悬挂式磁流变阻尼器及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种悬挂式磁流变阻尼器及系统，阻尼器包括由磁流变弹性材料制成的阻尼条和作用于阻尼条且强度可调的磁场，所述阻尼条上端可悬挂的悬挂部件，下端设有用于连接需阻尼设备的连接部件，本发明采用有磁流变弹性材料制成的阻尼条，用于形成悬挂式磁流变阻尼器，整体结构简单，且质量较轻，惯性较小，利用磁流变弹性阻尼材料具有弹性且弹性可调节的特性，达到悬挂使用时弹性可调整的目的，可针对不同的振动大小、悬挂设备的重量大小调整弹性系数，因而能够具有针对性的对高频小振幅的振动进行有效阻尼的，适用于对精度要求较高且需要悬挂使用的检测、生产运行场合，保证检测精度以及运行的平稳性。
【专利说明】悬挂式磁流变阻尼器及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种磁流变阻尼设备，特别涉及一种能够保证测量仪器不被外界振动所干扰的悬挂式磁流变阻尼器及其系统。
【背景技术】
[0002]磁流变阻尼器是一种智能减振器件，现有的杆式磁流变阻尼器多采用活塞与缸体结构，其中的活塞多为由导磁金属构成的圆柱体形，并通过改变活塞与缸体之间中磁流变介质的粘度来调整其输出的阻尼力；此类阻尼器结构复杂，对活塞以及缸体精度要求较高，采用圆柱体形活塞结构的磁流变阻尼器因活塞的质量较大且活塞与缸体之间的间隙较小，对于悬挂等偏心受力的场合则无法使用；并且具有较大的运动惯性而难以适用于高频小振幅的振动场合的阻尼减振需求；特别是对于高精度的测量仪器等对精度要求较高的场合来说，需要消除高频振动对其造成的干扰，否则会影响其检测结果以及运行状态；特别是，对于活塞结构的磁流变阻尼器来说，采用磁流变液作为介质，使用、安装、制造均具有较高的密封要求，制作成本较高，通用性较差。
[0003]因此，需要一种阻尼器，用于对需阻尼设备进行悬挂，不但能够适用于通常的阻尼减振场合，还能够具有针对性的对高频小振幅的振动进行有效阻尼，适用于对精度要求较高且需要悬挂使用的检测、生产运行场合，保证检测精度以及运行的平稳性。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的提供一种悬挂式磁流变阻尼器及系统，用于对需阻尼设备进行悬挂，不但能够适用于通常的阻尼减振场合，还能够具有针对性的对高频小振幅的振动进行有效阻尼，适用于对精度要求较高且需要悬挂使用的检测、生产运行场合，保证检测精度以及运行的平稳性。
[0005]本发明的悬挂式磁流变阻尼器，包括由磁流变弹性材料制成的阻尼条和作用于阻尼条且强度可调的磁场，所述阻尼条上端可悬挂的悬挂部件，下端设有用于连接需阻尼设备的连接部件。
[0006]进一步，还包括轴向沿上下设置的缸体，所述阻尼条位于缸体内，所述磁场由固定于缸体的电磁铁或线圈产生；
[0007]进一步，所述缸体设有上端盖和下端盖，所述连接部件为沿轴向伸出下端盖并与其单自由度滑动配合的阻尼杆，所述阻尼条上端固定于上端盖，下端固定连接阻尼杆的上端;
[0008]进一步，所述缸体的横截面为矩形，矩形的其中相对两边分别由条状板结构的电磁铁构成，构成矩形的其中相对两边的两块电磁铁的极性相对并可形成横向贯穿阻尼条的磁场；阻尼条的横截面也为与缸体结构相适形的矩形结构。
