CN102606668A

CN102606668A - 磁流变弹性体摆动回转式阻尼器

Info

Publication number: CN102606668A
Application number: CN2012100684948A
Authority: CN
Inventors: 谭和平; 谢宁; 刘强; 谭晓婧
Original assignee: 谢宁
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2032-03-15
Also published as: CN102606668B

Abstract

本发明公开了一种磁流变弹性体摆动回转式阻尼器，其包括：摇杆、回转轴、工作腔和阻尼块；工作腔的截面为半圆形，在半圆形工作腔的上底和下底的圆心处有孔，孔的直径大于回转轴的外径并留有活动间隙，在半圆形工作腔的圆弧边的内表面固定了一层磁流变弹性体，阻尼块为V形，在V形阻尼块上绕有励磁线圈，在V形阻尼块的两个分枝端面的中部都有一个半圆形的凹槽，在两个半圆形凹槽内都安装有阻尼滚轮，回转轴固定在摇杆的中部，摇杆的一端与V形阻尼块的底部固定，V形阻尼块置于半圆形工作腔内，摇杆中部的回转轴通过工作腔上底和下底上的圆孔从工作腔内的两端伸出。

Description

磁流变弹性体摆动回转式阻尼器

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摆动回转式阻尼器。

背景技术

普通的回转式阻尼器是利用粘性油脂对运动部件的运动产生阻尼力来实现的，其阻尼力的大小可通过更换不同粘性的油脂来进行调整，但这类回转式阻尼器的扭矩在使用中不能适时调整，为此，人们又利用磁流变液在不同磁场条件下具有不同的粘度对回转式阻尼器进行了改进，如：中国专利申请号为：200910251078.X的“一种摆轮回转式磁流变阻尼器”，尽管改进后的回转式阻尼器——“一种摆轮回转式磁流变阻尼器”具有粘度适时可调的良好性能，但这种摆轮回转式磁流变阻尼器需要对回转轴进行动密封，以防止其中的磁流变液外泄，由于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，轻则使其的性能下降，重则使其完全失效。

发明内容

针对现有摆轮回转式磁流变阻尼器在回转轴动密封方面存在的不足，本发明提出了新型的磁流变阻尼器，即：一种磁流变弹性体摆动回转式阻尼器。

本发明的技术方案如下：一种磁流变弹性体摆动回转式阻尼器，其包括：摇杆、回转轴、工作腔和阻尼块；工作腔的截面为半圆形，在半圆形工作腔的上底和下底的圆心处有孔，孔的直径大于回转轴的外径并留有活动间隙，在半圆形工作腔的圆弧边的内表面固定了一层磁流变弹性体，阻尼块为V形，在V形阻尼块上绕有励磁线圈，在V形阻尼块的两个分枝端面的中部都有一个半圆形的凹槽，在两个半圆形凹槽内都安装有阻尼滚轮，两个阻尼滚轮的两端对齐且轴心线保持平行；回转轴固定在摇杆的中部，摇杆的一端与V形阻尼块的底部固定，V形阻尼块置于半圆形工作腔内，摇杆中部的回转轴通过工作腔上底和下底上的圆孔从工作腔内的两端伸出，V形阻尼块的两个分枝端面与工作腔圆弧边内表面之间的间距大于工作腔圆弧边内表面磁流变弹性体的厚度，V形阻尼块的两个分枝端面半圆形凹槽内阻尼滚轮与工作腔圆弧边内表面之间的间距小于工作腔圆弧边内表面磁流变弹性体的厚度，工作腔圆弧边、V形阻尼块和V形阻尼块上的阻尼滚轮由导磁材料构成，工作腔的上底和下底以及摇杆由不导磁材料构成。

