CN206072216U

CN206072216U - 一种集成能量回收装置的位移差动自感应磁流变阻尼器

Info

Publication number: CN206072216U
Application number: CN201621100001.4U
Authority: CN
Inventors: 胡国良; 张佳伟; 李丙丙; 胡安琪
Original assignee: East China Jiaotong University
Current assignee: East China Jiaotong University
Priority date: 2016-10-06
Filing date: 2016-10-06
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2026-10-06

Abstract

本实用新型公开了一种集成能量回收装置的位移差动自感应磁流变阻尼器，主要由活塞筒、永磁铁、感应线圈、阻尼器缸体、活塞头、激励线圈、绕线缸体及差动感应线圈等组成。该阻尼器能量回收装置通过紧固销和紧固片将8个永磁铁和8个隔片按序固定安装在支撑杆上；位移差动自感应装置通过在阻尼器缸体内设置绕线缸体，绕线缸体上分别缠绕两个方向相反的差动感应线圈组成。所集成的能量回收装置有效解决了磁流变阻尼器外置电源配置难的问题，可提高系统稳定性。位移差动自感应装置可将位移传感器与阻尼器结合在一起，简化结构，降低成本，进一步提高阻尼器可靠性。该磁流变阻尼器可广泛应用于各种减振场合中的半主动控制系统。

Description

一种集成能量回收装置的位移差动自感应磁流变阻尼器

技术领域

本实用新型涉及一种磁流变阻尼器，尤其涉及一种集成能量回收装置的位移差动自感应磁流变阻尼器。

背景技术

磁流变阻尼器是一种广泛用于半主动控制系统中的智能器件。主要通过对励磁线圈输入不同大小的电流，从而控制阻尼间隙处磁场的大小，达到改变磁流变液的屈服强度，实现阻尼器输出阻尼力无级可调的目的。磁流变阻尼器所具有的响应速度块、控制范围大和输出阻尼力可调等特点，使其广泛应用在建筑物以及桥梁的减振系统、铁路机车车辆及悬架系统的减振等方面。但是，现有的磁流变阻尼器需要可调的磁场激励，这需要外部电源输入。而在一些特殊场合，比如偏远地区，电力很难送达；或由于自然灾害等原因导致供电难以持续保证，这些因素将限制磁流变阻尼器的应用领域。

同时，要发挥磁流变阻尼器半主动控制的特点，必须实现可调阻尼的反馈控制。实现可调阻尼反馈控制的前提就是获取被控对象的振动状态信息。被控对象的动态信息主要是指活塞杆与缸体的相对位移、速度或加速度。所以只要获取磁流变阻尼器活塞杆与缸体的相对位移、速度或加速度就能获取被控对象的状态信息。

传统的磁流变阻尼器都是采用与磁流变阻尼器并行的位移、速度或加速度传感器来测量被控对象的振动信息。这种方法不仅增加了基于磁流变阻尼器的半主动系统的应用成本，而且存在结构复杂、安装空间大、连接电缆多等问题。另外，直接暴露于工作环境的传感器易于受到外界干扰，导致系统可靠性降低。