[0009]进一步，所述缸体另外两边由条形板构成，所述条形板、上端盖、下端盖和阻尼杆均由非导磁性材料制成；所述电磁铁构成缸体矩形横截面的长边；[0010]进一步，所述上端盖设有作为悬挂部件的悬挂挂耳，阻尼杆通过自润滑滑动轴承与下端盖滑动配合；所述电磁铁为单面磁极且磁极位于其内表面；
[0011]进一步，所述阻尼杆至少一个方向的纵向截面为T形结构，T形结构的翼板位于上端并固定连接于阻尼条下端，T形结构的腹板与下端盖滑动配合；
[0012]本发明还公开了一种利用所述的悬挂式磁流变阻尼器保证装置抗外界干扰的阻尼系统，包括平台、悬架和至少两个悬挂式磁流变阻尼器，所述平台通过悬挂式磁流变阻尼器悬挂于悬架，所述悬挂式磁流变阻尼器在常态时使平台保持平衡。
[0013]进一步，阻尼系统还包括:
[0014]重量传感器，用于采集置于平台上设备的重量参数；
[0015]振动参数采集传感器，用于采集平台的振动参数；
[0016]中央处理器，用于接收振动参数采集传感器的振动参数和平台上设备的重量参数并根据干振动参数数值和重量参数向电磁铁的控制电路发出控制命令，用于调节阻尼条的工作状态；
[0017]进一步，所述悬架包括两个对立的支架，至少两个悬挂式磁流变阻尼器均匀分布悬挂于两个支架，平台连接于悬挂式磁流变阻尼器下端。
[0018]本发明的有益效果:本发明的悬挂式磁流变阻尼器及系统，采用有磁流变弹性材料制成的阻尼条，用于形成悬挂式磁流变阻尼器，整体结构简单，且质量较轻，惯性较小，利用磁流变弹性阻尼材料具有弹性且弹性可调节的特性，达到悬挂使用时弹性可调整的目的，可针对不同的振动大小、悬挂设备的重量大小调整弹性系数，不但能够适用于通常的阻尼减振场合，还能够具有针对性的对高频小振幅的振动进行有效阻尼，适用于对精度要求较高且需要悬挂使用的检测、生产运行场合，保证检测精度以及运行的平稳性。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
[0020]图1为本发明阻尼器结构示意图；
[0021]图2为本发明阻尼器另一纵向剖面示意图；
[0022]图3为电磁铁结构示意图；
[0023]图4为本发明的阻尼系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]图1为本发明阻尼器结构示意图，图2为本发明阻尼器另一纵向剖面示意图，图3为电磁铁结构示意图，如图所示:本实施例的悬挂式磁流变阻尼器，包括由磁流变弹性材料制成的阻尼条I和作用于阻尼条且强度可调的磁场(图1中的虚线所示)，一般通过电磁磁场生成设备产生，并配备必要的控制电路；所述阻尼条I上端可悬挂的悬挂部件，下端设有用于连接需阻尼设备的连接部件；本发明利用磁流变弹性材料的可拉伸及弹性特点，制作可悬挂式磁流变阻尼器，解决了现有技术中不具有弹性系数可调的悬挂式阻尼器；阻尼条可以采用直接由磁流变弹性材料制成，也可以采用将磁流变弹性材料制成螺旋的柱状弹簧结构，具有更好的弹性调节范围并具有更好的对高频的适应性；磁流变弹性体是将微米尺度的铁磁性颗粒掺入到高分子聚合物中，材料的弹性模量可随外加磁场强度而变化；本发明利用该材料的特性，通过磁场强度的变化调整阻尼条的弹性，具有可控性、可逆性、响应迅速、稳定性好的优点。
[0025]本实施例中，还包括轴向沿上下设置的缸体，所述阻尼条I位于缸体内，所述磁场由固定于缸体的电磁铁或线圈产生；结构简单紧凑且整体性较强，保护阻尼条不受损坏，使本发明能够适用于各种环境中，并具有一定的标准性；电磁铁或线圈当然设有控制电路，在此不再赘述。
