專利名稱：具有旋轉(zhuǎn)配重物的防振動(dòng)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防振動(dòng)設(shè)備。
更具體地說(shuō)，盡管不是排他地，但在其優(yōu)選的用途中，本發(fā)明的設(shè)備被設(shè)計(jì)用于安裝在飛行器的艙內(nèi)，特別是帶螺旋槳的飛行器，例如直升機(jī)的機(jī)艙內(nèi)，但是自然地，其可以用于在需要減少甚至消除由運(yùn)動(dòng)體而引起振動(dòng)的任何其他用途。
法國(guó)專利號(hào)2770825(US6067853)中詳細(xì)描述了控制直升機(jī)機(jī)艙內(nèi)振動(dòng)的問(wèn)題。簡(jiǎn)而言之，存在的主要振動(dòng)是由用于升起和推進(jìn)直升機(jī)的主旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)以及沿著直升機(jī)機(jī)身的氣流引起的。
試圖吸收機(jī)艙內(nèi)出現(xiàn)的這種振動(dòng)，提出了能對(duì)預(yù)定頻率起諧振作用的諧振防振動(dòng)設(shè)備，其目的是減少所述頻率下出現(xiàn)的振動(dòng)。然而，由于它們只能對(duì)預(yù)定頻率，而不能對(duì)其它頻率的振動(dòng)起作用，所以其有效性受限。
此外，當(dāng)被減少的振動(dòng)的頻率變化時(shí)，那種類型的設(shè)備變得不起作用。
如前面專利中所述的那種類型的具有一個(gè)可控制的諧振器的防振動(dòng)設(shè)備能夠使變化頻率振動(dòng)被處理。出于此目的，該諧振器被用作一閉環(huán)系統(tǒng)中的激勵(lì)器，來(lái)自安裝在直升機(jī)上的傳感器的振動(dòng)測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)控制單元的分析，該控制單元將控制信號(hào)傳送到各個(gè)激勵(lì)器，通過(guò)這種方式使該測(cè)量點(diǎn)的振動(dòng)水平最小化。盡管給出了有利的結(jié)果，但是那種防振動(dòng)設(shè)備依然存在一定的缺點(diǎn)，比如重量大(每個(gè)諧振器有大約10公斤重)，這在航空領(lǐng)域經(jīng)常是不利的，如果要使它對(duì)解決直升機(jī)中遇到的振動(dòng)水平有效，則需要高的能量消耗。
為解決這些缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了另一種防振動(dòng)設(shè)備，其使用旋轉(zhuǎn)平衡重物來(lái)產(chǎn)生抵抗振動(dòng)的力而使振動(dòng)被減少。美國(guó)專利5903077和歐洲專利0337040公開(kāi)了這種設(shè)備。
該美國(guó)專利中描述的防振動(dòng)設(shè)備或模塊振動(dòng)力發(fā)生器包括模塊或組件，其各具有一個(gè)馬達(dá)并齒輪傳動(dòng)一對(duì)分別具有偏心輪的相互嚙合的旋轉(zhuǎn)體，如此各旋轉(zhuǎn)體的重心就不是處于其旋轉(zhuǎn)軸上。從而，各旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)不平衡，并且由于這些旋轉(zhuǎn)體都設(shè)置在同一個(gè)平面上，它們產(chǎn)生相同的但是以不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)的不平衡。這導(dǎo)致一種正弦曲線的力，力的方向垂直于包括旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)軸的平面，由于該平面內(nèi)的這些不平衡分力是相反的從而相互抵消。
通常，該發(fā)生器包括兩個(gè)同樣的模塊，其聯(lián)合在一起得到可調(diào)節(jié)的合力，該合力的值取決于這兩個(gè)模塊之間的相位差和等于旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)速度的頻率。
指令單元控制和調(diào)節(jié)模塊之間的相位差和旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)速度，從而任何頻率的振動(dòng)都可以減少。
