CN102562923A

CN102562923A - 磁流变弹性体旋转式磁流变阻尼器

Info

Publication number: CN102562923A
Application number: CN2012100271593A
Authority: CN
Inventors: 谭和平; 谢宁; 刘强; 谭晓婧
Original assignee: 谢宁
Priority date: 2012-02-08
Filing date: 2012-02-08
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明公开了一种磁流变弹性体旋转式磁流变阻尼器，其包括：定子、两个相同的电磁铁、阻尼转子和阻尼滚轮，定子为圆筒形，阻尼转子的转轴通过定子两端端盖上的轴承从定子的两端伸出，在阻尼转子的外圆周面固定了一层磁流变弹性体；两个相同的电磁铁的一端对称地固定在定子的内圆周上，两个相同电磁铁的另一端的中部有一个半圆形的凹槽，半圆形凹槽的直径大于阻尼滚轮的直径；阻尼滚轮安装在两个相同电磁铁另一端的半圆形凹槽中；两个电磁铁之间的间距大于阻尼转子上磁流变弹性体的外径，两个电磁铁上阻尼滚轮之间的间距小于阻尼转子上磁流变弹性体的外径，两个电磁铁上阻尼滚轮之间的间距大于阻尼转子的外径。

Description

磁流变弹性体旋转式磁流变阻尼器

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磁流变阻尼器。

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磁流变阻尼器。

本发明的技术方案如下：一种磁流变弹性体旋转式磁流变阻尼器，其包括：定子、两个相同的电磁铁、阻尼转子和阻尼滚轮，定子为圆筒形，在定子两端都设置有端盖，在端盖的中心孔内安装有轴承，阻尼转子安装在定子内，阻尼转子的转轴通过定子两端端盖上的轴承从定子的两端伸出，阻尼转子为圆柱体形，在阻尼转子的外圆周面固定了一层磁流变弹性体；两个相同的电磁铁的一端对称地固定在定子的内圆周上，两个相同电磁铁的另一端的中部有一个半圆形的凹槽，半圆形凹槽的轴心线与定子的轴心线平行，半圆形凹槽的直径大于阻尼滚轮的直径；阻尼滚轮安装在两个相同电磁铁另一端的半圆形凹槽中；两个电磁铁之间的间距大于阻尼转子上磁流变弹性体的外径，两个电磁铁上阻尼滚轮之间的间距小于阻尼转子上磁流变弹性体的外径，两个电磁铁上阻尼滚轮之间的间距大于阻尼转子的外径，定子、阻尼转子和阻尼滚轮均由导磁材料构成。

本发明的功能是这样实现的：由于定子上两个电磁铁之间的间距大于阻尼转子上磁流变弹性体的外径，两个电磁铁上阻尼滚轮之间的间距小于阻尼转子上磁流变弹性体的外径，两个电磁铁上阻尼滚轮之间的间距大于阻尼转子的外径，所以，当转轴带动阻尼转子在定子内旋转时，阻尼转子外圆周面上的磁流变弹性体在旋转通过电磁铁上的阻尼滚轮时，在阻尼滚轮的滚压下将会被压扁，从而使转轴带动阻尼转子在定子内旋转时将受到一定的旋转阻尼力；因定子、阻尼转子和阻尼滚轮均由导磁材料构成，所以固定在定子的内圆周上的两个相同电磁铁所产生的磁力线可以通过定子、阻尼转子和阻尼滚轮形成闭合磁路；在两个电磁铁没有电流通过时，没有磁力线通过阻尼转子外圆周面上的磁流变弹性体，因此，阻尼转子外圆周面上的磁流变弹性体的弹性较小，当阻尼转子上的磁流变弹性体在旋转通过电磁铁上的阻尼滚轮时，电磁铁上阻尼滚轮滚压阻尼转子外圆周上的磁流变弹性体将受到较小的压力，使转轴带动阻尼转子在定子内旋转时所受到的旋转阻尼力较小，且阻尼转子外圆周面上的磁流变弹性体在被阻尼滚轮压扁后随即恢复常态；当两个电磁铁通入电流后，两个电磁铁就会产生电磁场，该电磁场产生的磁力线将通过定子、阻尼转子和阻尼滚轮形成闭合磁路，使处于阻尼转子与电磁铁之间的阻尼转子外圆周面上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，当转轴带动阻尼转子在定子内旋转时，阻尼转子外圆周面上的磁流变弹性体在转到电磁铁的下方时在电磁铁产生的磁场的作用下即开始被“固化”，当阻尼转子外圆周上的磁流变弹性体继续旋转，在到达电磁铁上阻尼滚轮处时阻尼转子外圆周上的磁流变弹性体将被充分“固化”，因此，当电磁铁上阻尼滚轮滚压阻尼转子外圆周面上被充分“固化”的磁流变弹性体将受到较大的压力，使转轴带动阻尼转子在定子内旋转时所受到的旋转阻尼力较大。当阻尼转子外圆周上的磁流变弹性体被电磁铁上阻尼滚轮滚压扁后，将在离开电磁铁区域才能恢复常态，如果阻尼转子继续旋转，则阻尼转子外圆周上已经恢复常态的磁流变弹性体将再次转到电磁铁的下方再次被“固化”和阻尼滚轮滚压，如此周而复始。

