CN102537192A

CN102537192A - 磁流变弹性体旋转式阻尼器

Info

Publication number: CN102537192A
Application number: CN2012100433352A
Authority: CN
Inventors: 谭和平; 谢宁; 刘强; 谭晓婧
Original assignee: 谭晓婧
Priority date: 2012-02-24
Filing date: 2012-02-24
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2032-02-24
Also published as: CN102537192B

Abstract

本发明公开了一种磁流变弹性体旋转式阻尼器，其包括：定子、转子、阻尼滚轮和转轴；定子为圆筒形，在定子两端都设置有端盖，在定子一个端盖的中心孔内安装有轴承，在定子另一端端盖的内表面固定了一层磁流变弹性体；转子为U形，在U形转子上绕有励磁线圈，在U形转子两端的端面的中部都有一个半圆锥形的凹槽，半圆锥形凹槽的轴心线在定子的直径上，半圆锥形凹槽的直径大于阻尼滚轮的直径，阻尼滚轮为圆锥形，阻尼滚轮安装在的半圆锥形凹槽中；转轴的一端与U形转子的底部固定，转轴的另一端通过定子一端端盖上的轴承从定子内伸出。

Description

磁流变弹性体旋转式阻尼器

技术领域

本发明属于一种阻尼器，具体涉及一种磁流变弹性体旋转式阻尼器。

背景技术

现有的旋转式磁流变阻尼器是将转子置于工作缸内，在工作缸内还充满了磁流变液，通过改变工作缸内磁流变液的粘度来调整其输出的阻尼力，为了避免工作缸内的磁流变液随转动轴带出工作缸外，通常是在工作缸与转动轴之间采用密封装置来解决转动轴的动密封问题，如中国专利申请号为：200910251079.4的“一种螺杆式磁流变旋转阻尼器”和中国专利申请号为：200510040890.X 的高性能多片旋转式磁流变阻尼器；因磁流变液是在矿物油内添加有多种成分的微细粉末的混合体，因此，对其进行动密封十分困难，一旦发生磁流变液的泄漏，轻则使旋转式磁流变阻尼器的性能下降，重则使旋转式磁流变阻尼器完全失效，因此，磁流变液的动密封问题已成为业界提高磁流变阻尼器使用寿命的主要障碍。

发明内容

针对现有旋转式磁流变阻尼器在转动轴动密封方面的不足，本发明提出了全新的旋转式磁流变阻尼器，即：一种磁流变弹性体旋转式阻尼器。

本发明的技术方案如下：一种磁流变弹性体旋转式阻尼器，其包括：定子、转子、阻尼滚轮和转轴；定子为圆筒形，在定子两端都设置有端盖，在定子一端端盖的中心孔内安装有轴承，在定子另一端端盖的内表面固定了一层磁流变弹性体；转子为U形，在U形转子上绕有励磁线圈，在U形转子两端的端面的中部都有一个半圆锥形的凹槽，半圆锥形凹槽的轴心线在定子的直径上，半圆锥形凹槽的直径大于阻尼滚轮的直径，阻尼滚轮为圆锥形，阻尼滚轮安装在的半圆锥形凹槽中；转轴的一端与U形转子的底部固定，转轴的另一端通过定子一端端盖上的轴承从定子内伸出；转子安装在定子内，U形转子两端端面与定子另一端端盖内表面之间的间隙大于定子另一端端盖内表面上磁流变弹性体的厚度，U形转子两端端面上阻尼滚轮与定子另一端端盖内表面之间的间隙小于定子另一端端盖内表面上磁流变弹性体的厚度；转轴有中心通孔，转子励磁线圈的引出线通过转轴的中心孔引出至工作缸外；定子另一端端盖、转子和阻尼滚轮均由导磁材料构成，转轴由不导磁材料构成。

