CN119704970B - 一种高效率全主动悬架执行器 - Google Patents

一种高效率全主动悬架执行器

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Abstract

本发明公开了一种高效率全主动悬架执行器,包括电驱动机构、运动转换机构、可调阻尼机构,电驱动机构的输出端与运动转换机构的振动输出端通过动力传递机构实现旋转运动的传动连接,可调阻尼机构的输入端与动力传递机构之间传动连接;通过电驱动机构为运动转换机构振动的减振提供主动力,通过可调阻尼机构为运动转换机构振动的减振提供阻尼力可控的被动阻尼力;可调阻尼机构中,阻尼器外壳内部的空腔中填充有磁流变液,阻尼器外壳空腔中设有阻尼器转轴,阻尼器转轴与阻尼器外壳之间的空间形成阻尼通道,阻尼通道中设有励磁线圈。本发明的优点:有效结合了主动力与可控阻尼力,适用于各种复杂的行驶工况。

Description

一种高效率全主动悬架执行器
技术领域
本发明涉及汽车电控悬架系统领域,尤其涉及的是一种高效率全主动悬架执行器。
背景技术
现有技术中,汽车悬架系统多采用被动或半主动控制方式,难以实时响应复杂路况变化,导致车辆行驶稳定性和舒适性受限。此外,传统悬架系统中各组件独立工作,缺乏协同控制,进一步影响了悬架系统的整体性能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供了一种高效率全主动悬架执行器,有效结合主动和可控阻尼力的被动阻尼机制,在低频、中频和高频工况下都能发挥优良的减振作用,提高汽车的平顺性和操纵稳定性,此外,旋转电机的馈能功能允许执行器在运行过程中回收多余的能量,提升系统的整体效率,适用于各种复杂的行驶工况。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种高效率全主动悬架执行器,包括电驱动机构、运动转换机构,所述执行器还包括可调阻尼机构,电驱动机构的输出端与运动转换机构的振动输出端通过动力传递机构实现旋转运动的传动连接,可调阻尼机构的输入端与动力传递机构之间传动连接;
运动转换机构实现直线运动与旋转运动的相互转换,运动转换机构的直线运动端作为振动输入端,运动转换机构的旋转运动端作为振动输出端,通过电驱动机构为运动转换机构振动的减振提供主动力,通过可调阻尼机构为运动转换机构振动的减振提供阻尼力可控的被动阻尼力;
可调阻尼机构包括内设空腔的阻尼器外壳,阻尼器外壳内部的空腔中填充有磁流变液,阻尼器外壳内部空腔中设有竖向延伸的阻尼器转轴,阻尼器转轴转动安装在阻尼器外壳上且一端伸出阻尼器外壳之外作为输入端,阻尼器转轴与阻尼器外壳之间的空间形成阻尼通道,阻尼通道中设有励磁线圈,通过改变励磁线圈中的电流大小可以改变磁流变液的流变特性,进而改变可调阻尼机构输出的阻尼力。
作为上述高效率全主动悬架执行器的优选方案,所述可调阻尼机构还包括第一绕线架、两个导磁体、隔磁环,第一绕线架固定在阻尼器外壳内腔中且与阻尼器外壳内腔侧壁贴合,隔磁环和励磁线圈呈内外套装的形式置于第一绕线架的环形绕线槽中,阻尼器转轴包括转轴芯以及位于转轴芯外围的转轴体,转轴芯转动安装在阻尼器外壳上,转轴体上下两端与阻尼器外壳之间留有间隙,转轴体上下两端分别开有环形凹槽,两个导磁体分别固定在阻尼器外壳内腔的顶壁和底壁,且两个导磁体分别嵌入至转轴体上下两端的环形凹槽中,转轴体的环形凹槽的外侧壁与导磁体之间的间隙形成内侧轴向阻尼通道,转轴体的环形凹槽的底壁与导磁体之间的间隙形成内侧径向阻尼通道,转轴体外侧壁与第一绕线架内侧壁之间的间隙形成外侧轴向阻尼通道。
