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龙图腾网获悉中国舰船研究设计中心申请的专利一种基于齿轮系的可调频动力吸振器及设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119664844B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-16发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411658947.1，技术领域涉及：F16F15/02；该发明授权一种基于齿轮系的可调频动力吸振器及设计方法是由冯朔;田波设计研发完成，并于2024-11-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于齿轮系的可调频动力吸振器及设计方法在说明书摘要公布了：本发明提出一种基于齿轮系的可调频动力吸振器及设计方法，包括上部质量块及下部齿轮基胞元阵列，齿轮基胞元阵列包括紧密排列的n行m列的齿轮基胞元，各个齿轮基胞元之间及齿轮基胞元与顶部质量块之间均刚性连接；齿轮基胞元包括内齿筒、太阳轮及多个行星轮，各个行星轮均与内齿筒及太阳轮相啮合，本发明将齿轮系结构应用到动力吸振器的弹性元件中，可实现半主动式吸振器固有频率的快速、稳定、连续调节。

本发明授权一种基于齿轮系的可调频动力吸振器及设计方法在权利要求书中公布了：1.一种基于齿轮系的可调频动力吸振器的设计方法，所述的可调频动力吸振器包括上部质量块及下部齿轮基胞元阵列，所述的齿轮基胞元阵列包括紧密排列的n行m列的齿轮基胞元，各个所述的齿轮基胞元之间及齿轮基胞元与上部质量块之间均刚性连接；齿轮基胞元包括内齿筒、太阳轮及多个行星轮，各个所述的行星轮均与所述的内齿筒及太阳轮相啮合；上部质量块的长度与下部齿轮基胞元阵列的长度相同；上部质量块的宽度与齿轮基胞元的齿宽相同，齿轮基胞元中的行星轮为四个，两两成对设置，成对的两个行星轮对称设于太阳轮两侧，与太阳轮的圆心共线，两对行星轮的圆心连线垂直相交设置； 其特征在于，包括如下步骤： 步骤a，动力吸振器在工作过程中，垂向刚度主要由两对行星轮支撑点之间的内齿筒提供，内齿筒刚度计算力学模型可简化为横截面为矩形的平面曲杆，平面曲杆的圆心角为θ，首先考虑行星轮关于y轴对称支撑的情况，内齿筒中性层的曲率半径r为： 平面曲杆横截面对中性轴的静矩为： S＝Ae＝AR-r 式中：R1为内齿筒外缘曲率半径，mm； R2为内齿筒内缘曲率半径，mm； h为截面高度，即内齿筒内外缘半径差，h＝R1-R2，mm； b为截面宽度，即齿宽，mm； A为截面面积，A＝b×h，mm2； e为中性轴与形心轴之间的距离，mm； R为截面形心轴曲率半径，R＝R1+R22，mm； 由于结构对称，我们取其一半进行研究，曲杆任意截面的内力方程为： 式中：Mα为任意截面弯矩，N·mm； FN为任意截面轴力，N； FQ为任意截面剪力，N； α为任意截面与y轴夹角，rad； F为垂向外力，N； M为曲杆中心截面处弯矩，N·mm； P为曲杆中心截面处轴力，N； 曲杆的变形能： 式中：E为弹性模量，MPa； G为剪切模量，MPa； c为与横截面形状有关的因数，矩形截面取1.2； 根据变形协调条件，即曲杆中心截面的转角和水平位移为0，根据卡式定理可得： 联立上式求解得出曲杆中心截面处弯矩M和轴力P： M＝FR[GR23sin2θ-6sinθ+3θ-θcos2θ-2θcosθ+Ge23sin2θ-6sinθ+2θ-2θcosθ+Ee2csin2θ-2θ-2sinθ+2θcosθ+GeR12sinθ-6sin2θ-5θ+θcos2θ+4θcosθ+EeRcθ-sin2θ+2sinθ-2θcosθ+θcos2θ]2[GR22- 2cos2θ-2θ2-θsin2θ+2Ge21-cos2θ+GeR2θ2+4cos2θ+θsin2θ-4+EeRcθsin2θ-2θ2] P＝Fsinθ[GR22-2cosθ-θsinθ+2Ge21-cosθ+GeR4cosθ-4+θsinθ+EeRcθsinθ][GR24sin2θ-2θ2-θsin2θ+4Ge2sin2θ+GeR2θ2-8sin2θ+θsin2θ+EeRcθsin2θ-2θ2] 由卡式定理和胡克定律可知： 式中：δAy为曲杆中心截面处垂向位移，mm； 联立求解得到圆心角为θ的平面曲杆的垂向等效刚度： 式中：N＝MF，mm；Q＝PF； 综上，由于两对行星轮之间垂直，平面曲杆的的刚度k的理论解析公式表示为： 步骤b，单个齿轮基胞元简化为单个质量弹簧模型，根据弹簧串并联理论，将n行m列的齿轮基胞元和上部质量块组成的动力吸振器简化为整体质量弹簧模型，其中mcell为单个齿轮基胞元质量，每行齿轮基胞元看作是一个单元，其质量为mr×mcell，其上下两侧刚度均为mr×k，吸振器的动力学方程如下： 其中和Ku分别为质量矩阵和刚度矩阵，均为n+1×n+1阶矩阵，由影响系数法可得二者表达式： 设位移矩阵为： 式中：A1～An为整体质量弹簧模型中从上往下各质量块的振幅； 将位移矩阵代入动力学方程式中，使特征值方程有非零解，则系数行列式为零，得固有频率方程： 求解上述固有频率方程即可得到动力吸振器的垂向各阶固有频率。

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