CN111305408A - 一种多维一体半主动磁流变减振装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多维一体半主动磁流变减振装置，其技术方案为：包括箱体和安装于箱体内部的运动调谐机构、动力传送机构、转换机构和耗能机构；运动调谐机构包括能够沿箱体X方向、Y方向移动的质量体，质量体内部具有碰撞腔，碰撞腔内设有与动力传送机构相连的托板；托板承载有若干球体，在球体与碰撞腔内壁碰撞过程中，托板能够沿碰撞腔上下移动以带动动力传送机构；动力传送机构通过转换机构连接耗能机构，耗能机构包括安装有励磁线圈的贮液腔，贮液腔内部容纳磁流变液；且贮液腔内部设有活动框，活动框在转换机构驱动作用下能够伸缩和移动。本发明能够减小高耸和大跨结构在环境荷载作用下的不良振动，达到耗能减振的目的。

Description

一种多维一体半主动磁流变减振装置

技术领域

本发明属于高耸和大跨结构振动控制领域，尤其涉及一种多维一体半主动磁流变减振装置。

背景技术

高耸和大跨结构在遭受风载、地震作用等环境影响时动力响应较大，长期大幅振动易造成结构的疲劳损伤，在极端情况下甚至会发生结构整体倒塌破坏。为了抑制结构的不良振动，提高结构的安全适用性，振动控制技术被广泛应用于建筑结构上。其中，半主动控制综合了主、被动控制的优点，达到了一个控制力度和能量输入的平衡点，具有很大的优越性。

磁流变液是一种新型智能材料，在常温下即可实现磁流变效应，通过磁场调节其固-液相变，实现可控、可逆的阻尼控制，为半主动控制装置的研究和创新提供了新思路。发明人发现，目前所采用的减振器多偏向于对结构水平方向的控制，而高层、大跨等空间结构由于其结构布局的复杂性，其振动往往具有多维性。传统的水平控制减振器已不能满足多维空间结构振动的控制要求。且在半主动多维控制中，由于其控制方向的多样性和复杂性，减振器关于不同维度振动的控制设计往往较为离散，从而增加了控制的复杂程度，降低了控制系统的内部有效利用率。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种多维一体半主动磁流变减振装置，能够将多维振动转化为一体振动，实现响应信息反馈集中化、耗能机制一体化；并通过监测内部元件位移信息变化调节电路中电流，改变励磁线圈所产生的磁场强度，对具有毫秒级相变转化特征的磁流变液进行调控，从而改变耗能部的阻尼力，达到半主动实时控制的目的。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明的实施例提供了一种多维一体半主动磁流变减振装置，包括箱体和安装于箱体内部的运动调谐机构、动力传送机构、转换机构和耗能机构；

所述运动调谐机构包括能够沿箱体X方向、Y方向移动的质量体，所述质量体内部具有碰撞腔，碰撞腔内设有与动力传送机构相连的托板；所述托板承载有若干球体，在球体与碰撞腔内壁碰撞过程中，托板能够沿碰撞腔上下移动以带动动力传送机构；

所述动力传送机构通过转换机构连接耗能机构，其中，耗能机构包括安装有励磁线圈的贮液腔，所述贮液腔内部容纳磁流变液；且贮液腔内部设有活动框，所述活动框在转换机构驱动作用下能够伸缩和移动，使励磁线圈的磁场强度变化。

作为进一步的实现方式，所述质量体分别与沿Y方向设置的滑轨Ⅰ、沿X方向设置的滑轨Ⅱ滑动连接；且滑轨Ⅰ和滑轨Ⅱ的两端分别与安装在箱体内壁的固定槽滑动连接。

作为进一步的实现方式，所述碰撞腔底部通过多个呈竖直方向设置的弹簧与托板相连，且碰撞腔底部开设通孔；所述托板底部通过穿过通孔的传动绳Ⅰ连接动力传送机构。

作为进一步的实现方式，所述动力传送机构包括转动杆，所述转动杆一端通过传动绳Ⅱ连接呈竖直方向设置的导向杆，所述导向杆通过弹簧连接呈水平安装的内挑板；所述导向杆通过伸缩杆与换向机构转动连接。