作为上述高效率全主动悬架执行器的优选方案,所述可调阻尼机构还包括阻尼器内筒、阻尼器外筒,阻尼器外筒底端通过环形底板固定在阻尼器转轴上,阻尼器内筒顶端固定在阻尼器外壳上,且阻尼器内筒位于阻尼器外筒与阻尼器转轴围成的环形空间内,励磁线圈固定套装在阻尼器内筒上,阻尼器转轴在位于阻尼器外筒内部的一段为螺旋转轴段,螺旋转轴段外圆周表面设有螺旋状凸起,螺旋转轴段的螺旋状凸起与阻尼器内筒内侧壁之间围成螺旋状通道,阻尼器外筒与阻尼器外壳之间、阻尼器外筒与阻尼器内筒之间均留有间隙。
作为上述高效率全主动悬架执行器的优选方案,所述动力传递机构为外啮合齿轮机构、链轮机构以及带轮机构中的任一种。
作为上述高效率全主动悬架执行器的优选方案,所述动力传递机构为第一外啮合齿轮机构,第一外啮合齿轮机构包括依次啮合的齿轮一、齿轮二和齿轮三,齿轮一与电驱动机构的输出端同轴固定连接,齿轮二与可调阻尼机构的输入端同轴固定连接,齿轮三与运动转换机构的振动输出端同轴固定连接。
作为上述高效率全主动悬架执行器的优选方案,所述可调阻尼机构还包括第二绕线架,第二绕线架固定在阻尼器外壳内腔中且与阻尼器外壳内腔壁面贴合,励磁线圈固定套装在第二绕线架外侧壁上,第二绕线架顶部中心开有供阻尼器转轴插入的安装腔一,阻尼器转轴插入安装腔一的一段为盘式转轴段,盘式转轴段上设有至少一层圆盘,第二绕线架的安装腔一侧壁上开有与各圆盘相配合的盘状槽,各圆盘与对应的盘状槽之间留有间隙。
作为上述高效率全主动悬架执行器的优选方案,所述动力传递机构为第二外啮合齿轮机构,第二外啮合齿轮机构包括相啮合的齿轮四和齿轮五,齿轮四与电驱动机构的输出端同轴固定连接,齿轮五分别与运动转换机构的振动输出端、可调阻尼机构的输入端同轴固定连接。
作为上述高效率全主动悬架执行器的优选方案,所述动力传递机构为第三外啮合齿轮机构,第三外啮合齿轮机构包括相啮合的齿轮六和齿轮七,齿轮七与运动转换机构的振动输出端同轴固定连接,可调阻尼机构上下倒置,可调阻尼机构的阻尼器转轴的一端与齿轮六同轴固定连接,可调阻尼机构的阻尼器转轴的另一端与电驱动机构的输出端同轴固定连接。
作为上述高效率全主动悬架执行器的优选方案,所述可调阻尼机构还包括第三绕线架,第三绕线架固定在阻尼器外壳内腔中且与阻尼器外壳内腔壁面贴合,第三绕线架顶部中心开有供阻尼器转轴插入的安装腔二,阻尼器转轴插入安装腔二的一段为锯齿状转轴段,锯齿状转轴段上设有锯齿盘,锯齿盘的顶面和底面均开有多个环形齿槽,第三绕线架的安装腔二侧壁上开有与锯齿盘相配合的锯齿盘状槽,锯齿盘与锯齿盘状槽之间留有间隙,且锯齿盘状槽顶面和底面分别与锯齿盘的顶面和底面形状相吻合,第三绕线架顶端和底端的环形安装槽中分别安装有励磁线圈。
作为上述高效率全主动悬架执行器的优选方案,所述可调阻尼机构中,阻尼器外壳内部的空腔中或阻尼器转轴内设有永磁体。
本发明相比现有技术具有以下优点:
