CN110953286B - 刚度和阻尼可调式磁性液体减振器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种刚度和阻尼可调式磁性液体减振器，所述刚度和阻尼可调式磁性液体减振器包括壳体、惯性质量块、上部磁性液体、上部通液道、第一进液通道、第一出液通道、第一储液箱、第一蠕动泵、第一储液箱磁性液体、第一永磁体、下部磁性液体、下部通液道、第二永磁体、第二储液箱、第二蠕动泵、第二储液箱磁性液体、第二出液通道、第二进液通道。当外界振动时，通过控制作用于惯性质量块两个表面上的磁性液体质量，可以实现对刚度和阻尼的调节，从而可以解决相关技术中存在的磁性液体减振器无法对刚度和阻尼进行有效调节的技术问题。

Description

刚度和阻尼可调式磁性液体减振器
技术领域
本发明涉及机械工程振动技术领域，尤其是涉及一种刚度和阻尼可调式磁性液体减振器。
背景技术
相关技术中，磁性液体减振器对惯性力的敏感度较高，结构简单、体积小，非常适合于大型航天器长直物体的低频率、小振幅的减振，如空间站的太阳能帆板、天线等，同时，其在地面上也具有广阔的应用前景，如长达百米的大功率天线的减振，精密天平的减振等等。然而现有磁性液体减振器大多为被动减振方式，减振器的刚度和阻尼都不具有可调性，对外界的频率和振幅发生较大变化的随机振动的抑振性能不高。
目前工程人员比较易于想到的采用电磁铁替代永磁体的方式实现磁性液体减振器的主动控制，然而，由于电磁铁的磁场强度不强，长时间工作发热等问题都制约了磁性液体减振器的发展，因此急需对磁性液体减振器的结构进行重新设计和改进，使其能够在实际工程中得到应用。
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，本发明的一个目的在于提出一种刚度和阻尼可调式磁性液体减振器，所述减振器的刚度和阻尼可调，从而可以解决相关技术中磁性液体减振器无法实现刚度和阻尼的调节，使其无法根据振动情况进行主动控制，在工程实际中的应用受限的技术问题。
根据本发明实施例的刚度和阻尼可调式磁性液体减振器，该减振器包括壳体、惯性质量块、上部磁性液体、上部通液道、第一进液通道、第一出液通道、第一储液箱、第一蠕动泵、第一储液箱磁性液体、第一永磁体、下部磁性液体、下部通液道、第二永磁体、第二储液箱、第二蠕动泵、第二储液箱磁性液体、第二出液通道以及第二进液通道；所述壳体的上表面内侧安装有第一永磁体，壳体的下表面内侧安装有第二永磁体；所述壳体的上表面加工有上部通液道，壳体的下表面加工有下部通液道；在壳体上表面的外侧安装有第一储液箱，在壳体下表面的外侧安装有第二储液箱；在第一储液箱上加工有与上部通液道数量相同的通孔，在第二储液箱上加工有与下部通液道数量相同的通孔；在第一储液箱内部注入第一储液箱磁性液体，在第二储液箱内部注入第二储液箱磁性液体；在第一永磁体上注入上部磁性液体，在第二永磁体上注入下部磁性液体，将惯性质量块悬浮于第一永磁体和第二永磁体之间；第一蠕动泵和第二蠕动泵都独立位于壳体的外部，第一蠕动泵和第二蠕动泵均与壳体无连接；第一蠕动泵的泵管进口为第一进液通道，第一蠕动泵的泵管出口为第一出液通道，泵管的数量和上部通液道的数量相同；第一进液通道和上部通液道相连接，在接口处进行密封，第一出液通道和第一储液箱上的通孔相连接，接口处进行密封，并且第一出液通道的末端与第一储液箱的底部相接触；第二蠕动泵的泵管进口为第二进液通道，第二蠕动泵的泵管出口为第二出液通道，泵管的数量和下部通液道的数量相同；第二进液通道和下部通液道相连接，在接口处进行密封，第二出液通道和第二储液箱上的通孔相连接，接口处进行密封，并且第二出液通道的末端与第二储液箱的底部相接触；所述上部通液道在壳体上表面紧贴上永磁体的圆柱面进行分布，数量