CN107339361B - 多维机械减震装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多维机械减震装置，包括第一缸筒、第一活塞总成和第一活塞杆，第一缸筒内部具有阻尼液，第一活塞总成设置于第一缸筒内部且与第一活塞杆连接，所述多维机械减震装置还包括第二缸筒、设置于第二缸筒中的第二活塞总成和与第二活塞总成连接的第二活塞杆，所述第一活塞总成具有容纳第二缸筒的容置腔，第二缸筒内部和外部具有油液，第二活塞杆的长度方向与所述第一活塞杆的长度方向相垂直，第二活塞杆伸出至所述第一缸筒的外部。本发明的多维机械减震装置，可实现纵向和横向的同时减震，从而用一个阻尼器代替了传统减震中横向和纵向都分别安装阻尼器的减震方法，可以减少成本。

Description

多维机械减震装置

技术领域

本发明属于阻尼器技术领域，具体的说，本发明涉及一种多维机械减震装置。

背景技术

目前，建筑物、汽车以及其他机械设备在工作中都承受振动激励，很多情况下激励都不是单向的，例如地震发生时地震波有纵波和横波，纵波产生纵向振动，横波产生横向激励；如果要实现建筑物减震，必须为在横向上和纵向上分别为建筑物安装阻尼器，这势必造成减震成本的提高。

现有技术中的阻尼器的设计一般有单向作用筒式阻尼器、双向作用筒式阻尼器、充气式阻尼器、阻力可调式阻尼器、电流变阻尼器和磁流变阻尼器等。其中双向作用筒式阻尼器结构复杂，所需零件较多。在防尘罩直径相同的情况下，双向作用筒式阻尼器的工作缸筒和活塞直径相对较小，工作效率也就相对较低。此外，对于充气式阻尼器虽然能够解决这一系列的问题，但是充气式阻尼器对于油封要求较高，充气工艺复杂，不能修理，以及当工作缸筒受到外界物体的冲击而产生变形时，阻尼器就不能工作。而普通的电流变阻尼器虽然能够解决这一系列的问题，但是功能过于单一，只能对于一个方向有阻尼作用。总的来说，为了解决这一系列的问题，同时考虑实用性和经济性，需要研究一种可靠的减震装置。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种多维机械减震装置，目的是实现在两个方向上产生阻尼作用。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：多维机械减震装置，包括第一缸筒、第一活塞总成和第一活塞杆，第一缸筒内部具有阻尼液，第一活塞总成设置于第一缸筒内部且与第一活塞杆连接，所述多维机械减震装置还包括第二缸筒、设置于第二缸筒中的第二活塞总成和与第二活塞总成连接的第二活塞杆，所述第一活塞总成具有容纳第二缸筒的容置腔，第二缸筒内部和外部具有油液，第二活塞杆的长度方向与所述第一活塞杆的长度方向相垂直，第二活塞杆伸出至所述第一缸筒的外部。

所述第一活塞总成与所述第一缸筒的侧壁之间的间隙可调。

所述第二活塞总成包括设置于所述第二活塞杆上的第二活塞本体以及设置于第二活塞本体上的伸张阀和流通阀。

所述第二缸筒内还设有压缩阀和补偿阀。

本发明的多维机械减震装置，可实现纵向和横向的同时减震，从而用一个阻尼器代替了传统减震中横向和纵向都分别安装阻尼器的减震方法，可以减少成本；同时，由于本发明的减震装置的可以同时提供纵向和横向阻尼作用，因此可以大大提高减震系统的稳定性，特别对于震动激励未知的系统更是如此；另外，本发明的减震装置的第一缸筒组成的纵向减震系统可以通过施加电流来增加其阻尼力，也可以通过驱动器减小阻尼通道来增加阻尼力，这两种方式都可以对阻尼器的阻尼力进行调节，从而可以使阻尼力调节系统更加方便可靠，即在一种调节系统失去作用时，另一个调节系统还可以工作，同时两种调节系统可以同时工作，这样可以使阻尼力的上升和下降速度加快，使阻尼器的工作性能变强。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本发明多维机械减震装置的结构示意图；

图2是缸筒内部结构示意图；

图3是第一缸筒的结构示意图；

图4是第一活塞总成的内部结构示意图

图中标记为：1、第一活塞杆；2、第一活塞总成；3、第一缸筒；31、第一侧壁；32、第二侧壁；33、第三侧壁；34、第四侧壁；35、第一端盖；36、第二端盖；4、第二活塞杆；5、第二活塞本体；6、伸张阀；7、压缩阀；8、滑动块；9、驱动器；10、补偿阀；11、流通阀；12、第二缸筒。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1至图4所示，本发明提供了一种多维机械减震装置，包括第一缸筒3、第一活塞总成2和第一活塞杆1。第一缸筒3为内部中空的筒体，第一缸筒3内部中空部分为储存有阻尼液的内腔体。第一活塞总成2设置于第一缸筒3的内腔体中，第一活塞杆1的一端插入第一缸筒3内与第一活塞总成2固定连接，第一活塞杆1的另一端伸出至第一缸筒3外。多维机械减震装置还包括第二缸筒12、设置于第二缸筒12中的第二活塞总成和与第二活塞总成连接的第二活塞杆4，第一活塞总成2具有容纳第二缸筒12的容置腔，第二缸筒12的内部和外部具有油液，第二活塞杆4的长度方向与第一活塞杆1的长度方向相垂直，第二活塞杆4伸出至第一缸筒3的外部。

