CN105065553A - 单杆变缸体有源双控变阻尼磁流变阻尼器 - Google Patents

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班书昊
李晓艳
华同曙
蒋学东
何云松
席仁强
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/53—Means for adjusting damping characteristics by varying fluid viscosity, e.g. electromagnetically

Abstract

本发明公开了单杆变缸体有源双控变阻尼磁流变阻尼器，属于变阻尼结构隔振的磁流变液仪器领域。它包括流变液缸体模块、左端盖、右端盖、活塞模块、电源；流变液缸体模块包括缸体本体、主控线圈、线圈屏蔽层；缸体本体为内径中部最大、两端部最小、其余部分线性变化的空心圆柱体；活塞模块包括活塞本体、活塞杆、缠绕于活塞本体外表面凹槽内的辅助线圈、线圈保护层。本发明是一种结构合理、阻尼力变化范围更大的磁流变阻尼器。

Description

单杆变缸体有源双控变阻尼磁流变阻尼器
技术领域
本发明涉及变阻尼结构隔振的磁流变液仪器领域，特指一种单杆变缸体有源双控变阻尼磁流变阻尼器。
背景技术
在磁场作用下，由细小的软磁性颗粒分散于载液中形成的磁流变液可在毫秒时间内实现由牛顿流体转变为Bingham半固体流体，撤去磁场后，又可以恢复原态。采用磁流变液制作的磁流变阻尼器具有出力大、体积小、响应快、阻尼力可调等特点。现有的磁流变阻尼器工作原理基本相同，即利用励磁线圈产生的磁场改变在恒定工作间隙中流动的磁流变液的剪切屈服强度，实现阻尼力的控制。现有技术的磁流变阻尼器实现了变阻尼，但是仍存在着一定的缺陷：采用恒定的工作间隙，在切断能源状态下阻尼力太小；通电状态下，由于励磁线圈装设于缸体上，很难对靠近活塞附件的磁流变液精确地控制，即阻尼力控制效果不佳。
发明内容
本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构合理、变工作间隙、双线圈控制磁场、阻尼力变化范围更大的磁流变阻尼器。
为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：单杆变缸体有源双控变阻尼磁流变阻尼器，它包括流变液缸体模块、装设于所述流变液缸体模块左端的左端盖、装设于所述流变液缸体模块右端的右端盖、装设于所述流变液缸体模块内部的活塞模块、电源。
所述流变液缸体模块包括缸体本体、缠绕于所述缸体本体外部的主控线圈、装设于所述主控线圈外部的线圈屏蔽层；所述缸体本体为内径中部最大、两端部最小、其余部分线性变化的空心圆柱体。
所述右端盖包括右端盖本体、开设于所述右端盖本体上的轴承孔、装设于所述轴承孔内的轴承、装设于所述右端盖本体上对所述轴承孔密封的密封装置。
所述活塞模块包括活塞本体、一端装设有所述活塞本体另一端通过所述密封装置和轴承伸到所述右端盖外侧的活塞杆、缠绕于所述活塞本体外表面凹槽内的辅助线圈、装设于所述辅助线圈外部的线圈保护层；所述线圈保护层的外表面与所述活塞本体的外表面平齐；所述活塞模块的最大直径等于所述缸体本体的最小直径。
所述电源装设于所述右端盖本体上，并用导线与所述主控线圈和所述辅助线圈相连；所述活塞本体将由所述流变液模块、左端盖、右端盖组成的封闭空间分割为两部分：流变液左室和流变液右室；所述活塞本体的外周壁与所述缸体本体的内周壁之间的空隙构成了磁流变液流动的工作间隙。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的单杆变缸体有源双控变阻尼磁流变阻尼器设有内径线性变化的缸体本体、主控线圈和辅助线圈，缸体本体与活塞本体形成体积可变的工作间隙；主控线圈和辅助线圈能够更好地控制阻尼力。由此可知，本发明结构合理、能够更加精确地控制阻尼力，且实现了零电流作用下的大阻尼力。
附图说明
图1是本发明的单杆变缸体有源双控变阻尼磁流变阻尼器的结构示意图。
图2是本发明的单杆变缸体有源双控变阻尼磁流变阻尼器的横截面A-A剖面图。
图中，1—流变液缸体模块；11—缸体本体；12—主控线圈；13—线圈屏蔽层；2—左端盖；3—活塞模块；31—活塞本体；32—活塞杆；33—辅助线圈；34—线圈保护层；4—右端盖；41—右端盖本体；42—轴承；43—轴承孔；44—密封装置；5—电源；61—流变液左室；62—流变液右室；63—工作间隙；7—磁流变液。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明的单杆变缸体有源双控变阻尼磁流变阻尼器，包括流变液缸体模块1、装设于流变液缸体模块1左端的左端盖2、装设于流变液缸体模块1右端的右端盖4、装设于流变液缸体模块1内部的活塞模块3、电源5；流变液缸体模块1包括缸体本体1、缠绕于缸体本体1外部的主控线圈12、装设于主控线圈12外部的线圈屏蔽层13；缸体本体1为内径中部最大、两端部最小、其余部分线性变化的空心圆柱体。
参见图1和图2所示，右端盖4包括右端盖本体41、开设于右端盖本体41上的轴承孔43、装设于轴承孔43内的轴承、装设于右端盖本体41上对轴承孔43密封的密封装置44；活塞模块3包括活塞本体31、一端装设有活塞本体31另一端通过密封装置44和轴承42伸到右端盖4外侧的活塞杆32、缠绕于活塞本体31外表面凹槽内的辅助线圈33、装设于辅助线圈33外部的线圈保护层34；线圈保护层34的外表面与活塞本体31的外表面平齐；活塞模块3的最大直径等于缸体本体11的最小直径；电源5装设于右端盖本体41上，并用导线与主控线圈12和辅助线圈33相连；活塞本体31将由流变液模块1、左端盖2、右端盖4组成的封闭空间分割为两部分：流变液左室61和流变液右室62；活塞本体31的外周壁与缸体本体11的内周壁之间的空隙构成了磁流变液7流动的工作间隙63。
变阻尼原理：零电流作用下，活塞本体31由中部向左或右运动时，由于刚体本体11的内径逐渐变小，活塞本体31的外径不变，故磁流变液7流动的工作间隙63逐渐减小，阻尼力显著增加；反之，工作间隙63逐渐增大，阻尼力显著减小；主控线圈12和辅助线圈33内部的电流使得缸体本体11内部的磁场强度增加时，流体的黏度增加，阻尼力增加；反之，磁场强度减小时，流体的黏度减小，阻尼力变小。

