CN102278412B - 一种剪切式磁流变缓冲补偿器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种剪切式磁流变缓冲补偿器，包括缸体、活塞杆，第一活塞、第二活塞、内筒、弹簧、液压油、励磁线圈及磁流变液，缸体的两端分别设有第一缸盖和第二缸盖，第一活塞设于缸体内，并与第一缸盖形成有供液压油填充的腔室；内筒固定于缸体内并处于第二缸盖与第一活塞间，内筒与缸体之间形成有阻尼通道，磁流变液填充于内筒内，内筒的两端分别设有与阻尼通道相通的通孔，活塞杆的一端固定在第一活塞上，另一端活动穿过内筒至第二缸盖外，第二活塞套固在活塞杆上并紧密嵌设于内筒，弹簧套设在活塞杆上，励磁线圈环绕于上述缸体上且其两端伸入与电源连接。本发明的有益效果是：其可改变缓冲力大小，适应于高压液压系统中的各种复杂工况。

Description

一种剪切式磁流变缓冲补偿器

技术领域

本发明涉及一种缓冲装置，特别是涉及一种剪切式磁流变缓冲补偿器。

背景技术

目前，高压液压系统中的缓冲装置主要采用被动式的橡胶、弹簧以及气囊结构，被动式缓冲装置由于阻尼系数不可调，而且橡胶存在耐温性、耐磨性能差及易老化的缺陷；弹簧存在缓冲力小，疲劳断裂时尖锐的断口易对周围部件造成损伤的缺陷；气囊存在承受载荷小的缺陷，则现有的被动式缓冲装置不能适应于高压液压系统中的各种复杂工况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种剪切式磁流变缓冲补偿器，其可调节阻尼系数，并适应于高压液压系统中的各种复杂工况。

本发明的技术方案是这样的：一种剪切式磁流变缓冲补偿器，包括缸体、活塞杆，第一活塞、第二活塞、内筒、弹簧、液压油、励磁线圈及磁流变液，上述缸体的一端设有第一缸盖，上述缸体的另一端设有第二缸盖，上述第一活塞紧密地嵌设于上述缸体内，并与上述第一缸盖形成有供上述液压油容纳的液压油腔室，且上述第一缸盖上设有与上述液压油腔室相通的，并与待缓冲补偿液压装置相通连接的连接口；上述内筒固定安装于上述缸体内并处于上述第二缸盖与上述第一活塞之间，且上述内筒的外侧壁与上述缸体的内侧壁之间形成有阻尼通道，上述磁流变液填充于上述内筒内，且上述内筒的两端分别设有与上述阻尼通道相通的通孔，上述活塞杆的一端固定在上述第一活塞上，上述活塞杆的另一端活动穿过上述内筒至上述第二缸盖外，上述第二活塞紧密嵌设于上述内筒内，并套固在上述活塞杆上，上述弹簧套设在上述活塞杆上并处于上述第二缸盖与上述第二活塞之间，上述励磁线圈环绕于上述缸体上并处于上述缸体位于上述内筒处的内、外侧壁之间且其两端伸入上述缸体外与电源连接。

还包括闭环形线圈安装架，上述励磁线圈绕设在上述闭环形线圈安装架的外侧壁上，上述闭环形线圈安装架套设在上述内筒外，且上述闭环形线圈安装架与上述内筒之间形成有与上述阻尼通道相通的间隙，而且上述缸体的内侧壁凹设有供上述闭环形线圈安装架嵌固安装的安装腔室。

上述缸体包括下缸体及叠设在该下缸体上的上缸体，上述上缸体的上端为开口状，且上述第二缸盖盖设于上述上缸体的上端开口处，上述下缸体的下端为开口状，且上述第一缸盖盖设于上述下缸体的下端开口处，上述第一活塞设于上述下缸体内，上述第二活塞与上述内筒分别设于上述上缸体内，上述第二缸盖、上述上缸体的下端及上述下缸体的上端分别开设有供上述活塞杆活动穿过的通孔，且上述活塞杆与各上述通孔之间通过套设在上述活塞杆上的O形圈进行密封。

上述第一缸盖通过螺栓螺固上述下缸体的下端，且上述第一缸盖上凸设有伸入上述下缸体内的第一闭环形凸环，上述第一缸盖与上述下缸体的下端端口之间通过套设在上述第一闭环形凸环上的O形圈进行密封；上述第二缸盖通过螺栓螺固上述上缸体的上端，且上述第二缸盖上凸设有伸入上述上缸体内的第二闭环形凸环，上述第一缸盖与上述上缸体的上端开口之间通过套设在上述第二闭环形凸环上的O形圈进行密封。

