CN106961009B - 一种基于各向异性磁流变弹性体的频率/振幅可调的振子 - Google Patents

一种基于各向异性磁流变弹性体的频率/振幅可调的振子 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于各向异性磁流变弹性体的频率/振幅可调的振子。该振子是由各向异性磁流变弹性体、电磁线圈、硬硅胶填料、固定基座、销钉、旋转基座组成。所述固定基座与地面固定，旋转基座与地面铰链接，与地面形成旋转副，所述旋转基座上表面开有环形凹槽，电磁线圈固定在此凹槽中，所述各向异性磁流变弹性体在外加磁场强度为300Mt环境下制作而成，其铁磁性颗粒的体积分数为10％，聚氨酯基质的体积分数为90％，无任何添加剂，其链状取向为一段直线，所述固定基座上表面中心处开有凹槽，所述各向异性磁流变弹性体下端通过硬硅胶填料与此凹槽过盈配合，并通过销钉将各向异性磁流变弹性体下端、硬硅胶填料以及固定基座固定在一起。

Description

一种基于各向异性磁流变弹性体的频率/振幅可调的振子
技术领域
本发明涉及一种频率/振幅可调的振子，尤其是涉及一种基于各向异性磁流变弹性体的频率/振幅可调的振子。
背景技术
随着微型机电系统(Micro Electro Mechanical System：MEMS)研究的不断深入，在构成元件的微米量级的可控、可运动的微机系统中，在某些情况下(如微型机电系统用于医疗)，以目前的技术手段不能够对微机系统内部的能量传递进行实时有效的控制，在此情况下，最有效的手段就是利用在微机系统外部构成一个控制系统(外控系统)，该外控系统能够与微机系统通过某种联系(如：磁场)关联在一起，从而通过对外控系统的控制，进而对微机系统进行有效地控制。
为了满足某种特定的需求，进而设计出相关的微机系统，该微机系统的工作环境受到本身的限制，因此在某些恶劣的环境下丧失了其精度或功能，因此提高微机系统本身的适应性是刻不容缓的任务。
发明内容
为了解决以上所述的问题，本发明提供一种基于各向异性磁流变弹性体的频率/振幅可调的振子，该振子的振动频率/振幅能够受外部磁场快速、连续、可逆控制，并且具有较宽的工作温度范围(-40℃-150℃)。
为了有效的实现如上所述的功能，本发明一种基于各向异性磁流变弹性体的频率/振幅可调的振子是按如下方式来实现的：该振子是由各向异性磁流变弹性体，电磁线圈，硬硅胶填料，固定基座，销钉，旋转基座组成。固定基座与地面固定，旋转基座与地面铰链接，与地面形成旋转副，旋转基座上表面开有环形凹槽，电磁线圈固定在此凹槽中，各向异性磁流变弹性体在外加磁场强度为300Mt环境下制作而成，其铁磁性颗粒的体积分数为10％，聚氨酯基质的体积分数为90％，无任何添加剂，其链状取向为一段直线，固定基座上表面中心处开有凹槽，各向异性磁流变弹性体下端通过硬硅胶填料与此凹槽过盈配合，并通过销钉将各向异性磁流变弹性体下端、硬硅胶填料以及固定基座固定在一起。
本发明所述的一种基于各向异性磁流变弹性体的频率/振幅可调的振子的积极效果在于：该振子的振动频率/振幅能够受外部磁场快速、连续、可逆控制，由于各向异性磁流变弹性体是一种特殊的磁流变材料，因此也具有磁流变材料的一般特性，如工作温度范围可达到-40℃-150℃，使得振子的工作温度范围大大提高。
附图说明
图1为本发明一种基于各向异性磁流变弹性体的频率/振幅可调的振子的结构原理图。
图2为本发明一种基于各向异性磁流变弹性体的频率/振幅可调的振子磁场顺时针旋转时振子某一位置示意图。
图3为本发明一种基于各向异性磁流变弹性体的频率/振幅可调的振子磁场逆时针旋转时振子某一位置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明。
在图1中，本发明一种基于各向异性磁流变弹性体的频率/振幅可调的振子，该振子是由各向异性磁流变弹性体3、电磁线圈4、硬硅胶填料7、固定基座8、销钉9、旋转基座10组成。
固定基座8与地面固定，旋转基座10与地面铰链接，与地面形成旋转副1，旋转基座10上表面开有环形凹槽，电磁线圈4固定在此凹槽中，各向异性磁流变弹性体3在外加磁场强度为300Mt环境下制作而成，其铁磁性颗粒5的体积分数为10％，聚氨酯基质6的体积分数为90％，无任何添加剂，其链状取向为一段直线，固定基座8上表面中心处开有凹槽，各向异性磁流变弹性体3下端通过硬硅胶填料7与此凹槽过盈配合，并通过销钉9将各向异性磁流变弹性体3下端、硬硅胶填料7以及固定基座8固定在一起。
图2为本发明一种基于各向异性磁流变弹性体的频率/振幅可调的振子磁场顺时针旋转时振子某一位置示意图。
图3为本发明一种基于各向异性磁流变弹性体的频率/振幅可调的振子磁场逆时针旋转时振子某一位置示意图。
当电磁线圈4通电，在周围产生磁场2，当磁场2方向与各向异性磁流变弹性体3内部颗粒链的取向不一致时，各向异性磁流变弹性体3快速发生转动，最终使得颗粒链的取向与此时磁场2方向的取向一致，此时再转动旋转基座10，使得磁场2取向与颗粒链取向又不一致时，各向异性磁流变弹性体3又发生转动使得内部颗粒链的取向与磁场2方向一致(图2与图3)，进而对该振子的振动频率/振幅进行快速、连续、可逆控制，由于各向异性磁流变弹性体3是一种特殊的磁流变材料，因此也具有磁流变材料的一般特性，如工作温度范围可达到-40℃-150℃，使得振子的工作温度范围大大提高。

Claims (1)

1.一种基于各向异性磁流变弹性体的频率/振幅可调的振子，该振子是由各向异性磁流变弹性体(3)、电磁线圈(4)、硬硅胶填料(7)、固定基座(8)、销钉(9)、旋转基座(10)组成；所述固定基座(8)与地面固定，旋转基座(10)与地面铰链接，与地面形成旋转副(1)，所述旋转基座(10)上表面开有环形凹槽，电磁线圈(4)固定在此凹槽中，所述各向异性磁流变弹性体(3)在外加磁场强度为300Mt环境下制作而成，其铁磁性颗粒(5)的体积分数为10％，聚氨酯基质(6)的体积分数为90％，无任何添加剂，其链状取向为一段直线，所述固定基座(8)上表面中心处开有凹槽，所述各向异性磁流变弹性体(3)下端通过硬硅胶填料(7)与此凹槽过盈配合，并通过销钉(9)将各向异性磁流变弹性体(3)下端、硬硅胶填料(7)以及固定基座(8)固定在一起；
当电磁线圈(4)通电，在周围产生磁场(2)，当磁场(2)方向与各向异性磁流变弹性体(3)内部颗粒链的取向不一致时，各向异性磁流变弹性体(3)快速发生转动，最终使得颗粒链的取向与此时磁场(2)方向的取向一致，此时再转动旋转基座(10)，使得磁场(2)取向与颗粒链取向又不一致时，各向异性磁流变弹性体(3)又发生转动使得内部颗粒链的取向与磁场(2)方向一致，进而对该振子的振动频率/振幅进行快速、连续、可逆控制。
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