阅读说明：本技术 一种阻尼装置 (Damping device ) 是由 伍继浩 王金阵 边星 于 2020-05-07 设计创作，主要内容包括：本发明提供的阻尼装置,包括真空边界、弹性件、金属管、丝杆、永磁体及高磁导率合金,在外界干扰促使真空实验装置发生振动时,通过所述丝杆可带动所述弹性件发生伸缩,在所述弹性件作用下,所述永磁体与所述金属管发生相对运动,在所述金属管内形成涡流,产生洛伦兹力阻碍所述永磁体的振动,使得所述真空实验装置振幅逐渐减小直至为零,从而避免了橡胶阻尼的刚度大、阻尼系数大、蠕变、影响真空度等问题,可以适用高真空的精密物理实验的要求。(The damping device comprises a vacuum boundary, an elastic part, a metal pipe, a screw rod, a permanent magnet and a high-permeability alloy, wherein when vibration of a vacuum experiment device is promoted by external interference, the elastic part can be driven to stretch by the screw rod, the permanent magnet and the metal pipe move relatively under the action of the elastic part, eddy current is formed in the metal pipe, Lorentz force is generated to block the vibration of the permanent magnet, the amplitude of the vacuum experiment device is gradually reduced until zero, and therefore the problems of high rigidity, large damping coefficient, creep deformation, influence on vacuum degree and the like of rubber damping are solved, and the damping device can meet the requirements of high-vacuum precise physical experiments.)

一种阻尼装置

技术领域

本发明涉及机械装置的振动与隔离技术领域，特别涉及一种阻尼装置。

背景技术

在精密真空物理测量实验中，仪器设备的振动会给实验带来许多问题，特别是在仪器设备需要测量特定频率范围的情况下，更需要对振动进行隔离来减少测量的噪音。阻尼结构的主要参数包括刚度系数和阻尼系数，都影响影响振动的频率，阻尼系数还决定振动能量的耗散速度。在高真空中，气体阻尼可忽略不计。

涡流阻尼器是一种基于电磁原理的阻尼结构，原理是低磁性或无磁性材料在与磁场相对运动时，会在材料内部形成涡流场，从而材料受到洛伦兹力阻碍相对运动。磁场可以由永磁体、通电导线等形式产生。涡流阻尼器无污染、无机械接触，由于铜、铝等低磁性或无磁性材料热导率高，耗散的热量可以快速传递出阻尼结构。涡流阻尼结构无源且无油，可用于被动振动隔离，能否适应高真空的要求。

橡胶是一种常用的阻尼结构材料，其阻尼系数大、刚度系数大。但是，橡胶的应用也有其缺点。首先，橡胶的阻尼系数过大，容易造成过阻尼的情况；其次，橡胶的刚度大，会带来较大的振动频率，往往无法适应仪器的频率要求；此外，橡胶在长时间的力作用发生蠕变，对精密机构的工作是一个不稳定因素。而且，橡胶由于工艺的问题，内部可能存在气孔，会影响高真空环境的真空度。

发明内容

有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种可避免橡胶阻尼的刚度大、阻尼系数大、蠕变、影响真空度等问题的阻尼装置。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明提供了一种阻尼装置，包括真空边界、弹性件、金属管、丝杆、永磁体及高磁导率合金，所述弹性件的一端与所述丝杆的一端连接，所述丝杆的另一端与外部真空实验装置相连接，所述永磁体及高磁导率合金由上至下间隔套设在所述丝杆上，所述丝杆、所述永磁体及所述高磁导率合金设置于所述金属管内部，所述金属管为无磁性金属管，所述金属管设置于所述真空边界的内部，所述真空边界与所述真空实验装置采用高真空的方式连接；

在所述真空实验装置发生振动时，通过所述丝杆可带动所述弹性件发生伸缩，在所述弹性件作用下，所述永磁体与所述金属管发生相对运动，在所述金属管内形成涡流，产生洛伦兹力阻碍所述永磁体的振动，使得所述真空实验装置振幅逐渐减小直至为零。

在一些较佳的实施例中，所述真空波纹管为回转体结构，所述真空波纹管包括沿其中心线设置的中心棒、围绕所述中心棒设置的波纹管、以及包裹所述波纹管的壳体，所述波纹管可沿着回转轴方向拉长或者缩短，所述壳体与所述真空边界的一端采用高真空的方式连接。

在一些较佳的实施例中，还包括旋钮，所述中心棒延伸出所述波纹管的一端开设有外螺纹，所述外螺纹可与所述旋钮的中心通孔的内螺纹套合。

在一些较佳的实施例中，所述旋钮为阶梯圆台结构，所述旋钮除中心的内螺纹孔外其他表面为光面，通过旋转所述旋钮可调节所述永磁体的高度。

在一些较佳的实施例中，所述中心棒的另一端开设有圆孔，通过所述圆孔与所述弹性件的一端固定连接。

在一些较佳的实施例中，所述丝杆的两端均设置有用于连接的孔，所述丝杆通过两端的孔分别与所述弹簧及所述真空实验装置连接。

在一些较佳的实施例中，所述丝杆的表面开设有外螺纹，所述丝杆两孔之间分别设置有两个螺母，通过所述螺母可将所述永磁体和所述高磁导率合金固定在所述丝杆上。

在一些较佳的实施例中，所述永磁体和所述高磁导率合金均为圆环结构且至少为一个，并在所述丝杆上间隔设置。

在一些较佳的实施例中，所述弹性件为弹簧，所述金属管为管状结构，所述金属管为铜或铝或铜铝合金，所述金属管的内径可调节。

在一些较佳的实施例中，所述高磁导率合金为坡莫合金或硅钢。

在一些较佳的实施例中，所述高真空的方式连接包括胶密封或机械密封。

本发明采用上述技术方案的优点是：

本发明提供的阻尼装置，在外界真空实验装置发生振动时，通过所述丝杆可带动所述弹性件发生伸缩，在所述弹性件作用下，所述永磁体与所述金属管发生相对运动，在所述金属管内形成涡流，产生洛伦兹力阻碍所述永磁体的振动，使得所述真空实验装置振幅逐渐减小直至为零，从而避免了橡胶阻尼的刚度大、阻尼系数大、蠕变、影响真空度等问题，可以适用高真空的精密物理实验的要求。

