CN108547908B - 一种多缸筒联动的内绕式磁流变阻尼器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多缸筒联动的内绕式磁流变阻尼器，包括阻尼器外缸筒、设置在阻尼器外缸筒内的分支缸筒以及安装在分支缸筒内的推杆组成，所述阻尼器外缸筒内壁上连接导磁内套筒，分支缸筒的数量至少为两个，分支缸筒之间设有固定柱，在分支缸筒内部均设置有一根推杆，推杆右端连接活塞头，活塞头上加工有绕线槽，在活塞头的绕线槽内缠绕有电磁线圈，推杆左端均连接在支撑架上，支撑架左端中部与活塞杆右端连接，活塞杆左端穿出阻尼器左端盖螺纹固定连接左吊耳；在电磁线圈通入电流时，通过调节电磁线圈中电流大小，可改变磁流变液的屈服应力，达到所需的输出阻尼力，多个分支缸筒共同作用，提高该内绕式磁流变阻尼器的输出阻尼力。

Description

一种多缸筒联动的内绕式磁流变阻尼器
技术领域
本发明涉及一种磁流变阻尼器，更具体地说，它涉及一种多缸筒联动的内绕式磁流变阻尼器。
背景技术
磁流变阻尼器是基于磁流变液可控特性的一种新型半主动阻尼器件，该阻尼器件可对运动产生阻力，并用来耗散运动的能量；在其工作范围内拥有响应速度快、结构简单、体积小、容易控制和能耗低等优点；是一种理想的隔振、抗震装置；在建筑、机械、军工等方面具有广泛应用前景。
传统的弹簧阻尼器被用于各种减振场合，但随着人们对减振效果的要求越来越高，弹簧阻尼器所起到的减振效果逐渐不能被人们所满意。磁流变液的问世促进了磁流变阻尼器的发展，其在减振方面的优异表现获得了人们的好评。当磁流变阻尼器应用于各种场合时，其工作时测得的各项试验数据为优化阻尼器工作性能，研究阻尼器自身特性提供了很好的依据。被控对象振动时，控制器根据传感器检测到的被控对象主体与承载体之间的相对振动状况做出相应的分析和决策，并产生一控制电压作用于磁流变阻尼器的电流驱动器，通过电流驱动器给励磁线圈加载一驱动电流，调节励磁线圈的磁场强度，从而在毫秒级时间内改变位于阻尼器阻尼通道中的磁流变液的屈服应力大小，达到调节磁流变阻尼器阻尼的目的，实现对被控对象振动的半主动阻尼减振。在这个闭环的半主动阻尼减振控制系统中，一个重要的输出量就是磁流变阻尼器的缸筒和活塞之间的相对位移。
现有基于磁流变阻尼器的半主动减振系统中，传统的磁流变阻尼器活塞头缠绕的励磁线圈只有一个，磁流变阻尼器的性能很大程度上依赖于产生磁场的励磁线圈。当励磁线圈损坏或者断电时，就不会产生磁场，导致阻尼力完全失效。因此有必要设计一种可提高阻尼力和失效安全性的磁流变阻尼器。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种多缸筒联动的内绕式磁流变阻尼器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种多缸筒联动的内绕式磁流变阻尼器，包括阻尼器外缸筒、设置在阻尼器外缸筒内的分支缸筒以及安装在分支缸筒内的推杆组成，所述阻尼器外缸筒内壁上连接导磁内套筒，分支缸筒的数量至少为两个，分支缸筒之间设有固定柱，在分支缸筒内部均设置有一根推杆，推杆上固定连接有密封塞和活塞头，密封塞上连接有密封垫，且密封垫与分支缸筒内壁相抵，推杆右端连接活塞头，活塞头上加工有绕线槽，在活塞头的绕线槽内缠绕有电磁线圈，推杆左端均连接在支撑架上，支撑架左端中部与活塞杆右端连接，活塞杆左端穿出阻尼器左端盖螺纹固定连接左吊耳，活塞头右端的分支缸筒内固定有缓冲蓄力器，在缓冲蓄力器和活塞头之间的分支缸筒内设为磁流变液容腔Ⅱ，分支缸筒侧壁上开设有导流孔，磁流变液容腔Ⅱ通过导流孔连通固定柱右端的集液腔，固定柱中部设有节流孔，磁流变液容腔Ⅱ通过节流孔与导磁内套筒左端内部的磁流变液容腔Ⅰ连通，所述活塞头为10号钢导磁材料，活塞头内嵌入有永磁铁并产生的磁力线穿过活塞头形成闭合回路；分支缸筒内部的电磁线圈相互并联接入电源线连接的回路中。
进一步，所述导磁内套筒为沿阻尼器外缸筒内壁设置的厚度为15-30mm的10号钢导磁材料制作。
进一步，所述分支缸筒的数量为四个且呈十字状分布。
