CN102359537B

CN102359537B - 一种单出杆磁流变脂阻尼器

Info

Publication number: CN102359537B
Application number: CN2011102562476A
Authority: CN
Inventors: 谭和平; 谢宁; 刘强; 谭晓婧
Original assignee: 谭晓婧
Priority date: 2011-09-01
Filing date: 2011-09-01
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2031-09-01
Also published as: CN102359537A

Abstract

本发明公开了一种单出杆磁流变脂阻尼器，其包括：活塞、活塞杆、补偿气囊和工作缸，工作缸为圆筒形，在圆筒形工作缸的两端设置有端盖，其中一个端盖上有中心孔，活塞置于工作缸内，补偿气囊固定在工作缸一端的底部，在工作缸内充满了磁流变脂，活塞的轴向剖面为在矩形的两个平行边分别连接一个以该平行边的边长为直径的半圆形而构成，在活塞中部绕有两组励磁线圈，在励磁线圈外加装有保护层，保护层与活塞的外周壁齐平，活塞杆的一端与活塞固定并与活塞同轴，活塞杆的另一端通过工作缸端盖上的中心孔从工作缸内伸出，励磁线圈的引出线通过活塞杆的中心孔引出至工作缸外。

Description

一种单出杆磁流变脂阻尼器

技术领域

本发明属于一种磁流变阻尼器，具体涉及一种单出杆磁流变脂阻尼器。

背景技术

磁流变阻尼器作为一种智能减振器件，其阻尼力的大小可以通过控制电源进行远程无级调节，现有的磁流变阻尼器的工作介质多为磁流变液，磁流变液在零磁场条件下呈现出低粘度的特性而流动性较好；而在不同强度的磁场作用下，则呈现出不同的粘度，人们正是利用了磁流变液的这种性能开发出了各种磁流变阻尼器，但由于磁流变液中悬浮相的沉降会影响器件性能，为此，继磁流变液之后人们又研制出了另一种磁流变材料：磁流变脂，由于磁流变脂的特殊的骨架结构而稳定性很高，不会发生悬浮相沉降而影响器件性能，但磁流变脂在零磁场条件下的粘度较高而流动性较差，而现有磁流变阻尼器大多是以磁流变液作为工作介质来设计的，其阻尼器的活塞多为圆柱体形，圆柱体形活塞难以适用于磁流变脂这种工作介质。

发明内容

针对现有的磁流变阻尼器难以适用于磁流变脂的不足，本发明提出了一种新型的磁流变阻尼器，即：一种单出杆磁流变脂阻尼器

本发明的技术方案如下：

一种单出杆磁流变脂阻尼器，其包括：活塞、活塞杆、补偿气囊和工作缸，工作缸为圆筒形，在圆筒形工作缸的两端设置有端盖，其中一个端盖上有中心孔，端盖上中心孔的内径大于活塞杆的外径，在中心孔内设置有密封装置和轴承，活塞置于工作缸内，补偿气囊固定在工作缸一端的底部，在工作缸内充满了磁流变脂，其活塞的轴向剖面为在矩形的两个平行边分别连接一个以该平行边的边长为直径的半圆形而构成，平行边的边长小于工作缸的内径并留有磁流变脂的流动间隙，在活塞中部绕有两组励磁线圈，两组励磁线圈分别置于所述活塞轴向剖面矩形的两个平行边内并保持至少一组励磁线圈宽度的间距，在励磁线圈外加装有保护层，保护层与活塞的外周壁齐平；活塞杆的一端与活塞固定并与活塞同轴，活塞杆的另一端通过工作缸端盖上的中心孔从工作缸内伸出，在活塞杆的中心有孔，励磁线圈的引出线通过活塞杆的中心孔引出至工作缸外。

在采取了上述技术方案后，从三维上看活塞的形状成为在圆柱体的两个底面分别连接了一个以圆柱体的直径为直径的半球体，因活塞的两端为半球体，活塞杆又连接在活塞一端的半球体顶部，这就使得活塞的外周壁与工作缸的内周壁之间的间隙在轴向形成了一个渐变的环状间隙，当活塞杆带动活塞在工作缸内运动时，因活塞杆是连接在活塞一端半球体顶部而直径较小，在活塞的中部为圆柱体而直径较大，这样就使工作缸内一端的磁流变脂在受到的挤压后，将通过活塞外周壁与工作缸内周壁之间这个从大到小渐变的环状间隙，可以比较容易地从工作缸内的一端流动到工作缸内的另一端，同时，在活塞两端半球体附近的环状间隙较大而漏磁较大，使这里的磁场强度较小而磁流变脂的粘度较低，使工作缸内一端的磁流变脂在受到活塞挤压后，可以比较容易地沿着活塞外周壁与工作缸内周壁的之间的环状间隙流动，而活塞杆进出工作缸内引起的工作缸内的容积变化，则由补偿气囊进行补偿；由于在两组励磁线圈之间的环状间隙是一个定值，因此，在这里的电磁场不但均匀而且强度较大，因此，与现有的磁流变阻尼器相比，本发明的一种单出杆磁流变脂阻尼器更适合以磁流变脂这种流动性较差的磁流变材料为工作介质。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是图1中活塞的结构示意图。