上述歐洲專利所述的防振動(dòng)設(shè)備包括類似方式的兩個(gè)同樣組件，各個(gè)組件都包括兩個(gè)分別具有偏心配重物的旋轉(zhuǎn)體，這兩個(gè)組件對(duì)稱于對(duì)稱軸布置，并且所述的偏心配重物旋轉(zhuǎn)體具有相互平行并正交于該對(duì)稱軸的軸，其由各自的馬達(dá)帶動(dòng)并被伺服控制以同樣的速度旋轉(zhuǎn)。從而這種設(shè)備能容易地適應(yīng)將要被削弱的振動(dòng)的振幅、相位和頻率的波動(dòng)。
盡管這些具有旋轉(zhuǎn)不平衡重物的防振動(dòng)裝置在解決振動(dòng)方面提供了相當(dāng)大的進(jìn)步，然而它們呈現(xiàn)出缺點(diǎn)，特別是·如果發(fā)生故障時(shí)振動(dòng)水平將增加(而不是減少)。無(wú)論什么原因，當(dāng)該兩個(gè)模塊停止以同樣速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，所導(dǎo)致的振動(dòng)力將不再受控制，從而立即導(dǎo)致舒適度明顯下降，將變得比沒(méi)有任何處理手段時(shí)更差；·當(dāng)這些馬達(dá)加速時(shí)，由于控制單元需要使這些模塊保持同步，該控制單元就非常復(fù)雜，從而使運(yùn)算法則復(fù)雜化并相應(yīng)地增加了出故障的危險(xiǎn)；·和相對(duì)高的費(fèi)用，因?yàn)樗舜罅康陌嘿F部件多個(gè)馬達(dá)、多組齒輪和復(fù)雜的控制單元，該控制單元復(fù)雜是因?yàn)樾枰柜R達(dá)的速度保持同步并伺服控制它們的相位差以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的有效工作。
本發(fā)明的目的在于消除這些缺點(diǎn)。此外，為了能安裝在飛行器，例如直升機(jī)上，該防振動(dòng)設(shè)備的尺寸和重量都應(yīng)該減少。
為了達(dá)到該目的，該類型的防振動(dòng)設(shè)備包括至少兩個(gè)組，每個(gè)組都包括分別具有偏心配重物(flyweight)的兩個(gè)相同的旋轉(zhuǎn)體，所述組相對(duì)于一對(duì)稱軸對(duì)稱布置，并且所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸彼此平行并正交于所述對(duì)稱軸，和用于使所述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，該設(shè)備是顯著的在于它包括了承載所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可控移動(dòng)裝置，它能夠沿所述對(duì)稱軸滑動(dòng)，以改變各組偏心配重物旋轉(zhuǎn)體之間的相位偏移。
在于所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括用于旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)體的單馬達(dá)，其軸正交于所述對(duì)稱軸布置，且通過(guò)繞在所述旋轉(zhuǎn)體上的環(huán)形連接帶驅(qū)動(dòng)，因此通過(guò)所述兩組裝置上的環(huán)形連接帶皮帶的長(zhǎng)度相等。
因而，通過(guò)本發(fā)明的方法，該設(shè)備僅通過(guò)沿對(duì)稱軸移動(dòng)承載著單馬達(dá)的可控移動(dòng)裝置就能產(chǎn)生一個(gè)確定振幅和方向的穩(wěn)定的振動(dòng)力，從而通過(guò)所述環(huán)形連接帶的作用來(lái)漸進(jìn)地改變各組的旋轉(zhuǎn)體之間的相位差，如此以使偏心配重物位于需要的位置。當(dāng)該單馬達(dá)旋轉(zhuǎn)并且該可控移動(dòng)裝置固定時(shí)，繞在這些組上的兩根對(duì)稱的皮帶呈現(xiàn)出相同的速度，但是相同模塊中的方向是相反的，由于對(duì)稱，當(dāng)其中繞在這些組上的一根皮帶遠(yuǎn)離該單馬達(dá)時(shí)，另一根皮帶就朝向該單馬達(dá)前進(jìn)。