CN207935339U - 往复式电流变阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种往复式电流变阻尼器，其包括缸体、活塞杆、活塞以及隔离机构，所述缸体的一端开口，并于缸体的另一端构造有与外部构件连接的连接部，所述活塞杆的一端插入缸体中，在缸体的开口端固定有位于缸体与所述活塞杆之间的密封机构，所述活塞固连在活塞杆的插入端，在活塞上或活塞与缸体之间构造有贯穿活塞两端间的阻尼通道，且于活塞上设有于阻尼通道内形成电场的电极单元，所述隔离机构相邻于活塞固定在缸体内，且隔离机构被构造为响应于活塞于缸体中的滑动而可弹性形变。本实用新型所述的往复式电流变阻尼器结构简单，可响应于外部激励获得对减振系统的半主动控制，而具有很好的实用性。

Description

往复式电流变阻尼器

技术领域

本实用新型涉及减振用阻尼器技术领域，特别涉及一种往复式电流变阻尼器。

背景技术

现有技术中，大部分阻尼器采用的是液压阻尼器，其均为通过阻尼液流经节流孔耗能来实现阻尼效果，通过调节节流孔孔径的大小可改变阻尼液流量，以调整阻尼器的阻尼系数，同时，阻尼器输出阻尼的大小也会随阻尼器行程的改变而改变。现有的液压阻尼器响应于外部振动载荷的输出阻尼力是被动的，其在一定程度上降低了阻尼器的缓冲性能和阻尼效果，为此，作为一种新型减振器结构的电磁阻尼器逐渐得到了应用，不过，现有的电磁阻尼器也存在结构复杂，需对减振器中的电机进行主动控制，以及设备维护要求和成本均较高的不足。

电流变液作为一种在外加电场作用下粘度、塑性等流变特性发生急剧变化的智能材料，其能在外加电场作用下瞬间从自由流动的液体变为半固体，以呈现出可控的屈服强度，且这种变化随电场的变化是可逆的，因而采用电流变液作为阻尼液的电流变阻尼器日益得到研究人员的重视。电流变阻尼器的受控参数主要为电流变液的粘度，随着电场强度的变化，电流变液可实现连续变化的粘度值，从而能够获得连续可调的输出阻尼力，同时，将阻尼器中的电场控制与传感器及控制器相结合，也可实现减振系统的半主动控制，而能够随外部振动激励的变化获得与之相匹配的阻尼效果。电流变阻尼器作为一种新型的液压阻尼器，因其阻尼力可调、可控性强，以及较好的响应性而具有很好的应用前景，因而开发出一种适于应用的电流变阻尼器无疑是有很重要的现实意义的。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种往复式电流变阻尼器，以能够响应于外部振动激励进行缓冲减振，且具有较好的实用性。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种往复式电流变阻尼器，其包括：

缸体，所述缸体的一端开口，并于所述缸体的另一端构造有与外部构件连接的连接部；

活塞杆，所述活塞杆的一端由所述缸体的开口端插入所述缸体中，且在所述缸体的开口端固定有位于所述缸体与所述活塞杆之间的密封机构；

活塞，固连在所述活塞杆的插入端、并滑动设于所述缸体内，在所述活塞中或所述活塞与所述缸体之间构造有贯穿所述活塞的、沿所述缸体轴向的两端间的阻尼通道，且于所述活塞上设有与外部电路连接、以于所述阻尼通道内形成电场的电极单元；

隔离机构，相邻于所述活塞、固定在所述缸体内，因所述隔离机构的分隔，于所述缸体内形成有位于所述隔离机构一侧的、充注有高压气体的气腔，以及位于所述活塞两侧的由所述阻尼通道连通、并填充有电流变液的注油腔，且所述隔离机构被构造为响应于所述活塞于所述缸体中的滑动而具有弹性形变。

进一步的，所述阻尼通道构造于所述活塞和所述缸体之间，在所述活塞中设有套设于所述活塞杆上的绝缘衬套，所述电极单元为固定于所述绝缘衬套上、并探入所述阻尼通道内的内置电极。