作为进一步的实现方式，所述转动杆轴向安装有两个限位扣，限位扣之间用于绕制传动绳Ⅰ。

作为进一步的实现方式，所述内挑板下方设置有与其平行的导向平台，所述导向平台开设有用于导向杆穿过的圆孔；导向平台靠近圆孔位置设有位移传感器。

作为进一步的实现方式，所述换向机构包括套设在一起且滑动连接的传动框架和框架轨道，传动框架在动力传送机构的作用下能够沿传动框架上下移动；

所述传动框架内部设有主齿轮Ⅰ和主齿轮Ⅱ，主齿轮Ⅰ、主齿轮Ⅱ分别与固定在传动框架内侧的齿条啮合；所述主齿轮Ⅰ和主齿轮Ⅱ侧面分别安装棘轮棘爪机构。

作为进一步的实现方式，与主齿轮Ⅰ和主齿轮Ⅱ啮合的齿条设置方向不同，且安装在主齿轮Ⅰ和主齿轮Ⅱ侧面的棘轮设置方向不同；所述主齿轮Ⅰ和主齿轮Ⅱ固定于套筒外侧，且套筒端部通过齿轮机构连接耗能机构。

作为进一步的实现方式，所述贮液腔内部设有多个开孔齿轮，所述开孔齿轮的轮齿开设有用于活动框安装的圆孔；所述开孔齿轮中心开设有用于限位框安装的圆孔。

作为进一步的实现方式，其中一个开孔齿轮通过啮合作用连接转换机构，其余开孔齿轮分别与限位齿轮啮合。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

(1)本发明的一个或多个实施例方式综合了主、被动控制的优点，同时弥补了被动控制频带较窄、主动控制能量输入需求过大的缺点，达到了一个控制力度和能量输入的平衡点，能实现良好的减振效果；

(2)本发明的一个或多个实施例方式通过磁流变液在磁场变化下的毫秒级相变转化，能够实现极小延迟的阻尼调节，改善了大多半主动减振器调节滞后的问题，避免了减振效果的损失；

(3)本发明的一个或多个实施例方式通过涡簧与传动绳、转动杆的组合，弥补了大多半主动减振器中各维度控制分别对应一个耗能工作器，耗能机构冗杂、控制离散的缺点；将多维振动的控制转化为一体控制，实现响应信息反馈集中化、耗能机制一体化，便于减振器的制造和维护，具有较高的经济性与实用性。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的结构示意图；

图2是本发明根据一个或多个实施方式的滑轨与质量体连接俯视图；

图3是本发明根据一个或多个实施方式的质量体内部结构示意图；

图4(a)是本发明根据一个或多个实施方式的转换机构结构示意图；

图4(b)是本发明根据一个或多个实施方式的套筒剖面图；

图4(c)是图4(a)的A-A剖视图；

图4(d)是图4(a)的B-B剖视图；

图5(a)是本发明根据一个或多个实施方式的耗能机构侧视图；

图5(b)是图5(a)的C-C剖视图；

图5(c)是本发明根据一个或多个实施方式的活动框结构示意图；

图5(d)是本发明根据一个或多个实施方式的活动框局部结构示意图；

其中，1、箱体，2a、工作腔Ⅰ，2b、工作腔Ⅱ，3、质量体，4、滚珠，5a、滑轨Ⅰ，5b、滑轨Ⅱ，6、固定槽，7、弹簧，8、碰撞腔，9、托板，10、钢球，11、滚动体，12a、传动绳Ⅰ，12b、传动绳Ⅱ，13、转动杆，14、涡簧，15、导向杆，16、内挑板，17、隔板，18、方形窗，19、伸缩杆，20、导向平台，21、位移传感器，22、传动框架，23、框架轨道，24a、主齿轮Ⅰ，24b、主齿轮Ⅱ，25、套筒，26、弯曲片簧，27、棘爪，28、棘轮，29a、伞齿轮Ⅰ，29b、伞齿轮Ⅱ，30、贮液腔，31、励磁线圈，32、小齿轮，33、开孔齿轮，34、限位齿轮，35、限位框，36、活动框，37、限位环，38、固定区间，39、活动区间。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本申请中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅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设备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申请的限制。

