CN205350184U

CN205350184U - 磁流变阻尼系统

Info

Publication number: CN205350184U
Application number: CN201620105445.0U
Authority: CN
Inventors: C·M·埃利奥特
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2015-02-16
Filing date: 2016-02-03
Publication date: 2016-06-29
Anticipated expiration: 2026-02-03
Also published as: US20150159728A1; US9377076B2

Abstract

本实用新型涉及一种磁流变阻尼系统，用于阻止MR流体分层。所述MR阻尼系统具有包含磁流变流体的壳体、活塞以及搅拌带。所述活塞在壳体内可操作地往复运动并包括圆周部。所述圆周部具有凹槽。所述搅拌带设置在活塞的凹槽内并且包括外周边和多个柔性突起。所述柔性突起具有头部和尾部。所述头部固定到外周边。所述尾部从头部延伸并与外周边脱接并且相对于头部基本为柔性的。在本实用新型中，在活塞的往复运动期间，搅拌带使MR流体的流动围绕活塞的圆周部沿顺时针或逆时针方向之一转向，因此，本实用新型MR阻尼系统阻止了MR流体的分层，促进了阻尼力的有效控制。

Description

磁流变阻尼系统

技术领域

本实用新型涉及一种防止分层的磁流变阻尼系统。

背景技术

诸如履带式装载机的机器配备有许多机械装置，例如但不限于：操纵杆装置、踏板装置、和/或座椅悬架装置。这些机械装置一般使用阻尼系统，该阻尼系统适当地抑制施加给机械装置的机械力。在本领域公知几种用于提供阻尼作用的阻尼系统。一种这样的阻尼系统可以是磁流变（MR）阻尼系统。

所述MR阻尼系统通常包括填充有MR流体的壳体，其中活塞由于机械力而作往复运动。在活塞的往复运动期间，MR流体沿该活塞的圆周部在与活塞运动的方向相反的方向上轴向流动。MR流体的这种流动可以沿活塞的圆周部提供一种粘滞阻力（阻尼力）并促进阻尼作用。值得注意的是，MR流体是具有悬浮铁颗粒的基础流体的混合物，并负责电子控制施加给活塞的阻尼力。在常规的MR阻尼系统中，MR流体的流动是单向（沿轴向方向）的，因此铁颗粒在MR流体的基础流体中趋向于沉降。铁颗粒在基础流体中沉降的这个过程称为“分层”。MR流体的分层导致对阻尼力的控制不良。这使得阻尼作用大幅度减弱。

中国专利102937158公开了一种基于含铁流体的阻尼器装置，该装置包括旋转以及作线性往复运动的活塞部件。

实用新型内容

本实用新型针对一种磁流变（MR）阻尼系统，其具有用于阻止MR流体分层的简易结构。该MR阻尼系统包括壳体、活塞和搅拌带，所述壳体包含磁流变流体。所述活塞配置并设置成在壳体内可操作地作往复运动。该活塞包括圆周部。所述圆周部具有凹槽。所述搅拌带设置在活塞的凹槽内并包括外周边和多个柔性突起。所述柔性突起包括头部和尾部。该头部固定地附接到搅拌带的外周边。所述尾部从头部延伸，其与搅拌带的外周边脱接并相对于头部基本是柔性的。在上述技术方案中，在活塞的往复运动期间，搅拌带使MR流体的流动围绕活塞圆周部沿顺时针或逆时针方向之一转向，因此，本实用新型MR阻尼系统阻止了MR流体的分层，促进了阻尼力的有效控制。

附图说明

图1为根据本实用新型的构思的磁流变（MR）阻尼系统的截面侧视图；

图2为图1所示MR阻尼系统的部分的放大视图，其根据本实用新型的构思示出了搅拌带以防止MR流体的分层；

图3为图2所示搅拌带的透视图，其根据本实用新型的构思示出了限定于搅拌带的外周边的柔性突起；

图4为图2所示搅拌带的侧视图，其根据本实用新型的构思示出了柔性突起相对于搅拌带的外周边的结构和布置；

图5为图1所示MR阻尼系统的部分的侧视图，其根据本实用新型的构思示出了MR阻尼系统的活塞沿第一方向运动时的MR流体的流动；以及

图6为图1所示MR阻尼系统的部分的侧视图，其根据本实用新型的构思示出了沿与第一方向相反的第二方向运动的MR流体的流动。

具体实施方式

参照图1，其示出了用于机械装置（未示出）的磁流变（MR）阻尼系统10。所述机械装置（未示出）可以包括但不限于：操纵杆装置、踏板装置、和/或座椅悬架装置。如通常所知的，机械装置（未示出）在运行期间受到机械力（一般为振动力）的作用。例如，座椅悬架装置可以受到占用该座椅悬架装置座椅的人的重量的机械力作用。MR阻尼系统10用于提供针对施加给机械装置（未示出）的机械力的阻尼力。MR阻尼系统10包括壳体12、轴14、活塞16和搅拌带18。

