CN112555325A - 一种多方向阻尼可控磁流变减振器 - Google Patents

一种多方向阻尼可控磁流变减振器 Download PDF

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Abstract

一种多方向阻尼可控磁流变减振器，包括磁流变圆柱副、活塞杆、端盖、缸筒、磁芯组件、底盖、底端盖，所述磁流变圆柱副与所述活塞杆的上部螺纹连接，所述活塞杆的下部穿过所述端盖后与所述磁芯组件螺纹连接，所述端盖、所述磁芯组件、所述底盖从上至下设置于所述缸筒内，所述底盖与所述底端盖螺纹连接；所述磁芯组件与所述缸筒之间有第一磁间隙，且所述第一磁间隙内填充有第一磁流变液。其优点是：该减振器使用于平台隔振的磁流变减振器，其轴向、径向阻尼可控，同时将补偿腔与磁芯设计于一体，并利用补偿腔为减振器提供刚度，增大了减振器水平方向阻尼可控范围，减小减振器外形尺寸，从而提升了磁流变减振器的工程应用性。

Description

一种多方向阻尼可控磁流变减振器
技术领域
本发明涉及电子技术领域，具体地说是一种多方向阻尼可控磁流变减振器。
背景技术
随着电子技术的发展，减振技术已经从被动减振发展到半主动减振以及主动减振，磁流变减振器作为一种半主动减振器，其阻尼可控，减振效果好，特别是对低频振动的控制，是传统被动减振器(钢丝绳减振器、橡胶减振器等)难以企及的，目前已成功应用于医疗领域(救护担架、救护车)，汽车领域(汽车悬架、座椅)，军事领域(光电侦查平台、雷达、陀螺仪、计算机)等振动敏感设备中。但是现有的磁流变减振器补偿腔与磁芯大多数都是独立的，导致减振器尺寸变大，同时现有减振器大多只能实现轴向运动，为实现多方向隔振，通常与并联机构结合，牺牲减振器部分垂向性能，实现水平方向的减振，导致水平方向可调阻尼力有限。
发明内容
本发明提供一种多方向阻尼可控磁流变减振器，以解决上述至少一种技术缺陷，以增大减振器水平方向阻尼可控范围，减小减振器外形尺寸，从而提升磁流变减振器的工程应用性。
为了实现上述发明目的，本发明提供了如下技术方案：
本发明保护一种多方向阻尼可控磁流变减振器，包括磁流变圆柱副、活塞杆、端盖、缸筒、磁芯组件、底盖、底端盖，所述磁流变圆柱副与所述活塞杆的上部螺纹连接，所述活塞杆的下部穿过所述端盖后与所述磁芯组件螺纹连接，所述端盖、所述磁芯组件、所述底盖从上至下设置于所述缸筒内，所述底盖与所述底端盖螺纹连接；所述磁芯组件与所述缸筒之间有第一磁间隙，且所述第一磁间隙内填充有第一磁流变液。
进一步地，所述磁流变圆柱副包括密封端盖、移动杆、带励磁线圈的第一磁芯，所述移动杆横向贯穿所述密封端盖中，且所述第一磁芯位于所述密封端盖内、并固定于所述移动杆上，使得所述第一磁芯与所述密封端盖之间有第二磁流间隙，所述第二磁流间隙内填充有第二磁流变液。
进一步地，所述第一磁芯上的励磁线圈纵向设置。
进一步地，所述磁芯组件包括法兰盘、磁芯套筒、带励磁线圈的第二磁芯、补偿腔、压缩弹簧、弹簧固定块、密封盖，所述法兰盘将所述磁芯套筒与所述第二磁芯连接，且所述法兰盘、所述磁芯套筒、所述第二磁芯共竖向中心线，所述磁芯套筒与所述第二磁芯之间在竖向上形成有第三磁间隙，所述补偿腔开设于所述第二磁芯内，且所述压缩弹簧、所述弹簧固定块从上至下设于所述补偿腔内，并通过所述弹簧固定块将所述压缩弹簧焊接于所述补偿腔内，所述弹簧固定块螺钉固定于所述底盖；所述密封盖的上部与所述第二磁芯下部通过螺钉连接，所述密封盖的下部与所述底盖螺纹连接。
进一步地，所述底端盖位于所述缸筒以下。
进一步地，所述底端盖内横向设有一连接杆。
本发明一种多方向阻尼可控磁流变减振器，其优点是：该减振器使用于平台隔振的磁流变减振器，其轴向、径向阻尼可控，同时将补偿腔与磁芯设计于一体，并利用补偿腔为减振器提供刚度，增大了减振器水平方向阻尼可控范围，减小减振器外形尺寸，从而提升了磁流变减振器的工程应用性。