图3 是图1中的A-A剖视图。

图4是图1中的B-B剖视图。

图5是图1中的C-C剖视图。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本发明的结构：

参见图1、图2、图3和图4，此为本发明的一种具体结构，一种单出杆磁流变脂阻尼器，其包括：活塞杆1、活塞8、充有压缩空气16的补偿气囊17和工作缸6；其中的工作缸6为圆筒形，在圆筒形工作缸6的两端设置有端盖5和端盖21，其中端盖5上有中心孔18，端盖5上中心孔18的内径大于活塞杆1的外径，在中心孔18内设置有密封装置4和轴承3，活塞8置于工作缸6内，在工作缸6内充满了磁流变脂7，活塞8的轴向剖面为在矩形ABCD的两个平行边

Figure 2011102562476100002DEST_PATH_IMAGE001

和

分别连接一个以该平行边的边长

（或

）为直径的半圆形R1和半圆形R2而构成（参见图2），平行边

（或

）的长度小于工作缸6的内径并留有磁流变脂7的流动间隙12，在活塞8中部绕有励磁线圈10和励磁线圈14，励磁线圈10和励磁线圈14分别置于活塞8轴向剖面矩形ABCD的两个平行边

和

内并保持至少一组励磁线圈（励磁线圈10或励磁线圈14）宽度的间距，在励磁线圈10外加装有保护层11，励磁线圈14外加装有保护层15，保护层11和保护层15与活塞8的外周壁齐平；活塞杆1的一端与活塞8固定并与活塞8同轴，活塞杆1另一端通过工作缸6上端盖5上的中心孔18内的密封装置4和轴承3从工作缸6内伸出，活塞杆1有中心孔2，励磁线圈10和励磁线圈14的引出线19通过活塞8上的引线孔13、引线孔9以及活塞杆1的中心孔2引出至工作缸6外与控制电源20连接。

一种单出杆磁流变脂阻尼器的工作情况是这样的：参见图1，当控制电源20没有向活塞8上的励磁线圈10和励磁线圈14输出电流时，活塞8外周壁与工作缸6内周壁之间的环状间隙12内的磁场强度为零，所以，工作缸6内磁流变脂7的粘度较低，当活塞杆1带动活塞8在工作缸6内向右运动时，工作缸6内右端的磁流变脂7在活塞8右端的挤压下，将沿着活塞8外周壁与工作缸6内周壁这个逐渐减小的环状间隙12流动（参见图4和图5），在通过活塞8上励磁线圈10和励磁线圈14之间与工作缸6内径这个最小的环状间隙12后，进入到工作缸6内的左端，而活塞杆1进入工作缸内引起的工作缸6内的容积变化，则由补偿气囊17进行补偿，此时，活塞杆1带动活塞8在工作缸6内向右运动时受到的阻尼力较小；

当控制电源20向活塞8上的励磁线圈10和励磁线圈14输出电流后，由于工作缸6内周壁与活塞8外周壁之间的环状间隙12的大小不同（参见图4和图5），因此，其间的磁场强度也不同，在活塞8上励磁线圈10和励磁线圈14之间的环状间隙12最小（参见图1和图3）而磁场强度最大，而离开此处后随环状间隙12的逐渐增大（参见图4和图5）而磁场强度逐渐减小，因此，在工作缸6内活塞8外周壁与工作缸6内周壁之间的环状间隙12内的磁流变脂7的粘度是不同的，因此，当活塞杆1带动活塞8在工作缸6内向右运动时，工作缸6内右端的磁流变脂7在活塞8右端的挤压下，使工作缸6内右端受到挤压的磁流变脂7在通过一个磁场强度逐渐增大的环状间隙12进入到工作缸6内的左端，使活塞杆1带动活塞8在工作缸6内向右运动时受到的阻尼力较大；调节控制电源20输出的电流大小即可调整活塞杆1带动活塞8在工作缸6内向右运动时受到的阻尼力大小，使一种单出杆磁流变脂阻尼器的输出阻尼办得到控制，当活塞杆1带动活塞8在工作缸6内向左运动时的情形与之类似，此处不再赘述。

Claims

1.一种单出杆磁流变脂阻尼器，其包括：活塞、活塞杆、补偿气囊和工作缸，所述工作缸为圆筒形，在圆筒形工作缸的两端设置有端盖，其中一个端盖上有中心孔，端盖上中心孔的内径大于活塞杆的外径，在中心孔内设置有密封装置和轴承，所述活塞置于工作缸内，所述补偿气囊固定在工作缸一端的底部，在工作缸内充满了磁流变脂，其特征在于：所述活塞的轴向剖面为在矩形的两个平行边分别连接一个以该平行边的边长为直径的半圆形而构成，所述平行边的边长小于工作缸的内径并留有磁流变脂的流动间隙，在活塞中部绕有两组励磁线圈，两组励磁线圈分别置于所述活塞轴向剖面矩形的两个平行边内并保持至少一组励磁线圈宽度的间距，在励磁线圈外加装有保护层，保护层与活塞的外周壁齐平；所述活塞杆的一端与活塞固定并与活塞同轴，活塞杆的另一端通过工作缸端盖上的中心孔从工作缸内伸出。

2.如权利要求1所述的一种单出杆磁流变脂阻尼器，其特征在于，所述活塞杆的中心有孔，所述励磁线圈的引出线通过活塞杆的中心孔引出至工作缸外。