在采用了本发明的技术方案后，就彻底解决了摆轮回转式磁流变阻尼器在回转轴动密封方面的技术难题，使这类阻尼器的工作可靠性大大提高，本发明的功能是这样实现的：由于V形阻尼块的两个分枝端面与工作腔圆弧边内表面之间的间距大于工作腔圆弧边内表面磁流变弹性体的厚度，V形阻尼块的两个分枝端面半圆形凹槽内阻尼滚轮与工作腔圆弧边内表面之间的间距小于工作腔圆弧边内表面磁流变弹性体的厚度，所以，当摇杆的另一端(或回转轴)带动V形阻尼块在工作腔内滑动时，工作腔圆弧边内表面的磁流变弹性体将会被V形阻尼块两个分枝端面上的阻尼滚轮压扁，从而使摇杆(或回转轴)带动V形阻尼块在工作腔内滑动将受到一定的摆动阻尼力和回转阻尼力；在V形阻尼块上励磁线圈没有电流通过时，没有磁力线通过工作腔圆弧边内表面的磁流变弹性体，因此，工作腔圆弧边内表面磁流变弹性体的弹性较小，V形阻尼块上阻尼滚轮滚压工作腔圆弧边内表面的磁流变弹性体将受到较小的压力，使摇杆(或回转轴)带动V形阻尼块在工作腔内滑动时所受到的摆动阻尼力和回转阻尼力较小，且工作腔圆弧边内表面的磁流变弹性体在被阻尼滚轮压扁过后随即恢复常态；当V形阻尼块上励磁线圈通入电流后，V形阻尼块就会产生电磁场，因工作腔圆弧边、V形阻尼块和V形阻尼块上的阻尼滚轮均由导磁材料构成，所以V形阻尼块电磁场产生的磁力线可以通过V形阻尼块、V形阻尼块的两端端面、V形阻尼块两端端面上的阻尼滚轮、工作腔圆弧边内表面的磁流变弹性体和工作腔圆弧边形成闭合磁路，当摇杆的另一端(或回转轴)带动V形阻尼块在工作腔内滑动时，V形阻尼块产生的电磁场将会随着V形阻尼块在工作腔圆弧边上的滑动而在工作腔圆弧边移动，使处于V形阻尼块两端端面和V形阻尼块两端端面上的阻尼滚轮与工作腔圆弧边内表面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V形阻尼块两端端面上的阻尼滚轮在滚压工作腔圆弧边内表面上弹性较高的磁流变弹性体时将受到较大的压力，使摇杆(或回转轴)带动V形阻尼块在工作腔内滑动时所受到的摆动阻尼力和回转阻尼力较大，且工作腔圆弧边内表面的磁流变弹性体在被阻尼滚轮压扁过后，只有在离开V形阻尼块两端端面磁场作用的区域后才能恢复常态；如果摇杆带动V形阻尼块在工作腔圆弧边上作往复滑动，则工作腔圆弧边内表面上已经恢复常态的磁流变弹性体将被（重新滑过来的V形阻尼块的电磁场）再次磁化而弹性变高和被V形阻尼块两端端面上阻尼滚轮滚压，如此往复作用。

与现有的摆轮回转式磁流变阻尼器相比，因磁流变弹性体摆动回转式阻尼器不但解决了磁流变液的泄漏问题，而且在提供回转阻尼力的同时还可提供了摆动阻尼力，因此，磁流变弹性体摆动回转式阻尼器可大大拓展了现有摆轮回转式磁流变阻尼器的使用范围。

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-A向剖视图。

图3是本发明的工作示意图，图中的虚线是本发明中V形阻尼块上励磁线圈通电后电磁场形成闭合磁路的示意图。

图4是本发明中V形阻尼块在向上滑动时的工作状态示意图。

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，一种磁流变弹性体摆动回转式阻尼器，其包括：由不导磁材料构成的摇杆13、由不导磁材料构成的回转轴14、工作腔26和由导磁材料构成的阻尼块25；工作腔26的截面为半圆形，在半圆形工作腔26的由不导磁材料构成的上底20和由不导磁材料构成的下底21的圆心处有孔22和12，孔22和12的直径大于回转轴14的外径并留有活动间隙，在半圆形工作腔26的由导磁材料构成的圆弧边1的内表面固定了一层磁流变弹性体2；阻尼块25为V形，在V形阻尼块25上绕有励磁线圈3和8，在V形阻尼块25的两个分枝端面4和6的中部都有一个半圆形的凹槽9和10，在两个半圆形凹槽9和10内安装有阻尼滚轮5和7，阻尼滚轮5通过其上的轴23和24安装在V形阻尼块25的半圆形凹槽10内（阻尼滚轮7的安装方式与之相同，阻尼滚轮7的安装图从略），阻尼滚轮5和7的两端对齐且轴心线保持平行；回转轴14固定在摇杆13的中部；摇杆13的一端与V形阻尼块25的底部固定，V形阻尼块25置于半圆形工作腔26内，摇杆13中部的回转轴14通过工作腔26的上底20和下底21上的圆孔22和12从工作腔26内的两端伸出，在V形阻尼块25的两个分枝端面4和6与工作腔圆弧边1内表面之间的间距W2大于工作腔圆弧边1内表面磁流变弹性体2的厚度W3，V形阻尼块25的两个分枝端面4和6半圆形凹槽9和10内阻尼滚轮5和7与工作腔圆弧边1内表面之间的间距W1小于工作腔圆弧边1内表面磁流变弹性体2的厚度W3，控制电源15通过引线16和17与V形阻尼块25上励磁线圈3和8连接（参见图3）。