进一步，所述电磁线圈的引线穿过推杆内部的引线槽与活塞杆的引线槽内的电源线相连接。
进一步，所述阻尼器左端盖通过螺钉间隙配合连接阻尼器外缸筒并通过密封圈进行密封，阻尼器左端盖中部加工有圆形通孔，活塞杆与阻尼器左端盖圆形通孔内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封。
进一步，所述阻尼器外缸筒右端通过螺钉间隙配合连接阻尼器右端盖并通过密封圈进行密封，阻尼器右端盖右端中部螺纹固定连接右吊耳。
进一步，所述固定柱左端连接支撑座，支撑座与支撑架之间连接弹簧。
综上所述，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
在电磁线圈通入电流时，电磁线圈因电磁效应产生的磁力线通过并垂直于混合液流通道，并与永磁铁形成双作用磁场。由于磁场作用，混合液流通道处的磁流变液其粘度会增大，屈服应力增强。磁流变液流过该混合液流通道，需克服这种链状排列的分子间的力，从而增大磁流变阻尼器的粘滞阻尼力。通过调节电磁线圈中电流大小，可改变磁流变液的屈服应力，达到所需的输出阻尼力，多个分支缸筒共同作用，提高该内绕式磁流变阻尼器的输出阻尼力，提高阻尼力和失效安全性。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中分支缸筒的结构示意图。
图3为本发明中推杆的结构示意图。
附图标记：1-左吊耳、2-活塞杆、3-阻尼器左端盖、4-阻尼器外缸筒、5-导磁内套筒、6-密封塞、7-推杆、8-电磁线圈、9-活塞头、10-缓冲蓄力器、11-阻尼器右端盖、12-右吊耳、13-集液腔、14-导流孔、15-分支缸筒、16-固定柱、17-节流孔、18-密封垫、19-支撑座、20-弹簧、21-支撑架、22-密封圈、23-电源线、24-磁流变液容腔Ⅰ、25-磁流变液容腔Ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
参见图1-3，一种多缸筒联动的内绕式磁流变阻尼器，包括阻尼器外缸筒4、设置在阻尼器外缸筒4内的分支缸筒15以及安装在分支缸筒15内的推杆7组成，所述阻尼器外缸筒4内壁上连接导磁内套筒5，导磁内套筒5为沿阻尼器外缸筒4内壁设置的厚度为15-30mm的10号钢导磁材料制作，分支缸筒15的数量至少为两个，在本实施例中，分支缸筒15的数量为四个且呈十字状分布，分支缸筒15之间设有固定柱16，在分支缸筒15内部均设置有一根推杆7，推杆7右端连接活塞头9，活塞头9上加工有绕线槽，在活塞头6的绕线槽内缠绕有电磁线圈8；电磁线圈8的引线穿过推杆7内部的引线槽与活塞杆2的引线槽内的电源线23相连接。
所述推杆7左端均连接在支撑架21上，支撑架21左端中部与活塞杆2右端连接，活塞杆2左端穿出阻尼器左端盖3螺纹固定连接左吊耳1，阻尼器左端盖3通过螺钉间隙配合连接阻尼器外缸筒4并通过密封圈进行密封，阻尼器左端盖3中部加工有圆形通孔，活塞杆2与阻尼器左端盖3圆形通孔内表面间隙配合，并通过密封圈22进行密封。
所述阻尼器外缸筒4右端通过螺钉间隙配合连接阻尼器右端盖11并通过密封圈进行密封，阻尼器右端盖11右端中部螺纹固定连接右吊耳12。
在分支缸筒15内部的推杆7上固定连接有密封塞6和活塞头9，密封塞6上连接有密封垫18，且密封垫18与分支缸筒15内壁相抵，活塞头9固定在的推杆7右端，活塞头9右端的分支缸筒15内固定有缓冲蓄力器10，在缓冲蓄力器10和活塞头9之间的分支缸筒15内设为磁流变液容腔Ⅱ25，分支缸筒15侧壁上开设有导流孔14，磁流变液容腔Ⅱ25通过导流孔14连通固定柱16右端的集液腔13，固定柱16中部设有节流孔17，磁流变液容腔Ⅱ25通过节流孔17与导磁内套筒5左端内部的磁流变液容腔Ⅰ24连通，磁流变液为含有大量直径在3-10μm磁性粒子的电磁液。
优选的，在本实施例中，固定柱16左端连接支撑座19，支撑座19与支撑架21之间连接弹簧20，在活塞杆2推动支撑架21滑动时，压缩弹簧20进行缓冲蓄能，提高该内绕式磁流变阻尼器的输出阻尼力。
