CN104179880A - 多滞变模型的复合叠层电流变减振装置 - Google Patents

多滞变模型的复合叠层电流变减振装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多滞变模型的复合叠层电流变减振装置，包括基座，电流变液容器和分别位于所述电流变液容器两侧的隔震装置；所述电流变液容器的底部与所述基座固定连接，所述隔震装置的底部与所述基座固定连接，所述电流变液容器内设有一沿所述电流变液容器的高度方向延伸的轴，所述轴一端与所述电流变液容器的底部活动连接，所述轴的另一端穿过所述电流变液容器的顶部并与一齿轮固定连接，所述减振装置还包括传感器，电路板，电源和压板。本发明可以把旋转剪切式的控制力通过齿轮传动的方式转化为平动控制力，大大提高了装置的使用范围和变形范围，并且所需电流和电压较小，安全稳定。

Description

多滞变模型的复合叠层电流变减振装置
技术领域
本发明涉及机械加工、建筑结构、桥梁、汽车等的减振控制领域，具体地说是一种多滞变模型的复合叠层电流变减振装置。
背景技术
目前，电流变阻尼器多采用活塞式，通过调节装置的电压，改变阻尼器的控制力，电流变液在通常条件下是一种悬浮液，它在电场的作用下可发生液体—固体的转变，当外加电场强度大大低于临界值时，电流变液呈液态；当电场强度大大高于这个临界值时，电流变液就变成固态，在临界值附近，电流变液呈固液混合状态，电流变液的粘滞性随电场强度的增加而变大。电流变阻尼器单独作为减振控制装置时，需要将装置尺寸放大，以满足控制力的需求，此时所需电流、电压较大，因此存在一定的不安全性，并且电流变阻尼器一般为固定旋转式，因此适用的减振结构范围较小。
发明内容
根据上述提出的现有技术存在电流、电压较大，存在安全隐患并且适用的减振结构范围较小的技术问题，而提供一种多滞变模型的复合叠层电流变减振装置。
本发明采用的技术手段如下：
一种多滞变模型的复合叠层电流变减振装置，包括基座，电流变液容器和分别位于所述电流变液容器两侧的隔震装置；
所述电流变液容器的底部与所述基座固定连接，所述隔震装置的底部与所述基座固定连接；
所述电流变液容器内设有一沿所述电流变液容器的高度方向延伸的轴，所述轴一端与所述电流变液容器的底部活动连接，所述轴的另一端穿过所述电流变液容器的顶部并与一齿轮固定连接，所述轴的位于所述电流变液容器内的一段固定连接有多个相互平行的钢板层一，所述钢板层一的所在平面垂直于所述轴的轴线，两个所述钢板层一之间还设有与所述钢板层一平行的钢板层二，所述钢板层二与所述电流变液容器的内壁固定连接，所述电流变液容器内填充有电流变液；
所述减振装置还包括传感器，电路板，压板和用于所述电流变液容器内钢板层一和钢板层二之间产生电场的电源，所述电路板和电源电连接，所述压板与所述隔震装置固定连接，所述压板上设有与所述齿轮相配合的齿槽，所述齿槽沿直线排列；
工作状态下，当所述压板震动时，引起所述齿轮转动，所述齿轮带动所述轴旋转，所述钢板层一随所述轴旋转，所述传感器感知所述齿轮的转速，并将所述齿轮转速的信号传递给所述电路板，所述电路板通过分析控制所述电源的输出电压，控制所述钢板一与所述钢板二之间的电场强度，引起所述电流变液的粘度变化，阻止所述钢板一旋转，所述隔震装置支撑所述压板与所述基座的同时参与减震作用，通过电压控制所述电流变液的粘度，实现有针对性的减振控制。并且所述钢板层一和所述钢板层二的数量可以根据减振需求确定。多个所述钢板层一和多所述钢板层二与所述电流变液直接接触，提高了接触面积，从而提高了阻尼效果。
进一步地，所述隔震装置包括多个钢板层三和多个橡胶层，所述钢板层三和所述橡胶层交替叠合。