本发明的功能是这样实现的：由于U形转子两端端面与定子另一端端盖内表面之间的间隙大于定子另一端端盖内表面上磁流变弹性体的厚度，U形转子两端端面上阻尼滚轮与定子另一端端盖内表面之间的间隙小于定子另一端端盖内表面上磁流变弹性体的厚度，所以，当转轴带动转子在定子内旋转时，定子另一端端盖内表面上的磁流变弹性体将会被U形转子两端面上的阻尼滚轮压扁，从而使转轴带动转子在定子内旋转时将受到一定的旋转阻尼力；在转子上励磁线圈没有电流通过时，没有磁力线通过定子另一端端盖内表面上的磁流变弹性体，因此，定子另一端端盖内表面上的磁流变弹性体的弹性较小，转子上阻尼滚轮滚压定子另一端端盖内表面上的的磁流变弹性体将受到较小的压力，使转轴带动转子在定子内旋转时所受到的旋转阻尼力较小，且定子另一端端盖内表面上的磁流变弹性体在被阻尼滚轮压扁后随即恢复常态；当转子上励磁线圈通入电流后，转子就会产生电磁场，因定子另一端端盖、转子和阻尼滚轮均由导磁材料构成，所以转子电磁场产生的磁力线可以通过转子两端的端面、转子两端端面上的阻尼滚轮、定子另一端端盖内表面上的磁流变弹性体和定子另一端端盖形成闭合磁路，使处于转子两端的端面、转子两端端面上的阻尼滚轮与定子另一端端盖内表面之间的磁流变弹性体内的铁磁性颗粒在磁场方向形成链或柱状聚集结构而使其弹性较高，当转轴带动转子在定子内旋转时，转子产生的电磁场将会随着转子的旋转而在定子内旋转，并不断地扫过定子另一端端盖内表面上的磁流变弹性体，使定子另一端端盖内表面上的磁流变弹性体在转子的磁力线的作用下被“固化”，因此，当转子两端端面上的阻尼滚轮在滚压定子另一端端盖内表面上被“固化”的磁流变弹性体时将受到较大的压力，使转轴带动转子在定子内旋转时所受到的旋转阻尼力较大，并且定子另一端端盖内表面上的磁流变弹性体被转子两端端面上的阻尼滚轮滚压扁后，由于受转子两端端面的电磁场的影响而难以恢复常态，只有当转子两端端面离开该区域后才能恢复常态；如果转子继续旋转，则定子另一端端盖内表面上已经恢复常态的磁流变弹性体将被（转过来的转子的电磁场）再次“固化”和被转子两端端面上阻尼滚轮滚压，如此周而复始。

因此，通过调整进入转子上励磁线圈内的电流大小，即可调整转子产生电磁场强度的大小，从而改变处于转子两端端面产生的电磁场区域内定子另一端端盖内表面上的磁流变弹性体的弹性大小，使磁流变弹性体旋转式阻尼器的旋转阻尼力得到调整。

与现有的磁流变旋转阻尼器相比，因磁流变弹性体旋转式阻尼器不需要对磁流变液进行密封而使其结构更加简单，其工作的稳定性和可靠性得到大大提高。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是图1的A向剖视图。

图3是图1的B向剖视图。

图4是图1的C向剖视图。

图5中的虚线是本发明中转子上励磁线圈通电后电磁场形成闭合磁路的示意图。

图6是本发明中转子上励磁线圈通电后转子顺时针旋转运动时图1的C向剖视图。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本发明的结构：

参见图1、图2、图3和图4，此为本发明的一种具体结构，一种磁流变弹性体旋转式阻尼器，其包括：由不导磁材料构成的定子1、由导磁材料构成的转子2、由导磁材料构成阻尼滚轮5和10、由不导磁材料构成转轴17；定子1为圆筒形，在定子1两端都设置有端盖6和21，在定子1一端端盖21的中心孔内安装有轴承18，在定子1另一端端盖6的内表面固定了一层磁流变弹性体7；转子2为U形，在转子2上绕有励磁线圈3和13，在转子2两端19和20的端面24和25的中部都有一个半圆锥形的凹槽11和22，半圆锥形凹槽11和22的轴心线在定子1的直径上，半圆锥形凹槽11和22的直径大于阻尼滚轮5和10的直径，阻尼滚轮5和10为圆锥形，阻尼滚轮5、10通过其上的轴4和8、轴9和12安装在的半圆锥形凹槽11和22中；转轴17的一端与转子2的底部固定，转轴17的另一端通过定子1一端端盖21上的轴承18从定子1内伸出；转子2安装在定子1内，转子2两端19和20端面24和25与定子1另一端端盖6内表面之间的间隙大于定子1另一端端盖6内表面上磁流变弹性体7的厚度，转子2两端19和20端面24和25上阻尼滚轮5和10与定子1另一端端盖6内表面之间的间隙小于定子1另一端端盖6内表面上磁流变弹性体7的厚度，转轴17有中心通孔16，转子2上励磁线圈3和13的引出线15通过转轴17的中心孔16引出至定子1外与控制电源14连接。

