专利名称：一种能自监测速度的磁流变阻尼器的制作方法
技术领域：
本发明涉及减震控制技术。
背景技术：
磁流变阻尼器是一种利用磁流变液在磁场作用下的流变效应来实现阻尼力调节的新型减振装置，具有阻尼力迅速、连续、顺逆可调的优点，可实现结构振动的智能化控制。传统的磁流变阻尼器半主动控制需要额外的动态响应传感器实现闭环反馈控制。 而额外传感器的引入将使系统更复杂、需要更大的安装空间、提高系统成本及降低系统可靠性。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有磁流变阻尼器半主动控制需要额外的动态响应传感器实现闭环反馈控制，而额外传感器的引入将使系统更复杂、需要更大的安装空间、提高系统成本及降低系统可靠性的问题，提供一种能自监测速度的磁流变阻尼器。一种能自监测速度的磁流变阻尼器，它包括外活塞杆、活塞芯、内活塞杆、左端盖、 右端盖、缸体、激励线圈、一号塑料密封体和二号塑料密封体，缸体为圆筒体，右端盖固定在缸体的右端，左端盖固定在缸体的左端，左端盖的中心开有通孔，一号塑料密封体的中心开有通孔，一号塑料密封体位于缸体内，并且该一号塑料密封体与左端盖和缸体的内壁均紧密接触，二号塑料密封体的中心开有通孔，二号塑料密封体位于缸体内，且与缸体的内壁紧密接触，所述二号塑料密封体将缸体内部分成两个区域，分别为工作腔和尾部腔，外活塞杆和内活塞杆为直径相同的圆柱体，活塞芯为圆柱体，外活塞杆、活塞芯、内活塞杆均与缸体同轴，活塞芯位于工作腔内，外活塞杆的一端穿过左端盖和一号塑料密封体中心的通孔并与活塞芯的一端连接，激励线圈环绕在活塞芯上，内活塞杆的一端穿过二号塑料密封体的通孔并与活塞芯的另一端连接，所述能自监测速度的磁流变阻尼器还包括导磁钢部件、二个一号永磁体、二个二号永磁体、一号感知磁路的永磁体、一号感知磁路的导磁钢部件、二号感知磁路的导磁钢部件、二号感知磁路的永磁体和感知线圈，所述导磁钢部件、二个一号永磁体、二个二号永磁体、一号感知磁路的永磁体、一号感知磁路的导磁钢部件、二号感知磁路的导磁钢部件、二号感知磁路的永磁体和感知线圈均位于缸体的尾部腔内，导磁钢部件为圆环体，导磁钢部件中轴线与缸体的中轴线重合，所述导磁钢部件的一个端面固定在二号塑料密封体的右端面，一号永磁体为圆环体，二个一号永磁体并排位于导磁钢部件与缸体的内壁之间，并且所述二个一号永磁体分别与导磁钢部件与缸体固定连接，二号永磁体为圆环体，二个二号永磁体并排位于导磁钢部件的内壁与内活塞杆之间，并且所述二个二号永磁体与导磁钢部件的内壁固定连接，所述二个二号永磁体与内活塞杆之间有间隙， 二号感知磁路的导磁钢部件为圆环体，二号感知磁路的导磁钢部件套接在内活塞杆的末端，一号感知磁路的导磁钢部件为圆环体，一号感知磁路的导磁钢部件固定在缸体的内壁上，内活塞杆的行程小于一号感知磁路的导磁钢部件与二号感知磁路的导磁钢部件之间的距离，二号感知磁路的永磁体为圆环体，二号感知磁路的永磁体固定在一号感知磁路的导磁钢部件的内表面上，二号感知磁路的永磁体和内活塞杆之间有间隙，一号感知磁路的永磁体为圆环体，一号感知磁路的永磁体套接在二号感知磁路的导磁钢部件的外表面上，一号感知磁路的永磁体和感知线圈之间有间隙，感知线圈为圆环形并且固定在一号感知磁路的导磁钢部件与二号感知磁路的导磁钢部件之间的缸体的内壁上。本发明在图2所示常规磁流变阻尼器的基础上，将速度传感器的功能集成于磁流变阻尼器尾腔部，实现了磁流变控制中阻尼器速度的自传感功能，且具有自补偿功能。解决了传统控制系统由于传感系统安装在外部，产生碰撞、渗水、渗油的问题；应用所述磁流变阻尼器能使控制系统结构相对简单、安装空间小、成本低、可靠性高。