术语解释部分:本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

框架轨道，用于传动框架移动的轨道。

实施例一：

下面结合附图1-图5对本发明进行详细说明，具体的，结构如下：

本实施例提供了一种多维一体半主动磁流变减振装置，包括箱体1和安装在箱体1内部的运动调谐机构、动力传送机构、转换机构和耗能机构，其中，箱体1通过隔板17分隔成工作腔Ⅰ2a和工作腔Ⅱ2b；所述运动调谐机构、动力传送机构设置于工作腔Ⅰ2a中，转换机构和耗能机构设置于工作腔Ⅱ2b中。

如图1所示，箱体1的纵向截面呈长方形，本实施例将箱体1整体设置为长方体结构。可以理解的，在其他实施例中，箱体1也可以为其他形状，例如横截面为多边形；只要满足纵向截面呈长方形即可，整体形状可以根据实际安装要求、使用环境设定。所述箱体1由耐久性好的磁屏蔽性材料制成，在提高减振装置长期服役稳定性的同时，保护内部磁场不受外界干扰，确保减振装置内部磁场调节的准确性。

具体的，所述运动调谐机构包括质量体3、滑轨Ⅰ5a、滑轨Ⅱ5b，滑轨Ⅰ5a沿箱体1宽度方向设置(Y方向)，滑轨Ⅱ5b沿箱体1长度方向设置(X方向)，且滑轨Ⅰ5a设置于滑轨Ⅱ5b上方。所述质量体3分别与滑轨Ⅰ5a、滑轨Ⅱ5b滑动连接，在外部环境荷载作用下，质量体3能够沿滑轨Ⅰ5a、滑轨Ⅱ5b移动。由于沿不同方向分别设置滑轨，从而使质量体3能够在水平面沿任意方向运动。

进一步的，如图1和图2所示，质量体3通过滑轨Ⅰ5a、滑轨Ⅱ5b安装于工作腔Ⅰ2a的顶部，所述滑轨Ⅰ5a、滑轨Ⅱ5b的两端分别通过固定槽6与箱体1内壁相连。所述滑轨Ⅰ5a、滑轨Ⅱ5b与固定槽6滑动连接，且固定槽6内部设置若干滚珠4，同时质量体3与箱体1顶部内表面之间安装多个滚珠4，以保证质量体3与箱体1顶部内表面接触的同时能够沿水平任意方向移动。在本实施例中，固定槽6为滑轨Ⅱ5b与固定槽6相适配的滑槽。

在本实施例中，质量体3为长方体结构；可以理解的，在其他实施例中，质量体3也可以为其他形状。质量体3的左、右两侧(以图1所示方向为参考)对称开设有与滑轨Ⅰ5a相配合的第一凹槽，前、后两侧对称开设有与滑轨Ⅱ5b相配合的第二凹槽，从而使质量体3能够沿滑轨Ⅰ5a、滑轨Ⅱ5b移动。为了减小质量体3与滑轨Ⅰ5a、滑轨Ⅱ5b之间的摩擦，保证质量体3顺利滑动，在第一凹槽、第二凹槽内分别设置若干滚珠4。

