CN102562924A

CN102562924A - 一种磁流变弹性体旋转式磁流变阻尼器

Info

Publication number: CN102562924A
Application number: CN2012100272505A
Authority: CN
Inventors: 谭和平; 谢宁; 刘强; 谭晓婧
Original assignee: 谭晓婧
Priority date: 2012-02-08
Filing date: 2012-02-08
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明公开了一种磁流变弹性体旋转式磁流变阻尼器，其包括：定子、阻尼转子，阻尼滚轮，所述定子为圆筒形，在定子两端都设置有端盖，在端盖的中心孔内安装有轴承，阻尼转子的转轴通过定子两端端盖上的轴承从定子的两端伸出，在定子的内圆周面固定了一层磁流变弹性体，阻尼转子的横截面为工字形，在阻尼转子上绕有励磁线圈，在阻尼转子两端的顶部各有一个半圆形的凹槽，阻尼滚轮安装在阻尼转子两端的半圆形凹槽中，阻尼转子的外径小于定子上磁流变弹性体的内径，阻尼转子两端上阻尼滚轮之间的间距大于定子上磁流变弹性体的内径，阻尼转子两端上阻尼滚轮之间的间距小于定子的内径。

Description

一种磁流变弹性体旋转式磁流变阻尼器

技术领域

本发明属于一种阻尼器，具体涉及一种磁流变弹性体旋转式磁流变阻尼器。

背景技术

现有的旋转式磁流变阻尼器是将转子置于工作缸内，在工作缸内还充满了磁流变液，通过改变工作缸内磁流变液的粘度来调整其输出的阻尼力，为了避免工作缸内的磁流变液随转动轴带出工作缸外，通常是在工作缸与转动轴之间采用密封装置来解决转动轴的动密封问题，如中国专利申请号为：200910251079.4的“一种螺杆式磁流变旋转阻尼器”和中国专利申请号为：200510040890.X 的高性能多片旋转式磁流变阻尼器；因磁流变液是在矿物油内添加有多种成分的微细粉末的混合体，因此，对其进行动密封十分困难，一旦发生磁流变液的泄漏，轻则使旋转式磁流变阻尼器的性能下降，重则使旋转式磁流变阻尼器完全失效，因此，磁流变液的动密封问题已成为业界提高磁流变阻尼器使用寿命的主要障碍。

发明内容

针对现有旋转式磁流变阻尼器在转动轴动密封方面的不足，本发明提出了全新的旋转式磁流变阻尼器，即：一种磁流变弹性体旋转式磁流变阻尼器。

本发明的技术方案如下：一种磁流变弹性体旋转式磁流变阻尼器，其包括：定子、阻尼转子，阻尼滚轮，其中的定子为圆筒形，在定子两端都设置有端盖，在端盖的中心孔内安装有轴承，阻尼转子的转轴通过定子两端端盖上的轴承从定子的两端伸出，在定子的内圆周面固定了一层磁流变弹性体；阻尼转子的横截面为工字形，在阻尼转子上绕有励磁线圈，在阻尼转子两端的顶部各有一个半圆形的凹槽，凹槽的轴心线与阻尼转子的轴心线平行，凹槽的直径大于阻尼滚轮的直径；阻尼滚轮安装在阻尼转子两端的半圆形凹槽中；阻尼转子的外径小于定子上磁流变弹性体的内径，阻尼转子两端上阻尼滚轮之间的间距大于定子上磁流变弹性体的内径，阻尼转子两端上阻尼滚轮之间的间距小于定子的内径，且定子、阻尼转子和阻尼滚轮均由导磁材料构成。

本发明的功能是这样实现的：由于阻尼转子的外径小于定子上磁流变弹性体的内径，阻尼转子两端上阻尼滚轮之间的间距大于定子上磁流变弹性体的内径，阻尼转子两端上阻尼滚轮之间的间距小于定子的内径，所以，当转轴带动阻尼转子在定子内旋转时，定子内圆周面上的磁流变弹性体在阻尼转子两端上的阻尼滚轮的滚压下将会被压扁，使转轴带动阻尼转子在定子内旋转时将受到一定的旋转阻尼力；因定子、阻尼转子和阻尼滚轮均由导磁材料构成，所以阻尼转子所产生的磁力线可以通过定子、阻尼转子和阻尼滚轮形成闭合磁路；在阻尼转子上的励磁线圈没有电流通过时，就没有磁力线通过阻尼转子和定子内圆周面上的磁流变弹性体，因此，定子内圆周面上的磁流变弹性体的弹性较小，当阻尼转子两端上的阻尼滚轮在滚压定子内圆周面上的磁流变弹性体时将受到较小的压力，使转轴带动阻尼转子在定子内旋转时所受到的旋转阻尼力较小，且定子内圆周面上的磁流变弹性体在被阻尼滚轮压扁后随即恢复常态；

