CN105114506A - 采用处理器模块控制的缓冲器及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采用处理器模块控制的缓冲器及其工作方法，包括：缸体，在该缸体的开口端密封设有缸盖，缸盖的中心通孔中密封活动配合有一活塞杆，该活塞杆的右端设有活塞体组件，该活塞体组件适于在所述缸体内作活塞运动；在缓冲工作时，缸体的右端面作为与滑块相碰撞的接触面；缸体的侧壁中轴向设有电磁铁，活塞体组件右端面上设有用于检测介质压力的压力传感器，该压力传感器与一处理器模块相连；当滑块撞击所述缸体的右端面时，处理器模块适于根据介质压力值，控制一电流驱动模块输出与该介质压力值相匹配的电流，使电磁铁产生相应的磁场，以吸合所述滑块；直至处理器模块测得介质压力值为均衡值时，控制电流驱动模块关闭输出电流，以释放滑块。

Description

采用处理器模块控制的缓冲器及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种缓冲器，尤其涉及一种以弹性胶体为缓冲介质的缓冲器。

背景技术

在缓冲减震领域，缓冲器运用十分广泛，其主要作用是吸收各种冲击能量、保护设备和降低噪音等。

但是滑块在撞击缓冲器时，由于冲击能量过大，缓冲器中活塞来不及工作，造成滑块出现反弹现象，如何避免该现场的发生是本领域的技术难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种适于吸合冲击过程中的滑块的缓冲器，该缓冲器解决了滑块在冲击缓冲器时，滑块出现反弹的技术问题。

本发明提供了一种适于吸合冲击过程中的滑块的缓冲器，包括：呈圆柱形，且用于填充缓冲介质的缸体，在该缸体的开口端密封设有缸盖，所述缸盖的中心通孔中密封活动配合有一活塞杆，该活塞杆的右端设有活塞体组件，该活塞体组件适于在所述缸体内作活塞运动，所述活塞杆的末端连接于所述缓冲器的外筒的右侧端面；在缓冲工作时，所述缸体的右端面作为与滑块相碰撞的接触面，该右端面上铺设有用于缓冲滑块撞击的缓冲垫；所述缸体的侧壁中轴向设有电磁铁，所述活塞体组件的右端面上设有用于检测介质压力的压力传感器，该压力传感器与一处理器模块相连；当所述滑块撞击所述缸体的右端面时，所述处理器模块适于根据介质压力值，控制一电流驱动模块输出与该介质压力值相匹配的电流，使所述电磁铁产生相应的磁场，以吸合所述滑块；直至所述处理器模块测得介质压力值为均衡值时，控制所述电流驱动模块关闭输出电流，使所述磁场消失，以释放所述滑块。

为了有效的缓冲滑块的冲击能量，所述缓冲器为三级缓冲器，包括：首级缓冲器、中间级缓冲器和末级缓冲器;所述首级缓冲器、中间级缓冲器、末级缓冲器分别包括：呈圆柱形，且用于填充缓冲介质的缸体，在该缸体的开口端密封设有缸盖，所述缸盖的中心通孔中密封活动配合有一活塞杆，该活塞杆的右端设有活塞体组件，该活塞体组件适于在所述缸体内作活塞运动，且与所述缸体的内壁活动密封配合；其中，所述首级缓冲器的缸体构成所述中间级缓冲器的活塞杆，所述中间级缓冲器的缸体构成所述末级缓冲器的活塞杆；在缓冲工作时，所述末级缓冲器的缸体右端面作为与滑块相碰撞的接触面；所述电磁铁绕设于所述末级缓冲器的缸体的侧壁中；所述压力传感器设于所述首级缓冲器的活塞体组件的右端面上；各级缓冲器的活塞体组件适于在作活塞运动时，所述处理器根据所述压力传感器检测到的介质压力，调节相应缸体中的介质往返流量，以控制活塞运动的速度。

所述活塞体组件包括：同轴设置的左、右活塞体，该左、右活塞体上对称设有若干个用于介质轴向流动的通孔，左、右活塞体的相邻端面之间的密封配合，以使作活塞运动时，介质仅通过所述左、右活塞体上的各通孔实现往返流动；所述左活塞体内设有用于放置电机的空腔，该电机由所述处理器模块控制，其转子连接于所述右活塞体，用于根据介质压力带动该右活塞体旋转，以控制左、右活塞体上的各通孔的相对位置关系，进而控制介质流量，即控制活塞运动速度。