进一步的，于所述绝缘衬套与所述活塞杆内形成有相连通的穿线孔道，所述内置电极通过穿设于所述穿线孔道中的导线与外部电连接。

进一步的，所述隔离机构包括通过环状骨架固定于所述缸体中的弹性隔膜，并于所述弹性隔膜上形成有因所述隔膜骨架的支撑而与所述缸体相抵接的、沿所述缸体轴向延伸的密封面。

进一步的，所述环状骨架位于所述气腔内，且所述弹性隔膜的径向中部被设置为凹向所述环状骨架一侧。

进一步的，所述密封机构包括套设于所述活塞杆上、并固定于所述缸体开口端内的密封座，位于所述密封座和缸体之间的密封圈，以及于所述缸体的开口端设置在所述密封座上、且套设于所述活塞杆上的油封；还包括设置于所述密封座内、以构成所述油封处与所述注油腔之间单向导通的电流变液回流单元。

进一步的，所述电流变液回流单元包括形成于所述密封座内的连通于所述油封处和所述注油腔之间的回流通道，以及位于所述回流通道中的单向阀件，且所述单向阀件被构造为可承接于所述注油腔内的压力而封堵所述回流通道。

进一步的，所述单向阀件为Y型密封圈。

进一步的，于所述密封座内设有环所述活塞杆设置的刮油环。

进一步的，相邻于所述刮油环，于所述密封座内设有环所述活塞杆设置的内衬。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

本实用新型的往复式电流变阻尼器通过填充电流变液，以及设置可于阻尼通道内形成电场的电极单元，使用时随外部振动激励的不同，可通过控制电极单元的电压而改变电场的强度，以此可改变电流变液在阻尼通道内的流通特性，从而不仅能够通过电流变液在两侧注油腔之间的流动输出阻尼力，并且也可对输出的阻尼力进行调整，而能够获得更好的阻尼控制效果。

同时，本实用新型中通过采用固定于缸体内的可弹性变形的隔离机构，不仅可由该静密封形式提高气腔与注油腔之间密封隔离的可靠性，并且由于隔离密封部位没有与缸体之间的摩擦，更适用于有颗粒的电流变液，也能提升对电流变液的适应性。而进一步的，活塞杆运动时注油腔和气腔的体积补偿可依靠隔离机构的弹性形变实现，其能够使得阻尼器不存在启动摩擦力，亦可提高阻尼器的反应灵敏性。

此外，本实用新型的阻尼器由缸体、活塞杆、具有阻尼通道和电极单元的活塞，以及隔离机构、密封机构等所构成的整体结构，相比于现有的电磁阻尼器，其结构简单，同时也可响应于外部激励获得对减振系统的半主动控制，而具有很好的实用性。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的往复式电流变阻尼器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的阻尼通道另一种布置形式下的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的隔离机构的结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述的密封机构的结构示意图；

图5为图1中A部分的结构示意图；

附图标记说明：

1-缸筒，2-封头，3-连接孔，4-活塞杆，5-穿线孔道，6-连接套，7-引出孔，8-活塞前盖，9-活塞壳体，10-绝缘衬套，11-内置电极，12-螺母，13-注油腔，14-气腔，15-弹性隔膜，151-密封面，152-凹入部，16-环状骨架，161-抵接面，162-卡装槽，163-凹槽，17-导线，18-充气嘴，181-进气孔，19-外密封座，20-油封，201-油封骨架，21-内密封座，211-回流孔，212-缺口，22-刮油环，23-弹性密封圈，24-挡圈，25-内衬，26-Y型密封圈，27-密封圈，28-密封圈，100-凸起。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实施例涉及一种往复式电流变阻尼器，如图1中所示，该阻尼器整体结构上包括一端开口的缸体，一端插设于缸体中的活塞杆4，以及连接设置在活塞杆4插入端的活塞，还包括相邻于所述活塞设置于缸体中的隔离机构，以及位于缸体的开口端与活塞杆4之间的密封机构。其中，因上述隔离机构的分隔，而于缸体内形成了位于该隔离机构一侧的气腔14，以及位于活塞两侧的注油腔13，并且在活塞与缸体之间还设置有用于连通两侧的注油腔13的阻尼通道，而在活塞中同时也设置有可在该阻尼通道内形成电场的电极单元。

