一種基于磁流變阻尼元件的運動機構減振方法及其裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及抵消工業制造裝備運動機構到位振動裝置的技術領域，尤其涉及一種基于磁流變阻尼元件的運動機構減振方法及裝置。
【背景技術】
[0002]機械、電子制造裝備和工業機器人等數字化裝備的運動系統不斷發展，其運動機構高速高加速度的要求也不斷提高。然而，高速高加速度的要求使運動機構的振動問題也更加突顯，高加速度的大沖擊力勢必會帶來復雜的振動問題，而振動振幅大、穩定時間久都會對運動機構的性能和工作效率帶來影響。采用構建減振裝置對運動機構實現快速穩定的振動抑制是一個值得研究與探索的方向，而當今對運動機構到位振動減振裝置的研究還存在很多問題，特別是在運動機構到位沖擊振動方面還沒有出現一種減振效果明顯、減振方法便捷穩定的減振方法。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于解決現有減振方法減振效果不明顯、減振方法遲緩和穩定性不高等問題提出一種面向機械、電子制造裝備和工業機器人等數字化裝備運動機構到位振動的快速減振方法及其裝置，利用改變磁流變阻尼元件中磁流變液的粘性系數，使與其相連接的運動機構在定位振動階段的運行阻力增大，快速減小運動機構的振動幅值，縮短機構定位的穩定時間。
[0004]為達此目的，本發明采用以下技術方案:
[0005]—種基于磁流變阻尼元件的運動機構減振裝置，包括用于消減運動機構振動的減振元件、用于放置運動機構和所述減振元件的基座、用于檢測運動機構運行狀態和位置信息的位置檢測元件和用于控制運動機構和減振元件的控制系統；
[0006]所述減振元件安裝于所述基座上，并與所述運動機構相連接；所述位置檢測元件安裝于所述基座和所述運動機構上；
[0007]所述減振元件為磁流變阻尼元件。
[0008]優選的，所述磁流變阻尼元件通過螺釘與運動機構連接。
[0009]優選的，安裝有所述磁流變阻尼元件的所述運動機構的行程范圍在所述磁流變阻尼元件的移動區間內。
[0010]優選的，所述區間滿足以下條件:所述運動機構的行程范圍S <所述磁流變阻尼元件的移動區間范圍L，所述S由所述運動機構的規格所確定，所述L由所述磁流變阻尼元件的規格確定。
[0011 ] 優選的，所述磁流變阻尼元件滿足啟動條件后進行減振動作。
[0012]優選的，所述磁流變阻尼元件啟動條件滿足:γ ;所述V為運動機構的速度值，所述γ為啟動磁流變阻尼元件動作的預設速度值。
[0013]優選的，所述磁流變阻尼元件減振動作滿足:C = C2；C為磁流變阻尼元件的阻尼系數，c2為磁流變阻尼元件在運動機構減振階段的阻尼系數。
[0014]優選的，所述基座為L型結構，安裝于所述基座上的所述位置檢測元件安裝于所述L型結構的水平臂上；所述磁流變阻尼元件安裝于所述L型結構的豎直臂上。
[0015]優選的，如上述所述的一種基于磁流變阻尼元件的運動機構減振裝置的減速方法，其包括以下步驟:
[0016]A)、減振元件2的型號選型，所選減振元件2的移動區間范圍L與運動機構5的運動行程S間的關系滿足:S<L;
[0017]B)、位置檢測元件1檢測運動機構5的速度和位置信息；
[0018]C)、控制系統3通過位置檢測元件1獲得運動機構5的速度和位置信息，當運動機構5進入定位階段開始減速運動，且運動機構5的速度值滿足預設值γ，即滿足條件γ時，控制系統3發送啟動信號給減振元件2 ;
[0019]D)、控制系統3發送動作信號給減振元件2，調節減振元件2的阻尼系數C由(^值切換到C2值，即C = (:2，(^為磁流變阻尼元件在運動機構運動階段的阻尼系數，根據運動機構的新能確定，使阻尼系數較低不影響運動機構高速高加速度的運動，(:2為磁流變阻尼元件在運動機構減振階段的阻尼系數，根據運動機構的到位振動新能確定，使阻尼系數較高有效抑制到位振動，消耗振動能量；