所述缓冲垫为橡胶材料制成,缓冲垫中分布有与所述缓冲垫的端面平行的金属丝网，以防止在多次碰撞后橡胶材料发生老化、碎裂。

所述电磁铁有多个(例如3至5个)，且均匀分布在所述末级缓冲器的缸体的侧壁中,以使磁性作用力均匀。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：（1）本发明通过处理器、电流驱动模块产生与冲击压力相匹配的磁场以吸合滑块，防止滑块因冲击能量过大造成反弹；（2）本发明克服了现有技术中由于冲击能量波动，而造成多级缓冲器无法协调工作的技术问题，通过压力传感器检测到冲击能量，并且适当的调节各级缓冲器的介质往返流量，以控制各活塞体组件的运动速度，使各级缓冲器协调工作，避免了可能出现的某一级缓冲器因为冲击能量过大，其余缓冲器来不及压缩，而造成该级缓冲器长期工作在高压状态下，容易造成损坏；（3）通过左、右活塞体中的各通孔配合，以控制相应缸体中的介质往返流量，从而改变相应活塞的往返速度，以缓解各级缸体的腔内压力，延长缓冲器寿命；（4）该三级缓冲器无需考虑介质不同，适用场所广泛，无需另外调节缓冲器工作顺序。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1本发明的缓冲器的结构示意图；

图2本发明的三级缓冲器的结构示意图一；

图3本发明的三级缓冲器的结构示意图二；

图4本发明的三级缓冲器中的活塞体组件的结构示意图；

图5本发明的活塞体组件的工作示意图；

图6本发明的控制电路结构框图。

其中，1首级缓冲器、2中间级缓冲器、3末级缓冲器、4缸体、4-1电磁铁、4-2缓冲垫、5缸盖、6首级缓冲器的活塞杆、6-1中间级缓冲器的活塞杆、6-2末级缓冲器的活塞杆、7活塞体组件、8外筒、9压力传感器、10滑块、7-1左活塞体、7-2右活塞体、7-3通孔、7-4电机、7-5转子。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：

实施例1

见图1和图6，一种适于吸合冲击过程中的滑块的缓冲器，包括：呈圆柱形，且用于填充缓冲介质的缸体4，在该缸体4的开口端密封设有缸盖5，所述缸盖5的中心通孔中密封活动配合有一活塞杆6，该活塞杆6的右端设有活塞体组件7，该活塞体组件7适于在所述缸体4内作活塞运动；所述活塞杆6的底部固定于外筒8的右侧端面。

在缓冲工作时，所述缸体4的右端面作为与滑块10相碰撞的接触面，该右端面上铺设有用于缓冲滑块10撞击的缓冲垫4-2；所述缸体4的侧壁中轴向设有电磁铁4-1，所述活塞体组件7右端面上设有用于检测介质压力的压力传感器9，该压力传感器9与一处理器模块相连；当所述滑块10撞击所述缸体4的右端面时，所述处理器模块适于根据介质压力值，控制一电流驱动模块输出与该介质压力值相匹配的电流，使所述电磁铁4-1产生相应的磁场，以吸合所述滑块10；直至所述处理器模块测得介质压力值为均衡值时，控制所述电流驱动模块关闭输出电流，使所述磁场消失，以释放所述滑块10。

当所述滑块10撞击所述缸体4的右端面时，所述缸体4向左移动，活塞体组件7相对于所述缸体4向右移动，缸体4内右侧缓冲介质受到较大压力，当缓冲介质往活塞体组件7左侧流动时，缸体4内右侧缓冲介质受到的压力逐渐减小，直至所述活塞体组件7的左右两侧介质压力相等，即所述介质压力值为均衡值（即活塞体组件4的左右两侧的液压值相等时的压力值）时，活塞体组件7停止工作时，滑块10也停止移动。

其中，所述处理器模块采用单片机、嵌入式ARM模块；压力传感器9，例如可以采用江森P499VBS-404C；所述电流驱动模块可以采用交流电流输出单元。所述活塞杆6的底部固定于外筒8的右侧端面。

实施例2

见图2和图3，所述缓冲器为三级缓冲器，包括：首级缓冲器1、中间级缓冲器2和末级缓冲器3;所述首级缓冲器1、中间级缓冲器、末级缓冲器3分别包括：呈圆柱形，且用于填充缓冲介质的缸体4，在该缸体4的开口端密封设有缸盖5，所述缸盖5的中心通孔中密封活动配合有一活塞杆6，该活塞杆6的右端设有活塞体组件7，该活塞体组件7适于在所述缸体4内作活塞运动，且与所述缸体4的内壁活动密封配合；其中，所述首级缓冲器1的缸体4构成所述中间级缓冲器2的活塞杆6-1，所述中间级缓冲器2的缸体4构成所述末级缓冲器3的活塞杆6-2；在缓冲工作时，所述末级缓冲器3的缸体4右端面作为与滑块10相碰撞的接触面；所述电磁铁4-1绕设于所述末级缓冲器3的缸体4的侧壁中；所述压力传感器9设于所述首级缓冲器1的活塞体组件7的右端面上；各级缓冲器的活塞体组件7适于在作活塞运动时，根据所述压力传感器9检测到的介质压力，调节相应缸体4中的介质往返流量，以控制活塞运动的速度。