具体的说，如图3所示，第一缸筒3为矩形结构的筒体，第一缸筒3包括第二端盖36、垂直设置于第二端盖36上且为沿周向依次设置的第一侧壁31、第二侧壁32、第三侧壁33和第四侧壁34以及与第二端盖36相对设置且将由第一侧壁31、第二侧壁32、第三侧壁33和第四侧壁34包围形成的开口封闭的第一端盖35，第一侧壁31和第三侧壁33为相对设置且两者相平行，第二侧壁32和第三侧壁33相对设置且两者相平行，第二侧壁32和第四侧壁34与第一侧壁31和第三侧壁33为垂直连接，第二端盖36和第一端盖35封闭第一缸筒3长度方向上的两端，第一活塞杆1并穿过第一端盖35后伸出至第一缸筒3的外部。如图2和图4所示，第一活塞总成2的长度方向与第一缸筒3的宽度方向相平行且与第二侧壁32和第四侧壁34的宽度方向相平行，第一活塞杆1的长度方向与第一缸筒3的长度方向相平行，第一活塞总成2的长度方向上的两端端面分别与第一侧壁31和第三侧壁33的内壁面贴合，第一活塞总成2与第二侧壁32和第四侧壁34之间具有间隙，该间隙形成让阻尼液通过的阻尼通道。由于形成的阻尼通道的开度较小，阻尼液在流经阻尼通道时，阻尼通道会产生阻尼效果。

如图2和图4所示，第一活塞总成2为内部中空的矩形块结构，第一活塞总成2内的容置腔为设置于第一活塞总成2的中心处的圆形腔体，第一活塞总成2的长度方向与第一活塞杆1的长度方向相垂直且与第二侧壁32和第四侧壁34的宽度方向相平行，第一活塞杆1是在第一活塞总成2的长度方向上的中间位置处与第一活塞总成2固定连接，第一活塞总成2的宽度方向与第一侧壁31的长度方向相平行，第一活塞总成2的厚度方向与第一活塞杆1的长度方向和第二侧壁32相垂直，第一活塞总成2上的与厚度方向相垂直的两个外壁面位于第二侧壁32和第四侧壁34之间且该两个外壁面与外侧的第二侧壁32和第四侧壁34之间分别具有间隙，该间隙即形成让阻尼液通过的阻尼通道。

第一缸筒3、第一活塞总成2和第一活塞杆1相配合形成一种电流变阻尼器，用于在第一方向上产生阻尼作用。第一缸筒3的内部有电流变液，第一端盖35和第二端盖36分别将第一缸筒3的一端封闭，而且第一端盖35的中心处具有让第一活塞杆1穿过的通孔。第一端盖35和第二端盖36需分别通电，而且两个端盖中，当其中一个端盖均匀分布正电荷时，另一端盖均匀分布负电荷，从而可以在第一缸筒3的内腔形成电场。当没有振动时，第一端盖35和第二端盖36不通电，电流变液可以自由流动；当有振动时，第一端盖35和第二端盖36通电，两个端盖形成的电场随振动强度改变电场强度，使电流变液变粘稠，流过第一活塞总成2时具有阻力，电流变液内部以及与第一缸筒3内壁的摩擦产生热能，进而消耗振动能量。

如图4所示，第二活塞总成包括固定设置于第二活塞杆4上的第二活塞本体5以及设置于第二活塞本体5上的伸张阀6和流通阀11。第二缸筒12插入第一活塞总成2的容置腔中，容置腔为圆形腔体，第二缸筒12与第二活塞总成2为固定连接，第二缸筒12为内部中空的筒体，第二缸筒12的外直径小于容置腔的内直径，第二缸筒12与容置腔为同轴设置，第二缸筒12的外圆面与容置腔中的内圆面之间形成容纳油液的储液腔，该储液腔与第二缸筒12的中空腔体连通。第二活塞本体5位于第二缸筒12的中空腔体中，第二活塞杆4的一端插入第二缸筒12中且与第二活塞本体5固定连接，第二活塞杆4的另一端伸出至第一活塞总成2和第一缸体3的外部。第二活塞杆4为圆柱形杆体，第二活塞杆4与第二活塞本体5为同轴设置。第二缸筒12的中空腔体内还设有压缩阀7和补偿阀10，压缩阀7和补偿阀10的位置位于第二缸筒12的同一端，第二活塞总成可在压缩阀7与第二缸筒12的另一端往复移动。第二活塞总成、第二活塞杆4、第二缸筒12、压缩阀7和补偿阀10以及第一活塞总成2相配合形成一个小的双向作用筒式减振器，从而使得本发明的多维机械减震装置能够在两个方向上产生阻尼力。