結(jié)果是，當(dāng)連接著所述單馬達(dá)的該移動(dòng)裝置以給定速度被移動(dòng)時(shí)，它將自身的移動(dòng)傳送給這兩根皮帶，從而該移動(dòng)裝置的移動(dòng)速度增加到其中一根皮帶的速度，同時(shí)從另一根皮帶的速度中減去該移動(dòng)裝置的移動(dòng)速度。結(jié)果是，當(dāng)該移動(dòng)裝置被移動(dòng)時(shí)，給定組件中的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)體以不同于另一組件中的旋轉(zhuǎn)體的速度被驅(qū)動(dòng)，從而導(dǎo)致這些偏心配重物相位偏移發(fā)生漸進(jìn)變化。
通過(guò)改變所述偏心配重物的相位偏移，同時(shí)其頻率由該單獨(dú)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度決定，這樣使該振動(dòng)力合力的振幅和方向變得容易調(diào)節(jié)，以作為被減輕的振動(dòng)的函數(shù)被傳送。
此外，由于該移動(dòng)裝置具有單馬達(dá)，由該單馬達(dá)帶動(dòng)的所有的旋轉(zhuǎn)體都以同樣的速度旋轉(zhuǎn)。從而，該振動(dòng)力合力非常穩(wěn)定并且完全受控。此外，如果該環(huán)形連接帶斷裂或該單馬達(dá)停機(jī)時(shí)，所有的四個(gè)旋轉(zhuǎn)體都同時(shí)停止，從而該結(jié)構(gòu)的振動(dòng)水平將升到?jīng)]有任何防振動(dòng)設(shè)備的初始值，但是不會(huì)像上述現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備那樣超過(guò)該值。
此外，在該移動(dòng)裝置已經(jīng)停止后得到的最后相位偏移取決于所述移動(dòng)裝置在比如其沿著該對(duì)稱軸移動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)度。有利地，相對(duì)于該對(duì)稱軸彼此面對(duì)對(duì)稱布置的該偏心配重物旋轉(zhuǎn)體之間的相位偏移等于2d/r，其中d對(duì)應(yīng)于所述移動(dòng)裝置沿所述對(duì)稱軸的線性移動(dòng)，r對(duì)應(yīng)于以繞在所述旋轉(zhuǎn)體為中心的環(huán)形連接帶的相同纏繞半徑。
更具體地說(shuō)，所述移動(dòng)裝置線性移動(dòng)行程受限于兩個(gè)極限位置，第一個(gè)位置在該偏心配重物旋轉(zhuǎn)體之間相位偏移為零的位置，第二個(gè)位置在當(dāng)其相位偏移等于180°的位置。
從而，該振動(dòng)力合力的振幅能夠從最大值變化到零值，其中該最大值是在當(dāng)該第一組件配重物旋轉(zhuǎn)體和第二組件該配重物旋轉(zhuǎn)體之間相位偏移為零時(shí)，零值是在當(dāng)它們之間的相位偏移為180°時(shí)，同時(shí)，所述振動(dòng)力的頻率等于由該單獨(dú)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)體的共同旋轉(zhuǎn)速度。
此外，優(yōu)選地，該設(shè)備包括至少一個(gè)用于控制所述移動(dòng)裝置位置的伺服馬達(dá)；和多個(gè)用于檢測(cè)所述旋轉(zhuǎn)體位置的傳感器，其目的是確定所述組之間的相位偏移，和一個(gè)用于所述單馬達(dá)旋轉(zhuǎn)的規(guī)則和伺服控制關(guān)系。
在優(yōu)選實(shí)施例中，所述可控移動(dòng)裝置是一個(gè)承載著所述單馬達(dá)并沿著所述對(duì)稱軸滑動(dòng)的滑動(dòng)架。此外，所述環(huán)形連接帶是一根皮帶，其繞安裝在所述旋轉(zhuǎn)體和所述單獨(dú)馬達(dá)軸上的皮帶輪上，所有這些皮帶輪都在一個(gè)平面內(nèi)?？梢?jiàn)，無(wú)需伺服控制的由驅(qū)動(dòng)皮帶和皮帶輪的單一馬達(dá)組成的該設(shè)備系統(tǒng)是非常簡(jiǎn)單的，從而可靠性高和維護(hù)少。
為了避免在該環(huán)形連接帶和旋轉(zhuǎn)體之間出現(xiàn)滑動(dòng)，所述皮帶為齒形皮帶并與形成在所述皮帶輪上的相應(yīng)齒共同作用。
