CN206539641U - 采用永磁铁和双线圈进行混合控制的磁流变阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种采用永磁铁和双线圈进行混合控制的磁流变阻尼器，主要由活塞杆、阻尼器端盖、阻尼器缸体、绕线架、永磁铁及阻尼器吊耳等组成。该阻尼器的活塞头分别由绕线架Ⅰ、绕线架Ⅱ和永磁铁三部分组合而成。在绕线架中间设有一块永磁铁，使内部单一磁路变为混合磁路，永磁铁与双线圈形成双作用混合控制，增大了阻尼器输出阻尼力的可调范围，并使阻尼器在初始状态下具备较大的输出阻尼力。该结构充分利用了活塞头结构，在不增大体积的前提下，有效增加了输出阻尼力。该磁流变阻尼器结构紧凑、体积小、可产生较大输出阻尼力以及具有较大的可调范围，特别适合用于汽车减振等场合。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种磁流变阻尼器，尤其涉及一种采用永磁铁和双线圈进行混合控制的磁流变阻尼器。
背景技术
磁流变液是一种新型智能材料，利用磁流变液的磁流变效应制成的磁流变阻尼器具有毫秒级响应速度、大控制范围和大输出阻尼力等特点，使其广泛用于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。
磁流变阻尼器内置励磁线圈，励磁线圈与阻尼器缸体间形成阻尼间隙。通过对励磁线圈通入电流，使其产生垂直于阻尼间隙的磁场。受磁场作用，磁流变液的屈服强度发生变化，实现阻尼器输出阻尼力无级可调的目的。传统的磁流变阻尼器只具备励磁线圈产生的单一磁路，在系统得不到电能的情况下阻尼器的输出阻尼力较小。当阻尼器用于一些需要输出阻尼力较大的情况下时，通常通过增加活塞头的长度进而增加有效阻尼间隙长度，该方法往往使阻尼器外形体积大，并且制造成本高。
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采用永磁铁和双线圈进行混合控制的磁流变阻尼器。该磁流变阻尼器的活塞头分别由绕线架Ⅰ、绕线架Ⅱ和永磁铁三部分组成。该阻尼器在绕线架中间设有一块永磁铁，使内部单一磁路变为混合磁路，永磁铁与双线圈形成双作用混合控制。当励磁线圈不通入电流时，永磁铁产生磁场且磁力线通过并垂直有效阻尼间隙，阻尼器具有一定的输出阻尼力；当励磁线圈通入正向电流时，励磁线圈在有效阻尼间隙处的磁场方向与永磁铁磁场方向相同，使永磁铁在有效阻尼间隙处的磁场强度得到加强；励磁线圈通入反向电流时，励磁线圈在有效阻尼间隙处的磁场方向与永磁铁磁场方向相同，使永磁铁在有效阻尼间隙处的磁场强度得到减弱。本实用新型阻尼器在双线圈中间内置一块永磁铁，使阻尼器在未通入电流时也具有一定的输出阻尼力；双线圈与永磁铁形成的混合控制，增大了阻尼器输出阻尼力的可调范围，在不增大阻尼器外部体积的前提下，增大了输出阻尼力。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案包括：阻尼器左吊耳(1)、活塞杆(2)、阻尼器左端盖(3)、阻尼器缸体(4)、励磁线圈Ⅰ(5)、励磁线圈Ⅱ(6)、阻尼器右吊耳(7)、阻尼器右端盖(8)、销钉Ⅰ(9)、绕线架Ⅱ(10)、永磁铁(11)、绕线架Ⅰ(12)、销钉Ⅱ(13)；阻尼器左吊耳(1)与活塞杆(2)通过螺纹固定连接；阻尼器左端盖(3)中间加工有圆形通孔，活塞杆(2)与阻尼器左端盖(3)圆形通孔内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；阻尼器左端盖(3)与阻尼器缸体(4)左端面间隙配合，并通过密封圈进行密封；阻尼器左端盖(3)与阻尼器缸体(4)通过螺钉固定连接；绕线架Ⅰ(12)圆周内表面与活塞杆(2)外表面过渡配合；活塞杆(2)左端加工有销孔，绕线架Ⅰ(12)左端通过销钉Ⅱ(13)进行轴向定位；永磁铁(11)圆周内表面与活塞杆(2)外表面过渡配合；永磁铁