CN105570374B - 一种旋转式磁流变阻尼器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转式磁流变阻尼器，属于一种电子器件，包括由缸筒、上端盖、下端盖、定子、转子叶片、磁路和上端盖外与定子连接的摇臂，所述上、下端盖、定子和缸筒密封，上端盖上设有导线孔和排气孔，所述转子叶片可绕定子转动，所述转子叶片与上端盖、下端盖为动密封，将缸体分成两个密封空间，磁路分别设置在两密封空间内，与转子叶片根部及缸筒动密封，与上下端盖固定密封。是一种可提供较大阻尼力，并可以实时调节阻尼力大小，相对重量更轻的旋转式磁流变阻尼器。

Description

一种旋转式磁流变阻尼器

技术领域

本发明涉及电子器件，具体为一种使用磁变流液作为介质的旋转式可调阻尼的磁流变阻尼器。

背景技术

目前，常用旋转式阻尼器一般采用旋转弹簧或者油压阀的原理制成，旋转弹簧的阻尼力一般是不可调节的或可调节幅度很小，并且可提供的其最大阻尼力值很小。油压阀式旋转式阻尼器的阻尼力也是不可调节的或可调节幅度很小，并且其想获得较大阻尼力的时候结构会非常巨大笨重。常用的旋转式阻尼器要达到最优的减振效果，需针对不同的受力工况进行设计，而且无法应对复杂工况下的振动。磁流变阻尼器是一种基于磁流变效应的半主动阻尼器，通过对其中的励磁线圈实时输入实时控制电流，可产生不同的阻尼力，实时控制电流的大小取决于外界输入的激励，从而能够获得最佳的效果。同时，在绝大部分使用工况下，同样重量或者更轻以及可提供的最大阻尼力越大的产品肯定要更具有优势。在此情况下，旋转式磁流变阻尼器同时具有以上两个优点，所以特别适用。

在21世纪初期，国外已将磁流变技术应用于各种需求可调阻尼力的领域，其反应时间仅仅有几毫秒，几乎实现了实时动态调节，能提供几乎连续变化、范围更宽的阻尼调节。然而到目前为止主要还是集中在直筒式阻尼器这个比较传统的阻尼器结构领域，而对比较异形的磁流变阻尼器研究和专利不多。如申请号：01113723专利、201110240664专利、201210509450号专利，他们有一个共同的特点均采用了内置式磁路，这样设计的优点是避免了复杂的密封困难的结构，其缺点是内置磁路磁场强度低所能提供的最大阻尼力数值非常小。国内磁流变阻尼器在结构工程上更是出于落后的阶段，其原因是现阶段国内旋转式磁流变阻尼器主要面临以下两个难题：其一，能提供较大阻尼力的磁流变阻尼器研发难度非常高；其二，磁流变阻尼器阻尼器产品应具有较好的可靠性和密封性对制造工艺性要求较高。

发明内容

针对现有旋转式阻尼器可提供的阻尼力数值小并且不可实时调节、造型巨大笨重等不足，本发明提出了一种制造工艺性和密封性能良好，同样尺寸重量情况下可提供的阻尼力远大于现有旋转式阻尼器，并且阻尼力可实时调节的旋转式磁流变阻尼器。本发明的技术方案如下：

一种旋转式磁流变阻尼器，包括由缸筒、上端盖、下端盖、定子、转子叶片、磁路和上端盖外与转子连接的摇臂，所述上、下端盖、定子和缸筒密封，上端盖上设有导线孔和排气孔，所述转子叶片可绕定子转动，所述转子叶片与上端盖、下端盖为动密封，将缸体分成两个密封空间，磁路分别设置在两密封空间内，与转子叶片根部及缸筒动密封，与上下端盖固定密封。

进一步，上、下端盖、定子和缸筒的密封采用静密封O型圈。 上下端盖及磁路与转子叶片的动密封为在转子叶片内设置弹簧圈压紧密封条，所述磁路与缸筒动密封通过弹性密封件动密封。弹簧圈通过螺钉固定。固定密封为在上下端盖开槽，磁路上、下端固定嵌入。

上端盖的内侧安装旋转骨架油封。定子为自润滑复合轴承。 密封空间为磁流变液流动空间。

磁路包括铝制内环、定子橡胶层、矩形线圈、磁路盖板和固定片，所述的铝制内环内部设有定子橡胶层和矩形线圈，所述的铝制内环末端设置有磁路盖板，且矩形线圈与磁路盖板二者之间留有间隙，所述的铝制内环两侧设置有固定片；所述的铝制内环两侧设置有固定片，固定片从磁路盖板两侧夹持住磁路盖板，使得磁路盖板盖在矩形线圈上。

使用时，摇臂传递过来的力矩驱动转子叶片转动，磁流变液在叶片的作用下被迫通过磁路的间隙通道形成阻尼。当磁路中通有直流电时，间隙通道中存在磁场，从而改变阻尼力大小。通过控制直流电的大小达到控制旋转式磁流变阻尼器阻尼力大小的目的。

所述磁路间隙可以通过磁路盖板固定在固定片的位置来调节。

本发明具有以下特点：

1、利用转子叶片和磁路将上端盖、下端盖和缸体组成的腔体分为相对独立的磁流变液流动空间。通过转子叶片传递的力矩驱使磁流变液在空间的间隙通道中流动从而形成阻尼。形成了剪切外置磁路式结构，使这种旋转式磁流变阻尼器同样尺寸下可比现有的内置模式提供大几百倍的阻尼值范围。