此外，所述可控移動(dòng)裝置也包括至少一個(gè)用于拉緊所述環(huán)形連接帶的張緊輪。
在優(yōu)選實(shí)施例中，兩個(gè)組的旋轉(zhuǎn)體都承載在適合被固定到的振動(dòng)結(jié)構(gòu)的框架上，為了能使所述可控移動(dòng)裝置沿這該兩個(gè)組的對(duì)稱軸滑動(dòng)，其滑動(dòng)地安裝在所述框架上。
此外，對(duì)于每組的旋轉(zhuǎn)體來(lái)說(shuō)，所述防振動(dòng)設(shè)備包括一個(gè)過(guò)渡旋轉(zhuǎn)輪，其與環(huán)形連接帶共同作用，以驅(qū)動(dòng)該兩個(gè)旋轉(zhuǎn)體反轉(zhuǎn)，這兩個(gè)過(guò)渡旋轉(zhuǎn)輪位于框架上并分別位于所述對(duì)稱軸的兩邊。
附圖清楚地顯示了如何實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。在這些附圖中，同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的元件。


圖1為依照本發(fā)明的防振動(dòng)設(shè)備實(shí)施例的透視圖。
圖2至圖6為示意圖，示出了為減少振動(dòng)，該防振動(dòng)設(shè)備隨著該移動(dòng)裝置和該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)作占據(jù)的不同位置。
圖1所示的該防振動(dòng)設(shè)備1包括兩個(gè)同樣的模塊或組2和3，各自都分別包括兩個(gè)旋轉(zhuǎn)體或旋轉(zhuǎn)軸，分別標(biāo)記為4、5和6、7，其各自都結(jié)合有相對(duì)于該旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)軸偏心的配重物4A、5A和6A、7A。在該實(shí)施例中，這兩個(gè)組2、3布置在公共的垂直平面內(nèi)，并被水平的對(duì)稱軸A彼此分開(kāi)。這些旋轉(zhuǎn)體4、5、6和7的軸彼此平行(在本例子中為水平)并正交于這兩個(gè)同樣的組2和3的對(duì)稱軸A，從而使這些旋轉(zhuǎn)體成對(duì)地相對(duì)，旋轉(zhuǎn)體4、5和6、7離對(duì)稱軸B(在圖2至圖6中是垂直的)的距離相等，對(duì)稱軸B垂直于對(duì)稱軸A。
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)8用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)體4、5、6和7。
此外，所述組的旋轉(zhuǎn)體通過(guò)軸承(未示出)承載在框架9上，框架由板件9A裝配組成，并具有適合于通過(guò)緊固件10固定到直升機(jī)(未示出)的振動(dòng)結(jié)構(gòu)上的基板9B。
根據(jù)本發(fā)明，為了改變這些偏心配重物旋轉(zhuǎn)體的相位偏移，并從而調(diào)節(jié)作為將被“處理”振動(dòng)的函數(shù)的該振動(dòng)力合力的振幅，該設(shè)備1包括承載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)8的移動(dòng)裝置11，其能夠沿對(duì)稱軸A滑動(dòng)，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)8為所有旋轉(zhuǎn)體所公用，每個(gè)組具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)體4、5和6、7，它們相對(duì)彼此以相反方向旋轉(zhuǎn)，因此，彼此對(duì)稱面對(duì)的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)體4和6以同一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，而另外兩個(gè)旋轉(zhuǎn)體5和7以相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
