CN114542637A - 一种阻尼减振器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及减振器领域，特别是涉及一种阻尼减振器。阻尼减振器包括外壳和固定在外壳内的固定永磁体，外壳为非导磁壳，外壳内还设置有耗能永磁体，固定永磁体与耗能永磁体相吸，耗能永磁体和固定永磁体均为外周面为弧面的柱体，耗能永磁体的轴向与固定永磁体的轴向相同，耗能永磁体吸附在固定永磁体的外周面且能够沿固定永磁体的周向运动，外壳内有活动腔，活动腔呈环形且供耗能永磁体沿固定永磁体周向活动。本发明的阻尼减振器对减振物体减振时，振动物体的振动方向可以沿耗能永磁体与固定永磁体所处平面的任意方向，解决了现有的阻尼减振器减振方向较为单一的问题。

Description

一种阻尼减振器
技术领域
本发明涉及减振器领域，特别是涉及一种阻尼减振器。
背景技术
卫星的太阳能帆板、空间站机械臂等长直挠性附件，很容易在宇宙太阳风或者进行姿态调整时产生振动，阻尼减振器是一种被动式减振器，对惯性力比较敏感，并且结构简单，体积小，不需要外加激励，使用稳定，因此非常适合航空航天、军用大型设备中对于低频率、小振幅的减振。
授权公告号为CN214221874U的中国实用新型专利公开了一种抽屉式磁性液体阻尼减振器，该磁性液体阻尼减振器包括壳体、第一永磁体、第二永磁体、第三永磁体、第四永磁体和磁性液体，各永磁体和磁性液体均位于壳体内的封闭空腔中，第一永磁体与第二永磁体通过第一连接棒相连构成了第一减振单元，第三永磁体与第四永磁体通过第二连接棒相连构成了第二减振单元，第一减振单元与第二减振单元作为质量块在磁性液体的作用下悬浮于封闭空腔中形成基于磁性液体二阶浮力原理的磁性液体阻尼减振器。
上述阻尼减振器能够在低频率、小振幅的减振中起到作用，但是该阻尼减振器的第一减振单元和第二减振单元的运动方向沿着永磁体轴向的方向，即该阻尼减振器仅对该方向的振动能够起到良好的减振效果，减振方向单一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻尼减振器，用以解决现有的阻尼减振器减振方向较为单一的技术问题。
本发明的阻尼减振器的技术方案是：
阻尼减振器包括外壳和固定在外壳内的固定永磁体，外壳为非导磁壳，外壳内还设置有耗能永磁体，固定永磁体与耗能永磁体相吸，耗能永磁体和固定永磁体均为外周面为弧面的柱体，耗能永磁体的轴向与固定永磁体的轴向相同，耗能永磁体吸附在固定永磁体的外周面且能够沿固定永磁体的周向运动，外壳内有活动腔，活动腔呈环形且供耗能永磁体沿固定永磁体周向活动。
有益效果：本发明的阻尼减振器的外壳内固定有固定永磁体，沿固定永磁体的外周布置有耗能永磁体，耗能永磁体吸附在固定永磁体上，并且能够在活动腔内沿固定永磁体的周向运动，在振动物体发生振动时，耗能永磁体会由于惯性环绕固定永磁体作往复运动，通过耗能永磁体与固定永磁体之间的摩擦消耗振动能量，从而对物体起到减振效果，另外本发明的阻尼减振器对减振物体减振时，振动物体的振动方向可以沿耗能永磁体与固定永磁体所处平面的任意方向，解决了现有的阻尼减振器减振方向较为单一的问题。
进一步地，耗能永磁体与固定永磁体均为圆柱体。
有益效果：耗能永磁体与固定永磁体均为圆柱体，加工较为方便。
进一步地，活动腔为封闭腔体，活动腔内有吸附在耗能永磁体和固定永磁体上的磁性液体。
有益效果：磁性液体的设置便于能够增加耗能永磁体运动过程中受到的阻力，以增加阻尼减振器的耗能能力。
进一步地，部分磁性液体处于外壳与耗能永磁体之间并与外壳接触。
有益效果：耗能永磁体运动过程中，耗能永磁体上吸附的磁性液体能够与外壳接触，增加了耗能的途径，进而增加了阻尼减振器的耗能能力，阻尼减振器的减振效果更好。
进一步地，沿固定永磁体周向上布置至少两个耗能永磁体，相邻耗能永磁体之间相斥。
