一种电流变阻尼器的制作方法

本发明属于阻尼器技术领域，特别涉及一种电流变阻器，适用于车辆、兵器、航空、船舶、工业、建筑、桥梁等行业。

背景技术

地震、随机风载荷、路面不平、发动机激励、火炮发射冲击力等载荷作用结构时，结构将吸收大量的外部能量，且结构因受迫振动而出现结构动力学响应。当结构响应超出其本身的变形能力时，结构被破坏或损伤，如受地震作用下房屋的倒塌、受随机风载荷作用下拉索的断裂；受路面不平激励下车架结构的开裂等。为保证结构的安全性，研究人员提出结构振动控制的概念，通过在系统中适当的部位设置耗能装置来减小结构的动力学响应，从而保证结构的安全。

工程结构减振的原理是在外部激励强迫振动时减振装置产生阻尼力，将激励能量进行耗散；隔振则是组织振动能量传递进入系统内。最常见、有效的能量耗散元件是流体阻尼器。

流体阻尼器对结构振动控制的研究二十世纪八十年代末，目前在各个行业领域中已广泛使用，传统的流体阻尼器结构决定了其阻尼无法调节是固定阻尼特性的，因此无法根据外部激励的变化做出改变，当外部激励状态超出设计范围时，其减振效果大大降低，工程性能无法满足设计指标要求，具有主动控制的智能阻尼器可实现阻尼大小的实时变化，可有效满足工程设计需要。具有主动控制的液体阻尼器有电流变型和磁流变型。

中国公布的cn103758911b的磁流变油气悬架阻尼器采用小孔内磁流变液受磁场控制的原理实现阻尼，产生电磁场的线圈封闭在结构内部，阻尼在长时程控制过程中电磁线圈产生的热量无法散耗，对阻尼的控制能力会降低，系统的可靠性不高。

电流变阻尼器是利用新型的智能电流变液体，利用电流变在外部电场控制时阻尼的可变特性。将电流变阻尼器设计在减振或缓冲系统中，达到振动系统的刚度与阻尼均可控，从而实现满足抵抗外部不确定性载荷作用下降低结构动力学响应的能力。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电流变阻器，解决了电磁力主动控制的阻尼器热量积聚后电磁力衰退的问题，并实现在结构尺寸改变不大的情况下获得更大的阻尼力控制范围。

实现本发明的技术解决方案为：一种电流变阻尼器，包括内负极板组件、活塞组件、底盖、外筒、正极板安装座、负极板安装座、m个正极板组件、n个外负极板组件，m≥1，n≥0，其中内负极板组件、活塞组件、m个正极板组件、n个外负极板组件均设置在外筒内，正极板安装座设置在外筒顶面，通过外筒顶面收口限位固连，底盖顶面沿着内侧壁设有一圈第一凹槽，外筒设置在上述第一凹槽内，外筒的外壁与底盖的内壁固连，底盖上偏心设有负极接线端子孔，负极板安装座位于外筒下部，与外筒内壁紧密配合，且与底盖的凹槽内壁顶面接触，活塞组件沿外筒的中心轴线设置，且顶面和底面分别伸入正极板安装座和负极板安装座，活塞组件、外筒、正极板安装座和负极板安装座之间形成第i环形空腔，内负极板组件、m个正极板组件、n个外负极板组件均设置在第i环形空腔内，内负极板组件位于最内侧，其外侧设有一个正极板组件，上述正极板组件向外筒方向交替设置n个外负极板组件和m-1个正极板组件，所述外筒上开有进油口，进油口外接蓄能器。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