现在结合图图1、图2、图3和图4对本发明的一种磁流变弹性体摆动回转式阻尼器作进一步描述：在控制电源15没有向V形阻尼块25上励磁线圈3和8输出电流时，没有磁力线通过工作腔圆弧边1内表面的磁流变弹性体2，因此，工作腔圆弧边1内表面磁流变弹性体2的弹性较小，V形阻尼块25上阻尼滚轮5和7滚压工作腔圆弧边1内表面的磁流变弹性体2将受到较小的压力，使摇杆13(或回转轴14)带动V形阻尼块25在工作腔26内向上滑动时所受到的摆动阻尼力和回转阻尼力较小；

当控制电源15向V形阻尼块26上励磁线圈3和8输出电流后，V形阻尼块25就会产生电磁场，因工作腔圆弧边1、V形阻尼块25和V形阻尼块25上的阻尼滚轮5和7均由导磁材料构成，所以V形阻尼块25电磁场产生的磁力线可以通过V形阻尼块25、V形阻尼块25的两端端面4和6、V形阻尼块25两端端面上的阻尼滚轮5和7、工作腔圆弧边1内表面的磁流变弹性体2和工作腔圆弧边1形成闭合磁路（详见：图3），当摇杆13的另一端(或回转轴14)带动V形阻尼块25在工作腔26内向上滑动时，V形阻尼块25产生的电磁场将会随着V形阻尼块25在工作腔圆弧边1上的滑动而在工作腔圆弧边1移动（详见：图4），使处于V形阻尼块25两端端面4和6以及V形阻尼块25两端端面上的阻尼滚轮5和7与工作腔圆弧边1内表面之间的磁流变弹性体2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V形阻尼块25两端端面上的阻尼滚轮5和7在滚压工作腔圆弧边1内表面上弹性较高的磁流变弹性体2时将受到较大的压力，使摇杆13(或回转轴14)带动V形阻尼块25在工作腔26内向上滑动时所受到的摆动阻尼力和回转阻尼力较大。

当摇杆13的另一端(或回转轴14)带动V形阻尼块25在工作腔26内向下滑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摆动回转式阻尼器，其包括：摇杆、回转轴、工作腔和阻尼块，其特征在于：所述工作腔的截面为半圆形，在半圆形工作腔的上底和下底的圆心处有孔，孔的直径大于回转轴的外径并留有活动间隙，在半圆形工作腔的圆弧边的内表面固定了一层磁流变弹性体；所述阻尼块为V形，在V形阻尼块上绕有励磁线圈，在V形阻尼块的两个分枝端面的中部都有一个半圆形的凹槽，在两个半圆形凹槽内都安装有阻尼滚轮，两个阻尼滚轮的两端对齐且轴心线保持平行；所述回转轴固定在摇杆的中部；所述摇杆的一端与V形阻尼块的底部固定，V形阻尼块置于半圆形工作腔内，摇杆中部的回转轴通过工作腔上底和下底上的圆孔从工作腔内的两端伸出，在V形阻尼块的两个分枝端面与工作腔圆弧边内表面之间的间距大于工作腔圆弧边内表面磁流变弹性体的厚度，V形阻尼块的两个分枝端面半圆形凹槽内阻尼滚轮与工作腔圆弧边内表面之间的间距小于工作腔圆弧边内表面磁流变弹性体的厚度。

2.如权利要求1所述的一种磁流变弹性体摆动回转式阻尼器，其特征在于：所述工作腔圆弧边、V形阻尼块和V形阻尼块上的阻尼滚轮由导磁材料构成；所述工作腔的上底和下底以及摇杆由不导磁材料构成。