CN105221642A - 一种减震方法、减震装置及其应用 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种减震方法,其特征在于,包括:在被缓冲物和对被缓冲物产生作用力的传导物之间,设置有与所述被缓冲物固定连接的第一磁体和第二磁体,所述第一弹性元件一端作用于所述第一磁体或第二磁体,另一端作用于所述第三磁体,以便减缓所述传导物对被缓冲物的作用力,所述第一磁体、第二磁体和第三磁体的磁极朝向相同;所述传导物与所述被缓冲物竖直相对静止时,所述第一弹性元件处于平衡状态;本发明提供的减震方法,通过磁体之间的引力来平衡造成被缓冲物持续振动的弹力,实际上是提供了一种特殊刚度的弹簧,这种刚度也可以根据不同车辆的情况通过设置磁体之间磁力、弹性元件的性能等因素来进行改变,适用多样、减震效果明显、成本低。
Description
技术领域
本申请涉及一种减震方法、减震装置及其应用,具体是一种减震方法、减震装置及其应用。
背景技术
目前传统的减震装置多采用弹簧加阻尼器的缓冲装置,弹簧连接于减振器上,缓冲装置刚度大则舒适性差,缓冲装置刚度小则载荷一定时缓冲装置垂直变形就越大,就会使撞击限位块的概率增加,并且容易出现制动点头角,转弯侧倾角等。缓冲装置的阻尼系数值取大,振动迅速衰减,但会把路面较大的冲击传递到车身,阻尼系数值取小,振动衰减慢,受冲击后振动持续时间长,使乘客感到不舒服,因面要调节弹性元件和减振器这一矛盾,而且一般的弹簧伸缩位置受限,难以调节其弹力,也即其减震力固定,在不同承载和路面状况下难以起到相适应的减震作用;而且当遇到路面变化时,车身重心随之变化,但由于弹簧属于保守元件,车身重力势能的变化只能通过阻尼器转化成阻尼液内能,造成能量损失;并且这些减震器通常使用寿命短,维修困难,长期使用后,噪声变大,甚至使减震失效;
除此之外,目前市场上还存在有以下几种减震缓冲***:液压调控悬架***、空气悬架***和电磁感应悬架***,这几种减震缓冲***虽然能够根据路面和行驶工况自动调整悬架刚度和阻尼来提升车的舒适性及平顺性,但仍受路面及行驶状况和汽车的弹性元件影响很大,且有响应时间,难以形成动态平衡的减震效果,虽然对传统缓冲装置的性能有大幅提升,但未形成根本性改善。如液压减震器还有复杂,减震筒密闭性因磨损逐渐下降,造成漏油,使阻尼失效等缺点。
因此,急需一种适用多样、能够形成动态平衡的减震效果的减震方法、减震装置及其应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用多样、能够形成动态平衡的减震方法、减震装置及其应用,以解决现有的减震方法、减震装置及其应用适用单一、难以形成动态平衡的减震效果的技术问题。
因此,为有效解决上述问题,本发明公开了一种适用多样、能够形成动态平衡的减震方法、减震装置及其应用,其技术方案如下:
一种减震方法,其特征在于,包括:
1)在被缓冲物和对被缓冲物产生作用力的传导物之间,设置有与所述被缓冲物固定连接的第一磁体和第二磁体,所述第一弹性元件一端作用于所述第一磁体或第二磁体,另一端作用于所述第三磁体,以便减缓所述传导物对被缓冲物的作用力,所述第一磁体、第二磁体和第三磁体的磁极朝向相同;所述传导物与所述被缓冲物竖直相对静止时,所述第一弹性元件处于平衡状态;
2)当所述第一弹性元件相较于步骤1所述平衡状态发生形变时,所述第三磁体向所述第一磁体或所述第二磁体移动,所述第三磁体与所述第一磁体或所述第二磁体间的间距变小、引力增加,抵消部分所述第一弹性元件的弹力,在该弹力作用下,所述第一弹性元件相较于步骤1所述平衡状态会发生形变;
3)当所述第一弹性元件发生步骤2中所述的形变时,所述第三磁体向第二磁体或所述第一磁体移动,所述第三磁体与所述第二磁体或所述第一磁体间的间距变小、引力增加,补充部分所述第一弹性元件的弹力,在该弹力作用下,所述第一弹性元件发生相较于步骤2所述的形变的反向形变;
4)重复所述步骤2-3,直到所述第一弹性元件回到步骤1所述平衡状态。
优选的,还包括传感器、控制装置和功率放大器,所述第三磁体为电磁体,所述第一磁体和第二磁体为永磁体,所述传感器感应到所述第一弹性元件被压缩或者被拉伸后,发送信号至控制装置,所述控制装置接受所述信号后,经过处理发送电流调整指令至功率放大器,所述功率放大器接收所述指令后,调整通过第三磁体的电流的大小,以便达到如下效果:
所述第一弹性元件被压缩时,使所述第三磁体与所述第一磁体间引力的变化值小于或等于所述第一弹性元件从所述平衡状态处压缩而变化的弹力值;
所述第一弹性元件被拉伸时,使所述第三磁体与所述第二磁体间引力的变化值小于或等于所述第一弹性元件从所述平衡状态处拉伸而变化的弹力值;所述引力的变化值是指相对于所述第一弹性元件处于平衡状态时引力变化的值;
