CN204354836U - 一种基于磁流变效应的车载过载报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于磁流变效应的车载过载报警装置。该装置是由应变片、常开触头、下腔体、隔离块、上腔体、磁感应线圈、磁流变液、体积补偿器、活塞、活塞杆、橡胶薄膜、常闭触头组成。所述的上腔体和隔离块形成一个密封的上腔室，磁流变液充满在其中，所述的体积补偿器安装在上腔体内壁上，置于上腔室里面；所述的活塞开有凹槽，磁感应线圈绕在凹槽内；所述的下腔体和隔离块构成下腔室，常开触头和常闭触头安装在其中，并且由活塞杆的运动来控制它们的开关；所述的活塞杆外表面套有橡胶薄膜，应变片一端粘附在货车支撑梁上，另一端与活塞杆固连。本实用新型结构巧妙，反应灵敏，可靠性高，可直接用于车辆的过载报警保护。

Description

一种基于磁流变效应的车载过载报警装置

技术领域

本实用新型涉及一种车载过载报警装置，尤其是涉及一种基于磁流变效应的车载过载报警装置。

背景技术

车载过载报警装置主要是在车身上集成一个压力开关，这个开关能根据外部压力变化来进行相应的动作：当压力高于我们所设定值时，压力开关执行开或者关动作，在压力低于设定值时，压力开关不动作。随着现代物流业的飞快发展，穿行在道路上的货车越来越多，根据车辆自身的强度参数，它们能承载货物重量范围不一样，在所有车辆出厂时都有明确规定限载人数以及限载重量。然而还有少数司机漠视这些重要信息导致严重的后果。根据不完全统计，从2002至今全国交通事故数量呈逐年递减的趋势，但由于超载所引起的交通事故出现递减的趋势却不明显。因此，对一种车载过载报警装置的研究以及工程应用显得非常重要。目前，有关车辆超载报警装置方面的专利主要集中在控制框图方面(如2010206688883、2010202371338等)，而机械结构方面的专利相对来说相对比较少。在机械结构方面，如国家在2011年授予王奎洋等人的实用新型专利“一种车辆超载检测系统(专利号：201120517603.0)”中阐述了该专利包括高度传感器，用于探测车架与车桥的距离来判断车辆的超载情况。该装置达到了检测车辆超载的功能，但是由于使用了传感器这种精密器件，降低了探测的可靠性。在此本实用新型引入了磁流变液这种智能材料，利用该材料具有反应速度极快(毫秒量级)、剪切屈服应力可调范围宽、工作温度范围宽等特点提出了一种基于磁流变效应的车载过载报警装置。

磁流变液是由微米级铁磁性颗粒、基液、添加剂组成。在零磁场强度条件下，磁流变液表现为流动性好，黏度低的New ton流体，当有外加磁场的条件下，磁流变液瞬时(毫秒量级)向高黏度、低流动性的Bingham流体过渡。研究表明磁流变液的剪切屈服应力可达到50-100KP，工作温度范围在-40℃-150℃之间，磁流变液的可逆循环变化次数大约为300万次。

工作在剪切模式下，磁流变液的阻尼力可以用以下公式计算：

$F_S=\frac{\mathrm{\π\ηDL}}{h}v+\mathrm{\πDL}{\mathrm{\τ}}_y\mathrm{sgn}\left(v\right)$

式中：η为和磁场强度无关的液体屈服后黏度(实测的屈服后剪切应力的斜率)；v为流体的剪切应变率；τ_y为磁致剪切屈服应力；sgn(v)考虑到活塞的往复运动。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一台可靠性高、反应速度快、工作寿命长、压力可调范围宽、工作环境温度范围宽，从而能满足不同限载车辆的报警要求。

为了能有效的实现该装置的如上所述功能，本实用新型一种基于磁流变效应的车载过载报警装置是按如下方式来实现的：该装置是由应变片，常开触头，下腔体，隔离块，上腔体，磁感应线圈，磁流变液， 体积补偿器，活塞，活塞杆，橡胶薄膜，常闭触头组成。该装置分为上下两个腔室：上腔体和隔离块形成一个密封的上腔室，磁流变液充满在其中，体积补偿器安装在上腔体内壁上，置于上腔室里面，活塞开有凹槽，磁感应线圈绕在凹槽内；所述的常闭触头串连接入控制车辆发动机的电路中，常开触头串连接入控制报警器的电路中，下腔体和隔离块构成下腔室，常开触头和常闭触头安装在其中，并且由活塞杆的运动来控制它们的开关，活塞杆外表面套有橡胶薄膜，用于更好地密封上腔室，防止磁流变液渗漏到下腔室。应变片一端粘附在货车支撑梁上，另一端与活塞杆固连。磁流变液采用美国Lord公司所研制的型号为MRF-132LD的磁流变液。上腔体和活塞的材质为铁，活塞杆、隔离块、下腔体的材质为铝，当磁感应线圈通电后，使得全部的磁场落在由上腔体、活塞和磁流变液组成的磁回路上。