2、转子叶片和上端盖、下端盖之间的动密封方式为转子叶片中开槽，植入弹簧圈和叶片密封条形成动密封。并在叶片上开孔拧入螺钉固定弹簧圈。弹簧圈用于补偿密封条磨损。解决了旋转磁流变阻尼器其转子叶片和上下端盖之间的动密封技术难题。

4、解决了旋转磁流变阻尼器的外置式磁路的设计结构难题。

5、磁路盖板与固定片包围铝制内环并确保两者间的间隙大小。解决了旋转式磁流变阻尼器外置式磁路阻尼通道的间隙大小难以精确保证的技术难题。

本阻尼力可调的旋转式磁流变阻尼器采用剪切外置磁路式结构，结构简单、性能可靠、反应迅速、可提供非常大而且可调的阻尼力。

附图说明

图1是本发明阻尼器外部主视图；

图2是本发明阻尼器横向剖切后俯视图；

图3是本发明阻尼器纵向剖切主视图；

图4是本发明阻尼器磁路剖切主视图。

1、缸筒 2、上端盖3、下端盖 4、定子 5、转子叶片 6、磁路 7、密封空间 8、弹簧圈9、密封条 10、螺钉 11、旋转骨架油封

61、铝制内环 62、定子橡胶层 63、矩形线圈 64、磁路盖板 65、固定片 66、密封件。

具体实施方式

根据附图1-4具体说明本发明具体实施方式：

一种旋转式磁流变阻尼器，包括缸筒1、上端盖2、下端盖3、定子4、转子叶片5、磁路6和上端盖2外与转子连接的摇臂，上、下端盖2、3、定子4和缸筒1采用静密封O型圈密封，上端盖2上设有导线孔和排气孔，所述转子叶片5可绕定子4转动，所述转子叶片5与上端盖2、下端盖3为动密封，将缸体分成两个密封空间7，磁路6分别设置在两密封空间7内，与转子叶片5根部及缸筒1动密封，与上下端盖2、3固定密封。上、下端盖2、3、定子4和缸筒1的密封采用静密封O型圈。 上下端盖2、3及磁路6与转子叶片的动密封为转子叶片5开槽内设置弹簧圈8压紧密封条9，所述磁路6与缸筒1动密封通过弹性密封件66动密封。

弹簧圈8通过螺钉10固定。所述固定密封为在上下端盖2、3开槽，磁路6上下端固定嵌入。上端盖2的内侧安装旋转骨架油封11。所述定子4为自润滑复合轴承。 所述密封空间7为磁流变液流动空间。所述磁路6包括铝制内环61、定子橡胶层62、矩形线圈63、磁路盖板64和固定片65，所述的铝制内环61内部设有定子橡胶层62和矩形线圈63，所述的铝制内环61末端设置有磁路盖板64，且矩形线圈63与磁路盖板64二者之间留有间隙，所述的铝制内环61两侧设置有固定片65。

使用时，在上端盖2的中轴孔中，外界力矩驱动转子叶片5转动，磁流变液在叶片的作用下被迫通过磁路6的间隙通道，从而形成阻尼。当磁路6中通有直流电时，间隙通道中存在磁场，从而改变阻尼力大小。通过控制直流电的大小达到控制旋转式磁流变阻尼器阻尼力大小的目的。

Claims (6)

1.一种旋转式磁流变阻尼器，包括由缸筒、上端盖、下端盖、定子、转子叶片、磁路和上端盖外与转子连接的摇臂，上、下端盖、定子和缸筒的采用静密封O型圈密封，上端盖上设有导线孔和排气孔，所述转子叶片可绕定子转动，所述转子叶片与上端盖、下端盖为动密封，将缸体分成两个密封空间，磁路分别设置在两密封空间内，与转子叶片根部及缸筒动密封，与上下端盖固定密封；上下端盖及磁路与转子叶片的动密封为转子叶片开槽内设置弹簧圈压紧密封条，所述磁路与缸筒动密封通过弹性密封件动密封；所述上、下端盖及磁路与转子叶片的动密封为在转子叶片内设置弹簧圈压紧密封条，所述磁路与缸筒动密封通过弹性密封件动密封；所述磁路包括铝制内环、定子橡胶层、矩形线圈、磁路盖板和固定片，所述的铝制内环内部设有定子橡胶层和矩形线圈，所述的铝制内环末端设置有磁路盖板，且矩形线圈与磁路盖板二者之间留有间隙，所述的铝制内环两侧设置有固定片，固定片从磁路盖板两侧夹持住磁路盖板，使得磁路盖板盖在矩形线圈上。

2.根据权利要求1所述的旋转式磁流变阻尼器，其特征在于，弹簧圈通过螺钉固定。

3.根据权利要求1所述的旋转式磁流变阻尼器，其特征在于，所述固定密封为在上、下端盖开槽，磁路上下端固定嵌入。

4.根据权利要求1所述的旋转式磁流变阻尼器，其特征在于，上端盖的内侧安装旋转骨架油封。

5.根据权利要求1所述的旋转式磁流变阻尼器，其特征在于，所述定子为自润滑复合轴承。

6.根据权利要求1所述的旋转式磁流变阻尼器，其特征在于，所述密封空间为磁流变液流动空间。