为1～10个，当第一蠕动泵正向启动时，第一储液箱内部的第一储液箱磁性液体被第一蠕动泵从第一出液通道内抽出，经过第一蠕动泵，第一进液通道和上部通液道流入上部磁性液体中，造成上部磁性液体的质量增加，使作用于惯性质量块上表面的悬浮力增大；当第一蠕动泵反向启动时，上部磁性液体被第一蠕动泵从上部通液道抽出，从第一进液通道经过第一蠕动泵和第一出液通道流入第一储液箱并汇入第一储液箱磁性液体中，造成上部磁性液体的质量减小，使作用于惯性质量块上表面的悬浮力减小；所述下部通液道在壳体下表面紧贴下永磁体的圆柱面进行分布，数量为1～10个，当第二蠕动泵正向启动时，第二储液箱内部的第二储液箱磁性液体被第二蠕动泵从第二出液通道内抽出，经过第二蠕动泵，第二进液通道和下部通液道流入下部磁性液体中，造成下部磁性液体的质量增加，使作用于惯性质量块下表面的悬浮力增大；当第二蠕动泵反向启动时，下部磁性液体被第二蠕动泵从下部通液道抽出，从第二进液通道经过第二蠕动泵和第二出液通道流入第二储液箱并汇入第二储液箱磁性液体中，造成下部磁性液体的质量减小，使作用于惯性质量块下表面的悬浮力减小。
根据本发明实施例的刚度和阻尼可调式磁性液体减振器，该减振器包括壳体、惯性质量块、上部磁性液体、上部通液道、第一进液通道、第一出液通道、第一储液箱、第一蠕动泵、第一储液箱磁性液体、第一永磁体、下部磁性液体、下部通液道、第二永磁体、第二储液箱、第二蠕动泵、第二储液箱磁性液体、第二出液通道、第二进液通道。当外界振动时，通过控制作用于惯性质量块两个表面上的磁性液体质量，可以实现对刚度和阻尼的调节，从而可以解决相关技术中存在的磁性液体减振器无法对刚度和阻尼进行有效调节的技术问题。
另外，根据本发明上述实施例的刚度和阻尼可调式磁性液体减振器还具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一些实施例，所述的第一储液箱磁性液体和上部磁性液体为同一种磁性液体，所述的下部磁性液体和第二储液箱磁性液体为同一种磁性液体。
在本发明的一些可选的实施例中，第一储液箱与第一永磁体之间的壁面厚度小于等于2mm，使第一永磁体对第一储液箱内部的第一储液箱磁性液体的磁吸力始终大于重力；第二储液箱与第二永磁体之间的壁面厚度小于等于2mm，使第二永磁体对第二储液箱内部的第二储液箱磁性液体的磁吸力始终大于重力。
根据本发明的一些实施例，所述的壳体、第一储液箱、第二储液箱和惯性质量块均为非导磁性材料。
根据本发明的一些实施例，所述惯性质量块的上表面加工有一个锥形槽，且所述锥形槽的顶角角度大于150度。
根据本发明的一些实施例，所述第一永磁体采用胶粘或螺钉连接的方式固定在壳体的上表面内侧；所述第二永磁体采用胶粘或螺钉连接的方式固定在壳体的下表面内侧。
根据本发明的一些实施例，所述上部通液道设于所述壳体的上表面内侧且向下延伸；所述下部通液道设于所述壳体的下表面内侧且向上延伸。
根据本发明的一些实施例，在工作前，先将所述第一蠕动泵和所述第二蠕动泵正向启动，直至所述第一蠕动泵和所述第二蠕动泵管道内的空气全被排出并充满磁性液体。
根据本发明实施例的刚度和阻尼可调式磁性液体减振器和已有技术相比所具有的有益效果如下：其一，利用蠕动泵的泵吸作用，能够精确控制作用于惯性质量块两个表面上的磁性液体质量，实现了对磁性液体减振器的刚度和阻尼的调节，达到了主动控制的目的；其二，可以在工作区域磁性液体有损耗的情况下进行补充，提高了磁性液体减振器的性能稳定性，增加了磁性液体减振器的寿命；其三，第一储液箱和第二储液箱内的磁性液体分别由于第一永磁体和第二永磁体的磁吸力作用，可以抵抗重力，并且可以防止在失重环境下的飘逸问题。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的刚度和阻尼可调式磁性液体减振器的一个示意图的剖面图。