重复所述步骤2-3,直到所述第一弹性元件回到步骤1所述平衡状态。
一种减震装置,其特征在于,包括连接装置、保持架、第一弹性元件、对应设置的第一磁体、第二磁体和第三磁体,其中,
所述连接装置一端与所述第三磁体固定连接,并且所述连接装置与所述第三磁体能够在所述保持架内上下活动;
所述第一磁体、第二磁体分别设置于第三磁体的上方和下方,并且所述第一磁体与所述第二磁体磁极朝向相同;
所述第一弹性元件位于所述第一磁体和所述第三磁体之间,所述第一弹性元件、第一磁体、第二磁体和第三磁***于保持架内;
所述传导物和保持架为非磁性材料。
优选的,还包括控制单元,所述控制单元包括传感器、控制装置和功率放大器,所述控制单元与所述第三磁体电连接,所述第三磁体为电磁体,所述第一磁体和第二磁体为永磁体。
优选的,在所述第二磁体与所述第三磁体之间设置有第四磁体,所述第四磁体为永磁体,所述传导物固定连接该第四磁体,所述第四磁体与所述第二磁体磁极朝向相同。
优选的,还包括所述第二弹性元件,所述第二弹性元件位于所述第四磁体和所述第三磁体之间。
优选的,还包括第五磁体、第三弹性元件和第四弹性元件,所述第五磁***于所述第一磁体与所述第四磁体之间,所述第三弹性元件位于所述第五磁体与所述第一磁体之间,所述第四弹性元件位于所述第五磁体与所述第四磁体之间。
优选的,所述第五磁体为电磁体。
优选的,所述第一弹性元件和第二弹性元件为空气弹簧。
一种如上所述的减震装置在车辆减震中的应用。
与现有技术相比,本发明提供的减震方法、减震装置及其应用,达到了如下效果:
1)本发明提供的减震方法,通过磁体之间的引力来平衡造成被缓冲物持续振动的弹力,实际上是提供了一种特殊刚度的弹簧,这种刚度也可以根据不同车辆的情况通过设置磁体之间磁力、弹性元件的性能等因素来进行改变,适用多样、减震效果明显、成本低。
2)本发明提供的减震方法,在所述传导物相对所述平衡状态有形变的整个过程,都存在调整,把车体扰动的力转化成了所述第一弹性元件的弹力势能,然后在通过电磁铁把动态的第一弹性元件的弹力势能转化成磁场能来平衡被缓冲物,从而满足不同情况的减震需求,适用范围非常广泛;
3)本发明提供的减震方法,通过永磁体与弹性元件配合,改变被缓冲物沿扰动方向移动时受由弹簧刚度决定的线性或近似线性力,对被缓冲物输出变化幅度更小的支持力,被缓冲物受近似恒定支持力,回弹小;对于路面扰动,通过电磁力实现动态平衡,不需要阻尼器,可降低能耗;
4)本发明提供的减震方法,弹性元件优选使用空气弹簧,能够使被缓冲物高度不随其重量增减而变化,本实施例提供的减震方法对于不同的被缓冲物都具有良好的适应性,并且质量可靠、使用寿命长、减震效果好、容易控制
5)本发明提供的减震装置,通过磁体之间的引力来平衡造成被缓冲物持续振动的弹力,实际上是提供了一种特殊刚度的弹簧,这种刚度也可以根据不同被缓冲物的情况通过设置磁体之间磁力、弹性元件的性能等因素来进行改变,结构简单实用、适用多样、减震效果明显、成本低。
6)本发明提供的减震装置,所述第四磁体的设置能够节约能耗,在所述第四磁体及所述第三磁体会向所述第一磁体移动时,能够提供一个固定的吸引力来平衡部分所述第一弹性元件的弹力,因此所述第三磁体所需要提供的电流也会减小,尤其在障碍物比较大,车体扰动比较严重时,所需的瞬间通过所述第三磁体的电流量会很大,而所述第四磁体能够一定程度上减少所述第三磁体所需电流量,节能的同时减震效果也更稳定。
7)本发明提供的车辆减震装置,满足不同路面行驶状态下的减震需求,适用范围非常广泛;通过永磁体与空气弹簧配合,改变车体沿扰动方向移动时受由弹簧刚度决定的线性或近似线性力,对车体输出变化幅度更小的竖向支持力,车轮受近似恒定的向下的力,回弹小,操控性提高;对于路面扰动,车身重心变化小,并且通过电磁力实现动态平衡,不需要阻尼器,可降低能耗;车身近似于悬浮在车轮上,车身扰动小,提高舒适性;整个***能量转换顺畅、几乎不会带来损耗、使用寿命长。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为本发明提供的减震装置的结构示意图;
图2为本发明提供的减震装置的结构示意图;
图3为本发明提供的减震装置的结构示意图;
图4为本发明提供的减震装置的结构示意图;
