CN102562925A

CN102562925A - 一种单出杆磁流变弹性体阻尼器

Info

Publication number: CN102562925A
Application number: CN2012100365660A
Authority: CN
Inventors: 谭和平; 谢宁; 刘强; 谭晓婧
Original assignee: 谢宁
Priority date: 2012-02-19
Filing date: 2012-02-19
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明公开了一种单出杆磁流变弹性体阻尼器，其包括：阻尼杆、阻尼块、四个阻尼滚轮、工作缸；工作缸内腔的横截面为长方形，在工作缸的两端都固定有档板，其中一个档板的中部有孔，在孔内固定有滑动轴承，在工作缸内两条短边的表面都固定了一层磁流变弹性体；阻尼块的纵截面为工字形，在工字形阻尼块的中部绕有励磁线圈，在工字形阻尼块四个分枝的端面各有一个半圆形的凹槽，凹槽的轴心线与阻尼杆的轴心线垂直，凹槽的直径大于阻尼滚轮的直径；阻尼滚轮安装在工字形阻尼块四个分枝端面的半圆形凹槽中；阻尼杆的一端与工字形阻尼块固定，阻尼杆的另一端通过工作缸一端档板上的滑动轴承从工作缸内伸出。

Description

一种单出杆磁流变弹性体阻尼器

技术领域

本发明属于一种阻尼器，具体涉及一种单出杆磁流变弹性体阻尼器。

背景技术

现有的单出杆磁流变阻尼器主要采用工作缸、活塞及活塞杆的结构，同时在工作缸内还充满了磁流变液，如中国专利申请号为：201020256901.4的“无补偿式单出杆磁流变阻尼器”，这类磁流变阻尼器是通过活塞杆带动活塞在工作缸内的往复运动来产生阻尼力的，为了避免工作缸内的磁流变液随活塞杆带出工作缸外，通常是在工作缸与活塞杆之间采用密封装置来解决活塞杆的动密封问题，由于磁流变液是在矿物油内含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，轻则使磁流变阻尼器的性能下降，重则使磁流变阻尼器完全失效，因此，活塞杆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

针对现有磁流变阻尼器在活塞杆动密封方面的不足，本发明提出了全新的磁流变阻尼器，即：一种单出杆磁流变弹性体阻尼器。

本发明的技术方案如下：

一种单出杆磁流变弹性体阻尼器，其包括：阻尼杆、阻尼块、四个阻尼滚轮、工作缸；工作缸内腔的横截面为长方形，在工作缸的两端都固定有档板，其中一个档板的中部有孔，在孔内固定有滑动轴承，在工作缸内两条短边的表面都固定了一层磁流变弹性体；阻尼块的纵截面为工字形，在工字形阻尼块的中部绕有励磁线圈，在工字形阻尼块四个分枝的端面各有一个半圆形的凹槽，凹槽的轴心线与阻尼杆的轴心线垂直，凹槽的直径大于阻尼滚轮的直径；阻尼滚轮安装在工字形阻尼块四个分枝端面的半圆形凹槽中；阻尼杆的一端与工字形阻尼块固定，阻尼杆的另一端通过工作缸一端档板上的滑动轴承从工作缸内伸出；工字形阻尼块的宽度小于工作缸内两条短边上磁流变弹性体的间距，工字形阻尼块上阻尼滚轮之间的宽度大于工作缸内两条短边上磁流变弹性体之间的间距，工字形阻尼块上阻尼滚轮之间的宽度小于工作缸内两条短边之间的间距；工作缸的两条短边、工字形阻尼块和四个阻尼滚轮由导磁材料构成；工作缸的两条长边和阻尼杆由不导磁材料构成；阻尼杆的中心有通孔，工字形阻尼块中部励磁线圈的引出线通过阻尼杆的中心孔引出至工作缸外。

本发明的功能是这样实现的：由于阻尼块两端的宽度小于工作缸内两条短边上磁流变弹性体的间距，阻尼块上阻尼滚轮之间的宽度大于工作缸内两条短边上磁流变弹性体的之间的间距，阻尼块上阻尼滚轮之间的宽度小于工作缸内两条短边之间的间距，所以，当阻尼杆带动阻尼块在工作缸内作往复运行时，工作缸内两条短边上磁流变弹性体在阻尼块四个分枝端面上的四个阻尼滚轮的滚压下将会被压扁，使阻尼杆带动阻尼块在工作缸内往复运行时将受到一定的阻尼力。