第一活塞总成2与第二缸筒12、第二活塞总成和第二活塞杆4相配合形成一种常规的筒式减振器，用于在第二方向上产生阻尼作用，第一方向和第二方向相垂直，当第一方向为纵向时，第二方向为横向。伸张阀6、流通阀11、压缩阀7和补偿阀10的结构如同本领域技术人员所公知的那样，在此不再赘述。如图4所示，流通阀11和补偿阀10是一般的单向阀，其弹簧很弱，当阀上的油压作用力与弹簧作用力同向时，阀处于关闭状态，完全不通液流；而当油压作用力与弹簧力反向时，只要有很小的油压，阀便能开启。压缩阀7和伸张阀6是卸载阀，其弹簧较强，预紧力较大，只有当油压升高到一定程度时，阀才能开启，而当油压降低到一定程度时，阀自动关闭。当第二活塞总成朝向靠近压缩阀7和补偿阀10的方向移动时，第二缸筒12的中空腔体内的部分油液会推开压缩阀7，流回储液腔中。当第二活塞总成朝向远离压缩阀7和补偿阀10的方向移动时，储液腔中的油液会推开补偿阀10而流入第二缸体的中空腔体中。

作为优选的，第二侧壁32和第四侧壁34之间的垂直距离可调，以实现第一活塞总成2与第一缸筒3的侧壁之间的间隙的调节，进而实现阻尼通道开度大小的调节。如图1至图3所示，第二侧壁32和第四侧壁34与第一侧壁31和第三侧壁33为滑动连接，第一缸筒3上设有用于提供使第二侧壁32和第四侧壁34进行移动的驱动力的驱动器9，第二侧壁32和第四侧壁34分别与至少一个驱动器9相连接，驱动器9可设置于第一缸筒3的第一侧壁31或第三侧壁33上。驱动器9为可伸缩的构件，驱动器9具有距离可调节的两端部，第二侧壁32和第四侧壁34分别与至少一个驱动器9的一端部相连接，第一侧壁31或第三侧壁33与驱动器9的另一端固定连接。当与第二侧壁32和第四侧壁34相连接的驱动器9伸长时，可以推动第二侧壁32和第四侧壁34朝向远离第一活塞总成2的方向进行移动，使得阻尼通道增大，从而减小了油液流动阻力；当与第二侧壁32和第四侧壁34相连接的驱动器9收缩时，可以拉动第二侧壁32和第四侧壁34朝向靠近第一活塞总成2的方向进行移动，使得阻尼通道减小，从而增大了油液流动阻力。驱动器9可以为液压缸、气缸或电动伸缩杆中的一种。

如图3所示，本发明的多维机械减震装置还包括可移动的设置于第一缸筒3上且与第二活塞杆4连接的滑动块8，第二活塞杆4的长度方向与第一活塞总成2的移动方向相垂直。滑动块8为可移动的设置于第一侧壁31的内部，第一侧壁31的内部设有容纳滑动块8的滑槽，滑动块8的移动方向与第一缸筒3的长度方向相平行，滑动块8与第一侧壁31之间密封。滑动块8上设有让第二活塞杆4穿过的通孔，第二活塞杆4穿过滑动块8和第一侧壁31后向第一缸筒3的外部伸出，第二活塞杆4并与滑动块8为固定连接。在第一活塞总成2进行移动时，能够带动第二活塞杆4和滑动块8同步移动。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.多维机械减震装置，包括第一缸筒、第一活塞总成和第一活塞杆，第一缸筒内部具有阻尼液，第一活塞总成设置于第一缸筒内部且与第一活塞杆连接，其特征在于：所述多维机械减震装置还包括第二缸筒、设置于第二缸筒中的第二活塞总成和与第二活塞总成连接的第二活塞杆，所述第一活塞总成具有容纳第二缸筒的容置腔，第二缸筒内部和外部具有油液，第二活塞杆的长度方向与所述第一活塞杆的长度方向相垂直，第二活塞杆伸出至所述第一缸筒的外部；

第一缸筒包括第二端盖、垂直设置于第二端盖上且为沿周向依次设置的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁以及与第二端盖相对设置且将由第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁包围形成的开口封闭的第一端盖，第一活塞总成的长度方向上的两端端面分别与第一侧壁和第三侧壁的内壁面贴合，第一活塞总成与第二侧壁和第四侧壁之间具有间隙，该间隙形成让阻尼液通过的阻尼通道。

2.根据权利要求1所述的多维机械减震装置，其特征在于：所述第一活塞总成与所述第一缸筒的侧壁之间的间隙可调。

3.根据权利要求1或2所述的多维机械减震装置，其特征在于：所述第二活塞总成包括设置于所述第二活塞杆上的第二活塞本体以及设置于第二活塞本体上的伸张阀和流通阀。

4.根据权利要求3所述的多维机械减震装置，其特征在于：所述第二缸筒内还设有压缩阀和补偿阀。