附图标记：
刚度和阻尼可调式磁性液体减振器100、壳体1、惯性质量块2、上部磁性液体3、上部通液道4、第一进液通道5、第一出液通道6、第一储液箱7、第一蠕动泵8、第一储液箱磁性液体9、第一永磁体10、下部磁性液体11、下部通液道12、第二永磁体13、第二储液箱14、第二蠕动泵15、第二储液箱磁性液体16、第二出液通道17、第二进液通道18。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
相关技术中，例如对比文献1(公开号CN102032304A的申请专利)、对比文献2(公开号CN104074903A的申请专利)、对比文献3(公开号CN102042359A的申请专利)、对比文献4(公开号CN102494070A)、对比文献5(公开号JP11-230255A)、对比文献6(公开号CN103122965A)和对比文献7(公开号JP11-223247A的申请专利)所述的专利均属于被动减振方式。
下面参考附图描述根据本发明实施例的刚度和阻尼可调式磁性液体减振器100。根据本发明实施例的刚度和阻尼可调式磁性液体减振器100，该减振器包括壳体1、惯性质量块2、上部磁性液体3、上部通液道4、第一进液通道5、第一出液通道6、第一储液箱7、第一蠕动泵8、第一储液箱磁性液体9、第一永磁体10、下部磁性液体11、下部通液道12、第二永磁体13、第二储液箱14、第二蠕动泵15、第二储液箱磁性液体16、第二出液通道17以及第二进液通道18。
所述壳体1的上表面内侧安装有第一永磁体10，壳体1的下表面内侧安装有第二永磁体13；所述壳体1的上表面加工有上部通液道4，壳体1的下表面加工有下部通液道12；在壳体1上表面的外侧安装有第一储液箱7，在壳体1下表面的外侧安装有第二储液箱14；在第一储液箱7上加工有与上部通液道4数量相同的通孔，在第二储液箱14上加工有与下部通液道12数量相同的通孔；在第一储液箱7内部注入第一储液箱磁性液体9，在第二储液箱14内部注入第二储液箱磁性液体16。
在第一永磁体10上注入上部磁性液体3，在第二永磁体13上注入下部磁性液体11，将惯性质量块2悬浮于第一永磁体10和第二永磁体13之间。
第一蠕动泵8和第二蠕动泵15都独立位于壳体1的外部，第一蠕动泵8和第二蠕动泵15均与壳体1无连接；第一蠕动泵8的泵管进口为第一进液通道5，第一蠕动泵8的泵管出口为第一出液通道6，泵管的数量和上部通液道4的数量相同；第一进液通道5和上部通液道4相连接，在接口处进行密封，第一出液通道6和第一储液箱7上的通孔相连接，接口处进行密封，并且第一出液通道6的末端与第一储液箱7的底部相接触。第二蠕动泵15的泵管进口为第二进液通道18，第二蠕动泵15的泵管出口为第二出液通道17，泵管的数量和下部通液道12的数量相同；第二进液通道18和下部通液道12相连接，在接口处进行密封，第二出液通道17和第二储液箱14上的通孔相连接，接口处进行密封，并且第二出液通道17的末端与第二储液箱14的底部相接触。
所述上部通液道4在壳体1上表面紧贴上永磁体10的圆柱面进行分布，例如，在本发明的一些可选的实施例中，所述上部通液道4的数量可以为1～10个，当第一蠕动泵8正向启动时，第一储液箱7内部的第一储液箱磁性液体9被第一蠕动泵8从第一出液通道6内抽出，经过第一蠕动泵8，第一进液通道5和上部通液道4流入上部磁性液体3中，造成上部磁性液体3的质量增加，使作用于惯性质量块2上表面的悬浮力增大；当第一蠕动泵8反向启动时，上部磁性液体3被第一蠕动泵8从上部通液道4抽出，从第一进液通道5经过第一蠕动泵8和第一出液通道6流入第一储液箱7并汇入第一储液箱磁性液体9中，造成上部磁性液体3的质量减小，使作用于惯性质量块2上表面的悬浮力减小。