上述下缸体位于上述第一活塞上方的部位处开设有透气通孔。

采用上述技术方案后，本发明的一种剪切式磁流变缓冲补偿器，当剪切式磁流变缓冲补偿器受到外界油压冲击时，缸体内的液压油推动第一活塞向第二缸盖方向移动，此时活塞杆与第二活塞也会向第二缸盖方向移动，弹簧被压缩，此时可通过改变激励线圈的工作电流，来改变磁场回路的磁场强度，进而改变第二活塞受到阻力的大小，达到改变缓冲力大小的目的；当外界油压冲击停止时，弹簧复位，活塞杆向第一缸盖的方向移动，此时液压油腔室内的液压油可被压出外界液压系统中，可实现对外补充油液的目的。本发明的缓冲补偿器，具有反应速度快、工作效率高，并可改变缓冲力大小的优点，可适应于高压液压系统中的各种复杂工况。

附图说明

图1是本实施例的结构示意图。

图中：

下缸体     11    第一缸盖   111

连接口     112   通孔       113

上缸体     12    第二缸盖   121

活塞杆     2     第一活塞   3

导向套     31    第二活塞   4

内筒       5     通孔       51

通孔       52    弹簧       6

液压油     7     励磁线圈   8

磁流变液   9

闭环形线圈安装架    10

O形圈    100、101、102、103、104

具体实施方式

本发明的一种剪切式磁流变缓冲补偿器，如图1所示，包括缸体、活塞杆2、第一活塞3、第二活塞4、内筒5、弹簧6、液压油7、励磁线圈8、磁流变液9及闭环形线圈安装架10，其中：

缸体包括下缸体11及叠设在下缸体11上的上缸体12，下缸体11的下端为开口状，且此下缸体11的下端开口处盖设有第一缸盖111，此第一缸盖111通过内六角螺栓锁固在下缸体11上，且第一缸盖111上凸设有伸入下缸体11内的第一闭环形凸环，而且第一缸盖111与下缸体11下端开口之间通过套设在此第一闭环形凸环上的O形圈100进行密封；上缸体12的上端为开口状，且此上缸体12的上端开口处盖设有第二缸盖121，此第二缸盖121通过内六角螺栓锁固在上缸体12上，且第二缸盖121上凸设有伸入上缸体12内的第二闭环形凸环，而且第二缸盖121与上缸体12上端开口之间通过套设在此第二闭环形凸环上的O形圈101进行密封。

第一活塞3紧密地活动嵌设于下缸体11内，此第一活塞3与第一缸盖111之间形成容纳液压油7的液压油腔室，液压油7填充于此液压油腔室内，且第一缸盖111上开设有与此液压油腔室相通的，并与待缓冲补偿的液压装置相连通的连接口112。安装时，需在此连接口112上安装一液压油管接头，并通过此液压油管接头与待缓冲补偿的液压装置相连通。

活塞杆2的下端通过销钉与第一活塞3固定连接，活塞杆2的上端依次活动穿出下缸体11的上端、上缸体12、第二缸盖121至第二缸盖121外，且下缸体11的上端、上缸体12的下端、第二缸盖121上分别开设有供活塞杆2穿过的通孔，而且活塞杆2与各通孔之间分别通过套设在活塞杆2上的O形圈102、103、104进行密封。

内筒5套固在上缸体12内，且内筒5的外侧壁与上缸体12的内侧壁之间形成有阻尼通道，内筒5的上、下两端分别开设有与此阻尼通道相通的通孔51、52，此阻尼通道、通孔51及通孔52形成一磁场回路，第二活塞4紧密地活动嵌设于内筒5内，并套固在活塞杆2上，且第二活塞4将内筒5分隔成上磁流变液腔室和下磁流变液腔室，通孔51设于上磁流变液腔室内，通孔52设于下磁流变液腔室内，磁流变液9填充于上磁流变液腔室和下磁流变液腔室内，弹簧6套设在活塞杆2上，且弹簧6的一端顶靠在第二缸盖121的底面，弹簧6的另一端抵压在第二活塞4的上表面，励磁线圈8绕设在闭环形线圈安装架10的外侧壁上，闭环形线圈安装架10套在内筒5外，且闭环形线圈安装架10与内筒5之间形成有与阻尼通道相通的间隙，上缸体12的内侧壁上凹设有供闭环形线圈安装架10嵌固安装的安装腔室，闭环形线圈安装架10嵌固在此安装腔室内，且上缸体12上开设有供励磁线圈8的两端伸出与外界电源连接的通孔。

本发明中，可在下缸体11的上端侧壁上开设有二个通孔113，此通孔113可用于下缸体11的通气。

本发明中，可在第一活塞3的下端装配有套装在第一活塞3外的导向套31，这样，通过此导向套31可对第一活塞3起到导向作用，使活塞杆2运行较为平稳，保护活塞杆2不被拉伤。