特別地，該公用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)8包括一個(gè)位于這兩個(gè)組之間中心位置的單馬達(dá)12，其具有平行于旋轉(zhuǎn)體4、5、6和7并垂直于對(duì)稱軸A的旋轉(zhuǎn)輸出軸12A。該單馬達(dá)12驅(qū)動(dòng)繞在這些旋轉(zhuǎn)體上構(gòu)成封閉循環(huán)的環(huán)形連接帶14，使得它們進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。在該實(shí)施例中，該環(huán)形連接帶14由繞在皮帶輪上的皮帶組成，其中皮帶輪裝配在旋轉(zhuǎn)體軸上。所有這些皮帶輪尺寸都相等，從而相對(duì)于該設(shè)備的對(duì)稱軸，皮帶14繞在裝置2上的皮帶14A的長(zhǎng)度等于繞在裝置3上的皮帶14B的長(zhǎng)度。
自然地，這些皮帶輪15都位于同一個(gè)垂直平面內(nèi)。為了避免旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生滑動(dòng)，皮帶14為齒形皮帶并與形成在皮帶輪15外圍上的相應(yīng)齒15A嚙合。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也可以使用鏈條或鏈輪等種種方式。
如圖1所示，該齒形皮帶14同樣還繞在兩個(gè)作為自由皮帶輪的過(guò)渡輪16上，其與之前的皮帶輪一樣被分別布置在對(duì)稱軸A的兩邊。這兩個(gè)過(guò)渡皮帶輪16位于該單馬達(dá)12和各自的組2、3之間并承載在框架9上。連接在對(duì)應(yīng)組或模塊中的每個(gè)過(guò)渡輪都能使一個(gè)組中的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)體4、5或6、7通過(guò)相應(yīng)的皮帶輪以相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。此外，該可控移動(dòng)裝置11具有兩個(gè)相同的張緊輪或皮帶輪17，其彼此對(duì)稱于對(duì)稱軸A布置，從而能夠調(diào)節(jié)皮帶14的張緊力。
如本實(shí)施例中所示，該可控移動(dòng)裝置11包括滑動(dòng)架18，該滑動(dòng)架18布置在這兩個(gè)組2、3之間并能在設(shè)備的沿對(duì)稱軸A垂直平面滑動(dòng)。該滑動(dòng)架18在結(jié)構(gòu)上通過(guò)滑軌或類似連接(未示出)以滑動(dòng)的方式連接到框架，并承載張緊輪17以及驅(qū)動(dòng)皮帶14的單馬達(dá)12。沿著該對(duì)稱軸A的該滑動(dòng)架的移動(dòng)優(yōu)選地受控于位于框架9和滑動(dòng)架18之間的伺服馬達(dá)19，并形成設(shè)備的一部分，用于控制該防振動(dòng)設(shè)備1產(chǎn)生的全部振動(dòng)力的頻率和振幅。由伺服馬達(dá)19組成的控制裝置伺服控制滑動(dòng)架18的位置，作為第一電信號(hào)的函數(shù)，例如，為了控制該設(shè)備1產(chǎn)生的振動(dòng)力的振幅，通過(guò)多個(gè)傳感器(未示出)檢測(cè)每個(gè)組2、3中旋轉(zhuǎn)體的角度位置，從而這兩個(gè)組之間需要產(chǎn)生的相位偏移作為將被吸收振動(dòng)的函數(shù)能夠被確定，并且通過(guò)關(guān)系調(diào)節(jié)和伺服控制該單獨(dú)馬達(dá)12的旋轉(zhuǎn)速度，其作為第二信號(hào)的函數(shù)用于控制頻率。
如本實(shí)施例所示，相對(duì)于對(duì)稱軸A彼此相對(duì)對(duì)稱布置，具有偏心配重物4A、6A和5A、7A的旋轉(zhuǎn)體4、6和5、7的兩個(gè)組，它們之間的相位偏移由下面關(guān)系式給出＝2d/r其中為相位偏移，d對(duì)應(yīng)于滑動(dòng)架沿該對(duì)稱軸移動(dòng)的線性行程，r對(duì)應(yīng)于以繞在這些相同的旋轉(zhuǎn)體為中心的環(huán)形連接帶的相同纏繞半徑。
下面將參照附圖2至6，對(duì)該防振動(dòng)設(shè)備1，特別是該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)8和移動(dòng)裝置11的工作進(jìn)行描述。