附图说明
图1为本发明一种多方向阻尼可控磁流变减振器的结构示意图；
图2为磁芯组件的结构示意图；
图3为法兰盘结构示意图；
图4为本发明运用至一具体实施例中的使用状态图；
其中，
磁流变圆柱副10、密封端盖11、移动杆12、第一磁芯13、第二磁流间隙14、第二磁流变液15；
活塞杆20；
端盖30；
缸筒40、第一磁间隙41、第一磁流变液42；
磁芯组件50、法兰盘51、磁芯套筒52、第二磁芯53、补偿腔54、压缩弹簧55、弹簧固定块56、密封盖57、第三磁间隙58；
底盖60；
底端盖70、连接杆71；
减振器80；
振动敏感设备90、上平板91、下平板92。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明中，为了达到在轴向、径向上的阻尼可控，设计为双出杆结构，如图1所示，提供一种多方向阻尼可控磁流变减振器，磁流变圆柱副10、活塞杆20、端盖30、缸筒40、磁芯组件50、底盖60、底端盖70，所述磁流变圆柱副10与所述活塞杆20的上部螺纹连接，所述活塞杆20的下部穿过所述端盖30后与所述磁芯组件50螺纹连接，所述端盖30、所述磁芯组件50、所述底盖60从上至下设置于所述缸筒40内，所述底盖60与所述底端盖70螺纹连接；所述磁芯组件50与所述缸筒40之间有第一磁间隙41，且所述第一磁间隙41内填充有第一磁流变液42。
更详细地，为了使得补偿腔与磁芯设计于一体，并利用补偿腔为减振器提供刚度，如图1所示，所述磁流变圆柱副10包括密封端盖11、移动杆12、带励磁线圈的第一磁芯13，所述移动杆12横向贯穿所述密封端盖11中，且所述第一磁芯13位于所述密封端盖11内、并固定于所述移动杆12上，使得所述第一磁芯13与所述密封端盖11之间有第二磁间隙14，所述第二磁间隙14内填充有第二磁流变液15；
当所述移动杆12左右移动时，带动所述第一磁芯13一起运动，迫使所述第二磁流变液15通过所述第二磁间隙14在左腔体中流动，如果此时在所述第一磁芯13上的励磁线圈中通入电流，会在所述第二磁间隙14产生磁场，改变所述第二磁流变液15的阻尼特性，进而改变所述移动杆12左右运动的阻尼力，此阻尼力可根据电流大小调控。
具体地，所述第一磁芯13上的励磁线圈纵向设置。
更详细地，如图2、3所示，所述磁芯组件50包括法兰盘51、磁芯套筒52、带励磁线圈的第二磁芯53、补偿腔54、压缩弹簧55、弹簧固定块56、密封盖57，所述法兰盘51将所述磁芯套筒52与所述第二磁芯53连接，且所述法兰盘51、所述磁芯套筒52、所述第二磁芯53共竖向中心线，所述磁芯套筒52与所述第二磁芯53之间在竖向上形成有第三磁间隙58，所述补偿腔54开设于所述第二磁芯53内，且所述压缩弹簧55、所述弹簧固定块56从上至下设于所述补偿腔54内，并通过所述弹簧固定块56将所述压缩弹簧55焊接于所述补偿腔54内，所述弹簧固定块56螺钉固定于所述底盖60；所述密封盖57的上部与所述第二磁芯53下部通过螺钉连接，所述密封盖57的下部与所述底盖60螺纹连接。具体地，所述密封盖57上的孔与所述底盖60上的圆柱轴配合连接，当减振器受到垂向激励时，所述活塞杆20带动所述磁芯组件50上下运动，迫使所述第一磁流变液42通过所述第三磁间隙58在所述第一磁间隙41中流动，如果将所述第二磁芯53上的励磁线圈接入电流，会在第三磁间隙58出产生磁场，改变磁流变液的阻尼特性，进而改变所述活塞杆20上下运动的阻尼力，此阻尼力可根据电流大小调控。
所述磁芯组件50向下运动时，所述密封盖57以相同的速度向下运动，所述活塞杆20进入所述第一磁流变液42的体积与所述底盖60上的圆柱轴离开所述第一磁流变液42的体积相同；所述磁芯组件50向上运动时，所述密封盖57以相同的速度向上运动，所述活塞杆20离开所述第一磁流变液42的体积与所述底盖60上的圆柱轴进入所述第一磁流变液42的体积相同。