有益效果：通过增加耗能永磁体的数量，进一步提高了阻尼减振器耗能的能力，阻尼减振器的减振效果得到提升。
进一步地，外壳包括相对设置的第一壳体和第二壳体，第一壳体和第二壳体围成所述活动腔且固定永磁体夹装在第一壳体和第二壳体之间。
有益效果：外壳采用第一壳体和第二壳体围成活动腔，并且固定永磁体夹装在两个壳体之间，结构简单，便于阻尼减振器的安装。
进一步地，固定永磁体和耗能永磁体上均设置有摩擦系数调整层。
有益效果：通过调整摩擦系数调整层的材质，可以调整固定永磁体与耗能永磁体之间的摩擦力大小，进而调整阻尼减振器的灵敏度。
进一步地，沿固定永磁体周向上布置至少两个耗能永磁体，在固定永磁体的周向上，相邻耗能永磁体之间相斥，沿固定永磁体周向上布置的各耗能永磁体形成耗能永磁体组，耗能永磁体组设置至少两个且各耗能永磁体组沿固定永磁体的轴向布置，或者耗能永磁体组设置一个。
有益效果：耗能永磁体组设置至少两个能够进一步增加阻尼减振器的耗能能力，有利于增加阻尼减振器的减振效果。
进一步地，三个耗能永磁体形成所述耗能永磁体组。
有益效果：三个耗能永磁体排布在固定永磁体的外周，受力均衡，稳定性更好。
进一步地，活动腔沿固定永磁体轴向上的尺寸小于与耗能永磁体中心轴线相交且两端处于耗能永磁体外周面上的线段的长度。
有益效果：采用这种设置使得耗能永磁体在活动腔中运动时不能翻转，避免了因耗能永磁体翻转导致阻尼减振器失效的风险。
附图说明
图1是本发明的阻尼减振器实施例1中的外观图；
图2是本发明的阻尼减振器实施例1中隐藏第一壳体后的结构示意图；
图3是本发明的阻尼减振器实施例1中的剖视图；
图4是本发明的阻尼减振器实施例9中固定永磁体和耗能永磁体的示意图。
附图标记说明：1、外壳；2、固定永磁体；3、耗能永磁体；4、第一壳体；5、第二壳体；6、主壳体；7、连接耳；8、容纳腔；9、密封圈；10、压紧柱；11、活动腔；12、摩擦系数调整层。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的具体实施方式中，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在这种实际的关系或者顺序。而且，可能出现的术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，可能出现的语句“包括一个……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语如“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
本发明中所提供的阻尼减振器的实施例1：
如图1至图3所示，减振器包括外壳1、固定永磁体2和耗能永磁体3。
外壳1为非导磁材料制成的非导磁壳，外壳1包括第一壳体4和第二壳体5，第一壳体4和第二壳体5均包括圆形的主壳体6和环绕布置在主壳体6外圆周面上的连接耳7，主壳体6上的连接耳7有三个且等间隔设置，连接耳7上设置有供紧固螺栓穿过的螺栓孔，紧固螺栓穿过第一壳体4和第二壳体5上对应的连接耳7上的螺栓孔后，再旋拧螺母以实现第一壳体4和第二壳体5的紧固连接。第一壳体4和第二壳体5围成了封闭的容纳腔8，固定永磁体2和耗能永磁体3布置在容纳腔8中。在第一壳体4和第二壳体5上设置有环形的密封槽，密封槽内装有O形的密封圈9以增强外壳1的密封效果。另外，在外壳1上设置有锯齿状的迷宫密封结构，迷宫密封结构不仅能够增强密封效果，而且在使用紧固螺栓紧固第一壳体4和第二壳体5前，能够通过迷宫密封结构对第一壳体4和第二壳体5进行定位，便于第一壳体4和第二壳体5的紧固连接。