本实施例中在两侧的注油腔13以及连通两侧注油腔13的阻尼通道内填充有电流变液，在气腔14内则充注有高压气体。而在具体结构上，本实施例的缸体由钢质的缸筒1和封堵于缸筒1一端的封头2构成，在封头2上形成有用于和外部构件连接的连接部，且该连接部具体为设置于封头2上的连接孔3，在连接孔3中也套装有内衬管，以减少连接孔3内壁的磨损。此外，在封头2上也连接有向气腔14内充注气体的充气嘴18，充气嘴18经由设置于封头2中的进气孔181和气腔14连通，而前述的缸体的开口端也即缸筒1的未连接有封头2的一端，活塞杆4即由该端插入缸筒1中。

本实施例前述的连接在活塞杆4插入端的活塞具体包括套装在活塞杆4上、并限位在活塞杆4轴肩处的活塞前盖8，叠置在活塞前盖8上、且同样套设在活塞杆4上的绝缘衬套10，以及相对于活塞前盖8位于绝缘衬套10另一侧的活塞壳体9。其中，上述的电极单元即为固定套装在绝缘衬套10外周侧的内置电极11，且在具体构成上，绝缘衬套10为沿活塞杆4轴向对称布置的两个，内置电极11的内侧夹持在两个绝缘衬套10之间，同时在活塞壳体9外侧的活塞杆4的端部也螺接有螺母12。通过旋紧螺母12使得两个绝缘衬套10被夹紧在活塞壳体9与活塞前盖8之间，也便能够实现对内置电极11的固定。

仍如图1中所示出的，本实施例在活塞杆4内设置有沿其轴向布置的穿线孔，该穿线孔的靠近于活塞的一端即与两绝缘衬套10之间的空隙连通，该空隙和活塞杆4内的穿线孔便构成了供导线17穿设布置的穿线孔道5，而内置电极11也即经由导线17实现与外部的电连接，以向内置电极11供电。本实施例在活塞杆4的位于缸筒1外的一端也连接有用于和外部构件连接的连接套6，在该连接套6上靠近于活塞杆4的端部还开设有引出孔7，引出孔7即为使导线17引出。

本实施例在活塞壳体9的与缸筒1内壁抵接相连的外周侧上设置有凹口，该凹口沿缸筒1的轴向贯穿活塞壳体9布置，并可为环活塞壳体9设置的多个，以在活塞壳体9和缸筒1内壁之间形成间隙。除此之外，本实施例的活塞前盖8的直径也被设置为小于缸筒1的内径，以在活塞前盖8的边缘与缸筒1内壁之间同样留有间隙。

由此，通过分别形成于活塞壳体9和缸筒1内壁之间、以及活塞前盖8和缸筒1内壁之间的间隙的连通，即在活塞壳体9、绝缘衬套10以及活塞前盖8和缸筒1内壁之间构成了前述的位于活塞和缸体之间的阻尼通道。该阻尼通道贯穿了活塞的沿缸筒1轴线方向的两端，以连通两侧的注油腔13，而固定在绝缘衬套10上的内置电极11则探入阻尼通道中，以与缸筒1的内壁正对布置，进而在内置电极11通电的情况下，在内置电极11和钢质的缸筒1之间的阻尼通道内形成平行电场。

本实施例中为避免电流变液进入活塞杆4内，在绝缘衬套10和活塞杆4之间，以及内置电极11和绝缘衬套10之间均设置有密封圈。此外，除了使得活塞采用如上的结构，且使阻尼通道位于该活塞和缸筒1的内壁之间，本实施例中如图2中所示的，还可使活塞壳体9采用截面呈“凹”字形的结构，此时在活塞壳体9和活塞前盖8内设置有贯穿布置的贯通孔，该贯通孔即构成了位于活塞中的、用于连通两侧注油腔13的阻尼通道。而内置电极11仍为探入阻尼通道中，并在内置电极11通电时可在内置电极11和钢质的活塞壳体9之间的阻尼通道内形成平行电场。

本实施例中，位于缸筒1中的隔离机构在设计上为可响应于上述活塞在缸筒1内的滑动而可产生弹性形变，在具体结构上，由图3并结合于图1所示的，该隔离机构包括设置于缸筒1中弹性隔膜15，且该弹性隔膜15由环状骨架16固定于缸筒1内。其中，在环状骨架16通过位于其外周壁一端的抵接面161过盈卡装于缸筒1内，并在抵接面161上设置有凹槽163，以利于环状骨架16的装入。相邻于该抵接面161，环状骨架16的另一端为缩颈设置，且在该缩颈端的外周壁上设置有内凹的卡装槽162，弹性隔膜15的边缘便卡设在卡装槽162中。