(1)在不改变结构长度的情况下，采用多回路结构设计，增大了电极板的有效长度。

(2)通过多层正、负极板交替布置即可实现多回路结构设计，根据不同的阻尼力的需求可实现结构的系列化设计。

(3)采用绝缘塑料条分隔正、负极板的腔室，提高了结构的刚度与强度，保证了正、负极板间隙值，调整绝缘塑料条的位置改变腔室空间的大小。

(4)系统中设置有活塞复位机构通过非线性螺旋弹簧将活塞恢复到中间位置，并提供缓冲功能；

(5)采用绝缘塑料条分隔出了两条正反流动的主回路，在回路中设置的有内、外单向阀，保证通道内的电流变流体只能在回路中沿单一方向流动。当无需主动控制时，可通过内、外单向阀内弹簧预紧力，即实现在不同流动方向的阻尼特性的需要。

(6)正反回路有不同阻尼特性曲线设计的需要时，可通过不同腔室的大小改变实现也可通过当外部加载不同等级的高压电实现。

(7)中轴内的电磁线圈，活塞和halbach列阵组成的磁通路构成了改进型lvdt传感器，电磁线圈输出端的感应电压大小变化即反映了活塞的位置与运动速度信息，这些信息用于改变控制电流变正负极板上的高压电的电压大小，从而实现阻尼的主动控制；这种结构设计更简便、轻巧，集成度更高。

附图说明

图1为本发明电流变阻尼器结构示意图。

图2为本发明正极板与内负极板、外负极板间相位关系图。

图3为本发明电流变阻尼器在内单向阀安装座处剖视图。

图4为本发明电流变阻尼器在外单向阀处剖视图。

图5为本发明lvdt磁路局部放大图。

图6为本发明电流变阻尼器与外部油缸、蓄能器连接关系图。

图7为本发明二层极板结构及电流变结构参数与螺旋簧结构参数图。

图8为本发明四层极板电流变结构图。

图9为本发明五层极板电流变结构图。

图10为本发明基础运动的电流变阻尼器减振系统原理图。

图11为本发明减振系统组合原理图。

图12为本发明电流变阻尼器在火炮制退与复进机中的应用示例图。

图13为本发明电流变阻尼器在桥梁中的应用示例图。

具体实施方式

本电流变阻尼器用来控制在外力作用下油缸活塞相对于油缸运动时主动阻尼力的需要，下面结合附图对本发明作进一步详细描述，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施，其结构如图1所示。

结合图1至图11，本发明所述的电流变阻尼器包括内负极板组件、活塞组件、底盖1、外筒5、正极板安装座14、负极板安装座2、m个正极板组件、n个外负极板组件，m≥1，n≥0，其中内负极板组件、活塞组件、m个正极板组件、n个外负极板组件均设置在外筒5内，正极板安装座14设置在外筒5顶面，通过外筒5顶面收口限位固连，底盖1顶面沿着内侧壁设有一圈第一凹槽，外筒5设置在上述第一凹槽内，外筒5的外壁与底盖1的内壁固连，底盖1上偏心设有负极接线端子孔，负极板安装座2位于外筒5下部，与外筒5内壁紧密配合，且与底盖1的凹槽内壁顶面接触，活塞组件沿外筒5的中心轴线设置，且顶面和底面分别伸入正极板安装座14和负极板安装座2，活塞组件、外筒5、正极板安装座14和负极板安装座2之间形成第i环形空腔，内负极板组件、m个正极板组件、n个外负极板组件均设置在第i环形空腔内，内负极板组件位于最内侧，其外侧设有一个正极板组件，上述正极板组件向外筒5方向交替设置n个外负极板组件和m-1个正极板组件，使得正极与负极交替布置，结合图1和图6，所述外筒5上开有进油口19，进油口19外接蓄能器36。

所述正极板安装座14自底面向上开有一个孔径依次减小的第一二阶通孔，其位于下方的孔为第一阶通孔，第一阶通孔内壁开有一圈第一密封圈安装槽，正极板安装座14底面开有一圈第二凹槽，所述第二凹槽外壁高度小于内壁高度，第二凹槽底面向上开有一个正极接线端子通孔，正极板安装座14上设有出油口15，用于连接外部油缸34，所述出油口15位于第二凹槽和第一二阶通孔之间，所述正极板安装座14外侧壁上开有一圈第二密封圈安装槽。

