CN102767589B - 阻尼通道高度可调的磁流变阻尼器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阻尼通道高度可调的磁流变阻尼器，包括第一外部连接杆(12)、第二外部连接杆(13)、缸体(2)、圆方形活塞(3)、电磁线圈(4)、第一升降板(51)、第二升降板(52)、磁流变液(9)、第一滑槽(10)和第二滑槽(11)，圆方形活塞(3)、电磁线圈(4)、第一升降板(51)、第二升降板(52)、磁流变液(9)均设置在缸体（2）内，通过改变第一升降板或第二升降板的位置，即改变第一阻尼通道或第二阻尼通道的高度。本发明实现了磁流变阻尼器阻尼通道高度的可调，使得磁流变阻尼器的输出阻尼力不再仅仅局限在一个固定的区间，而可以在一个很大的范围内人为调节，具有很高的使用价值。

Description

阻尼通道高度可调的磁流变阻尼器

技术领域

本发明涉及半主动振动控制装置，具体涉及一种可调剂阻尼通道高度的磁流变阻尼器。

背景技术

用磁流变液制成的磁流变阻尼器是一种性能优良的半主动控制装置，其结构简单、响应快、动态范围大、耐久性好，即使在控制***失效的情况下仍可充当被动控制器件，具有很强的可靠性。磁流变阻尼控制作为一种半主动控制***既具有被动控制***的可靠性，又具有主动控制***的强适应性，通过一定的控制律可以达到与主动控制***十分接近的控制效果，是一种具有较好工程应用前景控制技术。

磁流变阻尼器所能提供的阻尼力的计算公式如下：

$F_{\mathrm{sv}}=\frac{3\mathrm{\ηL}{\left[\mathrm{\π}(D^2-d^2)\right]}^2}{{4\mathrm{\πDh}}^3}v+\frac{3\mathrm{L\π}(D^2-d^2)}{4h}{\mathrm{\τ}}_y\mathrm{sgn}\left(v\right)$

式中，η为阻尼液的表观黏度；L为导磁区长度；h为阻尼通道高度；D为缸体内径；d为活塞直径；v为活塞与缸体间的相对速度；τ_y为阻尼液的剪切屈服强度，与电流有关；sgn为符号函数。

观察磁流变阻尼器输出阻尼力的计算公式可知，磁流变阻尼器提供阻尼力的大小与阻尼通道高度h和阻尼液的剪切屈服强度τ_y有关，通过调节阻尼通道高度h和阻尼液的剪切屈服强度τ_y都可以改变磁流变阻尼器阻尼力的大小，且阻尼通道高度h在式中位于分母项，它的大小对阻尼力的大小的影响是十分大的。但是，现有种类的磁流变阻尼器的活塞与缸体之间的间隙是固定的，即阻尼通道的高度不可调，阻尼力的变化只能通过调节流经电磁线圈的电流来实现，由于这个原因，目前很多磁流变阻尼器都是根据实际情况的需要而定做的，没有一种能够普遍使用的磁流变阻尼器，这大大限制了磁流变阻尼器的应用与发展。

因此，需要一种新的可调剂阻尼通道高度的磁流变阻尼器来解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明是针对现有技术磁流变阻尼器无法有效调节阻尼通道高度，因而无法在一个更宽的范围内调节输出阻尼力大小的缺陷，提出了一种阻尼通道高度可调的磁流变阻尼器。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明的阻尼通道高度可调的磁流变阻尼器可采用如下技术方案：

一种阻尼通道高度可调的磁流变阻尼器，包括第一外部连接杆、第二外部连接杆、缸体、圆方形活塞和电磁线圈，还包括第一升降板、第二升降板、磁流变液、第一滑槽和第二滑槽，所述圆方形活塞、电磁线圈、第一升降板、第二升降板、磁流变液均设置在所述缸体内；所述缸体的相对两侧设置有所述第一滑槽和所述第二滑槽；所述第一升降板的一侧设置有第一滑杆，所述第一升降板连接所述第一滑杆的一端，所述第二升降板的一侧设置有第二滑杆，所述第二升降板连接所述第二滑杆的一端，所述第一滑杆设置在所述第一滑槽内并与所述第一滑槽相配合，所述第一滑杆可相对所述第一滑槽运动，所述第二滑杆设置在所述第二滑槽内并与所述第二滑槽相配合，所述第二滑杆可相对所述第二滑槽运动；所述圆方形活塞设置在所述第一升降板和所述第二升降板之间，所述电磁线圈设置在所述圆方形活塞上，所述圆方形活塞的横截面由两个相互平行的直线和两个相对的圆弧线围成，所述圆方形活塞的两个圆弧侧面与所述缸体的内侧表面紧密切合，所述第一升降板与所述圆方形活塞之间的空隙形成第一阻尼通道；所述第二升降板与所述圆方形活塞之间的空隙形成第二阻尼通道；所述圆方形活塞的两端分别连接所述第一外部连接杆一端和所述第二外部连接杆的一端，所述第一外部连接杆的另一端和所述第二外部连接杆的另一端均伸出所述缸体。