所述下部通液道12在壳体1下表面紧贴下永磁体13的圆柱面进行分布，例如，在本发明的一些可选的实施例中，所述下部通液道12的数量可以为1～10个，当第二蠕动泵15正向启动时，第二储液箱14内部的第二储液箱磁性液体16被第二蠕动泵15从第二出液通道17内抽出，经过第二蠕动泵15，第二进液通道18和下部通液道12流入下部磁性液体11中，造成下部磁性液体11的质量增加，使作用于惯性质量块2下表面的悬浮力增大；当第二蠕动泵15反向启动时，下部磁性液体11被第二蠕动泵15从下部通液道12抽出，从第二进液通道18经过第二蠕动泵15和第二出液通道17流入第二储液箱14并汇入第二储液箱磁性液体16中，造成下部磁性液体11的质量减小，使作用于惯性质量块2下表面的悬浮力减小。
根据本发明实施例的刚度和阻尼可调式磁性液体减振器100，该减振器包括壳体1、惯性质量块2、上部磁性液体3、上部通液道4、第一进液通道5、第一出液通道6、第一储液箱7、第一蠕动泵8、第一储液箱磁性液体9、第一永磁体10、下部磁性液体11、下部通液道12、第二永磁体13、第二储液箱14、第二蠕动泵15、第二储液箱磁性液体16、第二出液通道17、第二进液通道18。当外界振动时，通过控制作用于惯性质量块2两个表面上的磁性液体质量，可以实现对刚度和阻尼的调节，从而可以解决相关技术中存在的磁性液体减振器无法对刚度和阻尼进行有效调节的技术问题。
根据本发明的一些实施例，所述的第一储液箱磁性液体9和上部磁性液体3为同一种磁性液体，所述的下部磁性液体11和第二储液箱磁性液体16为同一种磁性液体。
例如，在本发明的一些可选的实施例中，所述的第一储液箱磁性液体9、上部磁性液体3、所述的下部磁性液体11和第二储液箱磁性液体16均可以为同一种磁性液体。
当然，本发明不限于此，在本发明的一些可选的实施例中，所述的第一储液箱磁性液体9(上部磁性液体3)与所述的下部磁性液体11(第二储液箱磁性液体16)也可以为不同种类的磁性液体。
在本发明的一些可选的实施例中，第一储液箱7与第一永磁体10之间的壁面厚度小于等于2mm，使第一永磁体10对第一储液箱7内部的第一储液箱磁性液体9的磁吸力始终大于重力。第二储液箱14与第二永磁体13之间的壁面厚度小于等于2mm，使第二永磁体13对第二储液箱14内部的第二储液箱磁性液体16的磁吸力始终大于重力。
例如，参照图1，壳体1的位于第一储液箱7与第一永磁体10之间的壁面厚度可以小于等于2mm，这样有利于使第一永磁体10对第一储液箱7内部的第一储液箱磁性液体9的磁吸力始终大于重力。壳体1的位于第二储液箱14与第二永磁体13之间的壁面厚度可以小于等于2mm，这样有利于使第二永磁体13对第二储液箱14内部的第二储液箱磁性液体16的磁吸力始终大于重力。
根据本发明的一些实施例，所述的壳体1、第一储液箱7、第二储液箱14和惯性质量块2均为非导磁性材料。
例如，在本发明的一些可选的实施例中，所述的非导磁性材料可以选用铜、铝、不导磁的不锈钢或非金属材料。所述的非导磁性材料可以根据需要而适应性设置。
根据本发明的一些实施例，所述惯性质量块2的上表面加工有一个锥形槽，且所述锥形槽的顶角角度大于150度。其中，所述锥形槽的作用是在外界振动的影响下，当惯性质量块2偏离中心位置时，上部磁性液体3将提供惯性质量块2沿水平方向的悬浮力，该悬浮力决定了减振器100的刚度大小。
根据本发明的一些实施例，所述第一永磁体10采用胶粘或螺钉连接的方式固定在壳体1的上表面内侧；所述第二永磁体13采用胶粘或螺钉连接的方式固定在壳体1的下表面内侧。由此，通过胶粘或螺钉连接的方式易于实现第一永磁体10和第二永磁体13在壳体1上的装配。
