挂一(2)、振于一(3)、弹性悬挂二(4)、振子二⑸、弹性悬挂三⑹、振子三⑺、混合容器(8)、弹性悬挂四(9)、电机组件(10)和阻尼器(11):所述振子一(3)通过弹性悬挂一(2)连接在机架(1)上:所述振子二(5)通过弹性悬挂二(4)连接在振子一(3)h:所述振子三(7)通过弹性悬挂三(6)连接在振了二(5)上,并通过弹性悬挂四(9)连接在振子・(3)上:所述混合容器(8)固定在振子三⑺上:所述电机组件(10)固定在振子二⑸上:所述阻尼器⑴)固定在振子一⑶上,模态振型中振子二(5)与振子三(7)相位相差180°。如权利要求1所述的所述三自由度电机驱动混合装置.,其特征在于,振子二(5)振动位移与振子三(7)振动位移之比等于弹性悬挂四(9)的刚度与弹性悬挂二(4)的刚度之比。如权利要求2所述的所述三自由度电机驱动混合装世,其特征在于,振了二(5)振动位移与振子三(7)振动位移之比在0.02-0.5之间。如权利要求2所述的所述三自由度电机骤动混合装置,其特征在于,弹性悬挂四(9)的刚度与弹性悬挂二(4)的刚度之比在0.02-0.5之间。如权利要求1所述的所述三自由度电机驱动混合装置,其特征在于,弹性悬挂一(2)的刚度满足使系统第一阶共振频率在5-20Hzo如权利要求1所述的所述三自由度电机驱动混合装置,其特征在于,所述阻尼器(11)为颗粒阻尼塞或液体阻尼器。如权利要求1所述的所述三自由度电机驱动混合装置,其特征在于,电机组件(10)为2个或者4个振动电机或伺服振动电机。.如权利要求I至7中任一项所述的三自由度电机驱动混合装目,其特征在于,所述弹性悬挂一(2)、振子一⑶、弹性悬挂二⑷、振子二⑸、弹性悬挂三(6)、振子三(7)、混合容器⑻、弹性悬挂四⑼、电机组件(10)、阻尼器(11)的质量、刚度结构参数满足使第三阶共振频率在50-70Hzo.如权利要求8所述的所述三自由度电机驱动混合装置,其特征在于,系统工作在第三阶共振模态下,振子二(5)振动方向与振子三(7)振动方向相反,传递给振子一(3)的作用力=振子二(5)振动位移X弹性悬挂二(4)的刚度-振子三(7)振动位移X弹性悬挂四(9)的刚度=0。三自由度电机驱动混合装置技术领域[0001]本发明属于原材料混合技术领域,涉及用于混合原材料的一种三自由度电机驱动混合装置。背景技术[0002]利用大加速度振动对物料混合的优良效果逐渐得到业内共识。为了得到大加速度的振动,设计合理的共振结构是一种优选方式。然而大加速度的振动对系统的稳定运行提出了较高的要求,既要保证白身系统的稳定性,又要保证对外界的振动传递最小,因此系统共振结构的构建还要考虑的运行稳定性。另一方面,传统的共振机械为了提供系统的稳定性,往往提高设备机架重量来降低设备机架的振动强度.以降低设备对周围环境的影响,因此存在"笨重"的缺点。发明内容[0003]本发明的目的在于提供一个三自由度电磁驱动混合装置,采用"抵消二隔振+减振吸能"的方式实现了大加速振动设备的稳定运行问题,同时降低了设备重量。[0004]为了实现上述H的,本发明所采用的技术方案如下:[0005]一种三自由度电磁驱动混合装置,包括机架、弹性悬挂一、振子一、弹性悬挂二、振子二、弹性悬挂三、振子三、混合容器、弹性悬挂四、电机组件和阻尼器。[0006]所述振子一通过弹性悬挂一连接在机架上;所述振子二通过弹性悬挂二连接在振子一上:所述振子三通过弹性悬挂三连接在振子二上•并通过弹性悬挂四连接在振子一上:所述混合容器固定在振了•三上;所述电机组件为2个或者4个振动电机或伺服振动电机,固定在振子二上:所述阻尼器为颗粒阻尼器或液体阻尼器,固定在振子一上。[0007]上述弹性悬挂一、振子一、弹性悬挂二、振子二、弹性悬挂三、振子三、混合容器、弹性悬挂四、电机组件、阻尼器的质星、刚度参数满足使系统第三阶共振频率在50-70HZ,模态振型中振子二与振子三相位相差180°,振子二振动位移与振子三振动位移之比等于弹性悬挂四的刚度与弹性悬挂二的刚度之比,并在0.02-0.5之间,有效放大了振子三的振动位移,从而放大了混合容器的振动加速度,使得振子二位移小于振子三的振动位移,降低系统自身能量消耗;当电机组件的运行频率与系统第三阶共振频率相同时,系统工作在第三阶共振模态下,振于二振动方向与振于三振动方向相反,传递给振于一的作用力=振于二振动位移X弹性悬挂二的刚度■■振子三振动位移X弹性悬挂四的刚度=0。弹性悬挂一的刚度满足使系统第一阶共振频率在5-20HZ,对振子一50-70HZ的振动进行了进一步隔振;阻尼器固定在振子一上,进一步对振子一进行了减振吸能,从而儿乎完全将系统的振动与外界环境隔离。[0008]与现有技术相比具有如下优点:[0009]1L抵消+隔振+减振吸能"的结合方式将大加速度振动与外界隔离,保证系统的稳定运行。[0010]2.振动的有效隔离,相比传统共振机械有效降低了机架的重械。[0011]3、结构简单,降低了设备重量及成本。