1、本发明提供的一种高效率全主动悬架执行器,其增设了可调阻尼机构,与电动驱动机构协同配合使用,有效结合了电机主动力和阻尼力可控的被动阻尼力,解决了以往主动悬架执行器在高频振动下滤振效果不佳的问题,使得该执行器在低频、中频和高频工况下都能发挥优良的减振作用,提升了车辆行驶安全性、平顺性和操纵稳定性;同时,即使是在电动驱动机构不工作或因故障失效时,通过可调阻尼机构也能实现有效的被动式阻尼减振效果,使得悬架系统具备了失效安全特性;此外,电驱动机构采用适用于动能回收的旋转电机,集主动力可控和馈能功能于一体,使得执行器在振动馈能模式中能够回收部分能量,提高了能量利用效率,适用于各种复杂的行驶工况。
2、本发明提供的一种高效率全主动悬架执行器,其可调阻尼机构采用励磁线圈结合磁流变液的形式,通过调节励磁线圈中的电流大小,可实现可调阻尼机构中阻尼力从最小到最大范围的变化,从而灵活应对不同路况需求,具有极高的适应性。
3、本发明提供的一种高效率全主动悬架执行器,其将增设的可调阻尼机构与电驱动机构、运动转换机构巧妙的集成在一起,结构布局紧凑,解决了以往的主动悬架执行器整体尺寸过大的问题,极大地提高了集成度和缩小了整体尺寸,与传统悬架对车辆底盘的布局要求基本相同。
附图说明
图1是本发明的实施例一的结构示意图。
图2是本发明的实施例一中可调阻尼机构的结构示意图。
图3是本发明的实施例二的结构示意图。
图4是本发明的实施例三的结构示意图。
图5是本发明的实施例四的结构示意图。
图6是本发明的实施例五的结构示意图。
图中标号:1电驱动机构,2运动转换机构,3可调阻尼机构,4阻尼器外壳,5阻尼器转轴,6励磁线圈,7旋转电机,8第一绕线架,9导磁体,10隔磁环,11转轴芯,12转轴体,13推力轴承一,14骨架油封,15内侧轴向阻尼通道,16内侧径向阻尼通道,17外侧轴向阻尼通道,18丝杠外套筒,19丝杠轴,20滚珠螺母,21推力轴承二,22丝杠轴套筒,23齿轮一,24齿轮二,25齿轮三,26阻尼器内筒,27阻尼器外筒,28环形底板,29螺旋转轴段,30螺旋状凸起,31第二绕线架,32盘式转轴段,33圆盘,34盘状槽,35齿轮四,36齿轮五,37齿轮六,38齿轮七,39第三绕线架,40锯齿状转轴段,41锯齿盘,42环形齿槽,43锯齿盘状槽,44永磁体。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
参见图1至图6,本发明公开了一种高效率全主动悬架执行器,包括电驱动机构1、运动转换机构2,执行器还包括可调阻尼机构3,电驱动机构1的输出端与运动转换机构2的振动输出端通过动力传递机构实现旋转运动的传动连接,可调阻尼机构3的输入端与动力传递机构之间传动连接。运动转换机构2实现直线运动与旋转运动的相互转换,运动转换机构2的直线运动端作为振动输入端,运动转换机构2的旋转运动端作为振动输出端,通过电驱动机构1为运动转换机构2振动的减振提供主动力,通过可调阻尼机构3为运动转换机构2振动的减振提供阻尼力可控的被动阻尼力。
可调阻尼机构3包括内设空腔的阻尼器外壳4,阻尼器外壳4内部的空腔中填充有磁流变液,阻尼器外壳4内部空腔中设有竖向延伸的阻尼器转轴5,阻尼器转轴5转动安装在阻尼器外壳4上且一端伸出阻尼器外壳4之外作为输入端,阻尼器转轴5与阻尼器外壳4之间的空间形成阻尼通道,阻尼通道中设有励磁线圈6,通过改变励磁线圈6中的电流大小可以改变磁流变液的流变特性,进而改变可调阻尼机构3输出的阻尼力。可调阻尼机构3在不增大尺寸的情况下,通过改变阻尼器转轴5的形状可形成轴向和径向两种模式的阻尼通道,增大有效阻尼通道的长度,提高输出阻尼转矩的大小。