所述负极板安装座2包括圆形底座、第一环形凸块、第二环形凸起、外单向阀31和负极接线端子33，第一环形凸块固定在圆形底座的外侧壁，第二环形凸起固定在第一环形凸块顶面，两者外壁面共面，圆形底座上紧贴第一环形凸块内壁设有一圈第三凹槽，圆形底座上中心轴线上设有方形凹槽，负极接线端子33偏心固定在圆形底座底面，负极接线端子33自底盖1的负极接线端子孔伸出，第二环形凸起上设有一圈第三密封圈安装槽，第一环形凸块外壁上设有第四密封圈安装槽，第一环形凸块内壁向外壁开有一个外单向阀安装孔，用于安装外单向阀31。

所述活塞组件包括中轴6、活塞8、绝缘套7、上复位弹簧9、上复位弹簧安装座11、下复位弹簧26、下复位弹簧安装座27、内单向阀安装座28、卡簧29、内单向阀4和电磁线圈20，如图1所示；中轴6外壁由上向下依次串联有上复位弹簧安装座11、上复位弹簧9、活塞8、下复位弹簧26、下复位弹簧安装座27、内单向阀安装座28和卡簧29；绝缘套7套在活塞8上，与负极板组件的内壁间隙配合。

中轴6为筒形，其底面封口，顶部设有环形上轴肩，环形上轴肩与正极板安装座14的第一阶通孔紧密配合，中轴6的底面中心设有一个方形下轴肩，方形下轴肩与负极板安装座2的方形凹槽紧密配合，电磁线圈20固定在中轴6的内壁，中轴6接近下轴肩的外壁面开有第一环形凹槽，卡簧29设置在第一环形凹槽内，在中轴下轴肩处沿中轴6外壁面铣一个平面，所述平面高度在第一环形凹槽之上，平面不将中轴6铣穿，平面与中轴6外壁面形成第三轴肩，平面与第三轴肩用于内单向阀安装座28的安装与定位。

所述上复位弹簧安装座11采用中空的二阶阶梯套筒，位于下方的套筒直径小，上复位弹簧安装座11顶面与正极板安装座14底面紧密配合，上复位弹簧9上端套在直径小的套筒上，上复位弹簧安装座11对上复位弹簧9的上端限位。

下复位弹簧安装座27采用中空的二阶阶梯套筒，位于上方的套筒直径小，下复位弹簧26下端套在直径小的套筒上，对下复位弹簧26下端限位，下复位弹簧安装座27底面与内单向阀安装座28顶面紧密配合。

绝缘套7为中空圆柱状，高度与活塞高度一致。活塞8为中空圆柱状，活塞8内壁与中轴6的外壁紧密配合，活塞8的外壁与绝缘套7内壁紧密配合，活塞8顶面和底面分别开有第二环形凹槽，第二环形凹槽半径大于上复位弹簧9的大端面的外径，位于顶面的第二环形凹槽用于上复位弹簧9下端的安装与限位，位于底面的第二环形凹槽用于下复位弹簧26的上端的安装与限位。活塞8和绝缘套7沿中轴6外壁上下运动。

上复位弹簧9为非线性螺旋簧，其外形呈锥形，上复位弹簧9的上下面均铣平，顶面为小头端，底面为大头端；下复位弹簧26结构与上复位弹簧9一致，安装方向相反，顶面为大头端，底面为小头端。