进一步地，所述电流变液容器呈圆柱型结构，所述钢板层一和所述钢板层二均呈圆盘状结构。
进一步地，所述电源和所述传感器上均设有用于所述轴穿过的孔，所述电源通过橡胶包覆层与所述电流变液容器的顶部外壳固定连接，所述传感器位于所述电源与所述齿轮之间并与所述电源固定连接，所述电路板套接在所述传感器上并与所述电源固定连接。
进一步地，所述隔震装置的外壳和所述电流变液容器的侧壁均设有所述橡胶包覆层,所述电流变液容器的底部通过所述橡胶包覆层与所述基座固定连接。
本发明具有以下优点：
1、采用钢板层三与橡胶层交替叠合的隔振装置和电流变液阻尼复合的减震控制方式，在提高减震装置竖向支撑的基础上也提高了其能量耗散能力。
2、由于采用多层钢板一和多层钢板二，多个钢板层一和多个钢板层二与所述电流变液接触面积非常大，阻尼效果非常明显，可以在相同耗能能力的基础上降低装置尺寸和钢板层一与钢板层二之间的电场强度，保证结构的安全性。
3、本发明可以把旋转剪切式的控制力通过齿轮传动的方式转化为平动控制力，大大提高了装置的使用范围和变形范围。
4、由于电流变液对电场的敏感性非常高，响应速度非常快，可以实时控制压板的振动。
基于上述理由本发明可在减振控制等领域广泛推广。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的具体实施方式中的多滞变模型的复合叠层电流变减振装置的结构示意图。
图2是图1中的A-A向示意图。
图3是本发明的具体实施方式中的压板结构示意图。
图4是本发明的传感器，电路板，电源，钢板层一，钢板层二之间的电路示意图。
其中，1、基座，2、轴，3、齿轮，4、钢板层一，5、钢板层三，6、电流变液，7、传感器，8、电源，9、电路板，10、钢板层三，11、橡胶层，12、橡胶包覆层，13、压板，14、齿槽，15、绝缘套。
具体实施方式
如图1-图4所示，一种多滞变模型的复合叠层电流变减振装置，包括基座1，电流变液容器和分别位于所述电流变液容器两侧的隔震装置，所述基座1为一钢板结构；
所述电流变液容器的底部通过橡胶包覆层12与所述基座1固定连接，所述隔震装置的底部与所述基座1固定连接；
所述电流变液容器呈圆柱型结构，所述电流变液容器内设有一沿所述电流变液容器的高度方向延伸的轴2，所述轴2一端与所述电流变液容器的底部活动连接并绝缘，即所述轴2可绕经过所述轴2与所述电流变液容器的底部连接处的所述轴2的轴线旋转，所述轴2的另一端穿过所述电流变液容器的顶部并与一齿轮3固定连接，所述轴2的顶端设有绝缘套15，使轴2与齿轮3、压板13、传感器7、电源8和电流变液容器绝缘，所述轴2的位于所述电流变液容器内的一段固定连接有九个相互平行的钢板层一4，所述钢板层一4的所在平面垂直于所述轴2的轴线，两个所述钢板层一4之间还设有与所述钢板层一4平行的钢板层二5，所述钢板层一4与所述电流变液容器的内壁顶部之间设有与所述钢板层一4平行的钢板层二5，所述钢板层一4和所述钢板层二5均呈圆盘状结构；所述钢板层二5与所述电流变液容器的内壁固定连接，所述钢板层二5与所述轴2之间设有间隙，所述钢板层一4与所述电流变液容器的内壁之间设有间隙，所述电流变液容器内填充有电流变液6；
所述减振装置还包括传感器7，电路板9，压板13和用于所述轴2和所述电流变液容器内钢板层一4和钢板层二5之间产生电场的电源8，所述电源8的正极与所述轴2连接，所述电源8的负极与所述电流变液容器的外壳连接，所述传感器7与所述电路板9和电源8连接，所述压板13与所述隔震装置的上端固定连接，所述压板13上设有与所述齿轮3相配合的齿槽14，所述齿槽14沿直线排列；