(11)左侧通过绕线架Ⅰ(12)右侧进行轴向定位；绕线架Ⅱ(10)圆周内表面与活塞杆(2)外表面过渡配合；绕线架Ⅱ(10)左侧通过永磁铁(11)右侧进行轴向定位；活塞杆(2)右端加工有销孔，绕线架Ⅰ(12)、永磁铁(11)及绕线架Ⅱ(10)与活塞杆(2)通过销钉Ⅱ(13)进行紧固连接；绕线架Ⅰ(12)外侧加工有绕线槽，励磁线圈Ⅰ(5)缠绕在绕线架Ⅰ(12)的绕线槽内；绕线架Ⅱ(10)外侧加工有绕线槽，励磁线Ⅱ(6)缠绕在绕线架Ⅱ(10)的绕线槽内；励磁线圈Ⅰ(5)和励磁线圈Ⅱ(6)的引线通过活塞杆(2)的引线孔引出；阻尼器右端盖(8)与阻尼器缸体(4)右端面间隙配合，并通过密封圈进行密封；阻尼器右端盖(8与阻尼器缸体(4)通过螺钉固定连接；阻尼器右端盖(8)中间加工有圆形通孔，活塞杆(2)与阻尼器右端盖(8)圆形通孔内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；阻尼器右吊耳(7)与活塞杆(2)通过螺纹固定连接。
本实用新型与背景技术相比，具有的有益效果是：
（1）本实用新型阻尼器在双线圈中间内置一块永磁铁，使阻尼器在未通入电流时也具有一定的输出阻尼力。
（2）当励磁线圈通入正向电流时，励磁线圈在有效阻尼间隙处的磁场方向与永磁铁磁场方向相同，使永磁铁在有效阻尼间隙处的磁场强度得到加强；励磁线圈通入反向电流时，励磁线圈在有效阻尼间隙处的磁场方向与永磁铁磁场方向相同，使永磁铁在有效阻尼间隙处的磁场强度得到减弱；双线圈与永磁铁形成的混合控制，增大了阻尼器输出阻尼力的可调范围，在不增大阻尼器外部体积的前提下，增大了输出阻尼力。
（3）本实用新型所需体积小、结构紧凑、具有输出阻尼力大及可控范围大的特点。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图2是本实用新型活塞头结构示意图。
图3是本实用新型永磁铁磁力线分布示意图。
图4是本实用新型励磁线圈通正向电流磁力线分布示意图。
图5是本实用新型励磁线圈通反向电流磁力线分布示意图。
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：
如图1所示为本实用新型结构示意图。主要包括：阻尼器左吊耳(1)、活塞杆(2)、阻尼器左端盖(3)、阻尼器缸体(4)、励磁线圈Ⅰ(5)、励磁线圈Ⅱ(6)、阻尼器右吊耳(7)、阻尼器右端盖(8)、销钉Ⅰ(9)、绕线架Ⅱ(10)、永磁铁(11)、绕线架Ⅰ(12)及销钉Ⅱ(13)。
图2所示为本实用新型活塞头结构示意图。主要包括：绕线架Ⅰ(12)、永磁铁(11)及绕线架Ⅱ(10)。
图3所示为本实用新型永磁铁磁力线分布示意图。绕线架Ⅰ(12)、绕线架Ⅱ(10)以及阻尼器缸体(4)均由10号钢导磁材料制成。永磁铁Ⅰ(11)产生的磁力线通过绕线架Ⅰ(12)、阻尼器缸体(4)、绕线架Ⅱ(10)形成闭合回路，并且垂直阻尼间隙。
图4所示为本实用新型励磁线圈通正向电流磁力线分布示意图。励磁线圈Ⅰ(5)产生的磁场通过绕线架Ⅰ(12)以及阻尼器缸体(4)形成闭合回路，并且垂直阻尼间隙；励磁线圈Ⅱ(6)产生的磁场通过绕线架Ⅱ(10)以及阻尼器缸体(4)形成闭合回路，并且垂直阻尼间隙。分别对励磁线圈Ⅰ(5)和励磁线圈Ⅱ(6)通入正向电流，在有效阻尼间隙处，励磁线圈Ⅰ(5)、励磁线圈Ⅱ(6)与永磁铁(11)的磁场方向相同，使永磁铁(11)在有效阻尼间隙处的磁场强度得到加强。
图5是本实用新型励磁线圈通反向电流磁力线分布示意图。分别对励磁线圈Ⅰ(5)和励磁线圈Ⅱ(6)通入反向电流，在有效阻尼间隙处，励磁线圈Ⅰ(5)、励磁线圈Ⅱ(6)与永磁铁(11)的磁场方向相反，使永磁铁(11)在有效阻尼间隙处的磁场强度得到减弱。
本实用新型工作原理如下：