可调阻尼机构3中,阻尼器外壳4内部的空腔中或阻尼器转轴5内设有永磁体44,设置永磁体44,使得可调阻尼机构3始终存在一个基础阻尼力,当执行器的主动力输出发生故障失效时保障执行器依然存在一个能够维持车辆正常行驶的阻尼力,提高了执行器的安全性。
运动转换机构2为滚珠丝杠机构或行星丝杠机构。采用行星丝杠机构时,行星丝杠机构的行星丝杠轴19下端作为运动转换机构2的振动输出端,与行星丝杠机构的行星丝杠滚珠螺母20固定连接的行星丝杠轴套筒22上端作为运动转换机构2的振动输入端。
电驱动机构1为适用于动能回收的旋转电机7。
动力传递机构为外啮合齿轮机构、链轮机构以及带轮机构中的任一种。
当动力传递机构采用链轮机构时,动力传递机构包括链轮一、链轮二和链条,通过链条实现链轮一和链轮二的传动连接,其中链轮一与电驱动机构1的输出端同轴固定连接,链轮二分别与运动转换机构2的振动输出端以及可调阻尼机构3的阻尼器转轴5同轴固定连接。
当动力传递机构采用带轮机构时,动力传递机构包括带轮一、带轮二和传动带,带轮一、带轮二通过传动带实现传动连接,其中带轮一与电驱动机构1的输出端同轴固定连接,带轮二分别与运动转换机构2的振动输出端以及可调阻尼机构3的阻尼器转轴5同轴固定连接。
根据几种机构不同的组合情况给出了如下几种实施例,但本发明的保护范围不限于下述实施例。
实施例一
参见图1至图2,本实施例中:
可调阻尼机构3还包括第一绕线架8、两个导磁体9、隔磁环10,第一绕线架8固定在阻尼器外壳4内腔中且与阻尼器外壳4内腔侧壁贴合,隔磁环10和励磁线圈6呈内外套装的形式置于第一绕线架8的环形绕线槽中,阻尼器转轴5包括转轴芯11以及位于转轴芯11外围的转轴体12,转轴芯11通过推力轴承一13转动安装在阻尼器外壳4上,转轴芯11上端伸出阻尼器外壳4之上作为输入端,且转轴芯11上段与阻尼器外壳4之间设有骨架油封14,骨架油封14用于空腔内磁流变液的密封,使得阻尼器转轴5在转动时磁流变液不会发生泄露。转轴体12上下两端与阻尼器外壳4之间留有间隙,转轴体12上下两端分别开有环形凹槽,两个导磁体9分别固定在阻尼器外壳4内腔的顶壁和底壁,且两个导磁体9分别嵌入至转轴体12上下两端的环形凹槽中,转轴体12的环形凹槽的外侧壁与导磁体9之间的间隙形成内侧轴向阻尼通道15,转轴体12的环形凹槽的底壁与导磁体9之间的间隙形成内侧径向阻尼通道16,转轴体12外侧壁与第一绕线架8内侧壁之间的间隙形成外侧轴向阻尼通道17。设置隔磁环10引导磁力线走向,使磁力线垂直穿过轴向阻尼通道和径向阻尼通道,提高磁场利用率。
该执行器各机构的布置形式为:电驱动机构1、可调阻尼机构3以及运动转换机构2依次排布且均位于动力传递机构的同一侧。且可调阻尼机构3呈上下倒置安装。
运动转换机构2采用滚珠丝杠机构,滚珠丝杠机构包括丝杠外套筒18以及置于丝杠外套筒18内且螺纹配合的丝杠轴19和滚珠螺母20,丝杠外套筒18底部与可调阻尼机构3的阻尼器外壳4固定连接,丝杠轴19下段通过推力轴承二21转动支承在丝杠外套筒18上,通过丝杠外套筒18内竖向延伸的导向槽对滚珠螺母20的竖向移动进行限位导向,滚珠螺母20上端固定连接有丝杠轴套筒22,丝杠轴套筒22空套在丝杠轴19外且向上伸出丝杠外套筒18之上作为运动转换机构2的振动输入端,丝杠轴19下端伸出丝杠外套筒18之下作为运动转换机构2的振动输出端。