根据本发明的一些实施例，所述上部通液道4设于所述壳体1的上表面内侧且向下延伸；所述下部通液道12设于所述壳体1的下表面内侧且向上延伸。例如，所述上部通液道4可以设于所述壳体1的上表面内侧，并且所述上部通液道4可以向下延伸；所述下部通液道12可以设于所述壳体1的下表面内侧，并且所述下部通液道12可以向上延伸。
根据本发明的一些实施例，在工作前，先将所述第一蠕动泵8和所述第二蠕动泵15正向启动，直至所述第一蠕动泵8和所述第二蠕动泵15管道内的空气全被排出并充满磁性液体。
根据本发明实施例的刚度和阻尼可调式磁性液体减振器，属于机械工程振动领域。可以解决现有磁性液体减振器无法对刚度和阻尼进行有效调节的难题。根据本发明实施例的刚度和阻尼可调式磁性液体减振器100，如图1，该减振器包括壳体1、惯性质量块2、上部磁性液体3、上部通液道4、第一进液通道5、第一出液通道6、第一储液箱7、第一蠕动泵8、第一储液箱磁性液体9、第一永磁体10、下部磁性液体11、下部通液道12、第二永磁体13、第二储液箱14、第二蠕动泵15、第二储液箱磁性液体16、第二出液通道17、第二进液通道18，当外界振动时，通过控制作用于惯性质量块2两个表面上的磁性液体质量，实现了对刚度和阻尼的调节。
根据本发明实施例的刚度和阻尼可调式磁性液体减振器100和已有技术相比所具有的有益效果如下：其一，利用蠕动泵的泵吸作用，能够精确控制作用于惯性质量块两个表面上的磁性液体质量，实现了对磁性液体减振器的刚度和阻尼的调节，达到了主动控制的目的；其二，可以在工作区域磁性液体有损耗的情况下进行补充，提高了磁性液体减振器的性能稳定性，增加了磁性液体减振器的寿命；其三，第一储液箱和第二储液箱内的磁性液体分别由于第一永磁体和第二永磁体的磁吸力作用，可以抵抗重力，并且可以防止在失重环境下的飘逸问题。
下面结合附图描述根据本发明实施例的刚度和阻尼可调式磁性液体减振器100的装配过程。
具体而言，壳体1可以以圆柱面的中间部位分割为上、下两个部分，将第一永磁体10安装在壳体1上半部分的上表面内侧，固定方式可以采用胶粘或者用螺钉固定，在第一永磁体10上注入上部磁性液体3。以同样的方式将第二永磁体13安装在壳体1下半部分的上表面内侧，并注入下部磁性液体11。将惯性质量块2装入壳体1的上半部分，利用上部磁性液体3将惯性质量块2悬浮在壳体1的上半部分中央。最后将壳体1的上半部分和下半部分固定连接，结合面进行密封。在壳体1的两个端面分别将第一储液箱7和第二储液箱14固定连接(例如螺钉连接等)，并分别在第一储液箱7和第二储液箱14中注入第一储液箱磁性液体9和第二储液箱磁性液体16，例如，在第一储液箱7内注入第一储液箱磁性液体9，在第二储液箱14内注入第二储液箱磁性液体16。然后将第一蠕动泵8管道的其中一端作为第一进液通道5与壳体1的上部通液道4固定连接，接口处进行密封处理，将第一蠕动泵8管道的另外一端作为第一出液通道6与第一储液箱7上的通孔固定连接，接口处进行密封处理，并将管道末端与第一储液箱7的底部接触。将第二蠕动泵15管道的其中一端作为第二进液通道18与壳体1的下部通液道12固定连接，接口处进行密封处理，将第二蠕动泵18管道的另外一端作为第二出液通道17与第二储液箱14上的通孔固定连接，接口处进行密封处理，并将管道末端与第二储液箱14的底部接触。
在工作前，先将第一蠕动泵8和第二蠕动泵15正向启动，直至蠕动泵管道内的空气全被排出并充满磁性液体。
根据本发明实施例的刚度和阻尼可调式磁性液体减振器100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.刚度和阻尼可调式磁性液体减振器，其特征在于：该减振器包括壳体(1)、惯性质量块(2)、上部磁性液体(3)、上部通液道(4)、第一进液通道(5)、第一出液通道(6)、第一储液箱(7)、第一蠕动泵(8)、第一储液箱磁性液体(9)、第一永磁体(10)、下部磁性液体(11)、下部通液道(12)、第二永磁体(13)、第二储液箱(14)、第二蠕动泵(15)、第二储液箱磁性液体(16)、第二出液通道(17)以及第二进液通道(18)；