图5为本发明提供的减震装置的电路示意图。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解,硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语,故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内,本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题,基本达到所述技术效果。此外,“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此,若文中描述一第一装置耦接于一第二装置,则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置,或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式,然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的,并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
以下结合附图对本申请作进一步详细说明,但不作为对本申请的限定。
实施例一:
一种减震方法,包括:
1)在被缓冲物和对被缓冲物产生作用力的传导物之间,设置有与所述被缓冲物固定连接的第一磁体和第二磁体,所述第一弹性元件一端作用于所述第一磁体或第二磁体,另一端作用于所述第三磁体,以便减缓所述传导物对被缓冲物的作用力,所述第一磁体、第二磁体和第三磁体的磁极朝向相同;所述传导物与所述被缓冲物竖直相对静止时,所述第一弹性元件处于平衡状态;所述传导物是指能够传递外界作用力至所述被缓冲物的介质,例如用于车辆时,所述传导物为车轮。
2)当所述第一弹性元件相较于步骤1所述平衡状态发生形变时,所述第三磁体向所述第一磁体或所述第二磁体移动,所述第三磁体与所述第一磁体或所述第二磁体间的间距变小、引力增加,抵消部分所述第一弹性元件的弹力,在该弹力作用下,所述第一弹性元件相较于步骤1所述平衡状态会发生形变;
3)当所述第一弹性元件发生步骤2中所述的形变时,所述第三磁体向第二磁体或所述第一磁体移动,所述第三磁体与所述第二磁体或所述第一磁体间的间距变小、引力增加,补充部分所述第一弹性元件的弹力,在该弹力作用下,所述第一弹性元件发生相较于步骤2所述的形变的反向形变;
4)重复所述步骤2-3,直到所述第一弹性元件回到步骤1所述平衡状态。
所述磁体为带有磁性的物体,包括但不限于永磁铁和电磁铁。不同于现有技术中会浆将所述第一磁体、第二磁体和第三磁体的磁极朝向设置为相反,彼此之间互相排斥;也区别于现有技术中的固定刚度的弹簧和近似线性刚度的空气弹簧的调节方式,而是将外界的扰动尽量在传递至所述被缓冲物之前就被减灭,具体来说,是将冲击力转化为所述第一弹性元件的弹性势能,同时动态的转化为磁场能,减小外界扰动对被缓冲物的作用力,从而使被缓冲物震动幅度小甚至不产生震动。本实施例提供的减震方法是通过磁体之间的引力来平衡造成被缓冲物持续振动的弹力,实际上是提供了一种特殊刚度的弹簧,这种刚度也可以根据不同被缓冲物的情况通过设置磁体之间磁力、弹性元件的性能等因素来进行改变,适用多样、减震效果明显、成本低。
实施例二:
一种减震方法,其特征在于,包括:
1)在被缓冲物和对被缓冲物产生作用力的传导物之间,设置有与所述被缓冲物固定连接的第一磁体和第二磁体,所述第一弹性元件一端作用于所述第一磁体或第二磁体,另一端作用于所述第三磁体,以便减缓所述传导物对被缓冲物的作用力,所述第一磁体、第二磁体和第三磁体的磁极朝向相同;所述传导物与所述被缓冲物竖直相对静止时,所述第一弹性元件处于平衡状态;
2)当所述第一弹性元件相较于步骤1所述平衡状态发生形变时,所述第三磁体向所述第一磁体或所述第二磁体移动,所述第三磁体与所述第一磁体或所述第二磁体间的间距变小、引力增加,所述传感器感应到所述第一弹性元件被压缩后,发送信号至控制装置,所述控制装置接受所述信号后,经过处理发送电流调整指令至功率放大器,所述功率放大器接收所述指令后,调整通过第三磁体的电流的大小,使所述第三磁体与所述第一磁体间的引力小于或等于所述第一弹性元件的弹力,所述第一弹性元件发生相较于步骤1所述平衡状态被径向拉伸的形变;
3)当所述第一弹性元件发生步骤2中所述的形变时,所述第三磁体向第二磁体或所述第一磁体移动,所述第三磁体与所述第二磁体或所述第一磁体间的间距变小、引力增加,所述传感器感应到所述第一弹性元件被拉伸后,发送信号至控制装置,所述控制装置接受所述信号后,经过处理发送电流调整指令至功率放大器,所述功率放大器接收所述指令后,调整通过第三磁体的电流的大小,补充部分所述第一弹性元件的弹力,所述第一弹性元件发生相较于步骤1所述平衡状态被径向压缩的形变;
4)重复所述步骤2-3,直到所述第一弹性元件回到步骤1所述平衡状态。