如图2所示，在滑轨Ⅰ5a和质量体3之间安装有沿Y方向设置的弹簧7，在滑轨Ⅱ5b和质量体3之间安装有沿X方向设置的弹簧7以调谐。当质量体3沿X方向运动时，滑轨Ⅱ5b保持不变，滑轨Ⅰ5a被质量体3带动，沿着固定槽6向X方向运动。当质量体3沿Y方向运动时，滑轨Ⅰ5a保持不变，滑轨Ⅱ5b被质量体3带动，沿着固定槽6向Y方向运动。当质量体3沿非轴线方向运动时，滑轨Ⅰ5a、滑轨Ⅱ5b均被质量体3带动，以保证质量体3能够沿水平面任意方向运动。

如图3所示，质量体3内部设有碰撞腔8，碰撞腔8的纵向截面为长方形，其横向截面可以为方形或圆形或其他形状。碰撞腔8内壁铺设粘弹性材料，可以为一层或多层；碰撞腔8底部连接多个呈竖直方向设置的弹簧7，弹簧7顶端连接托板9。所述托板9上方放置若干球体，在实施例中，所述球体为钢球10。托板9周向通过多个滚动体11与碰撞腔8内壁接触，使托板9能够沿碰撞腔8内壁上下移动，且能够减小摩擦力。托板9侧面开设有与滚动体11形状相适应的卡槽，所述滚动体11可以为滚珠或滚柱。

所述质量体3底部开设有与碰撞腔8连通的通孔，通孔中有传动绳Ⅰ12a穿过，所述传动绳Ⅰ12a一端与托板9底部相连，传动绳Ⅰ12a另一端连接动力传送机构。竖直方向的荷载激励使质量体3内部钢球10跳动，钢球10与碰撞腔8内壁粘弹性材料接触，初步耗散部分竖直方向激励所产生的能量。质量体3的水平方向运动和钢球10的竖直方向运动均会带动质量体3内部托板9上下滑动，从而带动传动绳Ⅰ12a使其伸缩，通过传动绳Ⅰ12a带动动力传送机构。

如图1所示，所述动力传送机构包括转动杆13、涡簧14、传动绳Ⅱ12b、导向杆15、内挑板16、伸缩杆19，转动杆13沿箱体1长度方向设置，安装于靠近箱体1底部位置。转动杆13一端通过涡簧14与箱体1内壁相连，另一端通过涡簧14与隔板17固定。

进一步的，涡簧14的内圈与转动杆13相连，外圈连接在箱体1内壁。所述传动绳Ⅰ12a缠绕于转动杆13上，且传动绳Ⅰ12a缠绕位置的两侧设置限位扣，以限制传动绳Ⅰ12a在转动杆13上的缠绕范围。两个限位扣之间的间距很近，距离间距值根据实际要求设定。传动绳Ⅰ12a在转动杆13上缠绕几圈后固定在转动杆13上，以提供变形富余量。具体缠绕圈数根据实际应用中所设计的质量体3与托板9运动幅度、转动杆13的半径计算得出。

所述转动杆13靠近隔板17一端连接传动绳Ⅱ12b的一端，传动绳Ⅱ12b另一端通过导向杆15连接弹簧7，所述弹簧7连接在内挑板16底部。传动绳Ⅱ12b、导向杆15、弹簧7均竖直设置，内挑板16水平设置并与隔板17固定。所述隔板17中部设有贯通窗口，用于伸缩杆19通过。在本实施例中，所述贯通窗口为方形窗18，可以理解的，在其他实施例中，贯通窗口也可以为其他形状的窗口，只要能够保证伸缩杆19顺利动作即可。

所述伸缩杆19倾斜穿过方形窗18，伸缩杆19与方形窗18内壁转动连接，且伸缩杆19一端与导向杆15连接、另一端与转换机构连接。在本实施例中，方形窗18中通过圆轴安装伸缩杆19，伸缩杆19一端通过螺栓与导向杆15连接，另一端通过螺栓与转换机构连接。

隔板17下部向工作腔Ⅰ2a伸出一个导向平台20，所述导向平台20与内挑板16平行。导向平台20端部开设圆孔，导向杆15穿过所述圆孔，以保证导向杆15只能竖直运动；导向杆15与圆孔之间涂油润滑油以减小摩擦。导向平台20上靠近圆孔位置设有位移传感器21，所述位移传感器21与工作腔Ⅱ2b中的电磁控制线路相连，用以监测导向杆15的位移。