动力传递机构采用第一外啮合齿轮机构,第一外啮合齿轮机构包括依次啮合的齿轮一23、齿轮二24和齿轮三25,旋转电机7安装在可调阻尼机构3的阻尼器外壳4上,齿轮一23与旋转电机7的输出端同轴固定连接,齿轮二24与可调阻尼机构3的输入端同轴固定连接,齿轮三25与运动转换机构2的振动输出端同轴固定连接,即齿轮三25与丝杠轴19下端同轴固定连接。
参见图2,给励磁线圈6加载一定大小的直流电,所产生的磁力线经过阻尼器外壳4和第一绕线架8后依次垂直穿过外侧轴向阻尼通道17、转轴体12、上方的内侧轴向阻尼通道15,到达上方的导磁体9后再垂直经过上方的内侧径向阻尼通道16、转轴体12、下方的内侧径向阻尼通道16,到达下方的导磁体9后再垂直穿过下方的内侧轴向阻尼通道15、转轴体12、外侧轴向阻尼通道17,最终经过第一绕线架8后回到阻尼器外壳4,形成闭合回路。
当滚珠螺母20上下移动时,丝杠轴19发生旋转,丝杠轴19与齿轮三25固定连接,并将滚珠螺母20沿丝杠轴19的直线运动转化为齿轮三25的旋转运动,齿轮三25的转动进而带动齿轮二24的转动,从而带动阻尼器转轴5旋转。通过调节励磁线圈6中输入电流的大小,可控制有效阻尼通道处的磁感应强度,即可产生可控阻尼转矩,抑制阻尼器转轴5的转动,起到减振的效果。
整个执行器中,丝杠轴套筒22伸出丝杠外套筒18之上的部位作为运动转换机构2的振动输入端,振动输入端与车辆的塔顶相连接;可调阻尼机构3的阻尼器外壳4底部与车辆的悬架主体相连接。
当车辆发生振动,车身将振动传递给滚珠丝杠机构的丝杠轴套筒22,带动丝杠轴套筒22上下振动,丝杠轴套筒22带动与其固定在一起的滚珠螺母20一起上下振动,滚珠螺母20带动与其螺纹配合的丝杠轴19发生旋转,丝杠轴19底端通过平键与齿轮三25相连,并将滚珠螺母20沿丝杠轴19的直线运动转化为齿轮三25的旋转运动,进而带动阻尼器转轴5旋转,带动磁流变液在阻尼通道中循环流动;同时励磁线圈6通电,产生阻尼力,抑制阻尼器转轴5、齿轮二24和丝杠轴19的旋转运动,从而抑制丝杠轴套筒22上下振动,进而抑制车辆的振动,实现对车辆振动的被动阻尼控制。且可通过调节励磁线圈6中输入电流的大小,实现可调阻尼机构3中阻尼力从最小到最大范围的变化,从而灵活应对不同路况需求,具有极高的适应性。
同时,旋转电机7可根据需要对车辆振动进行主动力控制。当旋转电机7启动时,旋转电机7带动齿轮一23旋转,齿轮一23通过齿轮二24带动齿轮三25旋转,从而可控制丝杠轴套筒22的上下运动,既可实现对车辆振动的主动控制,又可实现对车身姿态的主动调整。当旋转电机7不启动时,旋转的齿轮三25可通过齿轮二24带动齿轮一23旋转,齿轮一23将旋转运动回馈给旋转电机7,实现了旋转电机7的振动馈能功能。即旋转电机7能进行主动力耗能以及振动馈能两种模式的控制。
实施例二
