可馈能抗冲击装置的制作方法

[0001]
本发明属于抗冲击载荷领域，特别是一种可馈能抗冲击装置。


背景技术：

[0002]
在工业生产以及一些特种领域，大型作业设备十分常见。大型作业设备能在很大程度上帮助人们解决生产难题，同时极大的提升作业效率。在一些极端的工作环境下，环境对设备的影响难以估计，可能经常受到外界冲击力作用，并且冲击力的大小规律难以预测。如在海中作业的设备，时常会受到海浪的冲击；大型车辆在崎岖的地形行驶，车轮和底盘会不断受到起伏地面的冲击等。冲击力直接作用在设备上会使设备本身的结构和功能受到影响，从而影响作业过程，缩短设备的使用寿命，所以需要一定的装置来减缓冲击作用对设备的直接影响。
[0003]
现有的抗冲击装置主要有液压阻尼式和电磁阻尼式，经过长时间的发展，都有其各自的特点，且具有良好效果。现有的抗冲击装置都是利用阻尼力来将一个短时间的冲击作用转换成一段较长时间的运动过程，实现减缓冲击作用的效果。但不管以何种方式来抵抗冲击力，都是一个通过装置来消耗冲击能量的过程，是一个通过阻尼力将冲击能量转换成热能耗散在周围环境中的过程。连续多次的工作过程常会使得装置本身以为阻尼力做功而剧烈发热，从而影响装置的性能。并且现有的装置本身不具备自动调节阻尼力的功能，设计完成的抗冲击装置只能适用于一定大小的冲击力作用，通用性较差。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于提供一种可馈能抗冲击装置，旨在为大型设备减缓受到的冲击载荷作用，同时还能将受到的冲击能量部分转化成电能储存起来。
[0005]
实现本发明目的的技术解决方案为：
[0006]
一种可馈能抗冲击装置，包括抗冲击部分和储能部分；
[0007]
所述抗冲击部分包括外筒、绕组、抗冲击和永磁体磁组；所述外筒内侧沿轴向设置有多个环形槽，每个绕组都沿圆周方向连续固定设置在环形槽内；所述外筒内部布置有永磁体磁组和抗冲击杆；所述冲击杆位于外筒内部轴心位置且可沿着轴线滑行；所述永磁体磁组固定设置在抗冲击杆上；所述永磁体磁组的永磁体相同极性的一端相对布置，并且相邻永磁体之间通过极靴隔开；所述外筒上设有速度检测单元，用于检测永磁体磁组的运动速度；
[0008]
所述储能部分包括储能电路和控制单元；所述储能电路包括电感、桥式整流电路、电控可变电阻和电容；每个绕组都与储能电路相连接，储能电路端口通过电感、桥式整流电路、电容构成控制和储能回路；所述控制单元用于控制电控可变电阻的阻值以调节整个回路的电阻，从而改变电磁阻尼力。
[0009]
本发明与现有技术相比，其显著优点是：
[0010]
(1)本发明通过根据获得的当前速度给电控可变电阻一定的电信号来改变其电阻
值，使得电磁阻尼力能按照我们想要的规律随时间变化，达到抗冲击过程可控的目的；
[0011]
(2)抗冲击部分的绕组产生电涡流时，由于绕组本身电阻非常小，所以电涡流做功发热主要集中在外部的储能部分中，且冲击能量装换成的电能有一部分被储能电路中的储能元件所储存，因此本发明相较于现有的抗冲击装置，抗冲击部分的发热量可以大幅度减小，保证装置与冲击载荷直接作用部分的功能性能稳定可靠；
[0012]
(3)可以更好利用磁场，产生多个沿径向的磁场，磁场方向与绕组中的导线正好垂直分布，这一布置方式能达到更好的切割磁感线的效果，产生更大感应电流。
附图说明
[0013]
图1是本发明抗冲击部分结构示意图。
[0014]
图2是本发明的储能部分原理示意图。
具体实施方式
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下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。
[0016]
结合图1，为本发明公开的一种可馈能抗冲击装置，包括抗冲击部分和储能部分。抗冲击部分由外筒1、绕组2、抗冲击杆5和永磁体磁组3构成。外筒1内侧沿轴向设置有多个环形槽，每个绕组2都沿圆周方向连续固定设置在环形槽内。外筒1内部布置有永磁体磁组3和抗冲击杆5。抗冲击杆5位于外筒1内部轴心位置且可沿着轴线滑行。永磁体磁组3固定设置在抗冲击杆5上。永磁体磁组3为多个轴向磁化的圆环状的永磁体组成，永磁体相同极性的一端相对布置，并且相邻永磁体之间通过圆环状的极靴4隔开。外筒1的一端固定安装有激光传感器6，可用于检测永磁体磁组3的运动速度。
[0017]
参照图2为本发明的储能部分原理示意图，包括储能电路12和控制单元11。储能电路12由电感7、桥式整流电路8、电控可变电阻9和电容10组成。图1中的每个绕组2都与图2所示的储能电路相连接，绕组2中导线的起始端口和结束端口分别连接到储能电路的a、b端口。装置工作时，绕组2在磁场中产生电涡流，电涡流入储能电路中，电感7元件可以使电涡流的变化趋势趋于平滑，桥式整流电路8使得原本方向交替变化的电涡流能稳定单向输出到储能元件电容10中，将电能储存起来，达到回收部分冲击能量的目的。电控可变电阻9起到保护电路的功能，同时自身电阻值可通过控制单元施加一定的电信号来改变自身电阻值，可以用于调节电路的电流大小。
[0018]
本实施例的实施原理为：延伸至装置外侧的抗冲击杆5为受力位置，抗冲击杆5承受轴向冲击力后带动永磁体磁组3一起运动，绕组2切割磁感线产生电涡流，电涡流在磁场中产生电磁力阻止抗冲击杆5和永磁体磁组3的继续运动，实现抗冲击的功能。同时绕组2中大小方向不断变化的电涡流流入储能电路中，经过电感7和桥式整流电路8的调整后变成较为稳定平滑的直流电输出，流过电控可变电阻9后进入电容10，将冲击能部分装换成了电能储存起来。
[0019]
根据电磁感应定律和欧姆定律可以简单的推导得：
[0020][0021]
f
t
表示受到的电磁阻尼力，b表示磁场强度，l表示线圈长度，v表示永磁体磁组3，r
表示整个回路电阻。当我们先简单的假设磁场强度不变时，由公式1可以发现电磁阻尼力、永磁体磁组3的运动速度和回路电阻存在一定的数学关系。根据牛顿力学定律可以知道，抗冲击杆5和永磁体磁组3在冲击作用结束后，在电磁阻尼力的作用下不断减速，通过式1可得电磁阻尼力也会不断减小。可以知道在速度不断变化的情况下，通过改变回路电阻可以使得电磁阻尼力按一定的规律变化。
[0022]
运动过程中，激光传感器6实时检测永磁体磁组3的运动速度，将速度数据传输给控制单元11，控制单元11根据获得的当前速度给电控可变电阻9一定的电信号来改变其电阻值，可以使得电磁阻尼力能按照我们想要的规律随时间变化，达到抗冲击过程可控的目的。
[0023]
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。