内单向阀安装座28为长条状，两端外壁为圆弧形，中心处开有与中轴6形状匹配的中心孔，由中心孔向两个圆弧形外壁分别开有单向阀安装孔，用于安装内单向阀4。

将内单向阀安装座28的长轴设为y轴，短轴设为x轴，按照象限排序，第一象限为第一区间，以此类推。

内负极板组件、m个正极板组件、n个外负极板组件，位于第i环形空腔内，负极板组件含有n层负极板，正极板组件含有m层正极板，正极板数与负极板数总和可以是奇数也可以是偶数，当极板数是奇数时，正极负极交替布置。当极板数是偶数时，由内向外依次为中轴-内负极板-正极板-负极板-...-正极板-外筒的布置形式，如图7与图8所示；当极板总数是奇数时，由内向外依次为中轴-内负极板-正极板-负极板-正极板...-负极板-外筒的布置形式，如图1与图9所示。进一步的分类为：当n＝0且m＝1时，为最基本、最简单的电流变阻尼器结构，只有内负极板组件与1个正极板组件；当m≥2且n＝m-1时，极板总数为偶数，最外层极板为正极板；当n＞0且m＝n时，极板总数为奇数，最外层极板为负极板；具体需要的极板层数根据设计需要进行选择。

下面以三层极板结构进行详细说明，更多奇数层或偶数层结构与三层极板类似，如图8与图9所示，不再赘述。

所述负极板组件位于第i环形空腔内，如图1所示，包括自内向外依次设置的halbach列阵21、内负极板23、四根负极板绝缘塑料条10。

内负极板23为薄壁圆筒，其底面插入第三凹槽，第一环形密封圈包裹在内负极板23顶面，内负极板23顶面伸入第二凹槽，内负极板23外壁上开有第一矩形凹槽nc1、第二矩形凹槽nc2、第三矩形凹槽nc3和第四矩形凹槽nc4，上述四个矩形凹槽从内负极板23的顶面沿轴线方向延伸到底面，第一矩形凹槽nc1位于第一区间，第二矩形凹槽nc2位于第四区间，第三矩形凹槽nc3位于第三区间，第二矩形凹槽nc4位于第四区间，如图3所示；内负极板23外壁的底面上方对称开有相通的第一通孔h1和第二通孔h2，用于配合内单向阀4的使用，如图3所示；在第一通孔h1和第二通孔h2上方，对称开有相通的第三通孔h3和第四通孔h4，用于配合外单向阀31使用，如图4所示，其中第一通孔h1和第二通孔h2的轴线与第三通孔h3和第四通孔h4的轴线垂直。

所述外负极板组件包括外负极板25和第二环形密封圈，外负极板25为薄壁圆筒，其底面与第一环形凸块的顶面紧密配合第二环形密封圈包裹在外负极板25的顶面，外负极板25的顶面伸入第二凹槽，在其内壁上开有第五矩形凹槽wc1、第六矩形凹槽wc2、第七矩形凹槽wc3和第八矩形凹槽wc4，上述四个矩形凹槽从外负极板25的顶面沿轴线方向延伸到底面，第五矩形凹槽wc1与第六矩形凹槽wc2位于第四区间，分别位于第二矩形凹槽nc2的两侧，第六矩形凹槽wc3与第七矩形凹槽wc4位于第二区间，分别位于第四矩形凹槽nc4的两侧，如图3所示；外负极板25的底面上方，在四个区间内分别开一个高度相同的通孔，依次为第九通孔h9、第十通孔h10、第十一通孔h11和第十二通孔h12，第九通孔h9高于第三通孔h3。

所述负极板组件还包括负极板内绝缘密封塑料片37和外绝缘密封塑料环3。

负极板内绝缘密封塑料片37为环形，位于正极板组件底面和第一环形凸块顶面之间，且负极板内绝缘密封塑料片37的内侧壁与内负极板23外侧壁共面，外侧壁伸出内负极板23外侧壁；

外绝缘密封塑料环3为环形，卡在外负极板25和第二环形凸起之间。

当极板总层数由上述的三层极板扩展到m+n+1层极板时，此处稍有差别的地方在于当n＝0且m＝1时，外绝缘密封塑料环3，卡在正极板24和第二环形凸起之间；当m≥2且n＝m-1时，外绝缘密封塑料环3卡在正极板24和第二环形凸起之间；当n＞0且m＝n时，外绝缘密封塑料环3卡在外负极板25和第二环形凸起之间。

