专利名称：基于电流变流体自适应减振装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于本实用新型属于汽车悬挂系统减振技术领域，特别是涉及一种具有自适应阻尼特性、且阻尼可调以及控制灵敏的基于电流变流体自适应减振装置。
背景技术：
随着科学技术的进步，人类对振动的控制要求越来越高。振动主动控制技术由于具有效果好适应性强的潜在优越性，很自然成为人类目前研究的热点，现有的各种减振器，如伺服液压减振器、电动力矩马达、伺服气动减振器和电磁减振器等，由于均存在结构大、重量重以及所需驱动功率大、可动部件多等缺点，在许多工程应用场合受到极大限制。近年来新型智能材料的出现和发展，为研制新型减振器提供了有利条件。常用的电流变流体减振装置的不足之处在于电极固定、环形间隙通道置于减振器内部的减振器，电流变流体通过的间隙形状和长度是固定不可调的；电极固定、环形间隙通道置于减振器外部的减振器，因体积相对较大受使用场地的限制；圆环形流道内置、其中一个电极为滑动电极的电流变流体减振器，其行程较小、电流变流体容易受污染，电极的安全性较差。而减振装置采用的振动增速发电机构，其结构是通过在减振器上加装固定永磁体来产生磁场和在活塞中加入线圈，使减振器振动时由活塞中的线圈切割磁力线发出电能，但其缺点是在随机振动时发出的电压波形远非正旋波，且电压较低，给后续处理带来很大的困难；另一种方案是利用齿轮泵和单向阀结构，当活塞往复运动时，其中的液体通过单向阀驱动齿轮转动，带动发电机发电，缺点是结构复杂，对齿轮的加工精度要求较高，此外由于现有的电流变流体悬浮颗粒体积较大，可能在单向阀中发生较为严重的堵塞现象。
发明内容
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种具有自适应阻尼特性、且阻尼可调以及控制灵敏的基于电流变流体自适应减振装置。
本实用新型设计的电流变流体自适应减振装置由电流变流体减振器、增速发电总成和升压部分构成，基本原理是将往复振动产生的能量，通过发电机构转化为电能，并施加到电流变流体上，电流变流体则产生相应的电流变效应，进而改变减振器的阻尼大小，以达到减小或遏止振动的目的。
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是
基于电流变流体自适应减振装置，包括电流变流体减振器、增速发电总成和升压电路构成，电流变流体减振器包括同轴安装的外筒和内筒、分别设置在外筒上下端的上盖和下盖、安装在内筒内腔的活塞杆，在外筒内上端安装有其上开有侧孔的上座，其下端安装有下座，该上座和下座分别与内筒的上端和下端连接，内筒外壁中间部位设置橡胶套，内筒外壁下部安装有其上开有圆孔的上压盖和下压盖，在上压盖和下压盖之间设有内电极和外电极，内电极和外电极之间设有一间隙，由内筒的内腔、上座侧孔、外筒内腔、上压盖上的圆孔、内电极、外电极之间的间隙下压盖圆孔以及下座侧缝形成电流变流体流动通道；所述增速发电总成包括底板、顶板、侧板、齿轮齿条机构和齿轮增速机构，在增速发电总成上端通过连接板和螺母固定连接电流变流体减振器的活塞和增速发电总成的齿条，齿条上固装穿有导向杆的导向套，导向杆两端分别固定在顶板和底板上，在前、后侧板上通过轴承分别安装有齿轮轴A和B，在齿轮轴上分别设置有齿轮和离合器，发电机安装在前侧板上。
本实用新型还可以采用如下技术措施在齿轮轴A上安装有齿轮C、齿轮D和离合器，在齿轮轴B上安装有齿轮B和齿轮E，在发电机轴上安装齿轮A，其中，齿条与齿轮C啮合，齿轮D与齿轮E啮合，齿轮B与齿轮A啮合，以形成增速发电总成的齿条齿轮旋转运动。
所述外筒与上座和下座采用小间隙配合安装；内筒与上座和下座之间采用过度配合安装。
所述橡胶套采用闭孔式泡沫橡胶材料制作。
所述上压盖和下压盖采用尼龙绝缘材料制成。
所述上压盖、下压盖与内电极、外电极和内筒之间的配合均采用过度配合来保证环状电极间隙的均匀。
在引线的出口处通过锥形橡胶塞压紧。
所述升压电路采用直流高压电源集成模块。