附图说明[0012]下面对实施例中描述所需要的附图进行简要介绍。[0013]图1为本发明实施例中所述三自由度电机驱动混合装置结构示意图。[0014]图中数字所表示的相应部件名称:[0015] 1.机架2.弹性悬挂一3.振了•一4.弹性悬挂二5.振了二6.弹性悬挂三7.振了三8.混合容器9.弹性悬挂四10.电机组件11.阻尼器具体实施方式[0016]下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。[0017]实施例1:[0018]一种三自由度电磁驱动混合装置,包括机架1.弹性悬挂一2.振子一3.弹性悬挂二4.振了•二5.弹性悬挂三6.振子三7.混合容器8.弹性悬挂四9■电机组件10和阻尼器11。[0019]所述振子一3通过弹性悬挂一2连接在机架1上:所述振子二5通过弹性悬挂二4连接在振子一3上:所述振子三7通过弹性悬挂三6连接在振子二5上,并通过弹性悬挂四9连接在振子一3上:所述混合容器8固定在振子三7上:所述电机组件10为2个振动电机,固定在振子二5上:所述阻尼器11为颗粒阻尼器或液体阻尼器.固定在振子一3上。[0020]上述弹性悬挂一2.振了一3.弹性悬挂二4.振子二5.弹性悬挂三6.振了三7,混合容器8.弹性悬挂四9.电机组件10.阻尼器U的质量、刚度参数满足使系统笫三阶共振频率在50Hz,模态振型振子二5与振子三7相位相差180\振子二5振动位移与振子三7振动位移之比等于弹性悬挂四9的刚度与弹性悬挂二4的刚度之比为0.02,有效放大『振子三7的振动位移,从而放大了混合容器8的振动加速度,使得振子二5位移小于振子三7的振动位移,降低系统自身能量消耗;当电机组件10的运行频率与系统第三阶共振频率相同时,系统工作在笫三阶共振模态下,振子二5振动方向与振子三7振动方向相反,传递给振子一3的作用力=振子二5振动位移X弹性悬挂二4的刚度-振子三7振动位移X弹性悬挂四9的刚度=0。弹性悬挂一2的刚度满足使系统第一阶共振频率在5Hz,对振子一350Hz的振动进行了进一步隔振;阻尼器11固定在振子一3上,进一步对振子一3进行了减振吸能,从而几乎完全将系统的振动与外界环境隔离。[0021]实施例2:[0022] •种三自由度电磁驱动混合装置,包括机架1、弹性悬挂・2、振了・3、弹性悬挂二4.振子二5.弹性悬挂三6.振子三7.混合容器8.弹性悬挂四9.电机组件10和阻尼器11。[0023]所述振子一3通过弹性悬挂一2连接在机架1上;所述振子二5通过弹性悬挂二4连接在振子一3上:所述振子三7通过弹性悬挂三6连接在振子二5上,并通过弹性悬挂四9连接在振子一3上:所述混合容器8固定在振子三7上:所述电机组件10为2个伺服振动电机,固定在振了二5上;所述阻尼器11为颗粒阻尼器或液体阻尼器,固定在振了一3上。[0024]上述弹性悬挂一2.振子一3.弹性悬挂二4.振子二5.弹性悬挂三6.振子三7.混合容器8.弹性悬挂四9.电机组件10.阻尼器11的质量、刚度参数满足使系统第三阶共振频率在60血,模态振型振子二5与振子三7相位相差180\振子二5振动位移与振于三7振动位移之比等于弹性悬挂四9的刚度与弹性悬挂二4的刚度之比为0.2.有效放大了振子三7的振动位移,从而放大了混合容器8的振动加速度,使得振了•二5位移小于振了三7的振动位移,降低系统自身能量消耗：当电机组件10的运行频率与系统第三阶共振频率相同时,系统工作在第三阶共振模态下,振子二5振动方向与振子三7振动方向相反,传递给振子一3的作用力=振子二5振动位移X弹性悬挂二4的刚度-振子三7振动位移X弹性悬挂四9的刚度=0。弹性悬挂一2的刚度满足使系统第一阶共振频率在12也,对振子一360Hz的振动进行了进一步隔振:阻尼器11固定在振了一3上,进一步对振了一3进行了减振吸能,从而几乎完全将系统的振动与外界环境隔离。[0025]实施例3:[0026]—种三自由度电磁驱动混合装置,包括机架1.弹性悬挂一2.振子一3.弹性悬挂二4.振子二5.弹性悬挂三6.振子三7.混合容器8.弹性悬挂四9.电机组件10和阻尼器11。[0027]所述振子一3通过弹性悬挂一2连接在机架1上;所述振子二5通过弹性悬挂二4连接在振子一3上:所述振子三7通过弹性悬挂三6连接在振子二5上,并通过弹性悬挂四9连接在振子・3上:所述混合容器8固定在振了三7上:所述电机组件10为4个伺服振动电机,固定在振子二5上:所述阻尼器11为颗粒阻尼器或液体阻尼器,固定在振子一3上。[0028]上述弹性悬挂一2、振子一3、弹性悬挂二4、振子二5、弹性悬挂三6、振子三7、混合容器8、弹性悬挂四9、电机组件10、阻尼器11的质量、刚度参数满足使系统第三阶共振频率在70Hz,模态振型振子二5与振子三7相位相差180°,振子二5振动位移与振子三7振动位移之比等于弹性悬挂四9的刚度与弹性悬挂二4的刚度之比为0.5,有效放大了振了•三7的振动位移,从而放大了混合容器8的振动