CN112923001A - 一种圆周周向励磁的磁流变减振器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种圆周周向励磁的磁流变减振器，包括缸筒、活塞杆、活塞头、磁流变液、以及励磁导线，所述活塞头的外周壁面与缸筒内壁之间形成阻尼通道，所述阻尼通道和缸筒内剩余空间充满磁流变液，所述活塞头沿圆周方向开设有均匀分布的孔槽，相邻孔槽间形成沿径向延伸的导磁芯，所述励磁导线呈螺线管状缠绕于孔槽间的导磁芯上，形成励磁线圈，所述励磁线圈通电产生磁场，使得流经活塞头和缸筒之间阻尼通道的磁流变液受到磁场的控制，进而控制磁流变减振器输出阻尼力，进行减振。本磁流变减振器采用周向磁路分布，有效节省活塞头轴向尺寸，且系统应用稳定性相对较高，特别适用于对质量及空间要求较高的减振系统。

Description

一种圆周周向励磁的磁流变减振器
技术领域
本发明涉及磁流变振动控制技术，尤其涉及一种圆周周向励磁的磁流变减振器。
背景技术
磁流变液为一种智能磁控材料，具体为一种由微米级的磁性颗粒分散融于绝缘载液中形成的稳定悬浮液，其状态可在外加磁场作用下瞬间从液体转变为类固体，具有强烈的可控流变特性。
磁流变减振器是利用磁流变液的流变特性开发的一种半主动控制装置，具有动态范围宽、响应速度快、能耗低、机械结构简单、环境鲁棒性强、易与微机控制结合等优点。
磁流变减振器具有广阔的应用领域，如车辆悬架系统、飞机起落架系统、建筑地震防护系统、斜拉索桥保护系统、医疗康复系统等领域。
磁流变减振器目前正朝着更智能、更可靠和更稳定的方向发展，实际应用中，一些特殊应用环境对磁流变减振器的轻量化提出了更高的要求。针对磁流变减振器运行中活塞头结构优化设计已经做了大量研究，其轴向长度包含导磁部分和励磁线圈部分，二者缺一不可，活塞头在轴向很难再被优化而进行轻量化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单且紧凑的圆周周向励磁的磁流变减振器，其具有活塞头轴向尺寸短的优势。
为此，本发明提供了一种圆周周向励磁的磁流变减振器，包括缸筒、活塞杆、活塞头、磁流变液、以及励磁导线，所述活塞头位于所述缸筒内，所述活塞头的外周壁面与缸筒内壁之间形成阻尼通道，所述阻尼通道和缸筒内剩余空间充满磁流变液，所述活塞头沿圆周方向开设有均匀分布的孔槽，相邻孔槽间形成沿径向延伸的导磁芯，所述励磁导线呈螺线管状缠绕于孔槽间的导磁芯上，形成励磁线圈，所述励磁线圈通电产生磁场，使得流经活塞头和缸筒之间阻尼通道的磁流变液受到磁场的控制，进而控制磁流变减振器输出阻尼力，进行减振。
进一步地，上述活塞头为柱状，所述活塞头上均匀分布有偶数个柱状孔槽。
进一步地，上述柱状孔槽的数量的四个。
进一步地，上述活塞头的孔槽间的各导磁芯均被励磁导线缠绕，缠绕的励磁导线呈螺线管状，且分布于各导磁芯上的缠绕励磁导线为一根导线串联形式，各导磁芯上缠绕的励磁导线在通电电流作用下产生磁场，且相邻导磁芯上磁场方向沿径向方向相反。
进一步地，上述缸筒和活塞头均为导磁材料件，其中，通电磁场顺次经过第一磁导芯、分布于活塞头与缸筒内壁间阻尼通道中的磁流变液、缸筒、与第一磁导芯相邻的第二磁导芯、以及磁导芯间的实体部，形成闭合磁路。
进一步地，上述励磁导线的引线自活塞杆的中心孔腔向外引出。
进一步地，上述圆周周向励磁的磁流变减振器还包括若干导向块，其中，所述导向块与活塞头的孔槽固定连接，用于对活塞轴向运动进行导向。
进一步地，上述活塞杆分别自所述缸筒的两端伸出。
本圆周周向励磁的磁流变减振器采用周向磁路分布，有效节省传统轴向磁路设计的励磁线圈轴向长度，有效节省活塞头轴向尺寸。本圆周周向励磁的磁流变减振器结构设计简单、成本低，且系统应用稳定性相对较高，特别适用于对质量及空间要求较高的减振系统。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请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。在附图中：