参见图3,本实施例与实施例一不同之处仅在于可调阻尼机构3不同。本实施例中的可调阻尼机构3还包括阻尼器内筒26、阻尼器外筒27,阻尼器外筒27底端通过环形底板28固定在阻尼器转轴5上,阻尼器内筒26顶端固定在阻尼器外壳4上,且阻尼器内筒26位于阻尼器外筒27与阻尼器转轴5围成的环形空间内,励磁线圈6固定套装在阻尼器内筒26上,可根据需要选择阻尼器内筒26上励磁线圈6的数量,例如可在阻尼器内筒26上套装上下两个励磁线圈6。阻尼器转轴5在位于阻尼器外筒27内部的一段为螺旋转轴段29,螺旋转轴段29外圆周表面设有螺旋状凸起30,螺旋转轴段29的螺旋状凸起30与阻尼器内筒26内侧壁之间围成螺旋状通道,阻尼器外筒27与阻尼器外壳4之间、阻尼器外筒27与阻尼器内筒26之间均留有间隙。
当车辆发生振动,带动阻尼器转轴5旋转时,会带动磁流变液在阻尼通道中循环流动,位于阻尼器内筒26中的磁流变液会在螺旋状通道中螺旋流动,使得磁流变液在剪切模式和挤压模式两种模式下工作。
实施例三
参见图4,本实施例与实施例一的不同之处在于:可调阻尼机构3的结构、动力传递机构的结构以及各机构的布局形式不同。本实施例中:
可调阻尼机构3还包括第二绕线架31,第二绕线架31固定在阻尼器外壳4内腔中且与阻尼器外壳4内腔壁面贴合,励磁线圈6固定套装在第二绕线架31外侧壁上,第二绕线架31顶部中心开有供阻尼器转轴5插入的安装腔一,阻尼器转轴5插入安装腔一的一段为盘式转轴段32,盘式转轴段32上设有两层圆盘33,第二绕线架31的安装腔一侧壁上开有与两层圆盘33相配合的两层盘状槽34,各圆盘33与对应的盘状槽34之间留有间隙,该间隙形成盘旋的轴向和径向阻尼通道,可增大有效阻尼通道的长度,提高输出阻尼转矩。
动力传递机构采用第二外啮合齿轮机构,第二外啮合齿轮机构包括相啮合的齿轮四35和齿轮五36,齿轮四35与旋转电机7的输出端同轴固定连接,齿轮五36分别与运动转换机构2的振动输出端、可调阻尼机构3的输入端同轴固定连接。
该执行器各机构的布置形式为:电驱动机构1、运动转换机构2并排设置且均位于动力传递机构的同一侧,可调阻尼机构3位于动力传递机构另一侧且与运动转换机构2同轴布置。
实施例四
参见图5,本实施例与实施例三的不同之处在于:可调阻尼机构3的结构、动力传递机构的结构以及各机构的布局形式不同。本实施例中:
可调阻尼机构3与实施例三中可调阻尼机构3的不同仅在于:盘式转轴段32上设有单层圆盘33。
动力传递机构为第三外啮合齿轮机构,第三外啮合齿轮机构包括相啮合的齿轮六37和齿轮七38,齿轮七38与运动转换机构2的振动输出端同轴固定连接,可调阻尼机构3上下倒置,可调阻尼机构3的阻尼器转轴5的一端与齿轮六37同轴固定连接,可调阻尼机构3的阻尼器转轴5的另一端与电驱动机构1的输出端同轴固定连接。此种布局形式,将可调阻尼机构3布置于动力传递机构的齿轮六37与旋转电机7之间,有效缩减了执行器的整体尺寸,故在车辆上安装时占用悬架空间更小,便于布置。
实施例五
参见图6,本实施例与实施例三的不同之处仅在于:可调阻尼机构3的结构不同。本实施例中:
可调阻尼机构3还包括第三绕线架39,第三绕线架39固定在阻尼器外壳4内腔中且与阻尼器外壳4内腔壁面贴合,第三绕线架39顶部中心开有供阻尼器转轴5插入的安装腔二,阻尼器转轴5插入安装腔二的一段为锯齿状转轴段40,锯齿状转轴段40上设有锯齿盘41,锯齿盘41的顶面和底面均开有多个环形齿槽42,第三绕线架39的安装腔二侧壁上开有与锯齿盘41相配合的锯齿盘状槽43,锯齿盘41与锯齿盘状槽43之间留有间隙,且锯齿盘状槽43顶面和底面分别与锯齿盘41的顶面和底面形状相吻合,第三绕线架39顶端和底端的环形安装槽中分别安装有励磁线圈6。