具体地，所述底端盖70位于所述缸筒40以下。所述底端盖70内横向设有一连接杆71。
本发明提供一应用实施例，如图4，将本发明的减振器80组合使用，使用三轴向减振，并根据振动敏感设备90的重心分布情况，采用四个减振器80，搭建减振平台，进行组合隔振；
减振器80上端所述磁流变圆柱副10与上平板91固定，形成圆柱副；减振器80下端的所述连接杆71与下平板92固定，形成旋转副；减振器80的所述活塞杆20只能沿轴向运动，形成移动副，整个减振平台为一阻尼可控的4-RPC并联减振机构。
当减振平台受到垂向激励时，振动通过下平板92往上传递，控制器采集并分析下平板92的振动信号，通过内部的控制算法对所述第二磁芯53上的励磁线圈的输入电流进行调控，进而实现垂向阻尼的实时调节。
当减振平台受到水平激励时，振动通过下平板92往上传递，控制器采集并分析下平板92的振动信号，通过内部的控制算法对是第一磁芯13上的励磁线圈的输入电流进行调控，进而实现水平阻尼的实时调节。
在运输或设备停机状态中，减振器80处于无源工作模式，此时减振器80主要由磁间隙形成的节流孔提供阻尼力，仍可有效隔离基座传递过来的振动。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种多方向阻尼可控磁流变减振器，其特征在于：包括磁流变圆柱副(10)、活塞杆(20)、端盖(30)、缸筒(40)、磁芯组件(50)、底盖(60)、底端盖(70)，所述磁流变圆柱副(10)与所述活塞杆(20)的上部螺纹连接，所述活塞杆(20)的下部穿过所述端盖(30)后与所述磁芯组件(50)螺纹连接，所述端盖(30)、所述磁芯组件(50)、所述底盖(60)从上至下设置于所述缸筒(40)内，所述底盖(60)与所述底端盖(70)螺纹连接；所述磁芯组件(50)与所述缸筒(40)之间有第一磁间隙(41)，且所述第一磁间隙(41)内填充有第一磁流变液(42)。
2.如权利要求1所述一种多方向阻尼可控磁流变减振器，其特征在于：所述磁流变圆柱副(10)包括密封端盖(11)、移动杆(12)、带励磁线圈的第一磁芯(13)，所述移动杆(12)横向贯穿所述密封端盖(11)中，且所述第一磁芯(13)位于所述密封端盖(11)内、并固定于所述移动杆(12)上，使得所述第一磁芯(13)与所述密封端盖(11)之间有第二磁流间隙(14)，所述第二磁流间隙(14)内填充有第二磁流变液(15)。
3.如权利要求1所述一种多方向阻尼可控磁流变减振器，其特征在于：所述第一磁芯(13)上的励磁线圈纵向设置。
4.如权利要求1所述一种多方向阻尼可控磁流变减振器，其特征在于：所述磁芯组件(50)包括法兰盘(51)、磁芯套筒(52)、带励磁线圈的第二磁芯(53)、补偿腔(54)、压缩弹簧(55)、弹簧固定块(56)、密封盖(57)，所述法兰盘(51)将所述磁芯套筒(52)与所述第二磁芯(53)连接，且所述法兰盘(51)、所述磁芯套筒(52)、所述第二磁芯(53)共竖向中心线，所述磁芯套筒(52)与所述第二磁芯(53)之间在竖向上形成有第三磁间隙(58)，所述补偿腔(54)开设于所述第二磁芯(53)内，且所述压缩弹簧(55)、所述弹簧固定块(56)从上至下设于所述补偿腔(54)内，并通过所述弹簧固定块(56)将所述压缩弹簧(55)焊接于所述补偿腔(54)内，所述弹簧固定块(56)螺钉固定于所述底盖(60)；所述密封盖(57)的上部与所述第二磁芯(53)下部通过螺钉连接，所述密封盖(57)的下部与所述底盖(60)螺纹连接。
5.如权利要求4所述一种多方向阻尼可控磁流变减振器，其特征在于：所述底端盖(70)位于所述缸筒(40)以下。
6.如权利要求5所述一种多方向阻尼可控磁流变减振器，其特征在于：所述底端盖(70)内横向设有一连接杆(71)。
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