Claims (1)

1.单杆变缸体有源双控变阻尼磁流变阻尼器，其特征在于：包括流变液缸体模块(1)、装设于所述流变液缸体模块(1)左端的左端盖(2)、装设于所述流变液缸体模块(1)右端的右端盖(4)、装设于所述流变液缸体模块(1)内部的活塞模块(3)、电源(5)；所述流变液缸体模块(1)包括缸体本体(1)、缠绕于所述缸体本体(1)外部的主控线圈(12)、装设于所述主控线圈(12)外部的线圈屏蔽层(13)；所述缸体本体(1)为内径中部最大、两端部最小、其余部分线性变化的空心圆柱体；所述右端盖(4)包括右端盖本体(41)、开设于所述右端盖本体(41)上的轴承孔(43)、装设于所述轴承孔(43)内的轴承、装设于所述右端盖本体(41)上对所述轴承孔(43)密封的密封装置(44)；所述活塞模块(3)包括活塞本体(31)、一端装设有所述活塞本体(31)另一端通过所述密封装置(44)和轴承(42)伸到所述右端盖(4)外侧的活塞杆(32)、缠绕于所述活塞本体(31)外表面凹槽内的辅助线圈(33)、装设于所述辅助线圈(33)外部的线圈保护层(34)；所述线圈保护层(34)的外表面与所述活塞本体(31)的外表面平齐；所述活塞模块(3)的最大直径等于所述缸体本体(11)的最小直径；所述电源(5)装设于所述右端盖本体(41)上，并用导线与所述主控线圈(12)和所述辅助线圈(33)相连；所述活塞本体(31)将由所述流变液模块(1)、左端盖(2)、右端盖(4)组成的封闭空间分割为两部分：流变液左室(61)和流变液右室(62)；所述活塞本体(31)的外周壁与所述缸体本体(11)的内周壁之间的空隙构成了磁流变液(7)流动的工作间隙(63)。
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