本实施例提供的减震方法,在所述第一弹性元件相对所述平衡状态有形变的整个过程,都存在调整,把传导物对被缓冲物扰动的力转化成了所述第一弹性元件的弹力势能,然后在通过电磁铁把动态的第一弹性元件的弹力势能转化成磁场能来平衡被缓冲物,从而满足不同情况的减震需求,适用范围非常广泛;通过永磁体与弹性元件配合,改变被缓冲物沿扰动力方向移动时受由弹簧刚度决定的线性或近似线性力,对被缓冲物输出变化幅度更小的支持力,被缓冲物受近似恒定的支持力,回弹小;对于路面扰动,通过电磁力实现动态平衡,不需要阻尼器,可降低能耗。
并且在上述方法中,所述第一弹性元件优选为空气弹簧,空气弹簧是在一个密封的容器中充入压缩空气,利用气体可压缩性实现其弹性作用。空气弹簧具有较理想的非线性弹性特性,加装高度调节装置后,被缓冲物高度不随载荷增减而变化,因此在被缓冲物重量发生变化时,本发明中的减震装置对于不同的被缓冲物都具有良好的适应性;空气弹簧的工作原理是在密闭的压力缸内充入惰性气体或者油气混合物,使腔体内的压力高于大气压的几倍或者几十倍,利用压力差来实现活塞杆的运动,在本申请中,密闭的压力缸可以为安装在保持架的压力缸,也可以将保持装置本身设置为密闭的,因此,由于空气弹簧于普通弹簧在原理上的根本不同,空气弹簧比普通弹簧有着很显著的优点:速度相对缓慢、动态力变化不大(一般在1:1.2以内)、容易控制;因此,在本申请中,弹性元件优选使用空气弹簧,能够使被缓冲物高度不随其重量增减而变化,本实施例提供的减震方法对于不同的被缓冲物都具有良好的适应性,并且质量可靠、使用寿命长、减震效果好、容易控制。
实施例三:
如图1本发明提供的减震装置的结构示意图所示,一种减震装置,包括连接装置4、保持架5、第一弹性元件6、在被缓冲物扰动方向上对应设置的第一磁体1、第二磁体2和第三磁体3,其中,
所述连接装置4与所述第三磁体3固定连接,并且所述连接装置4与所述第三磁体3能够在所述保持架5内上下活动;
所述第一磁体1、第二磁体2分别设置于第三磁体3的上方和下方,并且所述第一磁体1与所述第二磁体2磁极朝向相同;
所述第一弹性元件6位于所述第一磁体1和所述第三磁体3之间,所述第一弹性元件6、第一磁体1、第二磁体2和第三磁体3位于保持架5内;
所述连接装置4和保持架5为非磁性材料。
不同于现有技术中会浆将所述第一磁体1、第二磁体2和第三磁体3的磁极朝向设置为相反,彼此之间互相排斥;也区别于现有技术中的固定刚度的弹簧和近似线性刚度的空气弹簧的调节方式,而是将外界的扰动尽量在传递至所述被缓冲物之前就被减灭,具体来说,是将冲击力转化为所述第一弹性元件的弹性势能,同时动态的转化为磁场能,减小外界扰动对被缓冲物的作用力,从而使被缓冲物震动幅度小甚至不产生震动。
如图1所示,可以将所述第一磁体1和所述第二磁体2设置为一体化的磁体,上方的第一磁体1磁性与下方的第二磁体2磁性相反。
比如用于车辆减震时,在车轮经受外界扰动对减震装置产生不稳定的作用力,减震装置在将该不稳定作用力传递至车体之前就将大部分甚至全部的作用力在装置内部进行缓冲转换了。
本实施例提供的减震装置是通过磁体之间的引力来平衡造成被缓冲物持续振动的弹力,实际上是提供了一种特殊刚度的弹簧,这种刚度也可以根据不同被缓冲物的情况通过设置磁体之间磁力、弹性元件的性能等因素来进行改变,结构简单实用、适用多样、减震效果明显、成本低。
实施例四:
如图5本发明提供的减震装置的电路示意图所示,在所述实施例三的基础上还包括控制单元,所述控制单元包括传感器、控制装置和功率放大器,所述控制单元与所述第三磁体3电连接,所述第三磁体3为电磁体,所述第一磁体1和第二磁体2为永磁体。
具体来说,所述控制单元包括传感器、控制装置和功率放大器,所述传感器的功能综合位置传感器、转向传感器、加速度传感器,也可以使用陀螺仪,所述控制装置放送指令至所述功率放大器,所述功率放大器用于调整通过各个电磁体的电流的大小。
本实施例提供的减震装置,在所述传导物相对所述平衡位置有位移的整个过程,都存在调整,把传导物对被缓冲物扰动的力转化成了所述第一弹性元件的弹力势能,然后在通过电磁铁把动态的第一弹性元件的弹力势能转化成磁场能来平衡被缓冲物,从而满足不同情况的减震需求,适用范围非常广泛;通过永磁体与弹性元件配合,改变被缓冲物沿扰动方向移动时受由弹簧刚度决定的线性或近似线性力,对被缓冲物输出变化幅度更小的支持力,被缓冲物受近似恒力,回弹小;对于路面扰动,通过电磁力实现动态平衡,不需要阻尼器,可降低能耗;整个***能量转换顺畅、几乎不会带来损耗、使用寿命长。
如图2本发明提供的减震装置的结构示意图所示,优选的,在所述第二磁体2与所述第三磁体3之间设置有第四磁体7,所述传导物固定连接该第四磁体7,所述第四磁体7与所述第二磁体2磁极朝向相同。