本发明的技术方案具体实施到待缓冲补偿的液压系统中，磁流变缓冲补偿器通过第一缸盖111的液压油管接头与待缓冲补偿的液压装置相连通，当待缓冲补偿的液压系统发生振动时，其内的液压油通过液压油管接头流入下缸体11的液压油腔室内，下缸体11内的液压油7和流入的液压油可一同推动第一活塞3向上运动，由于活塞杆2与第一活塞3固定连接，第二活塞4套固在活塞杆2上，这样活塞杆2和第二活塞4可与第一活塞3一同向上运动，弹簧6被压缩，当闭环形线圈安装架10上的励磁线圈8通以直流电时，磁流回路将产生磁场，在磁场的作用下，上缸体12内的磁流变液9粘度增大，使第二活塞4推动磁流变液9在内筒5内的流动受阻，从而使第二活塞4向上运动的阻力变大，进而达到缓冲的效果；当待缓冲补偿的液压系统的振动停止时，励磁线圈8需断电，弹簧6复位，弹簧6的复位推动活塞杆2向下运动，活塞杆2的向下运动可使第一活塞3向下运动，第一活塞的向下运动可将流入下缸体11内的液压油重新压回待缓冲补偿的液压系统中，实现补偿待缓冲补偿的液压系统的液压油的作用。

本发明的一种剪切式磁流变缓冲补偿器，在不同工况下工作时，由待缓冲补偿的液压系统的振动使装在其上的传感器产生信号，然后通过转换器对传感器的信号进行采集，控制器对转换器所采集的振动信号进行分析并计算出缓冲补偿器所需的最佳缓冲力，随后根据缓冲补偿器的缓冲力模型计算出励磁线圈所需的电流大小。当励磁线圈获得所需的电流值后，励磁线圈产生的磁场强度随之发生改变，磁场强度的改变可使内筒内的磁流变液的粘度盯应变化，最终导致了缓冲补偿器输出缓冲力的改变，并实现智能缓冲的效果。

本发明可以广泛的应用在主动、半主动缓冲装置，特别是高压液压系统。本发明还可以同时联接多个待缓冲补偿的液压系统中，进而实现多系统同步动作的缓冲补偿效果。

Claims (5)

1.一种剪切式磁流变缓冲补偿器，其特征在于：包括缸体、活塞杆，第一活塞、第二活塞、内筒、弹簧、液压油、励磁线圈及磁流变液，上述缸体的一端设有第一缸盖，上述缸体的另一端设有第二缸盖，上述第一活塞紧密地嵌设于上述缸体内，并与上述第一缸盖形成有供上述液压油填充的液压油腔室，且上述第一缸盖上设有与上述液压油腔室相通的，并与待缓冲补偿液压装置相通连接的连接口；上述内筒固定安装于上述缸体内并处于上述第二缸盖与上述第一活塞之间，且上述内筒的外侧壁与上述缸体的内侧壁之间形成有阻尼通道，上述磁流变液填充于上述内筒内，且上述内筒的两端分别设有与上述阻尼通道相通的通孔，上述活塞杆的一端固定在上述第一活塞上，上述活塞杆的另一端活动穿过上述内筒至上述第二缸盖外，上述第二活塞紧密嵌设于上述内筒内，并套固在上述活塞杆上，上述弹簧套设在上述活塞杆上并处于上述第二缸盖与上述第二活塞之间，上述励磁线圈环绕于上述缸体上并处于上述缸体位于上述内筒处的内、外侧壁之间且其两端伸入上述缸体外与电源连接。

2.根据权利要求1所述的一种剪切式磁流变缓冲补偿器，其特征在于：还包括闭环形线圈安装架，上述励磁线圈绕设在上述闭环形线圈安装架的外侧壁上，上述闭环形线圈安装架套设在上述内筒外，且上述闭环形线圈安装架与上述内筒之间形成有与上述阻尼通道相通的间隙，而且上述缸体的内侧壁凹设有供上述闭环形线圈安装架嵌固安装的安装腔室。

3.根据权利要求1所述的一种剪切式磁流变缓冲补偿器，其特征在于：上述缸体包括下缸体及叠设在该下缸体上的上缸体，上述上缸体的上端为开口状，且上述第二缸盖盖设于上述上缸体的上端开口处，上述下缸体的下端为开口状，且上述第一缸盖盖设于上述下缸体的下端开口处，上述第一活塞设于上述下缸体内，上述第二活塞与上述内筒分别设于上述上缸体内，上述第二缸盖、上述上缸体的下端及上述下缸体的上端分别开设有供上述活塞杆活动穿过的通孔，且上述活塞杆与各上述通孔之间通过套设在上述活塞杆上的O形圈进行密封。

4.根据权利要求3所述的一种剪切式磁流变缓冲补偿器，其特征在于：上述第一缸盖通过螺栓螺固上述下缸体的下端，且上述第一缸盖上凸设有伸入上述下缸体内的第一闭环形凸环，上述第一缸盖与上述下缸体的下端端口之间通过套设在上述第一闭环形凸环上的O形圈进行密封；上述第二缸盖通过螺栓螺固上述上缸体的上端，且上述第二缸盖上凸设有伸入上述上缸体内的第二闭环形凸环，上述第一缸盖与上述上缸体的上端开口之间通过套设在上述第二闭环形凸环上的O形圈进行密封。

5.根据权利要求3所述的一种剪切式磁流变缓冲补偿器，其特征在于：上述下缸体位于上述第一活塞上方的部位处开设有透气通孔。

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