发明原理：在可调范围内改变电磁线圈上的电流时，输出的阻尼力会发生相应的变化。若改变第一升降板或第二升降板的位置，即改变第一阻尼通道或第二阻尼通道的高度，则在可调范围内改变电磁线圈上的电流时，输出的阻尼力会在另外一组上下限之间变化。因此，实现了输出阻尼力范围的可调。

有益效果：本发明阻尼通道高度可调的磁流变阻尼器实现了磁流变阻尼器阻尼通道高度的可调，使得磁流变阻尼器的输出阻尼力不再仅仅局限在一个固定的区间，而可以在一个很大的范围内人为调节，具有很高的使用价值。

附图说明

图1是本发明的阻尼通道可调的磁流变阻尼器的结构示意图；

图2是本发明的阻尼通道可调的磁流变阻尼器A-A向剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

请参阅图1和图2所示，本发明的阻尼通道高度可调的磁流变阻尼器，包括第一外部连接杆12、第二外部连接杆13、缸体2、圆方形活塞3、电磁线圈4、第一升降板51、第二升降板52、磁流变液9、第一滑槽10和第二滑槽11。其中，圆方形活塞3、电磁线圈4、第一升降板51、第二升降板52、磁流变液9均设置在缸体2内。缸体2内充满了磁流变液9。缸体2的相对两侧设置有第一滑槽10和第二滑槽11。第一升降板51的一侧设置有第一滑杆53，第一升降板51连接第一滑杆53的一端。第二升降板52的一侧设置有第二滑杆54，第二升降板52连接第二滑杆54的一端。第一滑杆53设置在第一滑槽10内并与第一滑槽10相配合，第一滑杆53可相对第一滑槽10运动。第二滑杆54设置在第二滑槽11内并与第二滑槽11相配合，第二滑杆54可相对第二滑槽11运动。其中第一滑槽10和第二滑槽11既可以为第一滑杆53和第二滑杆54提供运动空间，又是它们的导轨槽。圆方形活塞3设置在第一升降板51和第二升降板52之间，电磁线圈4设置在圆方形活塞3上。圆方形活塞3的横截面由两个相互平行的直线和两个相对的圆弧线围成。圆方形活塞3的两个圆弧侧面与缸体2的内侧表面紧密切合。防止磁流变液9从此处流过。第一升降板51与圆方形活塞3之间的空隙形成第一阻尼通道81；第二升降板52与圆方形活塞3之间的空隙形成第二阻尼通道82。其中，第一升降板51与圆方形活塞3相对的面均为平面且相互平行，第二升降板52与圆方形活塞3相对的面均为平面且相互平行。通过控制第一滑杆53在第一滑槽10内的位置和第二滑杆54在第二滑槽11内的位置可以控制第一阻尼通道81和第二阻尼通道82的高度。在可调范围内改变电磁线圈4上的电流时，输出的阻尼力会发生相应的变化。若改变第一升降板51或第二升降板52的位置，即改变第一阻尼通道81或第二阻尼通道82的高度，则在可调范围内改变电磁线圈4上的电流时，输出的阻尼力会在另外一组上下限之间变化。因此，实现了输出阻尼力范围的可调。

请参阅图1和图2所示，圆方形活塞3的两端分别连接第一外部连接杆12一端和第二外部连接杆13的一端，第一外部连接杆12的另一端和第二外部连接杆13的另一端均伸出缸体2。定位好第一升降板51和第二升降板52后，当圆方形活塞3在第一外部连接杆12或第二外部连接杆13的推动下运动时，磁流变液9会通过第一阻尼通道81和第二阻尼通道82从活塞的一端流到另一端，从而产生阻尼力。