优选的,所述减震装置还包括所述第二弹性元件8,所述第二弹性元件8位于所述第四磁体7和所述第三磁体3之间,当所述第三磁体3通过相同的电流量时,能够有两个弹性元件和两个电磁场的能量进行转换以便缓冲减震,节能高效并且灵敏。
优选的,所述第一弹性元件和第二弹性元件为空气弹簧,此时所述第一弹性元件和第二弹性元件可以为同一个空气弹簧,所述第三磁***于空气弹簧中。
优选的,所述减震装置还包括第五磁体9、第三弹性元件10和第四弹性元件11,所述第五磁体9位于所述第二磁体2与所述第四磁体7之间,所述第三弹性元件10位于所述第五磁体9与所述第四磁体7之间,所述第四弹性元件11位于所述第五磁体9与所述第二磁体2之间,具有多个弹性元件进行缓冲,对震动的减缓效果将会更明显。
实施例五:
本发明提供的车辆减震装置,将所述连接装置与所述车轮固定连接,将所述保持架连接与所述车身之上,当然也不能排除将所述车辆减震装置反向安装的情形,本实施例从前种安装方式来进行说明。
当车轮当与车身竖直相对静止时,所述第一弹性元件6和所述第三磁体3处于平衡位置;
当车体有垂直于行驶方向的移动或者该移动的趋势时,传感器和控制器向功率放大器发送指令以调节流经所述电磁体的电流,所述空气弹簧、永磁体和电磁体向车体提供的支撑力以便减缓震动。具体来说,当所述第一弹性元件相较于所述平衡状态发生形变时,所述第三磁体3向所述第一磁体1或所述第二磁体2移动,所述第三磁体3与所述第一磁体1或所述第二磁体2间的间距变小、引力增加,所述传感器感应到所述第一弹性元件6被压缩后,发送信号至控制装置,所述控制装置接受所述信号后,经过处理发送电流调整指令至功率放大器,所述功率放大器接收所述指令后,调整通过第三磁体3的电流的大小,使所述第三磁体3与所述第一磁体1间的引力小于或等于所述第一弹性元件6的弹力,所述第一弹性元件6发生相较于所述平衡位置被径向拉伸的位移;
当所述第一弹性元件6发生中所述的位移时,所述第三磁体3向第二磁体2或所述第一磁体1移动,所述第三磁体3与所述第二磁体2或所述第一磁体1间的间距变小、引力增加,所述传感器感应到所述第一弹性元件6被拉伸后,发送信号至控制装置,所述控制装置接受所述信号后,经过处理发送电流调整指令至功率放大器,所述功率放大器接收所述指令后,调整通过第三磁体3的电流的大小,补充部分所述第一弹性元件6的弹力,所述第一弹性元件6发生相较于所述平衡位置被径向压缩的位移;
在所述第一弹性元件6相对初始的平衡位置有位移的整个过程,都存在调整,把车体扰动的力转化成了空气弹簧的弹力势能,然后在通过电磁铁把动态的第一弹性元件6的弹力势能转化成磁场能来平衡车体,从而满足不同路面行驶状态下的减震需求,适用范围非常广泛;通过永磁体与空气弹簧配合,改变车体沿竖直方向移动时受由弹簧刚度决定的线性或近似线性力,对车体输出变化幅度更小的竖向支持力,车轮受近似恒定反力,回弹小,操控性提高;对于路面扰动,车身重心变化小,并且通过电磁力实现动态平衡,不需要阻尼器,可降低能耗;车身近似于悬浮在车轮上,车身扰动小,提高舒适性;整个***能量转换顺畅、几乎不会带来损耗、使用寿命长。
如图2本发明提供的减震装置的结构示意图所示,优选的,在所述第二磁体2与所述第三磁体3之间设置有第四磁体7,所述传导物固定连接该第四磁体7,所述第四磁体7与所述第二磁体2磁极朝向相同,因此,在车辆行驶过有障碍的路面时,所述第四磁体7及所述第三磁体3会向所述第一磁体移动,所述第四磁体7与所述第一磁体间的间距变小、引力增加,抵消了部分所述第一弹性元件6的弹力,再通过所述第三磁体3电流的调整,以便达到如下效果:
述第一弹性元件6被压缩时,使所述第三磁体3与所述第一磁体1间引力的变化值小于或等于所述第一弹性元件6从所述平衡状态处压缩而变化的弹力值;
所述第一弹性元件6被拉伸时,使所述第三磁体3与所述第二磁体2间引力的变化值小于或等于所述第一弹性元件6从所述平衡状态处拉伸而变化的弹力值;所述引力的变化值是指相对于所述第一弹性元件6处于平衡状态时引力变化的值;
所述第四磁体7的设置能够节约能耗,在所述第四磁体7及所述第三磁体3会向所述第一磁体1移动时,能够提供一个固定的吸引力来平衡部分所述第一弹性元件6的弹力,因此所述第三磁体3所需要提供的电流也会减小,尤其在障碍物比较大,车体扰动比较严重时,所需的瞬间通过所述第三磁体3的电流量会很大,而所述第四磁体7能够一定程度上减少所述第三磁体3所需电流量,节能的同时减震效果也更稳定。
优选的,如图3本发明提供的减震装置的结构示意图所示,所述减震装置还包括所述第二弹性元件8,所述第二弹性元件8位于所述第四磁体7和所述第三磁体3之间,当所述第三磁体3通过相同的电流量时,能够有两个弹性元件和两个电磁场的能量进行转换以便缓冲减震,节能高效并且灵敏;