固定永磁体2和耗能永磁体3均为圆柱体，固定永磁体2固定在容纳腔8的中心位置，耗能永磁体3设置有三个并且在固定永磁体2的周向上环绕间隔布置。固定永磁体2和耗能永磁体3的中心轴线平行。在本实施例中，第一外壳1和第二外壳1朝向容纳腔8的侧面上均设置有压紧柱10，第一壳体4上的压紧柱10压紧在固定永磁体2的一侧面上，第二壳体5上的压紧柱10压紧在固定永磁体2的另一侧面上，第一壳体4和第二壳体5通过压紧柱10将固定永磁体2夹装固定在容纳腔8内。
固定永磁体2与耗能永磁体3的磁极设置相反，即固定永磁体2与耗能永磁体3朝向第一壳体4的一极极性相反，例如固定永磁体2朝向第一壳体4的一极为N极，耗能永磁体3朝向第一壳体4的一极则为S极。采用这种设置使得各耗能永磁体3能够通过各自的外圆周面吸附在固定永磁体2的外圆周面上，并且使得相邻耗能永磁体3之间存在相互排斥的排斥力。
固定永磁体2和外壳1围成了供耗能永磁体3运动的环形的活动腔11，耗能永磁体3能够吸附在固定永磁体2上并在活动腔11内沿着固定永磁体2的周向运动。
另外，在各耗能永磁体3和固定永磁体2上吸附有磁性液体，需要说明的是，耗能永磁体3沿固定永磁体2的周向运动时，磁性液体同时与耗能永磁体3和活动腔11的腔壁接触。
需要强调的是，活动腔11沿固定永磁体2轴向的尺寸小于耗能永磁体3外圆周面的直径，这样就可以保证耗能永磁体3在运动过程中不会发生翻转，从而避免出现耗能永磁体3与固定永磁体2极性相同的一极朝向相同导致阻尼减振器失效的现象。
本发明所提供的阻尼减振器用于对振动物体减振，振动物体的振动方向可以沿固定永磁体2和耗能永磁体3所处平面的任一方向，振动物体发生振动时，耗能永磁体3在惯性力和相邻耗能永磁体3之间的排斥力的作用下会绕着固定永磁体2作往复滚滑运动。磁性液体之间、固定永磁体2和耗能永磁体3之间、磁性液体与固定永磁体2之间、磁性液体与耗能永磁体3之间、磁性液体与活动腔11腔壁之间通过摩擦、挤压以消耗振动能量，将振动的机械能转化为热能，从而对振动物体起到减振效果。
另外，通过改变阻尼减振器中磁性液体的用量、活动腔11腔壁与耗能永磁体3之间间隙的大小、耗能永磁体3的质量和数量等可以改变阻尼减振器单次振动耗能的大小。通过改变永磁体的磁感应强度大小，以及永磁体的外圆周面的光滑度可以改变阻尼减振器对振动频率的敏感程度，使得阻尼减振器可以在较宽的频率范围进行减振。
本发明的阻尼减振器的实施例2，与实施例1不同的是，固定永磁体为圆柱体，耗能永磁体为椭圆柱体，耗能永磁体通过自身的外周弧面吸附在固定永磁体的外圆周面上，并能够沿着固定永磁体的周向运动。或者在其他实施例中，固定永磁体和耗能永磁体均为椭圆柱体，耗能永磁体通过自身的外周弧面吸附在固定永磁体的外周弧面上，并能够沿着固定永磁体的周向运动，并且耗能永磁体的尺寸需满足耗能永磁体不能在活动腔内翻转的条件。
本发明的阻尼减振器的实施例3，与实施例1不同的是，活动腔为封闭腔体，且活动腔内不填充磁性液体，即耗能永磁体和固定永磁体上不吸附磁性液体，耗能永磁体仅通过与固定永磁体之间的摩擦消耗振动能量。或者在其他实施例中，活动腔为与外界连通的腔体，第一壳体上的主壳体上开设有环形开口，该环形开口连通活动腔与外界，并且活动腔内不填充磁性液体，即耗能永磁体和固定永磁体上不吸附磁性液体，耗能永磁体仅通过与固定永磁体之间的摩擦消耗振动能量。
本发明的阻尼减振器的实施例4，与实施例1不同的是，活动腔内填充满磁性液体，耗能永磁体在充满磁性液体的活动腔内运动。
本发明的阻尼减振器的实施例5，与实施例1不同的是，耗能永磁体设置有一个，耗能永磁体吸附在固定永磁体的外周面上。或者在其他实施例中，耗能永磁体设置有两个、四个、五个或者更多，各耗能永磁体在固定永磁体的周向上间隔排布，并且相邻耗能永磁体之间相互排斥。
本发明的阻尼减振器的实施例6，与实施例1不同的是，在本实施例中，固定永磁体粘接固定在外壳的内壁面上。或者在其他实施例中，第一壳体、第二壳体和固定永磁体上对应设有螺栓穿孔，螺栓穿过三者上的螺栓穿孔后使用螺母锁紧，以将固定永磁体固定在外壳内。