如图4(a)所示，所述转换机构包括框架轨道23、传动框架22、主齿轮Ⅰ24a、主齿轮Ⅱ24b、棘轮28、棘爪27、弯曲片簧26，所述传动框架22为长方体框架，其外侧与框架轨道23滑动连接，框架轨道23形状与传动框架22相适应。在本实施例中，传动框架22与框架轨道23之间设置若干滚珠4。所述传动框架22与伸缩杆19的端部通过螺栓连接，伸缩杆19能够带动传动框架22沿框架轨道23上下移动。

框架轨道23固定在箱体1顶部，其长度不小于传动框架22的活动范围。传动框架22内侧有两个齿条，以分别带动主齿轮Ⅰ24a、主齿轮Ⅱ24b转动。两个齿条分别固定于传动框架22相对的内壁，且二者不在同一平面内。主齿轮Ⅰ24a、主齿轮Ⅱ24b通过中心圆孔安装在套筒25周向外侧，可绕套筒25转动。

套筒25套在一根固定在箱体1内壁的圆轴上，套筒25与其内部圆轴间涂润滑油以减小摩擦。主齿轮Ⅰ24a、主齿轮Ⅱ24b侧面分别通过螺栓安装弯曲片簧26和棘爪27。如图4(b)所示，沿套筒25轴向安装有棘轮28，所述棘轮28对应于棘爪27下方。弯曲片簧26环绕于棘轮28外侧，且套筒25轴向还安装有两个限位环37。所述套筒25端部通过伞齿轮Ⅰ29a连接耗能机构。

两个齿条、两个棘轮28的设置方向均不同，以保证传动框架22在上行和下行运动时带动不同的棘轮28转动，从而保证套筒25一直沿同一方向转动，避免换向所引起的减振效果的损失。

具体的，如图4(d)所示，当传动框架22上行滑动时，传动框架22内部齿条带动主齿轮Ⅰ24a、主齿轮Ⅱ24b，由于弯曲板簧26和棘爪27的设置，主齿轮Ⅱ24b带动棘轮28转动，即整个套筒25开始转动。如图4(c)所示，当传动框架22下行滑动时，主齿轮Ⅰ24a带动棘轮28转动，保证套筒25的转动方向保持不变，从而避免变向所引起的减振效果的损失。套筒25的转动使得其端部伞齿轮Ⅰ29a带动耗能机构运动。

如图5(a)和5(b)所示，所述耗能机构包括贮液腔30、限位框35、活动框36、励磁线圈31、限位齿轮34、开孔齿轮33，贮液腔30固定在箱体1底部，其内部储存有磁流变液。贮液腔30由耐腐蚀的非金属材料制成，顶部采用小口径，防止磁流变液洒出。

贮液腔30侧壁设有多个凹槽，以安装励磁线圈31。所述贮液腔30内部的上、下、前、后四个方向各设有一个开孔齿轮33，上部的开孔齿轮33通过小齿轮32与伞齿轮Ⅱ29b啮合，所述伞齿轮Ⅱ29b与伞齿轮Ⅰ29a啮合。伞齿轮Ⅱ29b通过圆轴安装在箱体1内壁，小齿轮32通过圆轴安装在贮液腔30内壁；限位齿轮34通过圆轴和支撑杆连接在贮液腔30内壁。其他三个方向的开孔齿轮33的两侧分别与限位齿轮34啮合。

开孔齿轮33的轮齿个数及对应的活动框36个数根据结构的控制需求，并结合开孔齿轮33直径和励磁线圈31电流计算而定。所述开孔齿轮33中间设有圆孔以供限位框35安装，开孔齿轮33的轮齿设有圆孔以供活动框36安装。如图5(a)所示，贮存腔30、活动框36、限位框35从外至内依次设置。在本实施例中，活动框36、限位框35为矩形框。