所述halbach列阵21为圆筒状，其外侧面与内负极板23内侧面紧贴，顶面伸入第二凹槽，底面与圆形底座顶面紧贴，其内壁与绝缘套7间隙配合。

内负极板23、外负极板25、正极板安装座14和负极板安装座2之间形成第ii环形空腔，所述正极板组件位于第ii环形空腔内，包括正极板24、正极板绝缘密封塑料支架17、正极接线端子16和四根正极板绝缘塑料条38，如图1所示。

所述正极板绝缘密封塑料支架17包括第三环形密封圈与t形支架，t形支架为二阶阶梯套筒，环形支架设置在第二凹槽内，两者紧密配合，高度与第二凹槽深度一致，正极接线端子16固定在正极板24的顶面，第三环形密封圈上开有一个圆孔，第三环形密封圈穿过正极接线端子16包裹在正极板24顶面，正极板24顶面卡入第二凹槽，正极接线端子16自t形支架伸出正极板安装座14，正极板24底面落于负极板安装座2的第一环形凸块顶面，且紧贴负极板内绝缘密封塑料片37；

所述正极板24为薄壁圆筒，在其内壁上开有四个矩形凹槽分别与内负极板23的nc1、nc2、nc3、nc4一一对应，其内分别设有一根负极板绝缘塑料条10，在其外壁上开有四个矩形凹槽分别与外负极板25的wc1、wc2、wc3、wc4一一对应，其内分别设有一根正极板绝缘塑料条38，所述矩形凹槽沿轴线方向从顶面延伸到底面，如图3所示；正极板24的顶面下方开有四个等高的圆通孔，所述四个圆通孔沿顺时针在四个区间内分别为第五通孔h5、第六通孔h6、第七通孔h7、第八通孔h8，其中第五通孔h5位于第一区间，且位于在wc4与nc1之间，第六通孔h6在nc2和wc1与之间，第七通孔h7在wc2与nc3之间，第八通孔h8在wc3和nc4与之间，如图2所示。

负极板绝缘塑料条10与正极板绝缘塑料条38各有四根，长度与矩形凹槽长度一致，厚度尺寸上保证正负极板间腔室间隙为1mm。

halbach列阵21顶面抵住与环形支架内侧壁，在h1-h4对应的孔位处留有孔位，使得内单向阀4能与h1和h2接触，外单向阀31能与h3和h4接触。

所述的电流变阻尼器还包括第一o型密封圈12、第二o型密封圈18、第三o型密封圈12、第四o型密封圈32。第一o型密封圈12固定于第一密封圈安装槽内，用于中轴6轴肩外表面与正极板安装座14第一阶通孔的密封；第二o型密封圈18固定于第二密封圈安装槽内，用于正极板安装座14外侧面与外筒5的内壁面的密封；第三o型密封圈30固定于第三密封圈安装槽内，第四o型密封圈32固定于第四密封圈安装槽内，用于负极板安装座2的外侧面与外筒5的内壁面的密封。

正极板绝缘密封塑料架17、正极板绝缘塑料条38、负极板绝缘塑料条10、负极板内绝缘密封塑料片37和外绝缘密封塑料环3采用peek基的绝缘材料制成，具有耐高压、耐高温，耐磨损，耐酸碱腐蚀，高结构强度等优点。保证其与金属件之间密封的作用，能够承受电流变液在其内部产生的高压力作用。

正极板24、内负极板23、外负极板25、负极板安装座2、正极板安装座14、正极接线端子16和负极接线端子均采用导电金属材料制成。

内负极板23、外负极板25、负极板安装座2和负极接线端子3在分别加工完成后，通过焊接的方法将三者焊接到一起形成一个负极金属组件结构，相互之间导电；负极板绝缘塑料条10、负极板内绝缘密封塑料片37和外绝缘密封塑料环3采用嵌件注塑的方法，将其与负极金属组件集成为一体。

正极板24、正极板安装座14、正极板绝缘密封塑料架17、正极板绝缘塑料条38采用嵌件注塑的方法，将这几个零件集成为一体。由于正极板绝缘密封塑料架17的高压绝缘作用，正极板24、正极板安装座14之间是不导通的；正极接线端子16通过绝缘的正极接线端子孔穿出与外部高压电连接导通，正极板24即带电。