发明内容

为了克服背景技术中存在的问题，本实用新型提出一种集成能量回收装置的差动自感式磁流变阻尼器。该阻尼器集能量回收、位移差动自感应和阻尼力可控于一体。能量回收装置通过紧固销和紧固片将顺序安装的8个永磁铁和8个隔片固定安装在支撑杆上；活塞杆的左右运动带动感应线圈绕线架往复运动，在永磁铁作用下，感应线圈在往复运动中将产生交流电，通过整流电路将产生的交流电转换成直流电，从而可直接用于活塞绕线槽内的激励线圈的直流供电，产生可供阻尼力。位移差动自感应装置通过在阻尼器缸体内设置绕线缸体，绕线缸体上分别缠绕两个方向相反的差动感应线圈。活塞杆左右振动，使激励线圈产生的磁场作用于绕线缸体的差动感应线圈上，差动感应线圈感应电压。通过测量激励线圈磁场产生的感应电压的值，就可获得活塞的相对位移，实现位移差动自感应。该磁流变阻尼器集成的能量回收装置解决了因自然灾害等原因导致的外置电源配置问题，提高了磁流变阻尼器的稳定性和应用范围；所集成的位移差动自感应装置，将位移传感器与磁流变阻尼器整合为一体，使半主动控制系统结构更简单、安装空间更小；传感器没有暴露在工作环境中，避免了外界干扰，提高了系统可靠性。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案包括：阻尼器左端盖(1)、活塞筒(2)、绕线架(3)、感应线圈(4)、阻尼器缸体(5)、绕线缸体(6)、活塞头(7)、差动感应线圈(8)、浮动活塞(9)、阻尼器右端盖(10)、锁紧螺母(11)、弹簧(12)、支撑杆(13)、活塞头端盖(14)、激励线圈(15)、紧固销(16)、永磁铁(17)、隔片(18)、紧固片(19)；左端盖(1)与活塞筒(2)通过螺钉固定连接；活塞筒(2)外表面与阻尼器缸体(5)内表面间隙配合，并通过密封圈密封；活塞筒(2)中间加工有圆形通孔，绕线架(3)外表面与活塞筒(2)圆形通孔内表面间隙配合，绕线架(3)左端面与阻尼器左端盖(1)右端面接触，绕线架(3)右端面与活塞头端盖(14)左端面接触；绕线架(3)上加工有10个绕线槽，感应线圈(4)缠绕在绕线架(3)的绕线槽内；感应线圈(4)的两根引线通过绕线架(3)的引线槽和左端盖(1)的引线孔引出；活塞头(7)内表面与活塞筒(2)右端外表面过渡配合，活塞头(7)通过活塞筒(2)右侧台肩轴向定位；活塞头(7)上加工有绕线槽，激励线圈(15)缠绕在活塞头(7)上的绕线槽内；激励线圈(15)的两根引线通过活塞头(7)的引线槽和活塞筒(2)的引线孔进入活塞筒(2)内，再通过绕线架(3)的引线槽和阻尼器左端盖(1)的引线孔引出；活塞头端盖(14)外表面与活塞头(7)内表面过渡配合；活塞头端盖(14)与活塞筒(2)通过螺钉固定连接；活塞头端盖(14)中间加工有圆形通孔，支撑杆(13)外表面与活塞头端盖(14)圆形通孔内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；紧固销(16)的左端和右端分别加工有外螺纹；紧固销(16)右端与支撑杆(13)左端螺纹连接；永磁铁(17)中间加工有圆形通孔，永磁铁(17)圆形通孔内表面与紧固销(16)外表面过渡配合；隔片(18)中间加工有圆形通孔，隔片(18)圆形通孔内表面与紧固销(16)外表面过渡配合；隔片(18)安装在紧固销(16)上，永磁铁(17)安装在紧固销(16)上，永磁铁(17)以N级-N级相向，S级-S级相向的结构放置，两个永磁铁(17)之间通过一个隔片(18)隔开，8个永磁铁(17)和8个隔片(18)按顺序依次安装在紧固销(16)上，并通过紧固片(19)压紧；紧固片(19)中间加工有螺纹通孔，紧固片(19)与紧固销(16)通过螺纹紧固连接；绕线缸体(6)外表面与阻尼器缸体(5)内表面间隙配合；绕线缸体(6)外表面加工有两个绕线槽，差动感应线圈(8)分别缠绕在绕线缸体(6)的两个绕线槽中；差动感应线圈(8)的4根引线通过绕线缸体(6)上的引线槽和阻尼器右端盖(10)上的引线孔引出；浮动活塞(9)中间加工有圆形通孔，圆形通孔内表面与支撑杆(13)外表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；浮动活塞(9)外表面与绕线缸体(6)内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；浮动活塞(9)右端面加工有两个圆形沉孔；弹簧(12)左端与浮动活塞(9)圆形沉孔间隙配合；阻尼器右端盖(10)左端面加工有两个圆形沉孔；弹簧(12)右端与阻尼器右端盖(10)圆形沉孔间隙配合；阻尼器右端盖(10)外表面与绕线缸体(6)内表面间隙配合，并通过密封圈密封；阻尼器右端盖(10)与阻尼器缸体(5)通过螺钉紧固连接；阻尼器右端盖(10)中间加工有圆形通孔，圆形通孔内表面与支撑杆(13)外表面间隙配合；并通过密封圈进行密封；支撑杆(13)右端头部加工有外螺纹，支撑杆(13)与阻尼器右端盖(10)通过锁紧螺母(11)轴向紧固连接。