[0020]E)、位置檢測元件1檢測到運動機構5當前位置與目標定位位置的差值d滿足理想定位精度值ε，即d < ε，控制系統3發送結束指令給減振元件2，使減振元件2的阻尼系數C由C2調整為C 結束減振動作。
[0021]本發明的有益效果:1、機械結構簡單便捷；2、利用磁流變阻尼元件阻尼系數可調的特性，能夠很好地解決運動機構到位振動的減振問題，減小運動機構振動幅值，縮短到位穩定時間，并且不影響運動機構的運動過程；3、減振裝置可對運動機構不同情況的到位振動(如到位振幅、到位速度、到位加速度等參數不同的情況)產生有效的抑制作用；4、適于各類運動機構的到位振動抑制。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發明的一個實施例的結構示意圖；
[0023]圖2是本發明的一個實施例的實施流程圖；
[0024]圖3是本發明的一個實施例的原理效果圖；
[0025]圖4是本發明的一個實施例的控制過程框圖。
[0026]其中:位置檢測元件1、減振元件2、控制系統3、基座4、運動機構5、水平臂41、豎直臂42 ；
[0027]S-運動機構的行程；L_減振元件的可移動區間；V_運動機構的速度；γ -啟動減振元件動作的預設速度值；d_運動機構當前位置與目標定位位置間的距離；ε -定位精度范圍；C_磁流變阻尼元件的阻尼系數；(；-磁流變阻尼元件在運動機構運動階段的阻尼系數；C2_磁流變阻尼元件在運動機構減振階段的阻尼系數。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本發明的技術方案。
[0029]這里需要說明，附圖僅為說明本方案而用的示意圖，并未嚴格按照比例繪制，并未構成對本方案的實質限制。
[0030]一種基于磁流變阻尼元件的運動機構減振裝置，包括用于檢測運動機構5運行狀態和位置信息的位置檢測元件1、用于放置所述運動機構5和所述減振元件2的基座4、用于消減運動機構5到位振動的減振元件2和用于控制運動機構5運動和減振元件2減振動作的控制系統3 ;
[0031]所述減振元件2安裝于所述基座4上，并與所述運動機構5相連接；所述位置檢測元件1安裝于所述基座4和所述運動機構5上；
[0032]所述減振元件2為磁流變阻尼元件。
[0033]如圖1所示，基于磁流變阻尼元件的減振裝置包括運動機構5、位置檢測元件1、減振元件2、控制系統3和基座4，所述減振元件2安裝于所述基座4上，并與所述運動機構5相連接，所述運動機構5的整體運動行程S位于所述減振元件2所能達到的移動區間L內，可使所述減振元件2的安裝不影響運動機構5的整體運行，所述運動機構5和所述基座4上均安裝有位置檢測元件1，所述位置檢測元件1用于對所述運動機構5的速度信息和位置信息作檢測，檢測所述運動機構5進入定位階段進行到位減速運動的速度信息V和定位精度信息d。利用所述減振元件2阻尼系數可調的特性，在所述運動機構5的運動過程中調節所述減振元件2的阻尼系數較低，不影響所述運動機構5的高速高加速度的移動，在所述運動機構5的定位階段調節所述減振元件2的阻尼系數較高，增加所述運動機構5在定位階段到位振動的運動阻力，消耗所述運動機構5的振動能量，減小振動振幅，縮短定位穩定時間。所述運動機構的速度信息和位置信息由所述位置檢測元件1檢測并傳送信號到所述控制系統3，如減振元件的動作信號或運動機構的移動控制信號等過程由所述控制系統3來控制。
[0034]所述磁流變阻尼元件具有調節磁流變液粘性系數改變元件阻尼大小的功能，有效抑制了所述運動機構5的振動，消減了所述運動機構5的振動能量，使運動機構5的振動與穩定時間縮短，起到減振作用。
[0035]采用磁流變阻尼減振方法在實施方面更加簡捷、方便，在具備達到較好的減振效果的同時可以通過更為簡單的安裝與控制方法