本实用新型具有的优点和积极效果是本实用新型应用了电流变技术改进现有的液压减振器，实现了具有自适应阻尼特性、且阻尼可调的的主动式减振器，并使这种减振器兼有液压减振器和电流变流体减振器的功能，正常工作时，电流变流体减振器在外加电场作用下产生可调节的阻尼力，既能保证电流变流体在正常工作时的阻尼可调性、控制灵敏性，以及响应速度快；又可以在特殊情况下保证了减振器工作的可靠性。此外，该减振器采用内置式电极固定、环状间隙流道结构，可缩小整个减振器的体积，控制过程中的能源消耗低；此外增速发电总成将往复直线运动变换为齿条齿轮的旋转运动，并采用永磁直流发电机产生电能，使发出的电能波形较好，能量较大，有利于后续处理。由于上述特点及其在性能、制造和使用上的明显优势和市场竞争能力，因此该减振装置具有广阔的应用前景和市场价值。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是图1的俯视图。
图中1螺钉、2螺母、3连接板、4活塞杆、5上盖、6上座、6-1上座侧孔、7外筒、8内筒、9橡胶套、10上压盖、10-1上压盖圆孔、11内电极、12外电极、12-1环状电极间隙、13下压盖、13-1下压盖圆孔、14下座、14-1下座侧缝、15下盖、16连接杆、17螺栓、18耳环、19底板、20螺钉、21齿轮A、22螺钉、23发电机端盖、24螺钉、25齿轮轴B端盖、26齿轮B、27轴承、28顶板、29导向杆、30导向套、31螺钉、32齿条、33齿轮轴A、34齿轮C、35齿轮轴A端盖、36单向超越离合器、37齿轮D、38前侧板、39齿轮E、40发电机、41后侧板、42齿轮轴B。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下请参阅图1和图2，基于电流变流体自适应减振装置，包括电流变流体减振器、增速发电总成和升压电路构成，电流变流体减振器包括包括同轴安装的外筒7和内筒8、设置在外筒上端的上盖5和其下端的下盖15、安装在内筒内腔的活塞杆4，在外筒内上端安装有其上开有上座侧孔6-1的上座6，其下端安装有下座14，该上座6和下座14分别与内筒8的上端和下端连接，所述外筒与上座和下座配合安装的间隙为小间隙，所述内筒与上座和下座之间采用过度配合安装，以保证上座和下座与外筒之间的同心度。内筒外壁中间部位设置橡胶套9，所述橡胶套采用闭孔式泡沫橡胶材料制作这样可避免了气体泄露导致电流变流体性能急剧下降的危险。内筒外壁下部安装有其上开有上压盖圆孔10-1的上压盖10和其上开有下压盖圆孔13-1的下压盖13，所述上压盖和下压盖均采用尼龙绝缘材料制作，以实现减振器的绝缘。在上压盖和下压盖之间设有内电极11和外电极12，内电极和外电极之间设有一环状电极间隙12-1，电极引线采用端面接线柱的方式引出；由内筒的内腔、上座侧孔6-1、外筒7内腔、上压盖圆孔10-1、内电极11、外电极12之间的电极间隙12-1、下压盖圆孔13-1以及下座侧缝14-1形成电流变流体流动通道。所述上压盖、下压盖与内电极、外电极和内筒之间的配合均采用过度配合来保证电极间隙的均匀，上压盖、下压盖和外筒7之间采用大间隙配合以便于装配。为了避免减振器内部高压电流变流体泄露，在引线的出口处通过锥形橡胶塞压紧，通过实验结果表明这种方式是非常有效和可靠的。所述增速发电总成包括底板19、顶板28、前侧板38、后侧板41、齿轮齿条机构和齿轮增速机构，在增速发电总成上端通过连接板3、螺钉1和螺母2固定连接电流变流体减振器的活塞杆4和增速发电总成的齿条32，电流变流体减振器下端通过连接杆16和螺栓17与底板上的耳环18固定连接，齿条上通过螺钉31固装穿有导向杆29的导向套30，导向杆29两端通过螺钉分别固定在顶板28和底板19上，在前侧板和后侧板上通过轴承27和螺钉24分别安装有齿轮轴33A和42B，在齿轮轴33A上安装有齿轮34C、端盖35、齿轮37D和单向超越离合器36，在齿轮轴42B上安装有齿轮26B、齿轮39E和齿轮轴端盖25，发电机40通过螺钉20和22固装在前侧板上，在发电机40轴上安装有发电机轴端盖23和齿轮21A，其中，齿条与齿轮34C啮合，齿轮37D与齿轮39E啮合，齿轮26B与齿轮21A啮合，以形成增速发电总成的齿条齿轮旋转运动。所述升压电路采用直流高压电源集成模块。