进一步的，限位框35由不可变形的非金属材料制成，四边各固定有两个限位环37，以保证开孔齿轮33位置固定，只能转动。如图5(c)和5(d)所示，所述活动框36由固定区间38和活动区间39组成，且固定区间38和活动区间39间隔设置。固定区间38由不可变形的耐腐蚀金属材料制成，活动区间39由外部的耐腐蚀金属伸缩节和内部的弹簧组合而成。

开孔齿轮33转动时，其轮齿上设置的活动框36会随其所在的轮齿位置变化而伸缩，当轮齿位于内侧时，活动框36的形状达到最小，当轮齿位于最外侧时，活动框36的形状达到最大。活动框36在伸缩和移动过程中，内部磁通量发生变化并切割磁感线运动耗散能量；且随着励磁线圈31所产生的磁场强度的变化，磁流变液性质改变，提供可控的阻尼力，将能量耗散。

在本实施例中，所有弹簧7、涡簧14和弯曲片簧26均由形状记忆合金材料制成，以保证在变形后能够恢复原状。所有滚珠4均涂有润滑油，以保证与其所接触部位光滑，减小摩擦。

本实施例的工作原理为：

使用时，本实施例的减振装置固定于高耸或大跨结构的顶部，在外部环境荷载作用下，质量体3由于惯性产生运动，由于质量体3上部和下部沿不同方向分别设置滑轨，从而使质量体3能够在水平面沿任意方向运动。竖直方向的荷载激励使质量体3内部钢球10跳动，钢球10与碰撞腔8内壁粘弹性材料接触，初步耗散部分竖直方向激励所产生的能量。

质量体3的水平方向运动和内部钢球10的竖直方向运动均会带动托板9上下滑动，从而使传动绳Ⅰ12a伸缩。传动绳Ⅰ12a带动转动杆13转动，改变传动绳Ⅱ12b的长度，从而使导向杆15上下移动。位移传感器21监测到导向杆15的移动情况而接通电路，并根据位移大小调节励磁线圈31中的电流。导向杆15的上下移动带动伸缩杆19转动，伸缩杆19端部带动传动框架22沿框架轨道23上下滑动。

当传动框架22上行滑动时，传动框架23内部齿条带动主齿轮Ⅰ24a、主齿轮Ⅱ24b转动，由于弯曲板簧26和棘爪27的设置，主齿轮Ⅱ24b带动棘轮28转动，即整个套筒25开始转动。而当传动框架22下行滑动时，主齿轮Ⅰ24a带动棘轮28转动，保证套筒25的转动方向保持不变，从而避免变向所引起的减振效果的损失。套筒25的转动使得其端部伞齿轮Ⅰ29a带动伞齿轮Ⅱ29b转动，此时耗能机构开始运转。

在该过程中，限位齿轮34和限位框35的设置保证开孔齿轮33位置固定，只能转动。随着开孔齿轮33的转动，其轮齿上设置的活动框36会随其所在的轮齿位置变化而伸缩，当轮齿位于内侧时，活动框36的形状达到最小，当轮齿位于最外侧时，活动框36的形状达到最大。活动框36在伸缩和移动过程中，内部磁通量发生变化并切割磁感线运动耗散能量；且随着励磁线圈31所产生的磁场强度的变化，磁流变液性质改变，提供可控的阻尼力，将能量耗散。

当振动结束后，在滑轨Ⅰ5a、滑轨Ⅱ5b端部弹簧7的作用下质量体3回归原位，转动杆13在涡簧的14的作用下恢复原状，磁流变液恢复到流动状态，整个减振器呈现原始状态。