优选的,所述第一弹性元件6和第二弹性元件8为空气弹簧,空气弹簧是在一个密封的容器中充入压缩空气,利用气体可压缩性实现其弹性作用。空气弹簧具有较理想的非线性弹性特性,加装高度调节装置后,车身高度不随载荷增减而变化,因此在车身载荷发生变化时,本发明中的减震装置对于不同的车体都具有良好的适应性。
优选的,如图4本发明提供的减震装置的结构示意图所示,所述减震装置还包括第五磁体9、第三弹性元件10和第四弹性元件11,所述第五磁体9位于所述第二磁体2与所述第四磁体7之间,所述第三弹性元件10位于所述第五磁体9与所述第四磁体7之间,所述第四弹性元件11位于所述第五磁体9与所述第二磁体2之间,具有多个弹性元件进行缓冲,对震动的减缓效果将会更明显;并且,在以下几种情况下,本申请所提供的减震装置能够提供更加灵敏有效的减震功能:
在车辆刹车时,车体由于惯性的作用车头会向下冲,此时会对车体前轮的减震装置产生压力,所述第四磁体7和所述第三磁体3之间具有该第二弹性元件8,反应会更加灵敏,通过相同的电流量时,能够有两个弹性元件和两个电磁场的能量进行转换以便缓冲减震,节能高效并且灵敏;而同时,对于车体的后轮会有一个向上的力,通过所述第五磁体、第三弹性元件和第四弹性元件的调整,也能够进行缓冲减震;
同样的原理,在车辆启动时,车体由于惯性的作用车头会向上冲,在车里转弯时,车辆会向转弯外侧倾斜,都能够根据同样的原理进行缓冲减震。
值得注意的是,本实施例包括但不限于具有四个弹性元件、两个永磁体和两个电磁体构成的减震器,为了达到更好的效果,根据上述原理制作的结合更多弹性元件和磁体的减震器也应属于本发明的保护范围。
与现有技术相比,本申请所述的减震方法、减震装置及其应用,达到了如下效果:
1)本发明提供的减震方法,通过磁体之间的引力来平衡造成被缓冲物持续振动的弹力,实际上是提供了一种特殊刚度的弹簧,这种刚度也可以根据不同车辆的情况通过设置磁体之间磁力、弹性元件的性能等因素来进行改变,适用多样、减震效果明显、成本低。
2)本发明提供的减震方法,在所述传导物相对所述平衡状态有扰动的整个过程,都存在调整,把车体扰动的力转化成了所述第一弹性元件的弹力势能,然后在通过电磁铁把动态的第一弹性元件的弹力势能转化成磁场能来平衡被缓冲物,从而满足不同情况的减震需求,适用范围非常广泛;
3)本发明提供的减震方法,通过永磁体与弹性元件配合,改变被缓冲物沿扰动方向移动时受由弹簧刚度决定的线性或近似线性力,对被缓冲物输出变化幅度更小的支持力,被缓冲物受近似恒力,回弹小;对于路面扰动,通过电磁力实现动态平衡,不需要阻尼器,可降低能耗;
4)本发明提供的减震方法,弹性元件优选使用空气弹簧,能够使被缓冲物高度不随其重量增减而变化,本实施例提供的减震方法对于不同的被缓冲物都具有良好的适应性,并且质量可靠、使用寿命长、减震效果好、容易控制
5)本发明提供的减震装置,通过磁体之间的引力来平衡造成被缓冲物持续振动的弹力,实际上是提供了一种特殊刚度的弹簧,这种刚度也可以根据不同被缓冲物的情况通过设置磁体之间磁力、弹性元件的性能等因素来进行改变,结构简单实用、适用多样、减震效果明显、成本低。
6)本发明提供的减震装置,所述第四磁体的设置能够节约能耗,在所述第四磁体及所述第三磁体会向所述第一磁体移动时,能够提供一个固定的吸引力来平衡部分所述第一弹性元件的弹力,因此所述第三磁体所需要提供的电流也会减小,尤其在障碍物比较大,车体扰动比较严重时,所需的瞬间通过所述第三磁体的电流量会很大,而所述第四磁体能够一定程度上减少所述第三磁体所需电流量,节能的同时减震效果也更稳定。
7)本发明提供的车辆减震装置,满足不同路面行驶状态下的减震需求,适用范围非常广泛;通过永磁体与空气弹簧配合,改变车体沿竖直方向移动时受由弹簧刚度决定的线性或近似线性力,对车体输出变化幅度更小的竖向支持力,车轮受近似恒定反力,回弹小,操控性提高;对于路面扰动,车身重心变化小,并且通过电磁力实现动态平衡,不需要阻尼器,可降低能耗;车身近似于悬浮在车轮上,车身扰动小,提高舒适性;整个***能量转换顺畅、几乎不会带来损耗、使用寿命长。
上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例,但如前所述,应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述申请构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围,则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种减震方法,其特征在于,包括:
1)在被缓冲物和对被缓冲物产生作用力的传导物之间,设置有与所述被缓冲物固定连接的第一磁体和第二磁体,所述第一弹性元件一端作用于所述第一磁体或第二磁体,另一端作用于所述第三磁体,以便减缓所述传导物对被缓冲物的作用力,所述第一磁体、第二磁体和第三磁体的磁极朝向相同;所述传导物与所述被缓冲物竖直相对静止时,所述第一弹性元件处于平衡状态;
2)所述第一弹性元件相较于步骤1所述平衡状态发生形变时,所述第三磁体向所述第一磁体或所述第二磁体移动,所述第三磁体与所述第一磁体或所述第二磁体间的间距变小、引力增加,抵消部分所述第一弹性元件的弹力,在该弹力作用下,所述第一弹性元件相较于步骤1所述平衡状态会发生形变;
3)所述第一弹性元件发生步骤2中所述的形变时,所述第三磁体向第二磁体或所述第一磁体移动,所述第三磁体与所述第二磁体或所述第一磁体间的间距变小、引力增加,补充部分所述第一弹性元件的弹力,在该弹力作用下,所述第一弹性元件发生相较于步骤2所述的形变的反向形变;
4)重复所述步骤2-3,直到所述第一弹性元件回到步骤1所述平衡状态。
2.根据权利要求1所述的减震方法,其特征在于,还设置有传感器、控制装置和功率放大器,所述第三磁体为电磁体,所述第一磁体和第二磁体为永磁体,所述传感器感应到所述第一弹性元件被压缩或者被拉伸后,发送信号至控制装置,所述控制装置接受所述信号后,经过处理发送电流调整指令至功率放大器,所述功率放大器接收所述指令后,调整通过第三磁体的电流的大小,直到所述第一弹性元件回到步骤1所述平衡状态。
3.一种减震装置,其特征在于,包括连接装置、保持架、第一弹性元件、对应设置的第一磁体、第二磁体和第三磁体,其中,
所述连接装置一端与所述第三磁体固定连接,并且所述连接装置与所述第三磁体能够在所述保持架内上下活动;
所述第一磁体、第二磁体分别设置于第三磁体的上方和下方,并且所述第一磁体与所述第二磁体磁极朝向相同;
所述第一弹性元件位于所述第一磁体和所述第三磁体之间,所述第一弹性元件、第一磁体、第二磁体和第三磁***于保持架内;
所述传导物和保持架为非磁性材料。
4.根据权利要求3所述的减震装置,其特征在于,还包括控制单元,所述控制单元包括传感器、控制装置和功率放大器,所述控制单元与所述第三磁体电连接,所述第三磁体为电磁体,所述第一磁体和第二磁体为永磁体。
5.根据权利要求4所述的减震装置,其特征在于,在所述第二磁体与所述第三磁体之间设置有第四磁体,所述第四磁体为永磁体,所述传导物固定连接该第四磁体,所述第四磁体与所述第二磁体磁极朝向相同。
6.根据权利要求5所述的减震装置,其特征在于,还包括所述第二弹性元件,所述第二弹性元件位于所述第四磁体和所述第三磁体之间。
7.根据权利要求6所述的减震装置,其特征在于,还包括第五磁体、第三弹性元件和第四弹性元件,所述第五磁***于所述第一磁体与所述第四磁体之间,所述第三弹性元件位于所述第五磁体与所述第一磁体之间,所述第四弹性元件位于所述第五磁体与所述第四磁体之间。
8.根据权利要求7所述的减震装置,其特征在于,所述第五磁体为电磁体。
9.根据权利要求3至8中任一所述的减震装置,其特征在于,所述第一弹性元件和第二弹性元件为空气弹簧。
10.一种如权利要求3所述的减震装置在车辆减震中的应用。
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106907417A (zh) * | 2017-05-10 | 2017-06-30 | 南通冠优达磁业有限公司 | 高级磁铁弹簧 |
CN107882907A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-04-06 | 江苏普隆磁电有限公司 | 一种磁芯、弹簧共存式减震器 |
CN107953341A (zh) * | 2017-10-10 | 2018-04-24 | 重庆西楚智捷科技有限公司 | 一种餐具机器人 |
CN108477808A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-09-04 | 广州杰赛科技股份有限公司 | 一种绘图目标固定装置及绘图设备 |
CN110077188A (zh) * | 2019-04-16 | 2019-08-02 | 郑州铁路职业技术学院 | 一种高速列车防震降噪结构 |
CN111503498A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-08-07 | 江苏农牧科技职业学院 | 一种基于物联网的农机配件控制装置 |