[0026]本实施例中，所述缸体设有上端盖7和下端盖5，所述连接部件为沿轴向伸出下端盖并与其单自由度滑动配合的阻尼杆2，阻尼杆2单自由度的滑动配合使得本发明可用于对摆动要求较高或者要求不具有摆动的场合，可适当增加下端盖5的厚度或者采用两块下端盖5的结构即能实现上述目的；所述阻尼条I上端固定于上端盖7，下端固定连接阻尼杆2的上端；上述固定结构可采用现有的连接固定结构，比如套管挤压连接并与上端盖和阻尼杆固定连接等等。
[0027]本实施例中，所述缸体的横截面为矩形，矩形的其中相对两边分别由条状板结构的电磁铁9、9a构成，如图所示，阻尼条I的横截面也为与缸体结构相适形的矩形结构，形成类似于片状结构，不但减小惯性，还能够增加同等条件下的振动频率，进一步提高对高频振动的阻尼效果；构成矩形的其中相对两边的两块电磁铁的极性相对并可形成横向贯穿阻尼条的磁场；两块电磁铁9、9a采用矩形对边的方式设置且极性相对可使两块电磁铁之间形成磁场，利于形成稳定均匀的磁场，并且，使缸体的结构简单紧凑，简化制作。
[0028]本实施例中，所述缸体另外两边由条形板IlUla构成，所述条形板ll、lla、上端盖、下端盖5和阻尼杆2均由非导磁性材料制成，结构简单紧凑，整体性强，具有较高的工作效率；所述电磁铁9、9a构成缸体矩形横截面的长边，可充分利用电磁场的作用，节约能源并且控制灵敏。
[0029]本实施例中，所述上端盖I设有作为悬挂部件的悬挂挂耳8，阻尼杆2通过自润滑滑动轴承6与下端盖5滑动配合，具有自润滑性，最大限的的减小阻尼杆的运动摩擦，保证阻尼杆2的往复运动较为顺畅，保证对振动的高灵敏度反应，提高工作效率，进一步增加阻尼效果；所述电磁铁9、9a为单面磁极且磁极12、12a位于其内表面，如图所示，每个电磁铁的电极分别为四对，对应位于电磁铁的内表面，利于降低功率并提高能源利用率。
[0030]本实施例中，所述阻尼杆2至少一个方向的纵向截面为T形结构，T形结构的翼板位于上端并固定连接于阻尼条I下端，T形结构的腹板与下端盖5滑动配合，减小阻尼杆2伸出下端盖的横向尺寸，利于加工配合，同时，T形结构的翼板还用于限制其下行的最大距离，以保证装置的整体安全性。
[0031]图4为本发明的阻尼系统结构示意图，如图所示，本发明利用所述的悬挂式磁流变阻尼器保证装置抗外界干扰的阻尼系统，包括平台17、悬架和至少两个悬挂式磁流变阻尼器，本实施例为两个，分别为悬挂式磁流变阻尼器a、a’，所述平台17通过悬挂式磁流变阻尼器a、a’悬挂于悬架，所述悬挂式磁流变阻尼器在常态时使平台保持平衡。
[0032]本实施例中，阻尼系统还包括:
[0033]重量传感器14，用于采集置于平台17上设备的重量参数；设备一般为精密仪器16 ；
[0034]振动参数采集传感器13、13’，用于采集平台17的振动参数；[0035]中央处理器15，用于接收振动参数采集传感器13、13’的振动参数和平台17上设备的重量参数并根据干振动参数数值和重量参数向电磁铁的控制电路4、4’发出控制命令，用于调节阻尼条I的工作状态；根据平台17承载设备的振动情况和受重情况调整电磁铁
9、9a的磁场强度，可具有针对性的进行阻尼和调整负载。
[0036]本实施例中，所述悬架包括两个对立的支架15、15a，至少两个悬挂式磁流变阻尼器均勻分布悬挂于两个支架15、15a,本实施例为两个悬挂式磁流变阻尼器a、a’对应悬挂于两个支架15、15a ;平台连接于悬挂式磁流变阻尼器a、a’下端；如果平台较大，则采用四个悬挂式磁流变阻尼器采用平衡的方式(一般为四角)悬挂平台。