本实施例将阻尼器转轴5的锯齿状转轴段40上设计为锯齿盘41,可以有效增加锯齿盘41与磁流变液的接触面积,有效增加输出转矩。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高效率全主动悬架执行器,包括电驱动机构(1)、运动转换机构(2),其特征在于:所述执行器还包括可调阻尼机构(3),电驱动机构(1)的输出端与运动转换机构(2)的振动输出端通过动力传递机构实现旋转运动的传动连接,可调阻尼机构(3)的输入端与动力传递机构之间传动连接;
运动转换机构(2)实现直线运动与旋转运动的相互转换,运动转换机构(2)的直线运动端作为振动输入端,运动转换机构(2)的旋转运动端作为振动输出端,通过电驱动机构(1)为运动转换机构(2)振动的减振提供主动力,通过可调阻尼机构(3)为运动转换机构(2)振动的减振提供阻尼力可控的被动阻尼力;
可调阻尼机构(3)包括内设空腔的阻尼器外壳(4),阻尼器外壳(4)内部的空腔中填充有磁流变液,阻尼器外壳(4)内部空腔中设有竖向延伸的阻尼器转轴(5),阻尼器转轴(5)转动安装在阻尼器外壳(4)上且一端伸出阻尼器外壳(4)之外作为输入端,阻尼器转轴(5)与阻尼器外壳(4)之间的空间形成阻尼通道,阻尼通道中设有励磁线圈(6),通过改变励磁线圈(6)中的电流大小可以改变磁流变液的流变特性,进而改变可调阻尼机构(3)输出的阻尼力。
2.如权利要求1所述的一种高效率全主动悬架执行器,其特征在于:所述可调阻尼机构(3)还包括第一绕线架(8)、两个导磁体(9)、隔磁环(10),第一绕线架(8)固定在阻尼器外壳(4)内腔中且与阻尼器外壳(4)内腔侧壁贴合,隔磁环(10)和励磁线圈(6)呈内外套装的形式置于第一绕线架(8)的环形绕线槽中,阻尼器转轴(5)包括转轴芯(11)以及位于转轴芯(11)外围的转轴体(12),转轴芯(11)转动安装在阻尼器外壳(4)上,转轴体(12)上下两端与阻尼器外壳(4)之间留有间隙,转轴体(12)上下两端分别开有环形凹槽,两个导磁体(9)分别固定在阻尼器外壳(4)内腔的顶壁和底壁,且两个导磁体(9)分别嵌入至转轴体(12)上下两端的环形凹槽中,转轴体(12)的环形凹槽的外侧壁与导磁体(9)之间的间隙形成内侧轴向阻尼通道(15),转轴体(12)的环形凹槽的底壁与导磁体(9)之间的间隙形成内侧径向阻尼通道(16),转轴体(12)外侧壁与第一绕线架(8)内侧壁之间的间隙形成外侧轴向阻尼通道(17)。
3.如权利要求1所述的一种高效率全主动悬架执行器,其特征在于:所述可调阻尼机构(3)还包括阻尼器内筒(26)、阻尼器外筒(27),阻尼器外筒(27)底端通过环形底板(28)固定在阻尼器转轴(5)上,阻尼器内筒(26)顶端固定在阻尼器外壳(4)上,且阻尼器内筒(26)位于阻尼器外筒(27)与阻尼器转轴(5)围成的环形空间内,励磁线圈(6)固定套装在阻尼器内筒(26)上,阻尼器转轴(5)在位于阻尼器外筒(27)内部的一段为螺旋转轴段(29),螺旋转轴段(29)外圆周表面设有螺旋状凸起(30),螺旋转轴段(29)的螺旋状凸起(30)与阻尼器内筒(26)内侧壁之间围成螺旋状通道,阻尼器外筒(27)与阻尼器外壳(4)之间、阻尼器外筒(27)与阻尼器内筒(26)之间均留有间隙。