优选的，活塞头9为10号钢导磁材料，活塞头9内嵌入有永磁铁并产生的磁力线穿过活塞头9形成闭合回路。
优选的，在本实施例中，分支缸筒15内部的电磁线圈8相互并联接入电源线23连接的回路中，在电磁线圈8不通入电流时，永磁铁产生的磁力线通过并垂直于混合液流通道。当电磁线圈8通入电流时，电磁线圈8因电磁效应产生的磁力线通过并垂直于混合液流通道，并与永磁铁形成双作用磁场。由于磁场作用，混合液流通道处的磁流变液其粘度会增大，屈服应力增强。磁流变液流过该混合液流通道，需克服这种链状排列的分子间的力，从而增大磁流变阻尼器的粘滞阻尼力。通过调节电磁线圈8中电流大小，可改变磁流变液的屈服应力，达到所需的输出阻尼力，多个分支缸筒15共同作用，提高该内绕式磁流变阻尼器的输出阻尼力。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，仅是本发明的优选实施方式。本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多缸筒联动的内绕式磁流变阻尼器，包括阻尼器外缸筒(4)、设置在阻尼器外缸筒(4)内的分支缸筒(15)以及安装在分支缸筒(15)内的推杆(7)组成，其特征在于，所述阻尼器外缸筒(4)内壁上连接导磁内套筒(5)，分支缸筒(15)的数量至少为两个，分支缸筒(15)之间设有固定柱(16)，在分支缸筒(15)内部均设置有一根推杆(7)，推杆(7)上固定连接有密封塞(6)和活塞头(9)，密封塞(6)上连接有密封垫(18)，且密封垫(18)与分支缸筒(15)内壁相抵，推杆(7)右端连接活塞头(9)，活塞头(9)上加工有绕线槽，在活塞头(6)的绕线槽内缠绕有电磁线圈(8)，推杆(7)左端均连接在支撑架(21)上，支撑架(21)左端中部与活塞杆(2)右端连接，活塞杆(2)左端穿出阻尼器左端盖(3)螺纹固定连接左吊耳(1)，活塞头(9)右端的分支缸筒(15)内固定有缓冲蓄力器(10)，在缓冲蓄力器(10)和活塞头(9)之间的分支缸筒(15)内设为磁流变液容腔Ⅱ(25)，分支缸筒(15)侧壁上开设有导流孔(14)，磁流变液容腔Ⅱ(25)通过导流孔(14)连通固定柱(16)右端的集液腔(13)，固定柱(16)中部设有节流孔(17)，磁流变液容腔Ⅱ(25)通过节流孔(17)与导磁内套筒(5)左端内部的磁流变液容腔Ⅰ(24)连通，所述活塞头(9)为10号钢导磁材料，活塞头(9)内嵌入有永磁铁并产生的磁力线穿过活塞头(9)形成闭合回路；分支缸筒(15)内部的电磁线圈(8)相互并联接入电源线(23)连接的回路中。
2.根据权利要求1所述的一种多缸筒联动的内绕式磁流变阻尼器，其特征在于，所述导磁内套筒(5)为沿阻尼器外缸筒(4)内壁设置的厚度为15-30mm的10号钢导磁材料制作。
3.根据权利要求1所述的一种多缸筒联动的内绕式磁流变阻尼器，其特征在于，所述分支缸筒(15)的数量为四个且呈十字状分布。
4.根据权利要求1所述的一种多缸筒联动的内绕式磁流变阻尼器，其特征在于，所述电磁线圈(8)的引线穿过推杆(7)内部的引线槽与活塞杆(2)的引线槽内的电源线(23)相连接。
5.根据权利要求4所述的一种多缸筒联动的内绕式磁流变阻尼器，其特征在于，所述阻尼器左端盖(3)通过螺钉间隙配合连接阻尼器外缸筒(4)并通过密封圈进行密封，阻尼器左端盖(3)中部加工有圆形通孔，活塞杆(2)与阻尼器左端盖(3)圆形通孔内表面间隙配合，并通过密封圈(22)进行密封。
6.根据权利要求5所述的一种多缸筒联动的内绕式磁流变阻尼器，其特征在于，所述阻尼器外缸筒(4)右端通过螺钉间隙配合连接阻尼器右端盖(11)并通过密封圈进行密封，阻尼器右端盖(11)右端中部螺纹固定连接右吊耳(12)。
7.根据权利要求1所述的一种多缸筒联动的内绕式磁流变阻尼器，其特征在于，所述固定柱(16)左端连接支撑座(19)，支撑座(19)与支撑架(21)之间连接弹簧(20)。
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