CN115693567A (zh) * | 2022-09-27 | 2023-02-03 | 山东大学 | 一种输电线路磁负刚度半主动宽频抑制耗能装置 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1127334A (zh) * | 1995-11-01 | 1996-07-24 | 王春生 | 一种磁力弹簧 |
CN1384001A (zh) * | 2001-05-09 | 2002-12-11 | 杨子余 | 磁悬浮减振器 |
CN2575367Y (zh) * | 2002-08-13 | 2003-09-24 | 经玉凤 | 稀土永磁减振器 |
CN2608757Y (zh) * | 2002-12-11 | 2004-03-31 | 苏祥忠 | 一种磁力减振装置 |
KR101097162B1 (ko) * | 2008-12-02 | 2011-12-21 | 이순희 | 영구자석을 이용한 다용도 운동제어장치 |
CN102352904A (zh) * | 2011-10-12 | 2012-02-15 | 黄强 | 有悬浮磁体并自动调节阻尼的减震器 |
CN103775550A (zh) * | 2014-02-14 | 2014-05-07 | 华中科技大学 | 单自由度磁力隔振装置 |
CN205298386U (zh) * | 2015-10-16 | 2016-06-08 | 吴炳臣 | 一种减震装置 |
-
2015
- 2015-10-16 CN CN201510673065.7A patent/CN105221642B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1127334A (zh) * | 1995-11-01 | 1996-07-24 | 王春生 | 一种磁力弹簧 |
CN1384001A (zh) * | 2001-05-09 | 2002-12-11 | 杨子余 | 磁悬浮减振器 |
CN2575367Y (zh) * | 2002-08-13 | 2003-09-24 | 经玉凤 | 稀土永磁减振器 |
CN2608757Y (zh) * | 2002-12-11 | 2004-03-31 | 苏祥忠 | 一种磁力减振装置 |
KR101097162B1 (ko) * | 2008-12-02 | 2011-12-21 | 이순희 | 영구자석을 이용한 다용도 운동제어장치 |
CN102352904A (zh) * | 2011-10-12 | 2012-02-15 | 黄强 | 有悬浮磁体并自动调节阻尼的减震器 |
CN103775550A (zh) * | 2014-02-14 | 2014-05-07 | 华中科技大学 | 单自由度磁力隔振装置 |
CN205298386U (zh) * | 2015-10-16 | 2016-06-08 | 吴炳臣 | 一种减震装置 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106907417A (zh) * | 2017-05-10 | 2017-06-30 | 南通冠优达磁业有限公司 | 高级磁铁弹簧 |
CN107953341A (zh) * | 2017-10-10 | 2018-04-24 | 重庆西楚智捷科技有限公司 | 一种餐具机器人 |
CN107882907A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-04-06 | 江苏普隆磁电有限公司 | 一种磁芯、弹簧共存式减震器 |
CN108477808A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-09-04 | 广州杰赛科技股份有限公司 | 一种绘图目标固定装置及绘图设备 |
CN110077188A (zh) * | 2019-04-16 | 2019-08-02 | 郑州铁路职业技术学院 | 一种高速列车防震降噪结构 |
CN110077188B (zh) * | 2019-04-16 | 2020-11-20 | 安徽佰尧电子科技有限公司 | 一种高速列车防震降噪结构 |
CN111503498A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-08-07 | 江苏农牧科技职业学院 | 一种基于物联网的农机配件控制装置 |
CN115693567A (zh) * | 2022-09-27 | 2023-02-03 | 山东大学 | 一种输电线路磁负刚度半主动宽频抑制耗能装置 |
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