当阻尼转子上的励磁线圈通入电流后，阻尼转子就会产生电磁场，该电磁场产生的磁力线将通过阻尼转子和定子形成闭合磁路，当转轴带动阻尼转子在定子内旋转时，阻尼转子产生的电磁场将会随着阻尼转子的旋转而在定子内旋转，并不断地扫过定子内圆周面上的磁流变弹性体，使定子内圆周面上的磁流变弹性体在阻尼转子的磁力线的作用下被“固化”，使处于阻尼转子与定子之间的定子内圆周面上的磁流变弹性体内的铁磁性颗粒在磁场方向形成链或柱状聚集结构而使其弹性较高，因此，当阻尼转子上阻尼滚轮滚压定子内圆周面上的磁流变弹性体将受到较大的压力，使转轴带动阻尼转子在定子内旋转时所受到的旋转阻尼力较大；当阻尼转子产生的电磁场转过该区域以后，定子内圆周面上的磁流变弹性体才能恢复常态，如果阻尼转子继续旋转，则定子内圆周上已经恢复常态的磁流变弹性体将在阻尼转子产生的电磁场再次被“固化”和被阻尼滚轮滚压，如此周而复始。

因此，通过调整进入阻尼转子上的励磁线圈内的电流大小，即可调整阻尼转子产生的电磁场强度，从而改变处于阻尼转子所产生的电磁场区域内定子内圆周面上的磁流变弹性体的弹性大小，使磁流变弹性体旋转式磁流变阻尼器的旋转阻尼力得到调整。

与现有的磁流变旋转阻尼器相比，因磁流变弹性体旋转式磁流变阻尼器不需要对磁流变液进行密封而使其结构更加简单，其工作的稳定性和可靠性得到大大提高。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是图1的径向剖视图。

图3和图4是阻尼转子产生的闭合磁场在不同位置时的示意图。

图5是本发明在阻尼转子励磁线圈不通电时的工作示意图

图6是本发明在阻尼转子励磁线圈通电后的工作示意图。

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和图2，此为本发明的一种具体结构，一种磁流变弹性体旋转式磁流变阻尼器，其包括：定子1、阻尼转子12，阻尼滚轮2和11，其中：定子1为圆筒形，在定子1的两端设置有端盖20和6，在端盖20和6的中心孔内安装有轴承18和7，阻尼转子12的转轴8通过定子1两端端盖20和6上的轴承18和7从定子1的两端伸出，定子1的内圆周面固定了一层磁流变弹性体3；阻尼转子12的横截面为工字形，在阻尼转子12上绕有励磁线圈5和9，在阻尼转子12两端的顶部各有一个半圆形的凹槽21和22，凹槽21和22的轴心线与阻尼转子12的轴心线平行，凹槽21和22的直径大于阻尼滚轮2和11的直径；阻尼滚轮2和11通过其两端的轴26和轴4、轴10和轴13安装在阻尼转子12两端的半圆形凹槽21和22中；阻尼转子12的外径小于定子1上磁流变弹性体3的内径，阻尼转子12两端上阻尼滚轮2和11之间的间距大于定子1上磁流变弹性体3的内径，阻尼转子12两端上阻尼滚轮2和11之间的间距小于定子1的内径，且定子1、阻尼转子12和阻尼滚轮2和11均由导磁材料构成。阻尼转子12上励磁线圈5和9的引出线19和14通过转轴8的中心孔17引出并与电刷系统16连接，控制电源15通过引线25与电刷系统16连接，使控制电源15产生的电流可以通过电刷系统16送到阻尼转子12上励磁线圈5和9中。