在阻尼块上的励磁线圈没有电流通过时，就没有磁力线通过阻尼块和工作缸内两条短边上的磁流变弹性体，因此，工作缸内两条短边上的磁流变弹性体的弹性较小，当阻尼杆带动阻尼块四个分枝端面上的四个阻尼滚轮在滚压工作缸内两条短边上的磁流变弹性体时将受到较小的压力，使阻尼杆带动阻尼块在工作缸内往复运行时所受到的阻尼力较小，且工作缸内被阻尼滚轮压扁的两条短边上的磁流变弹性体在阻尼滚轮移开后随即恢复常态。

在阻尼块上的励磁线圈通入电流后，阻尼块就会产生电磁场，该电磁场产生的磁力线将通过阻尼块、阻尼块四个分枝端面和阻尼块四个分枝端面上的阻尼滚轮、工作缸内两条短边上的磁流变弹性体与工作缸的两条短边形成闭合磁路，

当阻尼杆带动阻尼块在工作缸内往复运动时，阻尼块产生的电磁场将会随着阻尼块在工作缸内往复运动而不断地扫过工作缸内两条短边上的磁流变弹性体，使处于阻尼块与工作缸之间的工作缸内两条短边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，即：使工作缸内两条短边上的磁流变弹性体在阻尼块产生的磁力线的作用下被“固化”，因此，当阻尼块四个分枝端面上的四个阻尼滚轮在滚压工作缸内两条短边上的磁流变弹性体将受到较大的压力，使阻尼杆带动阻尼块在工作缸内往复运动时所受到的阻尼力较大，同时，当阻尼块产生的电磁场移过工作缸内两条短边上的磁流变弹性体的区域以后，工作缸内两条短边上的磁流变弹性体才能恢复常态，如果阻尼块继续在工作缸内往复运动，则工作缸内两条短边上的磁流变弹性体上已经恢复常态的磁流变弹性体将在阻尼块产生的电磁场的作用下再次被“固化”和被阻尼滚轮滚压，使工作缸内两条短边上同一区域上的磁流变弹性体在阻尼块电磁场的作用下不断地被“固化”、被滚压以及在阻尼块移开后又恢复常态。

因此，通过调整进入阻尼块上励磁线圈内的电流大小，即可调整阻尼块产生的电磁场强度，从而改变处于阻尼块所产生的电磁场区域内工作缸内两条短边上的磁流变弹性体的弹性大小，使单出杆磁流变弹性体阻尼器的阻尼力得到调整。与现有的单出杆磁流变阻尼器相比，本发明的“一种单出杆磁流变弹性体阻尼器”因其工作介质是固定在工作缸内两条短边上的磁流变弹性体，不存在对磁流变液的动密封问题，所以，本发明的“一种单出杆磁流变弹性体阻尼器”的工作性能可长期保持稳定而使用寿命得以提高。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是图1的A向剖视图。

图3是图1的B向剖视图。

图4是图1的C向剖视图。

图5中的虚线是本发明中励磁线圈通电后磁力线形成闭合磁路的示意图。

图6是本发明中励磁线圈通电后阻尼杆向左运动的工作示意图。

图7是本发明中励磁线圈通电后阻尼杆向右运动的工作示意图。

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、图2、图3和图4，此为本发明的一种具体结构，一种单出杆磁流变弹性体阻尼器，其包括：由不导磁材料构成的阻尼杆11、由导磁材料构成的阻尼块24、由导磁材料构成的四个阻尼滚轮3、6、19和22；其中：工作缸1内腔的横截面为长方形，在工作缸1的两端都固定有档板9和28，其中档板9的中部有孔，在孔内固定有滑动轴承10，在工作缸1内由导磁材料构成的两条短边20和29的表面都固定了一层磁流变弹性体8和15，工作缸1的两条长边46和47由不导磁材料构成；阻尼块24的纵截面为工字形，在阻尼块24的中部绕有励磁线圈5，在工字形阻尼块24的四个分枝4和21、7和17的端面各有一个半圆形的凹槽25和23、16和18，凹槽25和23、16和18的轴心线与阻尼杆11的轴心线垂直，凹槽25和23、16和18的直径大于阻尼滚轮3和22、6和19的直径；阻尼滚轮3和22、6和19通过其两端的轴30和31、32和33、34和35、36和37安装在阻尼块24四个分枝4和21、7和17端面的半圆形凹槽25和23、16和18中；阻尼杆11的一端与阻尼块24固定，阻尼杆11的另一端通过工作缸1一端档板9上的滑动轴承10从工作缸1内伸出；阻尼块24的宽度小于工作缸1内两条短边20和29上磁流变弹性体8和15之间的间距，阻尼块24上阻尼滚轮3和22或6和19之间的宽度大于工作缸1内两条短边20和29上磁流变弹性体8和15之间的间距，阻尼块24上阻尼滚轮3和22或6和19的宽度小于工作缸1内两条短边20和29之间的间距，阻尼杆11的中心有通孔12，阻尼块24中部励磁线圈5的引出线14通过阻尼杆11的中心孔12引出至工作缸1外与控制电源13连接。