现在结合附图对本发明的一种磁流变弹性体旋转式阻尼器作进一步描述：参见图1、图2、图3、图4、图5和图6；由于转子2两端19和20端面24和25与定子1另一端端盖6内表面之间的间隙大于定子1另一端端盖6内表面上磁流变弹性体7的厚度，转子2两端19和20端面25和26上阻尼滚轮5和10与定子1另一端端盖6内表面之间的间隙小于定子1另一端端盖6内表面上磁流变弹性体7的厚度，所以，当转轴17带动转子2在定子1内作顺时针旋转时，定子1另一端端盖6内表面上的磁流变弹性体7将会被转子2两端面19和20上的阻尼滚轮5和10压扁（详见图4，注：阻尼滚轮10与阻尼滚轮5的情形相同），从而使转轴17带动转子2在定子1内旋转时将受到一定的旋转阻尼力；在控制电源14不输出电流时，转子2上励磁线圈3和13没有电流通过，也就没有磁力线通过定子1另一端端盖6内表面上的磁流变弹性体7，因此，定子1另一端端盖6内表面上的磁流变弹性体7的弹性较小，转子2上阻尼滚轮5和10滚压定子1另一端端盖6内表面上的的磁流变弹性体7将受到较小的压力，使转轴17带动转子2在定子1内作顺时针旋转时所受到的旋转阻尼力较小，且定子1另一端端盖6内表面上的磁流变弹性体7在被阻尼滚轮5和10压扁后随即恢复常态；当控制电源14向转子2上励磁线圈3和13输出电流后，转子2就会产生电磁场，因定子1另一端端盖6、转子2和阻尼滚轮5和10均由导磁材料构成，所以转子2电磁场产生的磁力线可以通过转子2两端19和20的端面24和25、转子2两端端面24和25上的阻尼滚轮5和10、定子1另一端端盖6内表面上的磁流变弹性体7和定子1另一端端盖6形成闭合磁路（详见图5），使处于转子2两端19和20的端面24和25、转子2两端端面24和25上的阻尼滚轮5和10与定子1另一端端盖6内表面之间的磁流变弹性体7内的铁磁性颗粒在磁场方向形成链或柱状聚集结构而使其弹性较高，当转轴17带动转子2在定子1内作顺时针旋转时，转子2产生的电磁场将会随着转子2的旋转而在定子1内旋转，并不断地扫过定子1另一端端盖6内表面上的磁流变弹性体7，使定子1另一端端盖6内表面上的磁流变弹性体7在转子1的磁力线的作用下被“固化”，因此，当转子2两端端面24和25上的阻尼滚轮5和10在滚压定子1另一端端盖6内表面上被“固化”的磁流变弹性体7时将受到较大的压力，使转轴17带动转子2在定子1内作顺时针旋转时所受到的旋转阻尼力较大，并且定子1另一端端盖6内表面上的磁流变弹性体7被转子两端端面24和25上的阻尼滚轮5和10滚压扁后，由于受转子2两端端面24和25的电磁场的影响而难以恢复常态，只有当转子2两端端面24和25离开该区域后才能恢复常态（详见图6中的23）；如果转子2继续旋转，则定子1另一端端盖6内表面上已经恢复常态的磁流变弹性体7将被（转过来的转子2的电磁场）再次“固化”和被转子2两端端面24和25上阻尼滚轮5和10滚压，如此周而复始。当转轴17带动转子2在定子1内作逆时针旋转运动时的情形与之类似，此处不再赘述。

Claims

1.一种磁流变弹性体旋转式阻尼器，其包括：定子、转子、阻尼滚轮和转轴，其特征在于：所述定子为圆筒形，在定子两端都设置有端盖，在定子一端端盖的中心孔内安装有轴承，在定子另一端端盖的内表面固定了一层磁流变弹性体；所述转子为U形，在U形转子上绕有励磁线圈，在U形转子两端的端面的中部都有一个半圆锥形的凹槽，半圆锥形凹槽的轴心线在定子的直径上，半圆锥形凹槽的直径大于阻尼滚轮的直径；所述阻尼滚轮为圆锥形，阻尼滚轮安装在的半圆锥形凹槽中；所述转轴的一端与U形转子的底部固定，转轴的另一端通过定子一端端盖上的轴承从定子内伸出；所述转子安装在定子内，U形转子两端端面与定子另一端端盖内表面之间的间隙大于定子另一端端盖内表面上磁流变弹性体的厚度，U形转子两端端面上阻尼滚轮与定子另一端端盖内表面之间的间隙小于定子另一端端盖内表面上磁流变弹性体的厚度。

2.如权利要求1所述的一种磁流变弹性体旋转式阻尼器，其特征在于：所述定子另一端的端盖、转子和阻尼滚轮均由导磁材料构成。

3.如权利要求1所述的一种磁流变弹性体旋转式阻尼器，其特征在于：所述转轴有中心通孔，转子励磁线圈的引出线通过转轴的中心孔引出至工作缸外，所述转轴由不导磁材料构成。