图1为本发明的磁流变阻尼器的结构示意图，图2为常规磁流变阻尼器的结构示意图，图3为本发明在不同恒定活塞速度下，感知电压和位移的关系曲线图。
具体实施例方式具体实施方式
一结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种能自监测速度的磁流变阻尼器包括外活塞杆1、活塞芯2、内活塞杆3、左端盖4、右端盖5、缸体6、激励线圈7、一号塑料密封体8-1和二号塑料密封体8-2，缸体6为圆筒体，右端盖5固定在缸体 6的右端，左端盖4固定在缸体6的左端，左端盖4的中心开有通孔，一号塑料密封体8-1的中心开有通孔，一号塑料密封体8-1位于缸体6内，并且该一号塑料密封体8-1与左端盖4 和缸体6的内壁均紧密接触，二号塑料密封体8-2的中心开有通孔，二号塑料密封体8-2位于缸体6内，且与缸体6的内壁紧密接触，所述二号塑料密封体8-2将缸体6内部分成两个区域，分别为工作腔和尾部腔，外活塞杆1和内活塞杆3为直径相同的圆柱体，活塞芯2为圆柱体，外活塞杆1、活塞芯2、内活塞杆3均与缸体6同轴，活塞芯2位于工作腔内，外活塞杆1的一端穿过左端盖4和一号塑料密封体8-1中心的通孔并与活塞芯2的一端连接，激励线圈7环绕在活塞芯2上，内活塞杆3的一端穿过二号塑料密封体8-2的通孔并与活塞芯2的另一端连接，所述能自监测速度的磁流变阻尼器还包括导磁钢部件9、二个一号永磁体10、二个二号永磁体11、一号感知磁路的永磁体12、一号感知磁路的导磁钢部件13-1、二号感知磁路的导磁钢部件13-2、二号感知磁路的永磁体14和感知线圈15，所述导磁钢部件 9、二个一号永磁体10、二个二号永磁体11、一号感知磁路的永磁体12、一号感知磁路的导磁钢部件13-1、二号感知磁路的导磁钢部件13-2、二号感知磁路的永磁体14和感知线圈15 均位于缸体6的尾部腔内，导磁钢部件9为圆环体，导磁钢部件9中轴线与缸体6的中轴线重合，所述导磁钢部件9的一个端面固定在二号塑料密封体8-2的右端面，一号永磁体10 为圆环体，二个一号永磁体10并排位于导磁钢部件9与缸体6的内壁之间，并且所述二个一号永磁体10分别与导磁钢部件9与缸体6固定连接，二号永磁体11为圆环体，二个二号永磁体11并排位于导磁钢部件9的内壁与内活塞杆3之间，并且所述二个二号永磁体11 与导磁钢部件9的内壁固定连接，所述二个二号永磁体11与内活塞杆3之间有间隙，二号感知磁路的导磁钢部件13-2为圆环体，二号感知磁路的导磁钢部件13-2套接在内活塞杆 3的末端，一号感知磁路的导磁钢部件13-1为圆环体，一号感知磁路的导磁钢部件13-1固定在缸体6的内壁上，内活塞杆(3)的行程小于一号感知磁路的导磁钢部件13-1与二号感知磁路的导磁钢部件13-2之间的距离，二号感知磁路的永磁体14为圆环体，二号感知磁路的永磁体14固定在一号感知磁路的导磁钢部件13-1的内表面上，二号感知磁路的永磁体 14和内活塞杆3之间有间隙，一号感知磁路的永磁体12为圆环体，一号感知磁路的永磁体 12套接在二号感知磁路的导磁钢部件13-2的外表面上，一号感知磁路的永磁体12和感知线圈15之间有间隙，感知线圈15为圆环形并且固定在一号感知磁路的导磁钢部件13-1与二号感知磁路的导磁钢部件13-2之间的缸体6的内壁上。本发明导磁钢部件9分别与一号永磁体10和二号永磁体11分别在缸体6和内活塞杆3中形成两个阻断磁路，以保证感知磁路中磁通的恒定性。由于活塞与缸体的间隙很小，如果直接在阻尼器尾部缸体内设置感知装置的话，感知磁路中的磁通将很难保证，感知精度会大大降低。