现在结合图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7对本发明的一种单出杆磁流变弹性体阻尼器作进一步描述：当控制电源13没有向阻尼块24上励磁线圈5输出电流时，若阻尼杆11带动阻尼块24在工作缸1内作往复运动，则工作缸1内两条短边20和29上的磁流变弹性体8和15，在阻尼块24四个分枝4、21、7和17端面上的阻尼滚轮3、22、6和19的滚压下将会被压扁（详见图1、2和4），使阻尼杆11带动阻尼块24在工作缸1内往复运动时将受到一定的阻尼力，且工作缸1内被阻尼滚轮3和22或6和19压扁的两条短边20和29上的磁流变弹性体8和15在阻尼滚轮3和22或6和19移开后随即恢复常态（详见图1）；

当控制电源13向阻尼块24上励磁线圈5输出电流后，阻尼块24就会产生电磁场，该电磁场产生的磁力线将通过阻尼块24、阻尼块24四个分枝4、21、7和17和阻尼块24四个分枝4、21、7、17端面上的阻尼滚轮3、22、6和19以及工作缸1内两条短边20和29上的磁流变弹性体8和15形成闭合磁路（详见图5），使处于阻尼块24与工作缸1之间的工作缸1内两条短边20和29上的磁流变弹性体8和15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，当阻尼杆11带动阻尼块24在工作缸1内向左运动时，阻尼块24四个分枝4、21、7和17端面上的阻尼滚轮3、22、6和19在滚压工作缸1内两条短边20和29上的磁流变弹性体8和15时将受到较大的压力，使阻尼杆11带动阻尼块24在工作缸1内向左运动时所受到的阻尼力较大，当阻尼块24产生的电磁场移过工作缸1内两条短边20和29上的磁流变弹性体8和15的区域以后，工作缸1内两条短边20和29上的磁流变弹性体8和15才能恢复常态（详见图6中的39和40、38和41）；通过调整进入阻尼块24上励磁线圈5内的电流大小，即可调整阻尼块24产生的电磁场强度，从而改变处于阻尼块24所产生的电磁场区域内工作缸1内两条短边20和29上的磁流变弹性体8和15的弹性大小，使单出杆磁流变弹性体阻尼器的阻尼力得到调整。阻尼杆11带动阻尼块24在工作缸1内向右运动时的情形与之类似（详见图7），此处不再赘述。

Claims

1.一种单出杆磁流变弹性体阻尼器，其包括：阻尼杆、阻尼块、四个阻尼滚轮、工作缸，其特征在于：所述工作缸内腔的横截面为长方形，在工作缸的两端都固定有档板，其中一个档板的中部有孔，在孔内固定有滑动轴承，在工作缸内两条短边的表面都固定了一层磁流变弹性体；所述阻尼块的纵截面为工字形，在阻尼块的中部绕有励磁线圈，在阻尼块四个分枝的端面各有一个半圆形的凹槽，凹槽的轴心线与阻尼杆的轴心线垂直，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块四个分枝端面的半圆形凹槽中；所述阻尼杆的一端与阻尼块固定，阻尼杆的另一端通过工作缸一端档板上的滑动轴承从工作缸内伸出；所述阻尼块的宽度小于工作缸内两条短边上磁流变弹性体的间距，所述阻尼块上阻尼滚轮之间的宽度大于工作缸内两条短边上磁流变弹性体之间的间距，所述阻尼块上阻尼滚轮之间的宽度小于工作缸内两条短边之间的间距。

2.如权利要求1所述的一种单出杆磁流变弹性体阻尼器，其特征在于：所述工作缸的两条短边、阻尼块和四个阻尼滚轮由导磁材料构成；所述工作缸的两条长边和阻尼杆由不导磁材料构成。

3.如权利要求1所述的一种单出杆磁流变弹性体阻尼器，其特征在于：所述阻尼杆的中心有通孔，所述阻尼块中部励磁线圈的引出线通过阻尼杆的中心孔引出至工作缸外。