分别给励磁线圈Ⅰ(5)和励磁线圈Ⅱ(6)通入一定大小的电流，由于绕线架Ⅰ(12)、绕线架Ⅱ(10)及阻尼器缸体(4)均为10号钢导磁材料。励磁线圈Ⅰ(5)、励磁线圈Ⅱ(6)与永磁铁(11)的磁力线均通过绕线架Ⅰ(12)、阻尼器缸体(4)及绕线架Ⅱ(10)形成闭合回路。磁力线垂直于绕线架Ⅰ(12)、绕线架Ⅱ(10)与阻尼器缸体(4)形成的液流通道。由于磁场作用，液流通道处的磁流变液其粘度会增大，屈服应力增强。磁流变液流过这个延长的阻尼间隙，需克服这种链状排列的分子间的力，从而增大磁流变阻尼器的粘滞阻尼力。通过调节线圈中电流大小，可改变磁流变液的屈服应力，达到所需的输出阻尼力。
Claims (1)
1.一种采用永磁铁和双线圈进行混合控制的磁流变阻尼器，其特征在于包括：阻尼器左吊耳(1)、活塞杆(2)、阻尼器左端盖(3)、阻尼器缸体(4)、励磁线圈Ⅰ(5)、励磁线圈Ⅱ(6)、阻尼器右吊耳(7)、阻尼器右端盖(8)、销钉Ⅰ(9)、绕线架Ⅱ(10)、永磁铁(11)、绕线架Ⅰ(12)、销钉Ⅱ(13)；阻尼器左吊耳(1)与活塞杆(2)通过螺纹固定连接；阻尼器左端盖(3)中间加工有圆形通孔，活塞杆(2)与阻尼器左端盖(3)圆形通孔内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；阻尼器左端盖(3)与阻尼器缸体(4)左端面间隙配合，并通过密封圈进行密封；阻尼器左端盖(3)与阻尼器缸体(4)通过螺钉固定连接；绕线架Ⅰ(12)圆周内表面与活塞杆(2)外表面过渡配合；活塞杆(2)左端加工有销孔，绕线架Ⅰ(12)左端通过销钉Ⅱ(13)进行轴向定位；永磁铁(11)圆周内表面与活塞杆(2)外表面过渡配合；永磁铁(11)左侧通过绕线架Ⅰ(12)右侧进行轴向定位；绕线架Ⅱ(10)圆周内表面与活塞杆(2)外表面过渡配合；绕线架Ⅱ(10)左侧通过永磁铁(11)右侧进行轴向定位；活塞杆(2)右端加工有销孔，绕线架Ⅰ(12)、永磁铁(11)及绕线架Ⅱ(10)与活塞杆(2)通过销钉Ⅱ(13)进行紧固连接；绕线架Ⅰ(12)外侧加工有绕线槽，励磁线圈Ⅰ(5)缠绕在绕线架Ⅰ(12)的绕线槽内；绕线架Ⅱ(10)外侧加工有绕线槽，励磁线圈Ⅱ(6)缠绕在绕线架Ⅱ(10)的绕线槽内；励磁线圈Ⅰ(5)和励磁线圈Ⅱ(6)的引线通过活塞杆(2)的引线孔引出；阻尼器右端盖(8)与阻尼器缸体(4)右端面间隙配合，并通过密封圈进行密封；阻尼器右端盖(8)与阻尼器缸体(4)通过螺钉固定连接；阻尼器右端盖(8)中间加工有圆形通孔，活塞杆(2)与阻尼器右端盖(8)圆形通孔内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；阻尼器右吊耳(7)与活塞杆(2)通过螺纹固定连接。
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| CN107939900A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-04-20 | 重庆大学 | 宽频隔振装置及隔振控制方法 |
| CN109826904A (zh) * | 2019-03-20 | 2019-05-31 | 华东交通大学 | 一种双圆桶旋转式磁流变阻尼器 |
| CN111973405A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-11-24 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 腿部外骨骼装置及其控制方法 |
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| CN107606037B (zh) * | 2017-10-31 | 2024-02-02 | 华东交通大学 | 一种可提高阻尼力和失效安全性的磁流变阻尼器 |
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