CN113074209B - 一种微型磁流变减振装置 - Google Patents

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Abstract

本发明旨在提供一种微型磁流变减振装置，包括外壳、支撑架、永磁体环、磁流变液；所述的外壳为中空的圆柱体，外壳内填充有磁流变液；所述的支撑架悬浮设于外壳内，与外壳的各个内壁均不接触；所述的支撑架上设有永磁体环。本发明可解决一般减振装置需要外部供电及控制电路、结构复杂，体积大等难题。

Description

一种微型磁流变减振装置
技术领域
本发明涉及机械工程减振技术领域，具体涉及一种微型磁流变减振装置。
背景技术
磁流变液是由细小的软磁性颗粒分散于磁导率较低的载液中形成的剪切屈服强度可随外加磁场变化而具有可控流变特性的悬浮液体；在磁场作用下，磁流变液可在毫秒级时间内实现由牛顿流体到半固态的可逆变化，撤去磁场后，又可以恢复原态。采用这种智能材料制作的磁流变阻尼器具有出力大、体积小、响应快、结构简单、阻尼力连续可调、易于计算机结合实现智能化控制等优点。
由磁流变阻尼器构成的减振系统需要配备电源、传感器等外部设备，电源通常以电流的形式供给励磁变阻尼器活塞上的励磁线圈，使励磁线圈产生磁场，且形成通过活塞与缸筒内壁间阻尼通道的磁路，当活塞运动迫使磁流变液流经该阻尼通道时，可通过改变电流的大小调节磁流变液的屈服应力，进而通过变化的磁流变液屈服应力控制磁流变阻尼器对应的库伦阻尼力，最终获得预设磁流变阻尼器的阻尼力，进而有效减振。磁流变因兼具有磁性和液体流动性两种性质，即可以用作被动减振，又可以实现对振动的主动控制。在磁流变阻尼出现之前，同样具有着两种性质的磁流变液阻尼器已经产生，但用起来相对复杂。磁流变阻尼因其具有结构简单紧凑、零磨损、无需外供电源、低成本、安装简单等独特的优点被广泛地应用于液体阻尼中。
如对比文献1(公开号为CN105003587B的专利)所述的减振装置和对比文献2(公开号为CN106122285B的专利)所述的减振装置，虽然一定程度达到减振的效果，但是其结构比较复杂，对缸体的制备材料也有所要求，同时不好装配。即使装配好了，也由于体积大不方便携带。所以急需要一种装配简单，体积小、方便安装的减振装置。
磁流变阻尼减振，主要是通过如下磁流变的特性得以实现：磁流变在外磁场作用下受到磁体积力，浸没于磁流变中的物体受到磁浮力，磁浮力随外加磁场作用力的变化而变化。按照磁流变的工作模式，磁流变阻尼可以分为三类：流动模式、剪切模式和挤压模式。
磁流变阻尼器的结构设计，首先应使磁流变液在有效阻尼间隙内的流动方向相互垂直，其次是尽可能使磁流变液在磁流变阻尼器内部的液流通道加强。但是，想要同时增加有效阻尼间隙内的磁感应强度和提高有效阻尼间隙长度是比较困难的。
大多数的减振装置不仅结构复杂体积大而且比较重，不利于携带，还需要电源，传感器等设备，所以在一些电源不能及时供应的或电源更换不方便场合，就难以发挥原本的作用。
发明内容
本发明旨在提供一种微型磁流变减振装置，该装置可解决一般减振装置需要外部供电及控制电路、结构复杂，体积大等难题。
本发明的技术方案如下：
所述的微型磁流变减振装置，包括外壳、支撑架、永磁体环、磁流变液；所述的外壳为中空的圆柱体，外壳内填充有磁流变液；
所述的支撑架悬浮设于外壳内，与外壳的各个内壁均不接触；
所述的支撑架上设有永磁体环。
所述的支撑架为圆柱体，圆柱体的轴向与外壳轴向平行，支撑架的外圆面上设有永磁体环槽，其内设置有与支撑架的外圆面齐平永磁体环。
所述的支撑架的外圆面与外壳的内圆面之间留有间隙，该间隙为0.1mm-30mm。
所述的支撑架的两个端面上分别设有同一轴向的圆柱形凸部，所述的圆柱形凸部的外端面上设有圆槽，圆槽内设有与圆柱形凸部的外端面齐平的圆柱永磁体。
所述的圆柱形凸部的外端面与外壳内的左右端面之间留有间隙，该间隙为0.1mm-30mm。
所述的永磁体环为径向充磁型永磁体；所述的圆柱永磁体为轴向充磁型永磁体，并且，支撑架的两个端面上的圆柱永磁体磁力线方向相反。
所述的外壳包括缸体和端盖，所述的缸体的右端面为开口结构，通过端盖封装起来。
所述的端盖与缸体的开口端通过螺纹配合连接安装。
所述的缸体的左端面设有左连接耳，端盖的右端面设有右连接耳。
所述的外壳为非导磁材料制成。
本发明通过设计将永磁体放置在非导磁外壳内的磁流变液中，利用任何物体改变运动状态时所具有的惯性，使其永磁体产生相反方向的位移，从而产生阻尼力，从而利用永磁体和磁流变液的摩擦耗能来实现减振的目的。本发明这一结构的优点是被动减振，只有物体先运动，该装置才会发生作用且不需要供电，更重要的是它不仅结构简单而且体积小，便于安装。
本发明优选方案所采用的支撑架、永磁体环、圆柱永磁体的组合结构，实现复合式工作方式，当振动物开始振动时，磁流变阻尼的工作方式是挤压方式和剪切方式同时进行，间接地提高了阻尼力，增大了减振效果。
本发明的微型磁流变减振装置可解决一般减振装置需要外部供电及控制电路、结构复杂，体积大等难题。
附图说明
图1为本发明的微型磁流变减振装置的结构示意图；
图中各部分名称及序号如下：
1-外壳，2-支撑架，3-永磁体环，4-磁流变液，5-圆柱形凸部，6-圆柱永磁体，8-缸体，7-端盖，9-右连接耳，10-左连接耳。
具体实施方式
下面结合附图和实施例具体说明本发明。
实施例1
如图1所示，本发明的技术方案如下：
所述的微型磁流变减振装置，包括外壳1、支撑架2、永磁体环3、磁流变液4；所述的外壳1为中空的圆柱体，外壳1内填充有磁流变液4；
所述的支撑架2悬浮设于外壳1内，与外壳1的各个内壁均不接触；
所述的支撑架2上设有永磁体环3。
所述的支撑架2为圆柱体，圆柱体的轴向与外壳1轴向平行，支撑架2的外圆面上设有永磁体环槽，其内设置有与支撑架2的外圆面齐平永磁体环3。
所述的支撑架2的外圆面与外壳1的内圆面之间留有间隙，该间隙为0.1mm-30mm。
所述的支撑架2的两个端面上分别设有同一轴向的圆柱形凸部5，所述的圆柱形凸部5的外端面上设有圆槽，圆槽内设有与圆柱形凸部5的外端面齐平的圆柱永磁体6。
所述的圆柱形凸部5的外端面与外壳1内的左右端面之间留有间隙，该间隙为0.1mm-30mm。
所述的永磁体环3为径向充磁型永磁体；所述的圆柱永磁体6为轴向充磁型永磁体，并且，支撑架2的两个端面上的圆柱永磁体6磁力线方向相反。
所述的外壳1包括缸体8和端盖7，所述的缸体8的右端面为开口结构，通过端盖7封装起来。
所述的端盖7与缸体8的开口端通过螺纹配合连接安装。
所述的缸体8的左端面设有左连接耳10，端盖7的右端面设有右连接耳9。
所述的外壳1为非导磁材料制成。