为利于在卡装槽162内的稳定设置，弹性隔膜15位于卡装槽162的边缘部位设置为截面呈圆形，同时如图3所示出的，在弹性隔膜15上也形成有可因环状骨架16的支撑而与缸筒1内壁抵接的密封面151，且该密封面151为沿缸筒1的轴线方向延伸。通过密封面151的设计，不仅能够保证弹性隔膜15和缸筒1之间的密封性，且由于为面密封形式，还能够降低对缸筒1内壁表面的质量要求，以降低缸筒1的加工成本。

本实施例中在具体装配上，环状骨架16为位于气腔14内，弹性隔膜15的径向中部也具有向环状骨架16一侧的凹入，以形成有嵌入环状骨架16内孔中的凹入部152，同时，该凹入部152中心的厚度也设置为大于其边沿的厚度。本实施例通过采用由环状骨架16及弹性隔膜15所构成的静密封形式的隔离机构，其一方面密封可靠，且不存在与缸筒1之间的摩擦损耗、结构稳定，并更加适用于存在有颗粒的电流变液，以提升对电流变液的适应性；另一方面气腔14与注油腔13的体积补偿依靠弹性隔膜15的变形实现，可使得阻尼器不存在启动摩擦力，而使之反应更为灵敏。

本实施例的前述密封机构的结构如图4中所示，其具体包括套设在活塞杆4上，且固定在缸筒1的开口端内的由外密封座19和内密封座21构成的密封座，外密封座19和内密封座21均可为钢质结构，且外密封座19靠近于缸筒2的开口端设置，内密封座21叠置在外密封座19的一侧，在外密封座19与内密封座21之间还设置有密封圈27，在内密封座21与缸筒1之间也设置有密封圈28。同时，在缸筒1的开口端还设置有套设在活塞杆4上、并为嵌设在外密封座19端部的油封20，油封20内含有油封骨架201以保证油封20结构的稳定性，且该油封20采用现有部件即可。

而本实施例的密封机构还进一步包括设置在上述密封座内的电流变液回流单元，该电流变液回流单元可构成油封20处与注油腔13之间的单向导通，从而可使得进入油封20处的电流变液回流至注油腔13内。详细来说，上述电流量变液回流单元包括形成于密封座内的连通注油腔13和油封20处之间的回流通道，而该回流通道具体由开设于内密封座21上的回流孔211，以及与回流孔211贯通的位于内密封座21和外密封座19之间的空隙构成，油封20即位于该空隙的一侧，并且在油封20处也形成有可供存储电流变液的空间。

在回流通道内同时也设置有单向阀件，该单向阀件可承接于来自注油腔13的压力，进而可实现对回流通道的封堵，从而在注油腔13中的压力撤去时，该单向阀件则又可实现对回流通道的导通，以实现电流变液向注油腔13内的回流。本实施例该单向阀件具体采用设置于外密封座19与内密封座21之间的空隙中的Y型密封圈26。当然除了采用Y型密封圈26，所述单向阀件亦能够为其它可实现单向导通的现有单向阀结构。

本实施例进一步的在内密封座21内还设置有环活塞杆4布置的刮油环22，该刮油环22由位于其一侧的弹性密封圈23进行支撑，且通过卡置在内密封座21中的挡圈24进行定位。而除了刮油环22，本实施例在内密封座21内也设置有相邻于该刮油环22布置的套设于活塞杆4上的内衬25。刮油环22具体采用现有部件便可，内衬25则可为SF-1材质，通过刮油环的设置可在活塞杆4上行运动时刮掉其外周壁上的颗粒物，从而能够保护油封20，此外，通过上述电流变液回流单元的设计，亦可使得进入油封20处的高压电流变液在活塞杆4下行时回流，从而也可达到保护油封20的效果。