现在结合附图对本发明的一种磁流变弹性体旋转式磁流变阻尼器作进一步描述：图3和图4中的虚线是阻尼转子旋转到不同位置时闭合的磁力线示意图；参见图1和图2，由于阻尼转子12的外径小于定子1上磁流变弹性体3的内径，阻尼转子12两端上阻尼滚轮2和11之间的间距大于定子1上磁流变弹性体3的内径，阻尼转子12两端上阻尼滚轮2和11之间的间距小于定子1的内径，所以，当转轴8带动阻尼转子12在定子1内旋转时，定子1内圆周面上的磁流变弹性体3在阻尼转子12两端上的阻尼滚轮2和11的滚压下将会被压扁，使转轴8带动阻尼转子12在定子1内旋转时将受到一定的旋转阻尼力；因定子1、阻尼转子12和阻尼滚轮2和11均由导磁材料构成，所以阻尼转子12所产生的磁力线可以通过定子1、阻尼转子12和阻尼滚轮2和11形成闭合磁路（参见图3和图4）；当控制电源15没有向阻尼转子12上的励磁线圈5和9输出电流时，阻尼转子12上的励磁线圈5和9因没有电流通过不产生电磁场，就没有磁力线通过阻尼转子12和定子1内圆周面上的磁流变弹性体3，因此，定子1内圆周面上的磁流变弹性体3的弹性较小，当阻尼转子12两端上的阻尼滚轮2和11在滚压定子1内圆周面上的磁流变弹性体3时将受到较小的压力，使转轴8带动阻尼转子12在定子1内逆时针旋转时所受到的旋转阻尼力较小，且定子1内圆周面上的磁流变弹性体3在被阻尼滚轮2和11压扁后随即恢复常态（参见图5）；

当控制电源15输出的电流通过电刷系统16送到阻尼转子12上的励磁线圈5和9后，阻尼转子12就会产生电磁场，该电磁场产生的磁力线将通过阻尼转子12和定子1形成闭合磁路，当转轴8带动阻尼转子12在定子1内作逆时针旋转时，阻尼转子12产生的电磁场将会随着阻尼转子12的旋转而在定子1内逆时针旋转，并不断地扫过定子1内圆周面上的磁流变弹性体3，使定子1内圆周面上的磁流变弹性体3在阻尼转子12的磁力线的作用下被“固化”（参见图3和图4），使处于阻尼转子12与定子1之间的定子1内圆周面上的磁流变弹性体3内的铁磁性颗粒在磁场方向形成链或柱状聚集结构而使其弹性较高，因此，当阻尼转子12上阻尼滚轮2和11滚压定子1内圆周面上的磁流变弹性体3时将受到较大的压力，使转轴8带动阻尼转子12在定子1内逆时针旋转时所受到的旋转阻尼力较大；当阻尼转子12产生的电磁场转过该区域以后，定子1内圆周面上的磁流变弹性体3才能恢复常态（参见图6），如果阻尼转子12继续旋转，则定子1内圆周上已经恢复常态的磁流变弹性体3将在阻尼转子12产生的电磁场再次被“固化”和被阻尼滚轮2和11滚压，如此周而复始。当转轴8带动阻尼转子12在定子1内作顺时针旋转运动时的情形与之类似，此处不再赘述。

Claims

1.一种磁流变弹性体旋转式磁流变阻尼器，其包括：定子、阻尼转子，阻尼滚轮，所述定子为圆筒形，在定子两端都设置有端盖，在端盖的中心孔内安装有轴承，阻尼转子的转轴通过定子两端端盖上的轴承从定子的两端伸出，其特征在于：所述定子的内圆周面固定了一层磁流变弹性体；所述阻尼转子的横截面为工字形，在阻尼转子上绕有励磁线圈，在阻尼转子两端的顶部各有一个半圆形的凹槽，凹槽的轴心线与阻尼转子的轴心线平行，凹槽的直径大于阻尼滚轮的直径；所述阻尼滚轮安装在阻尼转子两端的半圆形凹槽中；所述阻尼转子的外径小于定子上磁流变弹性体的内径，阻尼转子两端上阻尼滚轮之间的间距大于定子上磁流变弹性体的内径，阻尼转子两端上阻尼滚轮之间的间距小于定子的内径。

2.如权利要求1所述的一种磁流变弹性体旋转式磁流变阻尼器，其特征在于：所述定子、阻尼转子和阻尼滚轮均由导磁材料构成。