减振装置和方法与流程

【技术领域】

本发明涉及精密控制技术领域，尤其涉及一种减振装置和方法。

背景技术：

从工业生产到大众用户日常应用，精密控制应用需求越来越广。精密控制的实现对设备平台提出了较高的稳定要求，所以减振技术的应用及创新备受关注。大到工业生产的机床的减振需求，小到普通用户的稳定摄影设备的减振需求，都对精密控制技术提出很大的挑战。

目前常用的减振技术，包括结构优化，振源控制两个方面着手，这些方式会带来成本增加及性能牺牲的问题。且这些方式都属于一种静态的优化方式，适用条件局限性大，且效果有限。因此，有必要提出一种高效的低成本的减振的方法和装置，能够在众多的精密控制应用领域中广泛应用。

技术实现要素：

本发明提供一种减振装置和方法，通过对振源的主动振动监控生成减振电压信号，实现高效精确的减振效果。

本发明提供一种减振装置，所述减振装置包括：

加速度传感器、信号处理系统和减振器，所述信号处理系统与所述加速度传感器、所述减振器分别通过数据线进行通信连接；

所述加速度传感器用于采集由振源产生的加速度信号；所述加速度信号通过数据线传送给所述信号处理系统；

所述信号处理系统用于对所述加速度信号进行处理，以得到减振电压信号；所述减振电压信号用于驱动所述减振器振动；所述减振电压信号通过所述数据线传送给所述减振器；

所述减振器接收所述减振电压信号并根据所述减振电压信号产生振动实现减振。

优选地，所述减振装置与所述振源固定于相同的安装平台。

优选地，所述加速度传感器与所述振源固定于相同的安装平台。

优选地，所述减振器为线性电机。

本发明同时提供一种减振方法，所述减振方法应用于上述的减振装置，以实现减振效果，所述方法包括：

步骤s10：采集所述加速度传感器的加速度信号，并将所述加速度信号发送至所述信号处理系统；

步骤s20：通过所述信号处理系统对所述加速度信号进行处理，以得到减振电压信号；

步骤s30：将所述减振电压信号输出至所述减振器，所述减振电压信号用于驱动所述减振器振动。

进一步地，所述步骤s20包括：

步骤s210：所述信号处理系统接收所述加速度信号，以获得加速度信号值；

步骤s220：对所述加速度信号值取反，得到反向加速度信号值；

步骤s230：根据所述反向加速度信号值通过结构系统模型求解得到所述减振电压信号。

进一步地，所述加速度传感器用于采集由振源产生的加速度信号，所述减振电压信号用于驱动所述减振器振动时产生的加速度与所述振源产生的加速度的方向相反。

与现有技术相比，本发明提供的减振装置和方法，通过对振源的主动振动监控，准确的记录振源的振动运动状态，基于所述振源的振动运动状态，进行减振电压信号的生成，从而能够实现高效精确的减振效果。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1为本发明一实施例提供的减振装置的部署示意图；

图2为本发明一实施例提供的减振方法的流程示意图；

图3为图2中步骤s20的流程示意图；

图4为图1中减振装置未开启时的振动示意图；

图5为图1中减振装置开启状态的振动示意图。

【具体实施方式】

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种减振装置10，所述减振装置10与振源20固定安装于相同的安装平台1上。所述减振装置10包括加速度传感器11、信号处理系统12和减振器13，所述信号处理系统12与所述加速度传感器11、所述减振器13分别通过数据线进行通信连接；所述加速度传感器11用于采集由振源20产生的加速度信号；所述加速度信号由通过数据线传送给所述信号处理系统12；所述信号处理系统12用于对所述加速度信号进行处理，以得到所述减振电压信号；所述减振电压信号用于驱动所述减振器13振动；所述减振电压信号通过所述数据线传送给所述减振器13；所述减振器13接收所述减振电压信号并根据所述减振电压信号产生振动实现减振。在其他实施例中，所述数据线进行通信连接也可以包括标准的有线、无线(如wi-fi)连接。所述加速度传感器11安装于所述振源20附近并固定于相同的安装平台1上，所述加速度传感器11用于采集由振源20产生的加速度信号；当所述加速度传感器11收集到所述振源20的振动状态时，准确记录所述振源20的振动状态。

所述信号处理系统12用于对所述加速度信号进行处理，以得到所述减振电压信号。

所述减振电压信号发送给减振器13，所述减振电压信号用于驱动所述减振器振动，所述减振器13为产生定向振动的线性电机，减振器13与振源20固定于相同的安装平台1，所述减振电压信号驱动所述减振器13产生定向振动。

请参阅图2，本发明同时提供一种减振方法，所述减振方法应用于上述的减振装置，以实现减振效果，所述方法包括：

步骤s10：采集加速度传感器的加速度信号，并将所述加速度信号发送至信号处理系统；具体地，所述加速度传感器感应振源的振动而获取所述振源的加速度信号，所述加速度传感器与所述振源固定于同一安装平台，使所述加速度传感器能够感应所述振源的振动。

步骤s20：通过所述信号处理系统对所述加速度信号进行处理，以得到减振电压信号。

请参阅图3，具体地，所述步骤s20包括：

步骤s210：所述信号处理系统接收所述加速度信号，以获得加速度信号值；

步骤s220：对所述加速度信号值取反，得到反向加速度信号值；

步骤s230：根据所述反向加速度信号值通过结构系统模型求解得到所述减振电压信号。

具体地，所述结构系统模型是一种表征真实振动系统的数值模型，该模型包括有数学表达式和数值中的一种。其中，所述数学表达式根据振动系统运动微分方程推导得到；所述数值根据振动系统的输入与输出建立对应的表征系统。通过将加速度信号作为所述结构系统模型的输入，通过所述结构系统模型计算后，得到所述减振电压信号。

步骤s30：将所述减振电压信号输出至减振器，所述减振电压信号用于驱动所述减振器振动。

请一并参阅图4和图5，当所述减振装置10未开启时，振源20的振源激励产生的振动为原始振动，相对振动剧烈，没有减振效果。当所述减振装置10开启时，振源20的振源激励产生的振动，由所述加速度传感器11采集传送给信号处理系统12进行处理，生成减振电压信号，所述减振电压信号驱动减振器13产生定向振动，所述定向振动为减振激励，大小与振源20的振动相同，但方向相反，因此可以实现高效精确的减振效果。

与现有技术相比，本发明提供的减振装置和方法，通过对振源的主动振动监控，准确的记录振源的振动运动状态，基于所述振源的振动运动状态，进行减振电压信号的生成，从而能够实现高效精确的减振效果；同时，只需要增加减振装置即可以实现高效精确的减振效果，部署简单、成本低。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。