请参阅图1和图2所示，还包括第一转盖61、第二转盖62，第一转盖61的一部分和第二转盖62的一部分设置在缸体2内并相对缸体2转动。其中，第一转盖61和第二转盖62均通过滚珠轴承7与缸体2连接。第一转盖61上设置有第一通孔，第一通孔内具有内螺纹，第二转盖62上设置有第二通孔，第二通孔内具有内螺纹；第一滑杆53的另一端设置有第一螺杆531，第一螺杆531设置在第一通孔内，第一螺杆531的螺纹与第一通孔的螺纹相配合；第二滑杆54的另一端设置有第二螺杆541，第二螺杆541设置在第二通孔内，第二螺杆541与第二通孔的螺纹相配合。通过转动第一转盖61或第二转盖62会带动第一升降板51或第二升降板51移动定位。

如上所述，本发明的阻尼通道高度可调的磁流变阻尼器实现了磁流变阻尼器阻尼通道高度的可调，使得磁流变阻尼器的输出阻尼力不再仅仅局限在一个固定的区间，而可以在一个很大的范围内认为调节，具有很高的使用价值。

Claims (4)

1.一种阻尼通道高度可调的磁流变阻尼器，包括第一外部连接杆(12)、第二外部连接杆(13)、缸体(2)、圆方形活塞(3)和电磁线圈(4)，其特征在于，还包括第一升降板(51)、第二升降板(52)、磁流变液(9)、第一滑槽(10)和第二滑槽(11)，所述圆方形活塞(3)、电磁线圈(4)、第一升降板(51)、第二升降板(52)、磁流变液(9)均设置在所述缸体（2）内；所述缸体（2）内充满所述磁流变液(9)，所述缸体(2)的相对两侧设置有所述第一滑槽(10)和所述第二滑槽(11)；所述第一升降板(51)的一侧设置有第一滑杆（53），所述第一升降板(51)连接所述第一滑杆（53）的一端，所述第二升降板(52)的一侧设置有第二滑杆（54），所述第二升降板(52)连接所述第二滑杆（54）的一端，所述第一滑杆（53）设置在所述第一滑槽（10）内并与所述第一滑槽（10）相配合，所述第一滑杆（53）可相对所述第一滑槽（10）运动，所述第二滑杆（54）设置在所述第二滑槽（11）内并与所述第二滑槽（11）相配合，所述第二滑杆（54）可相对所述第二滑槽（11）运动；所述圆方形活塞(3)设置在所述第一升降板（51）和所述第二升降板（52）之间，所述电磁线圈（4）设置在所述圆方形活塞(3)上，所述圆方形活塞（3）的横截面由两个相互平行的直线和两个相对的圆弧线围成，所述圆方形活塞（3）的两个圆弧侧面与所述缸体（2）的内侧表面紧密切合，所述第一升降板（51）与所述圆方形活塞(3)之间的空隙形成第一阻尼通道（81）；所述第二升降板（52）与所述圆方形活塞(3)之间的空隙形成第二阻尼通道（82）；所述圆方形活塞(3)的两端分别连接所述第一外部连接杆(12)一端和所述第二外部连接杆(13)的一端，所述第一外部连接杆(12)的另一端和所述第二外部连接杆(13)的另一端均伸出所述缸体（2）。

2.如权利要求1所述的阻尼通道高度可调的磁流变阻尼器，其特征在于，所述第一升降板（51）与所述圆方形活塞(3)相对的面均为平面且相互平行，所述第二升降板（52）与所述圆方形活塞(3)相对的面均为平面且相互平行。

3.如权利要求1所述的阻尼通道高度可调的磁流变阻尼器，其特征在于，还包括第一转盖(61)、第二转盖(62)，所述第一转盖(61)的一部分和所述第二转盖(62)的一部分设置在所述缸体（2）内并相对所述缸体（2）转动，所述第一转盖(61)上设置有第一通孔，所述第一通孔内具有内螺纹，所述第二转盖(62)上设置有第二通孔，所述第二通孔内具有内螺纹；所述第一滑杆（53）的另一端设置有第一螺杆（531），所述第一螺杆（531）设置在所述第一通孔内，所述第一螺杆（531）的螺纹与所述第一通孔的螺纹相配合；所述第二滑杆（54）的另一端设置有第二螺杆（541），所述第二螺杆（541）设置在所述第二通孔内，所述第二螺杆（541）与所述第二通孔的螺纹相配合。

4.如权利要求3所述的阻尼通道高度可调的磁流变阻尼器，其特征在于，所述第一转盖(61)和所述第二转盖(62)均通过滚珠轴承（7）与所述缸体（2）连接。