首先，在這些附圖中，示出的用于皮帶14的為只有一個(gè)張力皮帶輪或輪17，在這種情形下它被布置在對(duì)稱軸A上并被連接到該移動(dòng)裝置11。該移動(dòng)裝置的滑動(dòng)架18由一個(gè)矩形表示。假如該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)8的單馬達(dá)12以圖2所示的S方向旋轉(zhuǎn)，從而該皮帶14以逆時(shí)針?lè)较蚶@在該自由皮帶輪16上。這兩個(gè)組的相面對(duì)的旋轉(zhuǎn)體之間的相位偏移為零時(shí)，旋轉(zhuǎn)體的四個(gè)偏心配重物4A、5A、6A和7A都在同樣的角度位置，本例子中的滑動(dòng)架18位于圖2右端的兩個(gè)行程末端極限位置當(dāng)中的一個(gè)位置。
當(dāng)該單馬達(dá)12旋轉(zhuǎn)時(shí)(以標(biāo)稱正常速度旋轉(zhuǎn))，皮帶14的兩根皮帶，分別為上部皮帶14A(在對(duì)稱軸A的上面)和底部皮帶14B(在對(duì)稱軸A的下面)以相同的模數(shù)V速度被驅(qū)動(dòng)，但是方向相反。
這兩個(gè)組2、3的旋轉(zhuǎn)體4-5和6-7以同樣的速度被驅(qū)動(dòng)，并且在組內(nèi)以相反方向旋轉(zhuǎn)，但是沿對(duì)稱于軸A布置的組的一對(duì)旋轉(zhuǎn)體，即，旋轉(zhuǎn)體對(duì)4-6和5-7相同的方向。
經(jīng)由例子可知，為了獲得位于兩對(duì)相面對(duì)的旋轉(zhuǎn)體之間的傳感器提供的等于45°的相位偏移，該移動(dòng)裝置11的滑動(dòng)架18在伺服馬達(dá)19的驅(qū)動(dòng)下以速度v移動(dòng)到左邊，如圖3所示，該滑動(dòng)架沿著對(duì)稱軸A移動(dòng)并將其移動(dòng)傳送給皮帶14的兩根皮帶14A和14B。由于其路線的長(zhǎng)度未變(該單獨(dú)馬達(dá)的移動(dòng)補(bǔ)償了該滑動(dòng)架的移動(dòng))，所以其張力保持恒定，從而相等。由于上部皮帶14A受到該滑動(dòng)架18的牽引，其皮帶的速度變?yōu)閂-v，而底部皮帶14B由于受到該滑動(dòng)架的推動(dòng)，其皮帶的速度為V+v。
然而，由于組2的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)體4-5以不同于組3的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)體6-7的速度被驅(qū)動(dòng)，隨后這些偏心配重物4A、5A、6A和7A之間的相位偏移將逐漸發(fā)生變化，從而將會(huì)導(dǎo)致一個(gè)振動(dòng)力，其作用在設(shè)備1上的強(qiáng)度和方向取決于將用于克服的振動(dòng)結(jié)構(gòu)。
特別地，在本實(shí)施例中，當(dāng)該上部組2的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)體4-5位于如圖2所示一樣的位置時(shí)(它們的偏心配重物4A和5A彼此仍然對(duì)稱于圖中的垂直軸B)，因?yàn)樗俣萔+v和V-v不同，該底部組3的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)體6-7將已經(jīng)額外轉(zhuǎn)過(guò)了45°(它們的偏心配重物6A和7A彼此仍然對(duì)稱于圖中的垂直軸B)。
相對(duì)于軸A對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)體對(duì)4、6和旋轉(zhuǎn)體對(duì)5、7之間獲得的45°相位偏移，以及由此的偏心配重物相位偏移，傳送振動(dòng)力合力的振幅和方向到該設(shè)備1，同時(shí)其頻率為該單獨(dú)馬達(dá)12的旋轉(zhuǎn)速度的函數(shù)。