本发明的阻尼减振器的实施例7，与实施例1不同的是，外壳包括具有容纳槽的底壳和盖设在底壳上的盖板，盖板和底壳围成容纳固定永磁体和耗能永磁体的容纳腔，并且盖板与底壳上设有用于压紧固定永磁体的压紧柱。
本发明的阻尼减振器的实施例8，与实施例1不同的是，实施例1中的三个耗能永磁体构成了一个耗能永磁体组，在本实施例中，耗能永磁体组设有两个，两个耗能永磁体组在固定永磁体的轴向上间隔布置。或者在其他实施例中，耗能永磁体组设置有三个、四个或者更多，并且各耗能永磁体组在固定永磁体的轴向间隔布置。
本发明的阻尼减振器的实施例9，与实施例1不同的是，如图4所示，固定永磁体2和耗能永磁体3的外圆周面设置有摩擦系数调整层12，在本实施例中，摩擦系数调整层12为橡胶圈，橡胶圈的设置增大了固定永磁体2和耗能永磁体3外圆周面的摩擦系数，进而增大了固定永磁体2和耗能永磁体3之间的摩擦力，阻尼减振器的灵敏度随之降低。另外，橡胶圈也能够对固定永磁体2和耗能永磁体3起到保护作用。或者在其他实施例中，可以根据需要调整摩擦系数调整层的材质，使固定永磁体与耗能永磁体之间的摩擦系数增大或者减小，摩擦系数调整层的材质可以采用陶瓷、树脂、氮化硼等材质的涂层，该涂层构成了摩擦系数调整层。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种阻尼减振器，其特征在于，包括外壳(1)和固定在外壳(1)内的固定永磁体(2)，外壳(1)为非导磁壳，外壳(1)内还设置有耗能永磁体(3)，固定永磁体(2)与耗能永磁体(3)相吸，耗能永磁体(3)和固定永磁体(2)均为外周面为弧面的柱体，耗能永磁体(3)的轴向与固定永磁体(2)的轴向相同，耗能永磁体(3)吸附在固定永磁体(2)的外周面且能够沿固定永磁体(2)的周向运动，外壳(1)内有活动腔(11)，活动腔(11)呈环形且供耗能永磁体(3)沿固定永磁体(2)周向活动。
2.根据权利要求1所述的阻尼减振器，其特征在于，耗能永磁体(3)与固定永磁体(2)均为圆柱体。
3.根据权利要求1所述的阻尼减振器，其特征在于，活动腔(11)为封闭腔体，活动腔(11)内有吸附在耗能永磁体(3)和固定永磁体(2)上的磁性液体。
4.根据权利要求3所述的阻尼减振器，其特征在于，部分磁性液体处于外壳(1)与耗能永磁体(3)之间并与外壳(1)接触。
5.根据权利要求1-4任一项所述的阻尼减振器，其特征在于，沿固定永磁体(2)周向上布置至少两个耗能永磁体(3)，相邻耗能永磁体(3)之间相斥。
6.根据权利要求1-4任一项所述的阻尼减振器，其特征在于，外壳(1)包括相对设置的第一壳体(4)和第二壳体(5)，第一壳体(4)和第二壳体(5)围成所述活动腔(11)且固定永磁体(2)夹装在第一壳体(4)和第二壳体(5)之间。
7.根据权利要求1-4任一项所述的阻尼减振器，其特征在于，固定永磁体(2)和耗能永磁体(3)上均设置有摩擦系数调整层(12)。
8.根据权利要求1-4任一项所述的阻尼减振器，其特征在于，沿固定永磁体(2)周向上布置至少两个耗能永磁体(3)，在固定永磁体(2)的周向上，相邻耗能永磁体(3)之间相斥，沿固定永磁体(2)周向上布置的各耗能永磁体(3)形成耗能永磁体组，耗能永磁体组设置至少两个且各耗能永磁体组沿固定永磁体(2)的轴向布置，或者耗能永磁体组设置一个。
9.根据权利要求8所述的阻尼减振器，其特征在于，三个耗能永磁体(3)形成所述耗能永磁体组。
10.根据权利要求2-4任一项所述的阻尼减振器，其特征在于，活动腔(11)沿固定永磁体(2)轴向上的尺寸小于与耗能永磁体(3)中心轴线相交且两端处于耗能永磁体(3)外周面上的线段的长度。
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