壳体12可以是容纳MR阻尼系统10的轴14和活塞16的多部件式盖组件。壳体12至少部分地填充有MR流体并包括第一端部20、第二端部22和内周边24。第一端部20和第二端部22适于沿轴线X-X可滑动地支承轴14。

轴14可以是细长构件，其包括第一端段26、第二端段28和周边段30。轴14沿第一端段26和第二端段28可滑动地支承在壳体12中。在一个实施例中，轴14的第一端段26至少部分地从壳体12向外延伸并可以受到机械力的作用。值得注意的是，沿轴14的第一端段26施加机械力导致轴14在壳体12内往复运动。

活塞16可为中空圆柱体，其圆周附接到轴14的周边段30。活塞16包括第一端32、第二端34和圆周部36。活塞16与轴14的组件限定壳体12内的第一流体空间38、第二流体空间40和间隙空间42。第一流体空间38限定在活塞16的第一端32和壳体12的第一端部20之间。第二流体空间40限定在活塞16的第二端34和壳体12的第二端部22之间。间隙空间42限定在活塞16的圆周部36和壳体12的内周边24之间。此外，当轴14施加有机械力时，活塞16适于随轴14一起且在壳体12内往复运动。对应于活塞16的往复运动，MR流体经过间隙空间42在第一流体空间38和第二流体空间40之间流动。MR流体经过间隙空间42的这种流动，可沿活塞16的圆周部施加粘滞阻力（阻尼力）并促进阻尼作用。活塞16可支撑电磁铁（未示出），所述电磁铁可产生通过MR流体的磁场以控制由MR阻尼系统10提供的阻尼力。此外，活塞16的圆周部36包括凹槽44，所述凹槽44支撑MR阻尼系统10的搅拌带18以防止MR流体的分层。

参照图2，其示出了MR阻尼系统10的部分46的放大图，示出了搅拌带18相对于MR阻尼系统10的活塞16的位置。搅拌带18定位在活塞16的凹槽44中且适于使MR流体的流动沿顺时针方向和逆时针方向之一转向，以防止分层。搅拌带18可通过任何已知的附接装置，诸如但不限于，焊接附接、粘性附接和/或配合附接，固定且定位在活塞16的凹槽44中。尽管在本实用新型中，搅拌带18描绘为相对于活塞16分开的部件，但可以设想的是，搅拌带18可为相对于MR阻尼系统10的活塞16的一体部件。

参照图3，其示出了搅拌带18的透视图。搅拌带18包括外周边48和多个柔性突起50。柔性突起50沿搅拌带18的整个外周边48均匀分布且附接。柔性突起50可为水珠形结构，其具有头部52和尾部54。头部52附接到搅拌带18的外周边48且尾部54从外周边48脱接（如图4中所示）。尽管本实用新型描述了柔性突起50具有水珠形结构，但可以设想的是，柔性突起50可为任何形状，其中一端固定到外周边48而另一端从外周边48脱接。

参照图4，其示出了搅拌带18的侧视图，描绘了柔性突起50相对于搅拌带18的外周边48的附接。如上所提及，头部52附接到外周边48且尾部54从搅拌带18的外周边48脱接。因而，尾部54相对于头部52基本为柔性。在当前实施例中，如图1中所示，搅拌带18定位在活塞16的凹槽44中使得尾部54在顺时针方向上领先头部52（当沿轴线X-X从第二端部22观察时）。在一替代实施例中，如图1中所示，搅拌带18定位在活塞16的凹槽44中使得尾部54在逆时针方向上领先头部52（当沿轴线X-X从第二端部22观察时）。

在应用中，MR阻尼系统10的轴14的第一端部26施加有一部分机械力，以促进阻尼操作。因而，轴14和活塞16沿第一方向（如图5中所示）和第二方向（如图6中所示）在壳体12中往复运动。图5和图6中进一步描述了沿第一方向和第二方向在活塞16的移动过程中MR流体的流动。