Claims (7)

1.一种微型磁流变减振装置，包括外壳（1）、支撑架（2）、永磁体环（3）、磁流变液（4）；其特征在于：
所述的外壳（1）为中空的圆柱体，外壳（1）内填充有磁流变液（4）；
所述的支撑架（2）悬浮设于外壳（1）内，与外壳（1）的各个内壁均不接触；
所述的支撑架（2）上设有永磁体环（3）；所述的支撑架（2）为圆柱体，圆柱体的轴向与外壳（1）轴向平行，支撑架（2）的外圆面上设有永磁体环槽，其内设置有与支撑架（2）的外圆面齐平永磁体环（3）；
所述的支撑架（2）的两个端面上分别设有同一轴向的圆柱形凸部（5），所述的圆柱形凸部（5）的外端面上设有圆槽，圆槽内设有与圆柱形凸部（5）的外端面齐平的圆柱永磁体（6）；
所述的永磁体环（3）为径向充磁型永磁体；所述的圆柱永磁体（6）为轴向充磁型永磁体，并且，支撑架（2）的两个端面上的圆柱永磁体（6）磁力线方向相反。
2.如权利要求1所述的微型磁流变减振装置，其特征在于：所述的支撑架（2）的外圆面与外壳（1）的内圆面之间留有间隙，该间隙为0.1mm-30mm。
3.如权利要求1所述的微型磁流变减振装置，其特征在于：
所述的圆柱形凸部（5）的外端面与外壳（1）内的左右端面之间留有间隙，该间隙为0.1mm-30mm。
4.如权利要求1所述的微型磁流变减振装置，其特征在于：所述的外壳（1）包括缸体（8）和端盖（7），所述的缸体（8）的右端面为开口结构，通过端盖（7）封装起来。
5.如权利要求4所述的微型磁流变减振装置，其特征在于：所述的端盖（7）与缸体（8）的开口端通过螺纹配合连接安装。
6.如权利要求4所述的微型磁流变减振装置，其特征在于：所述的缸体（8）的左端面设有左连接耳（10），端盖（7）的右端面设有右连接耳（9）。
7.如权利要求1所述的微型磁流变减振装置，其特征在于：所述的外壳（1）为非导磁材料制成。
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Assignee: Liuzhou Zhuode Machinery Technology Co.,Ltd.

Assignor: GUANGXI University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

Contract record no.: X2023980053834

Denomination of invention: A miniature magnetorheological vibration damping device

Granted publication date: 20220826

License type: Common License

Record date: 20231225

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