外负极板25与外筒5之间形成第iii环形空腔；halbach列阵21与活塞组件之间上部形成第iv环形空腔，下部形成第v环形空腔；正极板24、内负极板23之间形成第vi环形空腔、外负极板25与正极板24之间形成第vii环形空腔；四个负极板绝缘塑料条10将第vi环形空腔进一步分隔成a、b、c、d四个腔室，其中nc1与nc4之间的腔室为a腔室，其余依次按顺时针排列；同样四个正极板绝缘塑料条38将第vii环形空腔进一步分隔成e、f、g、h四个腔室，其中wc1与wc4之间的腔室为e腔室，其余依次按顺时针排列，如图2所示。

由图2可见，h5将a腔室与e腔室相连；h6将b腔室与f腔室相连；h7将c腔室与g腔室相连；h8将d腔室与h腔室相连；h9、h10、h11、h12依次连通e、f、g、h腔室与第iii环形空腔。

当极板总层数由上述的三层极板扩展到m+n+1层极板时，由负极板绝缘塑料条10和正极板绝缘塑料条38分隔出的环形空腔及更多的各环形空腔内的四个子腔室。这些子腔室在空间排列上以与通过通孔相连的方式上与上述三层极板的类似，但在设计上要注意各子腔室的空间大小以及相位关系。

本阻尼器串联在蓄能器与油缸之间，如图5所示，进油口19与油缸34之间通过管路相连，出油口19与蓄能器36通过管路相连，构成振动系统的封闭液流通路，所流液体为电流变液；

根据对于单层电流变液的电流变阻尼特性公式可得：

式中：q为电流变液通过环形通道的流量；ap为活塞有效截面积；ω为环形通道周长；μ流场模型的黏度；τy电场强度e有关的静态屈服应力；h为正负极板间间隙；lp为电极板长度；dr为活塞杆直径；dp为内电极筒内径；dd为电极板外筒内径；dn为内电极筒外径。

由公式(1)可见，电流变阻尼力的大小与电流变液的特性，外部电场e，电极板长度lp，正负极板间间隙h，环形通道周长ω和活塞有效截面积ap有关。

宫厚增在《高冲击下电流比阻尼器多物理场建模与仿真》中介绍，正负极板间间隙控制在一般控制在1-2mm，且间隙在1mm时电流变阻尼力的控制效果较好。

由于受外部安装空间的限制，活塞的有效截面积一般变化的余地不大，外部控制的电场电压在1kv-10kv之间，本发明在不改变结构长度的情况下，采用多回路结构设计，增大了电极板的有效长度增大电流变阻尼力的控制范围。

当外力驱动油缸34的油缸活塞35向上运动时，油缸活塞35推动电流变液进入到阻尼器的第iv环形空腔内，在电流变液的推动下，活塞8沿着中轴6向下移动，因此，活塞8的运动速度反映了外部的驱动系统的运动速度；向下运动同理；

以三层极板结构进行详细说明电流变液在整个电流变阻尼器内的流动过程如下：

油缸活塞35内的电流变液进入电流变阻尼器的第iv环形空腔内，推动活塞8向下运动，第v环形空腔内的电流变液经h3、h4推动打开外单向阀31，电流变液通过外单向阀31流入到b、d腔室，电流变液向上流动通过正极板24顶部的电流变液孔h6、h8进入f、h腔室，电流变液再向下流动通过外负极板25底部的电流变液孔h10、h12进入到第iii环形空腔，从出油口19流出进入蓄能器36中；反之，当油缸活塞35向下运动时，由于蓄能器内的弹性恢复力作用，电流变液由出油口19流入，电流变液向下运动从第iii环形空腔经外负极板25底部的电流变液孔h9、h11流入到e、g腔室内，向上运动经正极板24顶部的电流变液孔h5、h7流入到a、c腔室内，向下流动推动经h1、h2打开内单向阀4进入到第v环形空腔内推动活塞8向上运动，第iv环形空腔内的电流变液由进油口15流出。由于回路中设置的有内单向阀4和外单向阀31，当电流变液反向流动时，其中一单向阀将截止流通，保证通道内的电流变流体只能在回路中沿单一方向流动。