参照图5，其示出了MR阻尼系统10的侧视图，该侧视图示出沿第一方向在活塞16的运动期间的MR流体的流动。由于活塞16沿第一方向横向运动，故MR流体通过间隙空间42沿轴线X-X从第二流体空间40向第一流体空间38流动。更具体地说，由于活塞16沿第一方向运动，故MR流体沿第二方向流动通过间隙空间42。在当前的实施例中，当MR流体沿第二方向流动通过间隙空间42时，柔性突起50使MR流体的流动沿顺时针方向（当沿轴线X-X从第二端部22观察时）转向。MR流体沿第二方向和顺时针方向的合并流动促进了MR流体沿圆周部36的螺旋流动。流动箭头56示出了当活塞16沿第一方向横向运动时MR流体的螺旋流动。在替代的实施例中，当MR流体流动通过间隙空间42时，柔性突起50使MR流体的流动沿逆时针方向（当沿轴线X-X从第一端部20观察时）转向。因此，依据活塞16的槽44中搅拌带18的位置，柔性突起50使MR流体的流动围绕圆周部36沿顺时针方向和逆时针方向之一转向。

参照图6，其示出了MR阻尼系统10的侧视图，该侧视图示出沿第二方向在活塞16的运动期间的MR流体的流动。由于活塞16沿第二方向横向运动，故MR流体通过间隙空间42沿轴线X-X从第一流体空间38向第二流体空间40流动。更具体地说，由于活塞16沿第二方向移动，故MR流体沿第一方向流动通过间隙空间42。在当前的实施例中，当MR流体沿第一方向流动通过间隙空间42时，柔性突起50使MR流体的流动沿顺时针方向（沿轴线X-X从第二端部22观察）转向。沿第一方向和在顺时针方向的MR流体的合并流动促进了MR流体沿圆周部36的螺旋流动。流动箭头58示出了当活塞16沿第二方向横向运动时MR流体的螺旋流动。

工业实用性

在运作中，向所述机械装置（未示出）施加机械力。该机械力的一部分受到阻尼系统10的阻尼。为了促进阻尼，沿轴线X-X将机械力施加到MR阻尼系统10的轴14的第一端段26。这导致轴14在壳体12内并且沿轴线X-X作往复运动。由于活塞16附接到轴14，故活塞16沿轴线X-X在壳体12内与轴14一起作往复运动。轴14和活塞16的往复运动可以是沿第一方向和第二方向的来回运动。

由于活塞16沿第一方向运动，如图5所示，故MR流体经由隙空间42从第二流体空间40向第一流体空间38流动。换句话说，由于活塞16沿第一方向运动，故MR流体沿第二方向流动通过间隙空间42。与活塞16沿第一方向的运动相反，通过间隙空间42的MR流体的流动在第二方向沿圆周部36施加阻尼力。此外，由于MR流体沿第二方向流动通过间隙空间42，故柔性突起50的尾部54沿第二方向相对于头部52弯曲。因此，MR流体的流动沿顺时针方向（沿轴线X-X从第二端部22观看）转向。这导致沿活塞16的圆周部36的MR流体的螺旋流动并由流动箭头56描绘出。由于活塞16沿第一方向横向运动，以该螺旋方式的MR流体的流动搅动MR流体，并且因此阻止了MR流体的分层。

反过来，由于活塞16沿第二方向运动，如图6所示，故MR流体经由间隙空间42从第一流体空间38向第二流体空间40流动。因此，由于活塞沿第二方向运动，故MR流体的流动沿第一方向通过间隙空间42产生。与活塞16沿第二方向的运动相反，该MR流体通过间隙空间42的流动沿第一方向将阻尼力施加到圆周部36。此外，由于MR流体通过间隙空间42而流动，故柔性突起50的尾部54沿第一方向相对于头部52弯曲。因此，MR流体的流动沿顺时针方向（沿轴线X-X从第二端部22观看）转向。这导致沿活塞16的圆周部36的MR流体的螺旋流动并由流动箭头58描绘出。由于活塞16沿第二方向横向运动，以该螺旋方式的MR流体的流动搅动MR流体，并且因此阻止了MR流体的分层。此外，在活塞16沿第一方向和第二方向二个的行进期间，MR流体沿顺时针方向流动的转向促进了MR流体的有效搅动并阻止分层。因此，本实用新型描述的MR阻尼系统10促进了阻尼力的有效控制。

Claims

1.一种磁流变阻尼系统，其特征在于，包括：

包含磁流变流体的壳体；

活塞，其配置和设置在所述壳体内可操作地往复运动，所述活塞包括圆周部，所述圆周部在其中具有凹槽；

搅拌带，其设置在所述活塞的所述凹槽中，所述搅拌带包括：

外周边；

多个柔性突起，所述柔性突起包括：

固定地附接到所述搅拌带的所述外周边的头部；以及

从所述头部延伸的尾部，所述尾部与搅拌带的外周边脱接并且相对于所述头部为柔性的。