所述壳体(1)的上表面内侧安装有第一永磁体(10)，壳体(1)的下表面内侧安装有第二永磁体(13)；所述壳体(1)的上表面加工有上部通液道(4)，壳体(1)的下表面加工有下部通液道(12)；在壳体(1)上表面的外侧安装有第一储液箱(7)，在壳体(1)下表面的外侧安装有第二储液箱(14)；在第一储液箱(7)上加工有与上部通液道(4)数量相同的通孔，在第二储液箱(14)上加工有与下部通液道(12)数量相同的通孔；在第一储液箱(7)内部注入第一储液箱磁性液体(9)，在第二储液箱(14)内部注入第二储液箱磁性液体(16)；
在第一永磁体(10)上注入上部磁性液体(3)，在第二永磁体(13)上注入下部磁性液体(11)，将惯性质量块(2)悬浮于第一永磁体(10)和第二永磁体(13)之间；
第一蠕动泵(8)和第二蠕动泵(15)都独立位于壳体(1)的外部，第一蠕动泵(8)和第二蠕动泵(15)均与壳体(1)无连接；第一蠕动泵(8)的泵管进口为第一进液通道(5)，第一蠕动泵(8)的泵管出口为第一出液通道(6)，泵管的数量和上部通液道(4)的数量相同；第一进液通道(5)和上部通液道(4)相连接，在接口处进行密封，第一出液通道(6)和第一储液箱(7)上的通孔相连接，接口处进行密封，并且第一出液通道(6)的末端与第一储液箱(7)的底部相接触；第二蠕动泵(15)的泵管进口为第二进液通道(18)，第二蠕动泵(15)的泵管出口为第二出液通道(17)，泵管的数量和下部通液道(12)的数量相同；第二进液通道(18)和下部通液道(12)相连接，在接口处进行密封，第二出液通道(17)和第二储液箱(14)上的通孔相连接，接口处进行密封，并且第二出液通道(17)的末端与第二储液箱(14)的底部相接触；
所述上部通液道(4)在壳体(1)上表面紧贴上永磁体(10)的圆柱面进行分布，数量为1～10个，当第一蠕动泵(8)正向启动时，第一储液箱(7)内部的第一储液箱磁性液体(9)被第一蠕动泵(8)从第一出液通道(6)内抽出，经过第一蠕动泵(8)，第一进液通道(5)和上部通液道(4)流入上部磁性液体(3)中，造成上部磁性液体(3)的质量增加，使作用于惯性质量块(2)上表面的悬浮力增大；当第一蠕动泵(8)反向启动时，上部磁性液体(3)被第一蠕动泵(8)从上部通液道(4)抽出，从第一进液通道(5)经过第一蠕动泵(8)和第一出液通道(6)流入第一储液箱(7)并汇入第一储液箱磁性液体(9)中，造成上部磁性液体(3)的质量减小，使作用于惯性质量块(2)上表面的悬浮力减小；
所述下部通液道(12)在壳体(1)下表面紧贴下永磁体(13)的圆柱面进行分布，数量为1～10个，当第二蠕动泵(15)正向启动时，第二储液箱(14)内部的第二储液箱磁性液体(16)被第二蠕动泵(15)从第二出液通道(17)内抽出，经过第二蠕动泵(15)，第二进液通道(18)和下部通液道(12)流入下部磁性液体(11)中，造成下部磁性液体(11)的质量增加，使作用于惯性质量块(2)下表面的悬浮力增大；当第二蠕动泵(15)反向启动时，下部磁性液体(11)被第二蠕动泵(15)从下部通液道(12)抽出，从第二进液通道(18)经过第二蠕动泵(15)和第二出液通道(17)流入第二储液箱(14)并汇入第二储液箱磁性液体(16)中，造成下部磁性液体(11)的质量减小，使作用于惯性质量块(2)下表面的悬浮力减小。
2.根据权利要求1所述的刚度和阻尼可调式磁性液体减振器，其特征在于：
所述的第一储液箱磁性液体(9)和上部磁性液体(3)为同一种磁性液体，所述的下部磁性液体(11)和第二储液箱磁性液体(16)为同一种磁性液体。