所述电源8和所述传感器7上均设有用于所述轴2穿过的孔，所述电源8通过橡胶包覆层12与所述电流变液容器的顶部外壳固定连接，所述传感器7位于所述电源8与所述齿轮3之间并与所述电源8固定连接，所述电路板9套接在所述传感器7上并与所述电源8固定连接。
所述隔震装置包括多个钢板层三10和多个橡胶层11，所述钢板层三10和所述橡胶层11交替叠合。
所述隔震装置的外壳和所述电流变液容器的侧壁均设有所述橡胶包覆层12。
工作状态下，当所述压板13震动时，引起所述齿轮3转动，所述齿轮3带动所述轴2旋转，所述钢板层一4随所述轴2旋转，所述传感器7感知所述齿轮3的转速，并将所述齿轮3转速的信号传递给所述电路板9，所述电路板9通过分析控制所述电源8的输出电压，控制所述钢板一4与所述钢板二5之间的电压，引起所述电流变液6的粘度变化，阻止所述钢板一4旋转，所述隔震装置支撑所述压板13与所述基座1的同时参与减震作用，通过电压控制所述电流变液6的粘度，实现有针对性的减振控制。并且所述钢板层一4和所述钢板层二5的数量可以根据减振需求确定。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多滞变模型的复合叠层电流变减振装置，其特征在于：包括基座，电流变液容器和分别位于所述电流变液容器两侧的隔震装置；
所述电流变液容器的底部与所述基座固定连接，所述隔震装置的底部与所述基座固定连接；
所述电流变液容器内设有一沿所述电流变液容器的高度方向延伸的轴，所述轴一端与所述电流变液容器的底部活动连接，所述轴的另一端穿过所述电流变液容器的顶部并与一齿轮固定连接，所述轴的位于所述电流变液容器内的一段固定连接有多个相互平行的钢板层一，所述钢板层一的所在平面垂直于所述轴的轴线，两个所述钢板层一之间还设有与所述钢板层一平行的钢板层二，所述钢板层二与所述电流变液容器的内壁固定连接，所述电流变液容器内填充有电流变液；
所述减振装置还包括传感器，电路板，压板和用于所述电流变液容器内钢板层一和钢板层二之间产生电场的电源，所述电路板和电源连接，所述压板与所述隔震装置固定连接，所述压板上设有与所述齿轮相配合的齿槽，所述齿槽沿直线排列；
工作状态下，当所述压板震动时，引起所述齿轮转动，所述齿轮带动所述轴旋转，所述钢板层一随所述轴旋转，所述传感器感知所述齿轮的转速，并将所述齿轮转速的信号传递给所述电路板，所述电路板通过分析控制所述电源的输出电压，控制所述钢板一与所述钢板二之间的电场强度，引起所述电流变液的粘度变化，阻止所述钢板一旋转。
2.根据权利要求1所述的一种多滞变模型的复合叠层电流变减振装置，其特征在于：所述叠层橡胶隔震装置包括多个钢板层三和多个橡胶层，所述钢板层三和所述橡胶层交替叠合。
3.根据权利要求1所述的一种多滞变模型的复合叠层电流变减振装置，其特征在于：所述电流变液容器呈圆柱型结构，所述钢板层一和所述钢板层二均呈圆盘状结构。
4.根据权利要求1所述的一种多滞变模型的复合叠层电流变减振装置，其特征在于：所述电源和所述传感器上均设有用于所述轴穿过的孔，所述电源通过橡胶包覆层与所述电流变液容器的顶部外壳固定连接，所述传感器位于所述电源与所述齿轮之间并与所述电源固定连接，所述电路板套接在所述传感器上并与所述电源固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种多滞变模型的复合叠层电流变减振装置，其特征在于：所述隔震装置的外壳和所述电流变液容器的侧壁均设有所述橡胶包覆层,所述电流变液容器的底部通过所述橡胶包覆层与所述基座固定连接。
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