所述首级缓冲器1的活塞杆6底部固定于外筒8的右侧端面。

F表示三级缓冲器受到的压力方向，F1、F2、F3表示各级缓冲器中活塞的运动方向。

见图4和图5，所述活塞体组件7包括：同轴设置的左活塞体7-1、右活塞体7-2，该左活塞体7-1、右活塞体7-2上对称设有若干个用于介质轴向流动的通孔7-3，所述左、右活塞体的相邻端面之间的密封配合，以使作活塞运动时，介质仅通过所述左、右活塞体上的各通孔7-3实现往返流动；所述左活塞体7-1内设有用于放置电机7-4的空腔，该电机7-4由所述处理器模块控制，其转子7-5连接于所述右活塞体7-2，用于根据介质压力带动该右活塞体7-2旋转，以控制左、右活塞体上的各通孔7-3的相对位置关系，进而控制介质流量，即控制活塞运动速度。

图5中虚线通孔7-3表示是左活塞体7-1中的通孔7-3，实线通孔7-3表示右活塞体7-2中的通孔7-3，箭头表示电机7-4转动方向，该图4表示在左、右活塞体7-2的配合面上相应通孔7-3对接过程，以控制通孔中的介质流量。

所述右活塞体7-2相对于右活塞体7-2同轴偏转，其转动范围不超过通孔7-3的直径，也可以称为偏转角度，即电机7-4根据介质压力带动右活塞体7-2在该直径范围内，作往返转动，以达到控制介质流量的目的，从而起到控制相应活塞体组件7的活塞运动速度，进而缓解缸体4内介质压力，起到延长缓冲器寿命的目的。

所述电机7-4可以采用精度高的直流电机7-4，或者步进电机7-4。供电部分可以采用电池供电。电池可以安装于左或右活塞体7-2内。

见图5，若所述通孔7-3多个，其分布可与左、右活塞体7-2呈同心圆分布。信号数据线可以放置在各级缓冲器的缸体4壁中，或者直接置于介质中。

Claims (5)

1.一种适于吸合冲击过程中的滑块的缓冲器，其特征在于包括：

呈圆柱形，且用于填充缓冲介质的缸体，在该缸体的开口端密封设有缸盖，所述缸盖的中心通孔中密封活动配合有一活塞杆，该活塞杆的右端设有活塞体组件，该活塞体组件适于在所述缸体内作活塞运动；所述活塞杆的末端连接于所述缓冲器的外筒的右侧端面；

在缓冲工作时，所述缸体的右端面作为与滑块相碰撞的接触面，该右端面上铺设有用于缓冲滑块撞击的缓冲垫；

所述缸体的侧壁中轴向设有电磁铁，所述活塞体组件的右端面上设有用于检测介质压力的压力传感器，该压力传感器与一处理器模块相连；

当所述滑块撞击所述缸体的右端面时，所述处理器模块适于根据介质压力值，控制一电流驱动模块输出与该介质压力值相匹配的电流，使所述电磁铁产生相应的磁场，以吸合所述滑块；直至所述处理器模块测得介质压力值为均衡值时，控制所述电流驱动模块关闭输出电流，使所述磁场消失，以释放所述滑块；

所述活塞体组件包括：同轴设置的左、右活塞体，该左、右活塞体上对称设有若干个用于介质轴向流动的通孔，左、右活塞体的相邻端面之间的密封配合，以使作活塞运动时，介质仅通过所述左、右活塞体上的各通孔实现往返流动；

所述左活塞体内设有用于放置电机的空腔，该电机由所述处理器模块控制，其转子连接于所述右活塞体；

所述处理器模块采用单片机。

2.根据权利要求1所述的缓冲器的工作方法，其特征在于包括，所述处理器模块根据介质压力带动该右活塞体旋转，以控制左、右活塞体上的各通孔的相对位置关系，进而控制介质流量，即控制活塞运动速度。

3.根据权利要求2所述的缓冲器的工作方法，其特征在于，所述缓冲垫为橡胶材料制成,缓冲垫中分布有与所述缓冲垫的端面平行的金属丝网。

4.根据权利要求2所述的缓冲器的工作方法，其特征在于，所述电磁铁有多个。

5.根据权利要求4所述的缓冲器的工作方法，其特征在于，所述的多个电磁铁均匀分布在所述末级缓冲器的缸体的侧壁中。