此外，本发明提供的阻尼装置，可在金属管外壁安装控温装置，精确控制金属管温度，实现阻尼系数的调整。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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。

图1为本发明实施例提供的阻尼装置的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的真空波纹管的结构示意图。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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，为本发明实施例提供的阻尼装置的结构示意图，包括：真空边界110、弹性件120、金属管130、丝杆140、永磁体150及高磁导率合金160。

其中：所述弹性件120的一端与所述丝杆140的一端连接，所述丝杆140的另一端与外部真空实验装置相连接，所述永磁体150及高磁导率合金160由上至下间隔套设在所述丝杆140上，所述丝杆140、所述永磁体150及所述高磁导率合金160设置于所述金属管130内部，所述金属管130为无磁性金属管，所述金属管130设置于所述真空边界110的内部，所述真空边界110与所述真空实验装置采用高真空的方式连接，所述高真空的方式连接包括胶密封或机械密封。

本发明提供的阻尼装置，在所述真空实验装置发生振动时，通过所述丝杆140可带动所述弹性件120发生伸缩，在所述弹性件120作用下，所述永磁体150与所述金属管130发生相对运动，在所述金属管130内形成涡流，产生洛伦兹力阻碍所述永磁体140的振动，使得所述真空实验装置振幅逐渐减小直至为零，而振动产生的能量可通过金属管130耗散。

请结合图2，本发明提供的阻尼装置还包括真空波纹管170，所述真空波纹管170包括沿其中心线设置的中心棒171、围绕所述中心棒171设置的波纹管172、以及包裹所述波纹管172的壳体173，所述壳体173与所述真空边界110的一端采用高真空的方式连接。

可以理解，在所述真空实验装置发生振动时，通过所述丝杆140可带动所述弹性件120发生伸缩，在所述弹性件120作用下，所述波纹管172可沿着回转轴方向拉长或者缩短，而此时该阻尼装置可适用于真空环境。

请再参阅图1，上述阻尼装置还可以包括旋钮180，所述中心棒171延伸出所述波纹管172的一端开设有外螺纹(图未示)，所述外螺纹可与所述旋钮180的中心通孔的内螺纹套合。

进一步地，所述旋钮180为阶梯圆台结构，所述旋钮180除中心的内螺纹孔外其他表面为光面，通过旋转所述旋钮180可调节所述永磁体150的高度，以调节阻尼系数。

具体地，所述中心棒171的另一端开设有圆孔，通过所述圆孔可与所述弹性件120的另一端固定连接。本发明实施例中，所述弹性件120可以为弹簧或其他弹性体。

可以理解，振动频率只与弹簧的刚度、阻尼系数、实验装置的重量有关，在实验装置的重量确定的情况下，通过选用合适的弹簧和阻尼结构，就可实现需求的振动频率。

请再参阅图1，所述丝140的两端均设置有用于连接的孔(图未示)，所述丝杆140通过两端的孔分别与所述弹性件120及所述真空实验装置连接。

进一步地，所述丝杆140的表面开设有外螺纹，所述丝杆140两孔之间分别设置有两个螺母190，通过所述螺母190可将所述永磁体150和所述高磁导率合金160固定在所述丝杆140上。

进一步地，所述永磁体150和所述高磁导率合金160均为圆环结构且至少为一个，并在所述丝杆140上间隔设置。

可以理解，通过调节永磁体150和高磁导率合金160个数，以及永磁体的磁化方向，可以增大阻尼，以实现不同的阻尼系数。

请再参阅图1，所述金属管130为管状结构，所述金属管130采用无磁高热导率的金属制成，例如铜或铝或铜铝合金，所述金属管130的内径可调节，通过调整金属管130的内径，可以调整阻尼系数大小，所述高磁导率合金为坡莫合金或硅钢。

进一步地，所述金属管的管外壁安装有控温装置，所述控温装置可精确控制所述金属管的温度，实现阻尼系数的调整。

可以理解，本发明提供的阻尼装置，在竖直布置时，当弹性件120发生伸缩时，弹性件120、丝杆140，永磁体150、高磁导率合金160及螺母190均与金属管130无任何接触，即可实现无机械接触；因此，本发明提供的阻尼装置也可适用于水平、倾斜等情况。

本发明提供的阻尼装置，在外界真空实验装置发生振动时，通过所述丝杆140可带动所述弹性件120发生伸缩，在所述弹性件120作用下，所述永磁体150与所述金属管130发生相对运动，在所述金属管130内形成涡流，产生洛伦兹力阻碍所述永磁体150的振动，使得所述真空实验装置振幅逐渐减小直至为零，从而避免了橡胶阻尼的刚度大、阻尼系数大、蠕变、影响真空度等问题，该阻尼装置可用于真空，频率可调，阻尼系数可调，无机械接触，且阻尼结构无油，可以适用高真空的精密物理实验的要求可以适用高真空的精密物理实验的要求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

当然本发明的阻尼装置正极材料还可具有多种变换及改型，并不局限于上述实施方式的具体结构。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。