本实用新型与背景技术相比，具有的有益效果是：

（1）该磁流变阻尼器集成的能量回收装置解决了因自然灾害等原因导致的外置电源配置问题，提高了磁流变阻尼器的稳定性和应用范围。

（2）该磁流变阻尼器集成位移差动自感应装置，将半主动控制系统中的位移传感器与磁流变阻尼器整合为一体，使半主动控制系统结构更简单、安装空间更小；另外，由于传感器没有暴露在工作环境中，避免了外界干扰，提高了系统可靠性。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型差动感应线圈磁力线分布示意图。

图3是本实用新型绕线缸体结构示意图。

图4是本实用新型永磁铁及隔片结构布置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1所示是本实用新型结构示意图。主要包括：阻尼器左端盖1、活塞筒2、绕线架3、感应线圈4、阻尼器缸体5、绕线缸体6、活塞头7、差动感应线圈8、浮动活塞9、阻尼器右端盖10、锁紧螺母11、弹簧12、支撑杆13、活塞头端盖14、激励线圈15、紧固销16、永磁铁17、隔片18以及紧固片19。

图2是本实用新型活绕线缸体结构示意图。绕线缸体6上加工有两个绕线槽，差动感应线圈8分别缠绕在绕线缸体6的两个绕线槽中；差动感应线圈8的4根引线通过绕线缸体6上的引线槽和阻尼器右端盖10上的引线孔引出。

图3所示为本实用新型差动感应线圈磁力线分布示意图。磁路穿过活塞头7、绕线缸体6及阻尼器缸体5，形成一闭合回路。磁场区域内的差动感应线圈8被绕线缸体6分割成两部分，形成差动连接的感应区Ⅰ和感应区Ⅱ。

图4所示是本实用新型永磁铁17及隔片18结构布置示意图。永磁铁17以N极-N极相向，S极-S极相向的结构布置，两个永磁铁17之间通过一个隔片18隔开，8个隔片18和8个永磁铁17按照顺序依次安装在紧固销16上，并通过紧固片19压紧；紧固片19与紧固销16通过螺纹刚性连接。

本实用新型工作原理如下：

能量回收装置通过紧固销16和紧固片19将顺序安装的8个永磁铁17和8个隔片18固定安装在支撑杆13上；活塞筒2的左右运动将带动绕线架3往复运动，在永磁铁17作用下，感应线圈4在往复运动中将产生交流电，通过整流电路将产生的交流电转换成直流电。位移差动自感应装置通过在阻尼器缸体5内设置绕线缸体6，绕线缸体6上分别缠绕两段方向相反的差动感应线圈8。活塞筒2左右振动，使激励线圈15产生的磁场作用于绕线缸体6的差动感应线圈8上，差动感应线圈8感应电压。通过测量因激励线圈15磁场产生的感应电压的值就可得活塞头7的相对位移，实现差动位移自感应。