由于圆形一周上形成了四个独立的腔室，将腔室间隔分别用于油缸活塞35上下运动过程中的不同回路，如b、f、d、h腔室用于油缸活塞35上跳运动过程的回路，a、e、c、g腔室用于油缸活塞35下跳运动过程的回路。

并且可见a、c腔室较b、d腔室空间小，f、h腔室较e、g腔室小，通过不同腔室的大小改变电流变阻尼力的大小；由于各腔室空间不一样，对各腔室空间进行合理的配置，满足初步的油缸活塞35上跳运动过程中不同阻尼特性曲线设计的需要，当外部再加载不同等级的高压电时，进一步的扩大阻尼力的控制范围。

负极板安装座2上安装有外单向阀31，内单向阀安装座28上安装有内单向阀4，无主动控制时，通过初始设置的单向阀内弹簧预紧力即实现在不同流动方向的阻尼特性的需要，不同工作环境下通过调整单向阀内弹簧预紧力即实现响应的需求。

正负极板间腔室，如图1所示以三层极板结构中的第vi环形空腔与第vii环形空腔，通过负极绝缘塑料条10与正极板绝缘塑料条38的断面结构特征易将间隙控制在1mm及其公差范围内；负极绝缘塑料条10与正极板绝缘塑料条38可将上述vi、vii等环形空腔进一步分隔为多个独立的小腔室，如图3所示a～h腔室，因此形成多腔室结构，并实现不同回路的密封隔断，使得结构更紧凑；提高阻尼器结构的整体刚度与强度。

负极绝缘塑料条10与正极板绝缘塑料条38的断面结构可以是方形、圆形、菱形、多边形等结构形式，与内外极板之间的结构做适配，保证密封分隔为多个独立的腔室；

中轴6中的电磁线圈20与活塞8、halbach列阵21形成了线性可变差动变压器(linearvariabledifferentialtransformer，lvdt传感器)，与普通lvdt不同的是此处采用halbach列阵替代普通lvdt中的初级线圈，通过永磁体的磁场建立磁场回路。

halbach列阵是一种新型的永磁体排列方式，它将不同磁化方向的永磁体按照一定的顺序排列，使得阵列一边的磁场显著增强而另一边的磁场显著减弱，因此容易得到在空间较理想正弦分布的磁场；活塞8、中轴6采用高导磁材料制成，其余金属结构采用低导磁材料制成，由于halbach列阵的磁场导引作用，磁场沿halbach列阵-活塞8-中轴6-电磁线圈20形成几个封闭磁路。

当外力驱动油缸34的油缸活塞35相对运动时，活塞8沿着中轴6上下运动，活塞8经过每一组halbach列阵21时，对应的电磁线圈20中产生励磁电流，电磁线圈接线端13产生感应电压信号，该信号包含有活塞8的位置与运动速度信息，改进的lvdt传感器构成了活塞8的位置测试系统，这些信息用于改变控制电流变正负极板上的高压电的电压大小，从而实现阻尼的无极变化。