3.根据权利要求1或2所述的刚度和阻尼可调式磁性液体减振器，其特征在于：
第一储液箱(7)与第一永磁体(10)之间的壁面厚度小于等于2mm，使第一永磁体(10)对第一储液箱(7)内部的第一储液箱磁性液体(9)的磁吸力始终大于重力；
第二储液箱(14)与第二永磁体(13)之间的壁面厚度小于等于2mm，使第二永磁体(13)对第二储液箱(14)内部的第二储液箱磁性液体(16)的磁吸力始终大于重力。
4.根据权利要求1所述的刚度和阻尼可调式磁性液体减振器，其特征在于：
所述的壳体(1)、第一储液箱(7)、第二储液箱(14)和惯性质量块(2)均为非导磁性材料。
5.根据权利要求1所述的刚度和阻尼可调式磁性液体减振器，其特征在于：
所述惯性质量块(2)的上表面加工有一个锥形槽，且所述锥形槽的顶角角度大于150度。
6.根据权利要求1所述的刚度和阻尼可调式磁性液体减振器，其特征在于：
所述第一永磁体(10)采用胶粘或螺钉连接的方式固定在壳体(1)的上表面内侧；
所述第二永磁体(13)采用胶粘或螺钉连接的方式固定在壳体(1)的下表面内侧。
7.根据权利要求1所述的刚度和阻尼可调式磁性液体减振器，其特征在于：
所述上部通液道(4)设于所述壳体(1)的上表面内侧且向下延伸；
所述下部通液道(12)设于所述壳体(1)的下表面内侧且向上延伸。
8.根据权利要求1所述的刚度和阻尼可调式磁性液体减振器，其特征在于：
在工作前，先将所述第一蠕动泵(8)和所述第二蠕动泵(15)正向启动，直至所述第一蠕动泵(8)和所述第二蠕动泵(15)管道内的空气全被排出并充满磁性液体。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112178102A (zh) * 2020-10-21 2021-01-05 清华大学 一种储能加热型磁性液体减振器
CN112211940B (zh) * 2020-10-30 2021-11-23 清华大学 磁性液体减振装置
CN112392886B (zh) * 2020-11-11 2021-06-15 清华大学 磁性液体减振器
CN112392891B (zh) * 2020-11-11 2021-05-14 清华大学 磁性液体减振器
CN112727971B (zh) * 2020-11-26 2022-01-18 清华大学 防微振微位移调节装置
CN113915283B (zh) * 2021-09-29 2022-10-04 华中科技大学 一种磁液复合的平面多自由度调谐质量阻尼器

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1528486A (en) * 1975-10-22 1978-10-11 Yokohama Rubber Co Ltd Vibration absorbing apparatus
DE4301149A1 (de) * 1993-01-18 1994-07-21 Metzeler Gimetall Ag Hydraulisch dämpfendes, aktives Motorlager
CN202349086U (zh) * 2011-11-11 2012-07-25 长安大学 一种减振装置
CN106567902B (zh) * 2015-10-13 2018-11-20 上海汽车集团股份有限公司 液压悬置及其总成、控制方法、控制单元、ecu及汽车
CN106678255A (zh) * 2017-01-03 2017-05-17 北京交通大学 一种磁屏蔽的一阶浮力磁性液体阻尼减振器

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