图1圆周周向励磁的磁流变减振器结构图；以及
图2圆周周向励磁的磁流变减振器活塞部位横截面结构示意图。
附图标记说明：缸筒1、活塞杆2、活塞头3、磁流变液4、励磁导线5、磁力线6、导向块7。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明的磁流变减振器采用周向励磁的方式设计磁路，实现可控流变阻尼力的输出，进行有效减振。所采用的活塞具有多级电磁磁路，磁路沿着活塞横截面圆周周向分布。本磁流变减振器具有设计简单、稳定性高等减振性能。
图1为根据本发明的磁流变减振器结构图，图2为根据本发明的磁流变减振器活塞部位横截面结构示意图，结合参照图1和图2，根据本发明的磁流变减振器包括缸筒1、活塞杆2、活塞头3、磁流变液4、励磁导线5、磁力线6、以及导向块7。
活塞杆2与活塞头3同轴固结，均位于缸筒1内，且缸筒1内剩余空间充满磁流变液4，缸筒1选用电工纯铁DT4。活塞头3选用电工纯铁DT4。励磁导线5在活塞头3内有序缠绕，形成螺线管状励磁线圈，励磁导线5引线通过活塞杆2一端的内孔引出，便于连接电源。
活塞头3为柱状，活塞头3上均匀分布有偶数个柱状孔槽。活塞头3上孔槽之间的各导磁芯均被励磁导线5缠绕，缠绕的励磁导线5呈螺线管状，分布于各导磁芯上的缠绕励磁导线5为一根导线串联形式，各导磁芯上缠绕的励磁导线5在通电电流作用下产生磁场，且相邻导磁芯上磁场方向沿径向方向相反。
缠绕的励磁导线5在通电的情况下，会在各磁芯上产生磁场，该磁场沿着磁芯、分布于活塞头3与缸筒1内壁间阻尼通道中的磁流变液、缸筒1、相邻磁芯形成磁回路，使得流经活塞头3和缸筒1之间阻尼通道的磁流变液受到磁场的控制，进而控制磁流变减振器输出阻尼力，进行有效减振。
导向块7为非导磁性材料，导向块7与位于活塞头3的各孔槽固结，起到活塞轴向运动的导向作用。
本圆周周向励磁的磁流变减振器采用周向磁路分布，有效节省传统轴向磁路设计的励磁线圈轴向长度，有效节省活塞头轴向尺寸。本圆周周向励磁的磁流变减振器结构设计简单且，成本低，且系统应用稳定性相对较高，特别适用于对质量及空间要求较高的减振系统。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种圆周周向励磁的磁流变减振器，包括缸筒(1)、活塞杆(2)、活塞头(3)、磁流变液(4)、以及励磁导线(5)，
所述活塞头(3)位于所述缸筒(1)内，所述活塞头(3)的外周壁面与缸筒(1)内壁之间形成阻尼通道，所述阻尼通道和缸筒(1)内剩余空间充满磁流变液(4)，
所述活塞头(3)沿圆周方向开设有均匀分布的孔槽，相邻孔槽间形成沿径向延伸的导磁芯，所述励磁导线(5)呈螺线管状缠绕于孔槽间的导磁芯上，形成励磁线圈，
所述励磁线圈通电产生磁场，使得流经活塞头和缸筒之间阻尼通道的磁流变液受到磁场的控制，进而控制磁流变减振器输出阻尼力，进行减振。
2.根据权利要求1所述的圆周周向励磁的磁流变减振器，其特征在于，所述活塞头(3)为柱状，所述活塞头(3)上均匀分布有偶数个柱状孔槽。
3.根据权利要求1所述的圆周周向励磁的磁流变减振器，其特征在于，所述柱状孔槽的数量为四个。
4.根据权利要求1所述的圆周周向励磁的磁流变减振器，其特征在于，所述活塞头(3)的孔槽间的各导磁芯均被励磁导线(5)缠绕，缠绕的励磁导线(5)呈螺线管状，且分布于各导磁芯上的缠绕励磁导线(5)为一根导线串联形式，各导磁芯上缠绕的励磁导线(5)在通电电流作用下产生磁场，且相邻导磁芯上磁场方向沿径向方向相反。
5.根据权利要求1所述的圆周周向励磁的磁流变减振器，其特征在于，所述励磁导线的引线自活塞杆(2)的中心孔腔向外引出。
6.根据权利要求1所述的圆周周向励磁的磁流变减振器，其特征在于，还包括若干导向块(7)，其中，所述导向块(7)与活塞头(3)的孔槽固定连接，用于对活塞轴向运动进行导向。
7.根据权利要求1所述的圆周周向励磁的磁流变减振器，其特征在于，所述活塞杆(2)分别自所述缸筒(1)的两端伸出。
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