4.如权利要求2或3所述的一种高效率全主动悬架执行器,其特征在于:所述动力传递机构为外啮合齿轮机构、链轮机构以及带轮机构中的任一种。
5.如权利要求4所述的一种高效率全主动悬架执行器,其特征在于:所述动力传递机构为第一外啮合齿轮机构,第一外啮合齿轮机构包括依次啮合的齿轮一(23)、齿轮二(24)和齿轮三(25),齿轮一(23)与电驱动机构(1)的输出端同轴固定连接,齿轮二(24)与可调阻尼机构(3)的输入端同轴固定连接,齿轮三(25)与运动转换机构(2)的振动输出端同轴固定连接。
6.如权利要求1所述的一种高效率全主动悬架执行器,其特征在于:所述可调阻尼机构(3)还包括第二绕线架(31),第二绕线架(31)固定在阻尼器外壳(4)内腔中且与阻尼器外壳(4)内腔壁面贴合,励磁线圈(6)固定套装在第二绕线架(31)外侧壁上,第二绕线架(31)顶部中心开有供阻尼器转轴(5)插入的安装腔一,阻尼器转轴(5)插入安装腔一的一段为盘式转轴段(32),盘式转轴段(32)上设有至少一层圆盘(33),第二绕线架(31)的安装腔一侧壁上开有与各圆盘(33)相配合的盘状槽(34),各圆盘(33)与对应的盘状槽(34)之间留有间隙。
7.如权利要求6所述的一种高效率全主动悬架执行器,其特征在于:所述动力传递机构为第二外啮合齿轮机构,第二外啮合齿轮机构包括相啮合的齿轮四(35)和齿轮五(36),齿轮四(35)与电驱动机构(1)的输出端同轴固定连接,齿轮五(36)分别与运动转换机构(2)的振动输出端、可调阻尼机构(3)的输入端同轴固定连接。
8.如权利要求6所述的一种高效率全主动悬架执行器,其特征在于:所述动力传递机构为第三外啮合齿轮机构,第三外啮合齿轮机构包括相啮合的齿轮六(37)和齿轮七(38),齿轮七(38)与运动转换机构(2)的振动输出端同轴固定连接,可调阻尼机构(3)上下倒置,可调阻尼机构(3)的阻尼器转轴(5)的一端与齿轮六(37)同轴固定连接,可调阻尼机构(3)的阻尼器转轴(5)的另一端与电驱动机构(1)的输出端同轴固定连接。
9.如权利要求1所述的一种高效率全主动悬架执行器,其特征在于:所述可调阻尼机构(3)还包括第三绕线架(39),第三绕线架(39)固定在阻尼器外壳(4)内腔中且与阻尼器外壳(4)内腔壁面贴合,第三绕线架(39)顶部中心开有供阻尼器转轴(5)插入的安装腔二,阻尼器转轴(5)插入安装腔二的一段为锯齿状转轴段(40),锯齿状转轴段(40)上设有锯齿盘(41),锯齿盘(41)的顶面和底面均开有多个环形齿槽(42),第三绕线架(39)的安装腔二侧壁上开有与锯齿盘(41)相配合的锯齿盘状槽(43),锯齿盘(41)与锯齿盘状槽(43)之间留有间隙,且锯齿盘状槽(43)顶面和底面分别与锯齿盘(41)的顶面和底面形状相吻合,第三绕线架(39)顶端和底端的环形安装槽中分别安装有励磁线圈(6)。
10.如权利要求1所述的一种高效率全主动悬架执行器,其特征在于:所述可调阻尼机构(3)中,阻尼器外壳(4)内部的空腔中或阻尼器转轴(5)内设有永磁体(44)。
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