Claims

1.一种集成能量回收装置的位移差动自感应磁流变阻尼器，其特征在于包括：阻尼器左端盖(1)、活塞筒(2)、绕线架(3)、感应线圈(4)、阻尼器缸体(5)、绕线缸体(6)、活塞头(7)、差动感应线圈(8)、浮动活塞(9)、阻尼器右端盖(10)、锁紧螺母(11)、弹簧(12)、支撑杆(13)、活塞头端盖(14)、激励线圈(15)、紧固销(16)、永磁铁(17)、隔片(18)、紧固片(19)；左端盖(1)与活塞筒(2)通过螺钉固定连接；活塞筒(2)外表面与阻尼器缸体(5)内表面间隙配合，并通过密封圈密封；活塞筒(2)中间加工有圆形通孔，绕线架(3)外表面与活塞筒(2)圆形通孔内表面间隙配合，绕线架(3)左端面与阻尼器左端盖(1)右端面接触，绕线架(3)右端面与活塞头端盖(14)左端面接触；绕线架(3)上加工有10个绕线槽，感应线圈(4)缠绕在绕线架(3)的绕线槽内；感应线圈(4)的两根引线通过绕线架(3)的引线槽和左端盖(1)的引线孔引出；活塞头(7)内表面与活塞筒(2)右端外表面过渡配合，活塞头(7)通过活塞筒(2)右侧台肩轴向定位；活塞头(7)上加工有绕线槽，激励线圈(15)缠绕在活塞头(7)上的绕线槽内；激励线圈(15)的两根引线通过活塞头(7)的引线槽和活塞筒(2)的引线孔进入活塞筒(2)内，再通过绕线架(3)的引线槽和阻尼器左端盖(1)的引线孔引出；活塞头端盖(14)外表面与活塞头(7)内表面过渡配合；活塞头端盖(14)与活塞筒(2)通过螺钉固定连接；活塞头端盖(14)中间加工有圆形通孔，支撑杆(13)外表面与活塞头端盖(14)圆形通孔内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；紧固销(16)的左端和右端分别加工有外螺纹；紧固销(16)右端与支撑杆(13)左端螺纹连接；永磁铁(17)中间加工有圆形通孔，永磁铁(17)圆形通孔内表面与紧固销(16)外表面过渡配合；隔片(18)中间加工有圆形通孔，隔片(18)圆形通孔内表面与紧固销(16)外表面过渡配合；隔片(18)安装在紧固销(16)上，永磁铁(17)安装在紧固销(16)上，永磁铁(17)以N级-N级相向，S级-S级相向的结构放置，两个永磁铁(17)之间通过一个隔片(18)隔开，8个永磁铁(17)和8个隔片(18)按顺序依次安装在紧固销(16)上，并通过紧固片(19)压紧；紧固片(19)中间加工有螺纹通孔，紧固片(19)与紧固销(16)通过螺纹紧固连接；绕线缸体(6)外表面与阻尼器缸体(5)内表面间隙配合；绕线缸体(6)外表面加工有两个绕线槽，差动感应线圈(8)分别缠绕在绕线缸体(6)的两个绕线槽中；差动感应线圈(8)的4根引线通过绕线缸体(6)上的引线槽和阻尼器右端盖(10)上的引线孔引出；浮动活塞(9)中间加工有圆形通孔，圆形通孔内表面与支撑杆(13)外表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；浮动活塞(9)外表面与绕线缸体(6)内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；浮动活塞(9)右端面加工有两个圆形沉孔；弹簧(12)左端与浮动活塞(9)圆形沉孔间隙配合；阻尼器右端盖(10)左端面加工有两个圆形沉孔；弹簧(12)右端与阻尼器右端盖(10)圆形沉孔间隙配合；阻尼器右端盖(10)外表面与绕线缸体(6)内表面间隙配合，并通过密封圈密封；阻尼器右端盖(10)与阻尼器缸体(5)通过螺钉紧固连接；阻尼器右端盖(10)中间加工有圆形通孔，圆形通孔内表面与支撑杆(13)外表面间隙配合；并通过密封圈进行密封；支撑杆(13)右端头部加工有外螺纹，支撑杆(13)与阻尼器右端盖(10)通过锁紧螺母(11)轴向紧固连接。