使用时，先将电流变流体减振器内灌满电流变流体，当活塞杆向下运动时，电流变流体经过下座侧缝14-1、下压盖圆孔13-1、环状电极间隙13、上压盖圆孔10-1和上座侧孔6-1进入内筒8的上腔，因活塞杆4进入减小的那部分容积由闭孔式泡沫橡胶套9的受压变形得到补偿；当活塞向上运动时，电流变流体通过上座侧孔6-1、上压盖圆孔10-1、环状电极间隙12-1、下压盖圆孔13-1和下座侧缝14-1进入内筒的下腔，因活塞杆退出而增大的那部分容积由闭孔式泡沫橡胶套9的膨胀得到补充。通过改变施加在内电极和外电极上的电场强度可以改变减振器的阻尼力。当施加最大不击穿电场时仍不能满足阻尼力需要时，可采用增大电极高度的办法来增加最大阻尼力。所述增速发电总成的主要功能是将电流变流体减振器部分受到的往复振动转换为适合驱动发电机的圆周运动，其方案是通过齿轮部分与齿条和电机的连接以及齿条与电流变流体减振器的连接。
当汽车的减振系统振动时，与齿条32啮合的齿轮34C旋转，带动齿轮轴33A旋转，通过单向超越离合器36，齿轮37D旋转，并带动与其啮合的齿轮39E转动，同时齿轮轴42B、齿轮26B和齿轮21A随之转动，带动发电机发电。
权利要求1.一种基于电流变流体自适应减振装置，其特征在于包括电流变流体减振器、增速发电总成和升压电路构成，电流变流体减振器包括同轴安装的外筒和内筒、分别设置在外筒上下端的上盖和下盖、安装在内筒内腔的活塞杆，在外筒内上端安装有其上开有侧孔的上座，其下端安装有下座，该上座和下座分别与内筒的上端和下端连接，内筒外壁中间部位设置橡胶套，内筒外壁下部安装有其上开有圆孔的上压盖和下压盖，在上压盖和下压盖之间设有内电极和外电极，内电极和外电极之间设有一间隙，由内筒的内腔、上座侧孔、外筒内腔、上压盖上的圆孔、内电极、外电极之间的间隙下压盖圆孔以及下座侧缝形成电流变流体流动通道；所述增速发电总成包括底板、顶板、侧板、齿轮齿条机构和齿轮增速机构，在增速发电总成上端通过连接板和螺母固定连接电流变流体减振器的活塞和增速发电总成的齿条，齿条上固装穿有导向杆的导向套，导向杆两端分别固定在顶板和底板上，在前、后侧板上通过轴承分别安装有齿轮轴A和齿轮轴B，在齿轮轴上分别设置有齿轮和离合器，发电机安装在前侧板上。
2.根据权利要求1所述的基于电流变流体自适应减振装置，其特征在于在齿轮轴A上安装有齿轮C、齿轮D和离合器，在齿轮轴B上安装有齿轮B和齿轮E，在发电机轴上安装齿轮A，其中，齿条与齿轮C啮合，齿轮D与齿轮E啮合，齿轮B与齿轮A啮合，以形成增速发电总成的齿条齿轮旋转运动。
3.根据权利要求1所述的基于电流变流体自适应减振装置，其特征在于所述外筒与上座和下座采用小间隙配合安装；内筒与上座和下座之间采用过度配合安装。
4.根据权利要求1所述的基于电流变流体自适应减振装置，其特征在于所述橡胶套采用闭孔式泡沫橡胶材料制作。
5.根据权利要求1所述的基于电流变流体自适应减振装置，其特征在于所述上压盖和下压盖采用尼龙绝缘材料制成。
6.根据权利要求1所述的基于电流变流体自适应减振装置，其特征在于所述上压盖、下压盖与内电极、外电极和内筒之间的配合均采用过度配合来保证电极间隙的均匀。
7.根据权利要求1所述的基于电流变流体自适应减振装置，其特征在于在引线的出口处通过锥形橡胶塞压紧。
8.根据权利要求1所述的基于电流变流体自适应减振装置，其特征在于所述升压电路采用直流高压电源集成模块。
专利摘要本实用新型涉及一种基于电流变流体自适应减振装置，包括电流变流体减振器、增速发电总成和升压电路构成，电流变流体减振器包括外筒、内筒、上盖、下盖、活塞杆、上座、下座、上压盖、下压盖，、内电极和外电极，内电极和外电极以及由内筒的内腔、上座侧孔、外筒内腔、上压盖上的圆孔、内电极、外电极之间的间隙下压盖圆孔以及下座侧缝形成电流变流体流动通道；增速发电总成包括齿轮齿条机构和齿轮增速机构，增速发电总成通过连接板固定连接减振器的活塞杆和增速发电总成的齿条。实现了具有自适应阻尼特性、且阻尼可调的主动式减振装置，在性能、制造和使用上具有明显优势和市场竞争能力。
文档编号F16F9/53GK2828438SQ200520027850
公开日2006年10月18日 申请日期2005年10月24日 优先权日2005年10月24日
发明者戴士杰, 李铁军, 赵海文, 李慨, 李德仲, 彭玉青 申请人:河北工业大学