本实施例安装在所控制结构相应模态下振动响应最大的位置，能够有效抑制高耸或大跨结构的多维不良振动。通过涡簧4与传动绳Ⅰ12a、传动绳Ⅱ12b、转动杆13的组合将多维振动转化为一体振动，实现响应信息反馈集中化、耗能机制一体化。并通过磁流变液的毫秒级阻尼调节，保证半主动实时控制，实现良好的减振效果，具有较高的经济性与实用性。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多维一体半主动磁流变减振装置，其特征在于，包括箱体和安装于箱体内部的运动调谐机构、动力传送机构、转换机构和耗能机构；

所述运动调谐机构包括能够沿箱体X方向、Y方向移动的质量体，所述质量体内部具有碰撞腔，碰撞腔内设有与动力传送机构相连的托板；所述托板承载有若干球体，在球体与碰撞腔内壁碰撞过程中，托板能够沿碰撞腔上下移动以带动动力传送机构；

所述动力传送机构通过转换机构连接耗能机构，其中，耗能机构包括安装有励磁线圈的贮液腔，所述贮液腔内部容纳磁流变液；且贮液腔内部设有活动框，所述活动框在转换机构驱动作用下能够伸缩和移动，使励磁线圈的磁场强度变化。

2.根据权利要求1所述的一种多维一体半主动磁流变减振装置，其特征在于，所述质量体分别与沿Y方向设置的滑轨Ⅰ、沿X方向设置的滑轨Ⅱ滑动连接；且滑轨Ⅰ和滑轨Ⅱ的两端分别与安装在箱体内壁的固定槽滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种多维一体半主动磁流变减振装置，其特征在于，所述碰撞腔底部通过多个呈竖直方向设置的弹簧与托板相连，且碰撞腔底部开设通孔；所述托板底部通过穿过通孔的传动绳Ⅰ连接动力传送机构。

4.根据权利要求1或3所述的一种多维一体半主动磁流变减振装置，其特征在于，所述动力传送机构包括转动杆，所述转动杆一端通过传动绳Ⅱ连接呈竖直方向设置的导向杆，所述导向杆通过弹簧连接呈水平安装的内挑板；所述导向杆通过伸缩杆与换向机构转动连接。

5.根据权利要求4所述的一种多维一体半主动磁流变减振装置，其特征在于，所述转动杆轴向安装有两个限位扣，限位扣之间用于绕制传动绳Ⅰ。

6.根据权利要求4所述的一种多维一体半主动磁流变减振装置，其特征在于，所述内挑板下方设置有与其平行的导向平台，所述导向平台开设有用于导向杆穿过的圆孔；导向平台靠近圆孔位置设有位移传感器。

7.根据权利要求1所述的一种多维一体半主动磁流变减振装置，其特征在于，所述换向机构包括套设在一起且滑动连接的传动框架和框架轨道，传动框架在动力传送机构的作用下能够沿传动框架上下移动；

所述传动框架内部设有主齿轮Ⅰ和主齿轮Ⅱ，主齿轮Ⅰ、主齿轮Ⅱ分别与固定在传动框架内侧的齿条啮合；所述主齿轮Ⅰ和主齿轮Ⅱ侧面分别安装棘轮棘爪机构。

8.根据权利要求7所述的一种多维一体半主动磁流变减振装置，其特征在于，与主齿轮Ⅰ和主齿轮Ⅱ啮合的齿条设置方向不同，且安装在主齿轮Ⅰ和主齿轮Ⅱ侧面的棘轮设置方向不同；所述主齿轮Ⅰ和主齿轮Ⅱ固定于套筒外侧，且套筒端部通过齿轮机构连接耗能机构。

9.根据权利要求1或8所述的一种多维一体半主动磁流变减振装置，其特征在于，所述贮液腔内部设有多个开孔齿轮，所述开孔齿轮的轮齿开设有用于活动框安装的圆孔；所述开孔齿轮中心开设有用于限位框安装的圆孔。

10.根据权利要求9所述的一种多维一体半主动磁流变减振装置，其特征在于，其中一个开孔齿轮通过啮合作用连接转换机构，其余开孔齿轮分别与限位齿轮啮合。

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