圖4至6舉例示出了用于該防振動(dòng)設(shè)備1的一些具體相位偏移，分別為等于90°、135°和180°，由于該滑動(dòng)架沿軸A移動(dòng)到左面，并具有對(duì)應(yīng)于滑動(dòng)架另一個(gè)行程終點(diǎn)極限位置的180°相位偏移，達(dá)到如圖6的左邊。用于獲得這些不同的相位偏移，在組2、3中偏心配重物旋轉(zhuǎn)體的運(yùn)轉(zhuǎn)沒(méi)有進(jìn)行更詳細(xì)的描述是因?yàn)樗鼜膱D中看是顯而易見(jiàn)的。自然地，盡管只示出了特殊的相位偏移值，但是在0°到180°范圍內(nèi)的任何相位偏移值都能得到。
因而可以這樣理解，本發(fā)明的設(shè)備1能夠使任何被傳遞的振動(dòng)力合力(任何振幅和方向)位于對(duì)應(yīng)于滑動(dòng)架的兩個(gè)極限行程的兩個(gè)極限相位偏移之間(0到180°)，即，位于零和最大振動(dòng)力之間，其中當(dāng)這些偏心配重物的影響抵消時(shí)振動(dòng)力為零，而當(dāng)這些偏心配重物的影響累加起來(lái)時(shí)振動(dòng)力最大。
在一個(gè)變化中，由于滑動(dòng)架沿著軸A的每一個(gè)位置都對(duì)應(yīng)一個(gè)具體的相位偏移，所以該控制設(shè)備能夠基于滑動(dòng)架的實(shí)際位置判斷組或模塊之間的相位偏移(而不是來(lái)自旋轉(zhuǎn)體上的傳感器)。這樣就需要在各組之間將滑動(dòng)架的行程與相位偏移聯(lián)系起來(lái)的預(yù)定的刻度。
盡管所描述的伺服控制操作為電控類型，同樣地，也可設(shè)計(jì)使用機(jī)械的、液壓的、光學(xué)的或其它類型的伺服控制操作，其取決于給定運(yùn)用的具體限定。
此外，假如該防振動(dòng)設(shè)備本身作為具有預(yù)定振動(dòng)力水平來(lái)使用時(shí)，還可以通過(guò)使用調(diào)節(jié)滑動(dòng)架沿軸的位置螺栓螺母類型連接進(jìn)行替代伺服馬達(dá)，并通過(guò)防松螺母簡(jiǎn)化該滑動(dòng)架控制裝置。
通過(guò)移動(dòng)這兩個(gè)偏心配重物旋轉(zhuǎn)體的重心位置，來(lái)自各組的振動(dòng)力的作用方向可以被調(diào)節(jié)。假如來(lái)自每個(gè)組的力的作用方向相同，那么來(lái)自裝置所述方向上的全部振動(dòng)力合力就是振幅值，其取決于組之間的相位偏移。由配重物的不平衡產(chǎn)生的這樣變化可以通過(guò)人工進(jìn)行配重物位置的預(yù)定調(diào)節(jié)或者通過(guò)特定的伺服控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種防振動(dòng)裝置，該裝置包括至少兩個(gè)由兩個(gè)彼此相同的旋轉(zhuǎn)體(4、5-6、7)組成的旋轉(zhuǎn)體組(2、3)，該旋轉(zhuǎn)體分別具有偏心的配重物(4A、5A-6A、7A)，所述旋轉(zhuǎn)體組相對(duì)于對(duì)稱軸對(duì)稱地布置，所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸彼此平行，并正交于所述對(duì)稱軸，該裝置還包括一個(gè)使所述旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(8)，該裝置的特征在于-它包括一個(gè)承載有所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(8)并能夠沿著所述對(duì)稱軸滑動(dòng)的可控移動(dòng)裝置(11)，用來(lái)帶動(dòng)該旋轉(zhuǎn)體組具有偏心配重物的旋轉(zhuǎn)體的相位偏移；以及-所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(8)包括一個(gè)使所述旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)的單一馬達(dá)(12)，該馬達(dá)具有與所述對(duì)稱軸垂直配置的軸，該馬達(dá)帶動(dòng)經(jīng)過(guò)所述旋轉(zhuǎn)體(4、5-6、7)周圍轉(zhuǎn)動(dòng)的環(huán)形皮帶，使得經(jīng)過(guò)所述旋轉(zhuǎn)體組中的那段皮帶的長(zhǎng)度是相等的。