磁流变液由微米级铁磁性颗粒，基液，添加剂组成。当周围有磁场存在，磁流变液瞬间(毫秒量级)由原来的New ton流体向高粘度、低流动性的Bingham流体过渡，随着通过磁感应线圈的电流的不同，磁流变液的剪切屈服应力也不同。因此可以通过改变流经磁感应线圈中电流的大小来调整过载报警装置的屈服压力值。当车辆的支撑梁变形到一定的程度时，由粘附在支撑梁上的应变片带动活塞杆的运动，最后控制两个触头的开关。

本实用新型所述的一种基于磁流变效应的车载过载报警装置的积极效果在于：提供一种工作寿命大概在300百万次的循环次数、压力调节范围在50-100KP之间、能够在温度范围为-40℃-150℃工作环境正常作业，从而能满足不同限载车辆的报警要求的基于磁流变效应的车载过载报警装置。

附图说明

图1为本实用新型一种基于磁流变效应的车载过载报警装置的结构原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。

图中，本实用新型一种基于磁流变效应的车载过载报警装置，包括应变片3、常开触头4、下腔体5、隔离块6、上腔体7、磁感应线圈8、磁流变液9、体积补偿器10、活塞12、活塞杆13、橡胶薄膜14、常闭触头15。该装置分为上下两个腔室：上腔体7和隔离块6形成一个密封的上腔室，磁流变液9充满在其中，体积补偿器10安装在上腔体7内壁上，置于上腔室里面，活塞12开有凹槽，磁感应线圈8绕在凹槽内；常闭触头15串连接入控制车辆发动机的电路中，常开触头4串连接入控制报警器的电路中，下腔体5和隔离块6构成下腔室，常开触头4和常闭触头15安装在其中，并且由活塞杆13的运动来控制它们的开关，活塞杆13外表面套有橡胶薄膜14，用于更好地密封上腔室，防止磁流变液9渗漏到下腔室。应变片3一端粘附在货车支撑梁1上，另一端与活塞杆13固连。磁流变液9采用美国Lord公司所研制的型号为MRF-132LD的磁流变液。上腔体7和活塞12的材质为铁，活塞杆13、隔离块6、下腔体5的材质为铝，当磁感应线圈8通电后，使得全部的磁场落在由上腔体7、活塞12和磁流变液9组成的磁回路11上。整个装置的结构紧凑，反应灵敏，可靠性高，可直接用于车辆的过载报警保护。

Claims (3)

1.一种基于磁流变效应的车载过载报警装置，该装置是由应变片、常开触头、下腔体、隔离块、上腔体、磁感应线圈、磁流变液、体积补偿器、活塞、活塞杆、橡胶薄膜、常闭触头组成；其特征在于：所述的上腔体(7)和隔离块(6)形成一个密封的上腔室，磁流变液(9)充满在其中，所述的体积补偿器(10)安装在上腔体(7)内壁上，置于上腔室里面；所述的活塞(12)开有凹槽，磁感应线圈(8)绕在凹槽内；所述的常闭触头(15)串连接入控制车辆发动机的电路中，常开触头(4)串连接入控制报警器的电路中；所述的下腔体(5)和隔离块(6)构成下腔室，常开触头(4)和常闭触头(15)安装在其中，并且由活塞杆(13)的运动来控制它们的开关；所述的活塞杆(13)外表面套有橡胶薄膜(14)，应变片(3)一端粘附在货车支撑梁(1)上，另一端与活塞杆(13)固连。

2.如权利要求1所述一种基于磁流变效应的车载过载报警装置，其特征在于：所述的磁流变液(9)采用美国Lord公司所研制的型号为MRF-132LD的磁流变液。

3.如权利要求1所述一种基于磁流变效应的车载过载报警装置，其特征在于：所述的上腔体(7)和活塞(12)的材质为铁；所述的活塞杆(13)、隔离块(6)、下腔体(5)的材质为铝。