本实施例的电流变阻尼器在装配时，先将密封机构装入缸筒1的开口端，在插入中如图5所示的，内密封座21端部的缺口212与缸筒1内壁上的凸起100抵接后即装入到位，然后旋铆缸筒1的开口端固定密封机构。接着，再将活塞杆4穿过密封机构而插于缸筒1内，先使活塞杆4的插入端从缸筒1的另一端伸出以连接活塞，活塞连接后再使活塞杆4退回缸筒1内，并充注电流变液。然后再将隔离机构嵌装固定于缸筒1内，再装入封头2并使之与缸筒1焊接在一起，最后通过封头2上的充气嘴18充注高压气体，便完成整个装配。

本实施例的电流变阻尼器在使用时，通过电流变液经由阻尼通道于两侧注油腔13之间的流动而产生阻尼力，并且根据外部激励的不同，还可通过控制内置电极11的电压进而改变阻尼通道中的电场强度，由此能够改变电流变液在阻尼通道中的流通特性，从而使得该阻尼器能够响应于外部激励的不同，对阻尼力进行调整，可获得更好的阻尼减振效果，而具有很好的实用性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种往复式电流变阻尼器，其特征在于包括：

缸体，所述缸体的一端开口，并于所述缸体的另一端构造有与外部构件连接的连接部；

活塞杆，所述活塞杆的一端由所述缸体的开口端插入所述缸体中，且在所述缸体的开口端固定有位于所述缸体与所述活塞杆之间的密封机构；

活塞，固连在所述活塞杆的插入端、并滑动设于所述缸体内，在所述活塞中或所述活塞与所述缸体之间构造有贯穿所述活塞的、沿所述缸体轴向的两端间的阻尼通道，且于所述活塞上设有与外部电路连接、以于所述阻尼通道内形成电场的电极单元；

隔离机构，相邻于所述活塞、固定在所述缸体内，因所述隔离机构的分隔，于所述缸体内形成有位于所述隔离机构一侧的、充注有高压气体的气腔，以及位于所述活塞两侧的由所述阻尼通道连通、并填充有电流变液的注油腔，且所述隔离机构被构造为响应于所述活塞于所述缸体中的滑动而具有弹性形变。

2.根据权利要求1所述的往复式电流变阻尼器，其特征在于：所述阻尼通道构造于所述活塞和所述缸体之间，在所述活塞中设有套设于所述活塞杆上的绝缘衬套，所述电极单元为固定于所述绝缘衬套上、并探入所述阻尼通道内的内置电极。

3.根据权利要求2所述的往复式电流变阻尼器，其特征在于：于所述绝缘衬套与所述活塞杆内形成有相连通的穿线孔道，所述内置电极通过穿设于所述穿线孔道中的导线与外部电连接。

4.根据权利要求1所述的往复式电流变阻尼器，其特征在于：所述隔离机构包括通过环状骨架固定于所述缸体中的弹性隔膜，并于所述弹性隔膜上形成有因所述隔膜骨架的支撑而与所述缸体相抵接的、沿所述缸体轴向延伸的密封面。

5.根据权利要求4所述的往复式电流变阻尼器，其特征在于：所述环状骨架位于所述气腔内，且所述弹性隔膜的径向中部被设置为凹向所述环状骨架一侧。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的往复式电流变阻尼器，其特征在于：所述密封机构包括套设于所述活塞杆上、并固定于所述缸体开口端内的密封座，位于所述密封座和缸体之间的密封圈，以及于所述缸体的开口端设置在所述密封座上、且套设于所述活塞杆上的油封；还包括设置于所述密封座内、以构成所述油封处与所述注油腔之间单向导通的电流变液回流单元。

7.根据权利要求6所述的往复式电流变阻尼器，其特征在于：所述电流变液回流单元包括形成于所述密封座内的连通于所述油封处和所述注油腔之间的回流通道，以及位于所述回流通道中的单向阀件，且所述单向阀件被构造为可承接于所述注油腔内的压力而封堵所述回流通道。

8.根据权利要求7所述的往复式电流变阻尼器，其特征在于：所述单向阀件为Y型密封圈。

9.根据权利要求6所述的往复式电流变阻尼器，其特征在于：于所述密封座内设有环所述活塞杆设置的刮油环。

10.根据权利要求9所述的往复式电流变阻尼器，其特征在于：相邻于所述刮油环，于所述密封座内设有环所述活塞杆设置的内衬。