2.如權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，在對(duì)面相對(duì)于對(duì)稱軸對(duì)稱的具有偏心飛輪配重的旋轉(zhuǎn)體(4、6；5、7)，其相位偏移等于2d/r，其中d相當(dāng)于所述移動(dòng)裝置(11)沿著所述對(duì)稱軸移動(dòng)的線性位移，而r相當(dāng)于在所述各旋轉(zhuǎn)體中心的周圍環(huán)形皮帶相同的卷繞半徑。
3.如權(quán)利要求1～2中之一的裝置，其特征在于，所述移動(dòng)裝置(11)線性移動(dòng)的行程受到兩個(gè)極端位置的限定，對(duì)于第一個(gè)位置的在具有偏心配重物的旋轉(zhuǎn)體之間的相位偏移是0，對(duì)于第二個(gè)位置的相位偏移是180°。
4.如權(quán)利要求1～3中之一的裝置，其特征在于，該裝置包括至少一個(gè)用來(lái)伺服控制所述移動(dòng)裝置(11)位置的伺服馬達(dá)(19)、多個(gè)測(cè)量所述旋轉(zhuǎn)體位置以計(jì)算出所述旋轉(zhuǎn)體組之間相位偏移的傳感器和用來(lái)控制和伺服所述獨(dú)特馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)系式。
5.如權(quán)利要求1～4中之一的裝置，其特征在于，所述可控移動(dòng)裝置(11)是沿著所述對(duì)稱軸滑動(dòng)并承載所述單一馬達(dá)(12)的滑動(dòng)架(18)。
6.如權(quán)利要求1～5中之一的裝置，其特征在于，所述環(huán)形皮帶(14)是一根傳動(dòng)皮帶，卷繞在同軸安裝在所述旋轉(zhuǎn)體和所述單一馬達(dá)上并保持在同一平面上的多個(gè)皮帶輪(15)的周圍。
7.如前面各項(xiàng)權(quán)利要求中任一的裝置，其特征在于，所述傳動(dòng)皮帶(14)是齒形皮帶，并與設(shè)置在所述皮帶輪(15)上的相應(yīng)的齒相配合。
8.如權(quán)利要求1～7中之一的裝置，其特征在于，所述可控移動(dòng)裝置(11)還包括至少一個(gè)使所述環(huán)形皮帶(14)處于張力下的小滾輪(17)。
9.如權(quán)利要求1～8中之一的裝置，其特征在于，該兩個(gè)旋轉(zhuǎn)體組(2、3)被可以固定在振動(dòng)結(jié)構(gòu)上的框架(9)支撐，所述可控移動(dòng)裝置(11)沿著兩個(gè)旋轉(zhuǎn)體組(2、3)的對(duì)稱軸可滑動(dòng)地安裝在所述框架(9)上。
10.如權(quán)利要求1～9中之一的裝置，其特征在于，該裝置對(duì)于每個(gè)旋轉(zhuǎn)體組(2、3)包括一個(gè)與所述皮帶(14)配合動(dòng)作的過(guò)渡小滾輪(16)，以保證帶動(dòng)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)體的反向旋轉(zhuǎn)，這兩個(gè)滾輪(16)安裝在所述框架(9)上，分別配置在所述對(duì)稱軸的兩邊。
全文摘要
一種具有旋轉(zhuǎn)配重物的防振動(dòng)設(shè)備，根據(jù)本發(fā)明，所述設(shè)備包括兩個(gè)組(2、3)由兩個(gè)具有偏心配重物(4A、5A；6A、7A)的相同的旋轉(zhuǎn)體(4、5；6、7)構(gòu)成，所述的組對(duì)應(yīng)于對(duì)稱軸對(duì)稱布置，并且所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸彼此相互平行且正交于該對(duì)稱軸；和使所述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(18)。有利地，該設(shè)備包括承載所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(8)的特定的可控移動(dòng)裝置(11)，其能沿著所述對(duì)稱軸滑動(dòng)，以改變這些組的偏心配重物旋轉(zhuǎn)體之間的相位偏移。
文檔編號(hào)B64C27/00GK1761536SQ200480007561
公開(kāi)日2006年4月19日 申請(qǐng)日期2004年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月20日
發(fā)明者T·曼弗雷多蒂, D·塞克拉 申請(qǐng)人:歐洲直升機(jī)公司