因此，通过调整进入电磁铁内的电流大小，即可调整电磁铁产生电磁场强度的大小，从而改变处于电磁铁所产生的电磁场区域内阻尼转子外圆周上的磁流变弹性体的弹性大小，使磁流变弹性体旋转式磁流变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磁流变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的剖视图。

图3是两个电磁铁产生的闭合磁场示意图。

图4是本发明的工作示意图。

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，此为本发明的一种具体结构，一种磁流变弹性体旋转式磁流变阻尼器，其包括：定子1、两个相同的电磁铁3和13、阻尼转子14和阻尼滚轮4和12，定子1为圆筒形，在定子1的两端设置有端盖7和17，在端盖7和17的中心孔内安装有轴承8和16，阻尼转子14安装在定子1内，阻尼转子14的转轴9通过定子1两端端盖7和17上的轴承8和16从定子1的两端伸出，阻尼转子14为圆柱体形，在阻尼转子14的外圆周面固定了一层磁流变弹性体2；两个相同的电磁铁3和13的一端对称地固定在定子1的内圆周上，在电磁铁3和13上固定有励磁线圈5和10，两个相同电磁铁3和13的另一端的中部有一个半圆形的凹槽22和23，半圆形凹槽22和23的轴心线与定子1的轴心线平行，半圆形凹槽22和23的直径大于阻尼滚轮4和12的直径；阻尼滚轮4和12通过其两端的轴6和轴18、轴11和轴15安装在两个相同电磁铁3和13另一端的半圆形凹槽22和23中；两个电磁铁3和13之间的间距大于阻尼转子14上磁流变弹性体2的外径，两个电磁铁3和13上阻尼滚轮4和12之间的间距小于阻尼转子14上磁流变弹性体2的外径，两个电磁铁3和13上阻尼滚轮4和12之间的间距大于阻尼转子14的外径，定子1、阻尼转子14和阻尼滚轮4和12均由导磁材料构成。

现在结合附图对本发明的一种磁流变弹性体旋转式磁流变阻尼器作进一步描述：图3，图3中的虚线为闭合的磁力线示意图，由于定子1上电磁铁3和13之间的间距大于阻尼转子14上磁流变弹性体2的外径，电磁铁3和13上阻尼滚轮4和12之间的间距小于阻尼转子14上磁流变弹性体2的外径，电磁铁3和13上阻尼滚轮4和12之间的间距大于阻尼转子14的外径，所以，当转轴9带动阻尼转子14在定子1内旋转时，阻尼转子14外圆周面上的磁流变弹性体2在旋转通过电磁铁3和13上的阻尼滚轮4和12时，在阻尼滚轮4和12的滚压下将会被压扁，从而使转轴9带动阻尼转子14在定子1内旋转时将受到一定的旋转阻尼力；因定子1、阻尼转子14和阻尼滚轮4和12均由导磁材料构成，所以固定在定子1的内圆周上的两个相同电磁铁3和13所产生的磁力线可以通过定子1、阻尼转子14和阻尼滚轮4和12形成闭合磁路；