[0037]如图所示:两个悬挂式磁流变阻尼器a、a’的阻尼杆连接并悬挂平台17，精密仪器16放置于平台17，缸体的上端盖悬挂于对应的支架，电磁铁9、9a通过连接线3与控制电路4相连；当精密仪器16由于外界的高频振动影响测量精度时，通过调整(可通过中央处理器或者根据设备的固定振动而手动调节)控制电路4向电磁铁9、9a的电极12、12a输出电流的大小，即可调节电磁铁的磁场强度，从而调整阻尼条的弹性模量，从而调整本发明的的阻尼力，从而使精密仪器16受到的振动得到有效阻尼，而该阻尼效果需根据仪器的重量而有不同。
[0038]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种悬挂式磁流变阻尼器，其特征在于:包括由磁流变弹性材料制成的阻尼条和作用于阻尼条且强度可调的磁场，所述阻尼条上端可悬挂的悬挂部件，下端设有用于连接需阻尼设备的连接部件。
2.根据权利要求1所述的悬挂式磁流变阻尼器，其特征在于:还包括轴向沿上下设置的缸体，所述阻尼条位于缸体内，所述磁场由固定于缸体的电磁铁或线圈产生。
3.根据权利要求2所述的悬挂式磁流变阻尼器，其特征在于:所述缸体设有上端盖和下端盖，所述连接部件为沿轴向伸出下端盖并与其单自由度滑动配合的阻尼杆，所述阻尼条上端固定于上端盖，下端固定连接阻尼杆的上端。
4.根据权利要求3所述的悬挂式磁流变阻尼器，其特征在于:所述缸体的横截面为矩形，矩形的其中相对两边分别由条状板结构的电磁铁构成，构成矩形的其中相对两边的两块电磁铁的极性相对并可形成横向贯穿阻尼条的磁场；阻尼条的横截面也为与缸体结构相适形的矩形结构。
5.根据权利要求4所述的悬挂式磁流变阻尼器，其特征在于:所述缸体另外两边由条形板构成，所述条形板、上端盖、下端盖和阻尼杆均由非导磁性材料制成；所述电磁铁构成缸体矩形横截面的长边。
6.根据权利要求5所述的悬挂式磁流变阻尼器，其特征在于:所述上端盖设有作为悬挂部件的悬挂挂耳，阻尼杆通过自润滑滑动轴承与下端盖滑动配合；所述电磁铁为单面磁极且磁极位于其内表面。
7.根据权利要求6所述的悬挂式磁流变阻尼器，其特征在于:所述阻尼杆至少一个方向的纵向截面为T形结构，T形结构的翼板位于上端并固定连接于阻尼条下端，T形结构的腹板与下端盖滑动配合。
8.一种利用权利要求1至7任一权利要求所述的悬挂式磁流变阻尼器保证装置抗外界干扰的阻尼系统，其特征在于:平台、悬架和至少两个悬挂式磁流变阻尼器，所述平台通过悬挂式磁流变阻尼器悬挂于悬架，所述悬挂式磁流变阻尼器在常态时使平台保持平衡。
9.根据权利要求8所述的阻尼系统，其特征在于:阻尼系统还包括: 重量传感器，用于采集置于平台上设备的重量参数； 振动参数采集传感器，用于采集平台的振动参数； 中央处理器，用于接收振动参数采集传感器的振动参数和平台上设备的重量参数并根据干振动参数数值和重量参数向电磁铁的控制电路发出控制命令，用于调节阻尼条的工作状态。
10.根据权利要求9所述的阻尼系统，其特征在于:所述悬架包括两个对立的支架，至少两个悬挂式磁流变阻尼器均匀分布悬挂于两个支架，平台连接于悬挂式磁流变阻尼器下端。
【文档编号】F16F9/53GK103615492SQ201310633515
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2013年11月29日
【发明者】谭和平 申请人:重庆材料研究院有限公司