活塞复位机构由上复位弹簧9、下复位弹簧26、上复位弹簧安装座11、下复位弹簧安装座27以及活塞8构成，用于将活塞恢复到中间位置，并提供缓冲功能；

上复位弹簧9、下复位弹簧26采用的是非线性螺旋弹簧，非线性螺旋弹簧的设计原理如下：

弹簧圈开始接触前刚度p'为：

弹簧圈开始接触前高度h：

弹簧圈开始接触时的刚度pz：

弹簧圈开始接触时的变形fz：

式中：弹簧自由高度h0，弹簧的有效圈数n，弹簧簧丝直径d，弹簧的最大半径r1，弹簧的最小半径r2，弹簧的节距t，剪切模量g。

在弹簧各圈接触前是有效工作位移段为线性特性段，接触后刚度为非线性段用于缓冲作用；为防止上复位弹簧9在压并后下复位弹簧26与活塞8之间出现间隙，反之亦然，因此给两个复位弹簧设置有预压紧力，设置的预紧力使得其中一弹簧在压并后另一弹簧刚好达到自由长度状态；活塞8在两个复位弹簧的作用下能够移动后回位到中间状态，冲击压力过大时，复位弹簧非线性段具有缓冲作用。

负极板安装座2、正极板安装座14、外筒5表面镀涂环氧粉末绝缘涂层，涂层层厚度薄、耐高压击穿，隔离金属间连接部位的带电、击穿等问题。

本发明的电流变阻尼器为外置式阻尼器，通过管路连接串联于油缸34和蓄能器36之间，适用于对安装空间要求严格的环境下，电流变阻尼器与蓄能器36通过管路连接放置于能布置的空间环境中，尤其适用于有主动控制需求的减振环境下；电流变阻尼器与油缸和蓄能器组合使用时，用于车辆、兵器、航空、船舶、工业、建筑、桥梁等有减振需求的环境；油缸布置可水平布置如图11中第三减振器3所示，垂向安装如图11中第一减振器所示，也可以任意角度斜向安装，如图13所示。

如图11所示的基础运动的减振系统，油缸串联于质量块与激励之间，电流变蓄能器串联于油缸34和蓄能器36之间。这种典型的应用即使车辆的减振系统，当车轮驱动悬架油缸的活塞35向上运动时，悬架活塞35推动电流变液进入到阻尼器的第iv环形空腔内，在电流变液的推动下，活塞8沿着中轴6向下移动，因此，活塞8的运动速度反映了车轮相对于车身的运动速度；向下运动同理；lvdt感应出的电磁信号用于车辆减振器的主动控制。

如图11所示为一组合减振系统原理图，在工业环境中，质量m1是时变激励源时，由m1、第一减振器、第二减振器组成减振系统隔离激励源m1对外部的振动；

在建筑行业中，由于地震产生破坏的主要有横波与纵波，须对如图11所示，隔振对象房屋m1在水平与垂直两个方向方进行隔振，m1、第一减振器～第四减振器组成了水平与垂直的两组减振系统有效的减小地震对房屋的损伤，lvdt根据检测到地震波的作用的强度大小可调节电流变阻尼器的阻尼大小，有效衰减地震水平与垂直的激励；若m1是高层结构，高层顶端在水平受迫振动的影响下出现较大的变形晃动，在顶层加装由m2与第五减振器组成的吸振器时，可减小高层顶部的晃动，通常普通吸振器只对某一固有频率有效，但地震频率非单一激振频率，通过实时调整电流变阻尼力以及振动系统的刚度使吸振器的工作频率更宽，且实时变化更快。

在桥梁中可应用与拉索阻尼器，如图13所示，桥梁的拉索阻尼器可用电流变阻尼器替代。

在兵器行业中典型的应用即为火炮的制退机与复进机，制退机实质为一个长行程缓冲器，复进机是一个弹性储能装置。如图12所示，将油缸34放置于电流变阻尼器中间，充分利用制退缓冲过程的长行程增加极板的有效长度，通过控制极板上电压大小实现向活塞35向下运动过程的制退功能与活塞35向上运动的复进功能所需的不同阻尼力。

对于航天与船舶业，其内部一般安装有各种精密电子机柜，须隔离发动机等激励以免损坏设备，如图11所示，机柜m1、水平第一减振器与第二减振器、背部第三减振器组成的减振系统，根据外部振动激励大小改变电流变阻尼器的阻尼特性有效进行减振，当受冲击载荷时，根据冲击载荷特性调节电流变特性，将其设置为长行程运动的缓冲器模式，有效吸收外部能量。