参见图4，控制电源19通过引出线20和21与电磁铁3和13上的励磁线圈5和10连接，当控制电源19不输出电流时在电磁铁3和13上的励磁线圈5和10中没有电流通过，就没有磁力线通过阻尼转子14外圆周面上的磁流变弹性体2，因此，阻尼转子14外圆周面上的磁流变弹性体2的弹性较小，当阻尼转子14上的磁流变弹性体2在逆时针旋转通过电磁铁3和13上的阻尼滚轮4和12时，电磁铁3和13上的阻尼滚轮4和12滚压阻尼转子14外圆周上的磁流变弹性体2将受到较小的压力，使转轴9带动阻尼转子14在定子1内逆时针旋转时所受到的旋转阻尼力较小，且阻尼转子14外圆周面上的磁流变弹性体2在被阻尼滚轮4和12压扁后随即恢复常态；

当控制电源19向电磁铁3和13上的励磁线圈5和10输出电流后，电磁铁3和13就会产生电磁场，该电磁场产生的磁力线将通过定子1、阻尼转子14和阻尼滚轮4和12形成闭合磁路，使处于阻尼转子14与电磁铁3和13之间的阻尼转子14外圆周面上的磁流变弹性体2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9带动阻尼转子14在定子1内逆时针旋转时，阻尼转子14外圆周面上的磁流变弹性体2在转到电磁铁3和13的下方时在电磁铁3和13产生的磁场的作用下即开始被“固化”，当阻尼转子14外圆周上的磁流变弹性体2继续旋转，在到达电磁铁3和13上阻尼滚轮4和12处时阻尼转子14外圆周上的磁流变弹性体2将被充分“固化”，因此，当电磁铁3和13上阻尼滚轮4和12滚压阻尼转子14外圆周面上被充分“固化”的磁流变弹性体2将受到较大的压力，使转轴9带动阻尼转子14在定子1内逆时针旋转时所受到的旋转阻尼力较大。当阻尼转子14外圆周上的磁流变弹性体2被电磁铁3和13上阻尼滚轮4和12滚压扁后，将在离开电磁铁区域才能恢复常态（图4中的22），如果阻尼转子14继续旋转，则阻尼转子14外圆周上已经恢复常态的磁流变弹性体2将再次转到电磁铁3和13的下方被“固化”和被阻尼滚轮4和12滚压，如此周而复始。当转轴9带动阻尼转子14在定子1内作顺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磁流变阻尼器，其包括：定子、两个相同的电磁铁、阻尼转子和阻尼滚轮，所述定子为圆筒形，在定子两端都设置有端盖，在端盖的中心孔内安装有轴承，所述阻尼转子安装在定子内，阻尼转子的转轴通过定子两端端盖上的轴承从定子的两端伸出，其特征在于：所述阻尼转子为圆柱体形，在阻尼转子的外圆周面固定了一层磁流变弹性体；所述两个相同的电磁铁的一端对称地固定在定子的内圆周上，两个相同电磁铁的另一端的中部有一个半圆形的凹槽，半圆形凹槽的轴心线与定子的轴心线平行，半圆形凹槽的直径大于阻尼滚轮的直径；所述阻尼滚轮安装在两个相同电磁铁另一端的半圆形凹槽中；所述两个电磁铁之间的间距大于阻尼转子上磁流变弹性体的外径，两个电磁铁上阻尼滚轮之间的间距小于阻尼转子上磁流变弹性体的外径，两个电磁铁上阻尼滚轮之间的间距大于阻尼转子的外径。

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