而切断缸体将很不现实，切断内藏活塞杆虽可行，但改造的复杂程度大大增加，阻尼器的整体完整性也容易受到破坏。为此，这里采用磁路阻断的方法，把感知磁路封闭在阻尼器尾部缸体内，从而保证了感知磁路中磁通的恒定，继而保证感知的精度。感知磁路由缸体6、一号感知磁路的永磁体12、一号感知磁路的导磁钢部件13-1、 二号感知磁路的导磁钢部件13-2和二号感知磁路的永磁体14组成。随着内活塞杆3的左右运动，固定在活塞杆端部的一号感知磁路的永磁体12随之运动，感知线圈15中的磁通不变，但受到磁场激励的线圈匝数N将随着内活塞杆3的左右移动而成正比地减小或增加，从而感知线圈15的磁链(ΝΦ)的变化将正比于活塞的位移， 所以线圈中的感知电压(磁链的变化率)将正比活塞的速度。图3给出了不同活塞速度下，感知线圈中的感知电压和位移的关系，能得到线圈的感知电压正比于活塞速度，且感知电压不受位移影响。
具体实施方式
二 结合图1说明本实施方式，本实施方式与实施方式一不同的是它还包括补偿线圈16，所述补偿线圈16为圆环形，补偿线圈16固定在一号感知磁路的导磁钢部件13-1右端面。其它组成和连接关系与实施方式一相同。随着活塞杆外拉，感知磁路内部的漏磁会影响传感精度，为此，本发明中的阻尼器内部增加了补偿线圈16，用以监测漏磁的变化，补偿线圈的电压正比于线圈匝数和漏磁通乘积，补偿电压为
ν - #补偿Y
r补偿 M r感应
感应其中，N为线圈匝数，V为线圈电压；在感知线圈15的电压基础上加上以上补偿电压即为最终感知电压。此外，如果安装空间有限，可不设置补偿线圈，但应保证感知磁路有一定(大于 5mm)的内部空间。
权利要求
1.一种能自监测速度的磁流变阻尼器，它包括外活塞杆(1)、活塞芯O)、内活塞杆 (3)、左端盖(4)、右端盖( 、缸体(6)、激励线圈(7)、一号塑料密封体(8-1)和二号塑料密封体(8-2)，缸体(6)为圆筒体，右端盖( 固定在缸体(6)的右端，左端盖(4)固定在缸体 (6)的左端，左端盖(4)的中心开有通孔，一号塑料密封体(8-1)的中心开有通孔，一号塑料密封体(8-1)位于缸体(6)内，并且该一号塑料密封体(8-1)与左端盖(4)和缸体(6)的内壁均紧密接触，二号塑料密封体(8- 的中心开有通孔，二号塑料密封体(8- 位于缸体 (6)内，且与缸体(6)的内壁紧密接触，所述二号塑料密封体(8- 将缸体(6)内部分成两个区域，分别为工作腔和尾部腔，外活塞杆(1)和内活塞杆(3)为直径相同的圆柱体，活塞芯⑵为圆柱体，外活塞杆(1)、活塞芯O)、内活塞杆⑶均与缸体(6)同轴，活塞芯(2) 位于工作腔内，外活塞杆(1)的一端穿过左端盖(4)和一号塑料密封体(8-1)中心的通孔并与活塞芯O)的一端连接，激励线圈(7)环绕在活塞芯(2)上，内活塞杆(3)的一端穿过二号塑料密封体(8-2)的通孔并与活塞芯O)的另一端连接，其特征是所述能自监测速度的磁流变阻尼器还包括导磁钢部件(9)、二个一号永磁体(10)、二个二号永磁体(11)、一号感知磁路的永磁体(12)、一号感知磁路的导磁钢部件(13-1)、二号感知磁路的导磁钢部件 (13-2)、二号感知磁路的永磁体(14)和感知线圈(15)，所述导磁钢部件(9)、二个一号永磁体(10)、二个二号永磁体(11)、一号感知磁路的永磁体(12)、一号感知磁路的导磁钢部件 (13-1)、二号感知磁路的导磁钢部件(13-2)、二号感知磁路的永磁体(14)和感知线圈(15) 均位于缸体(6)的尾部腔内，导磁钢部件(9)为圆环体，导磁钢部件(9)中轴线与缸体(6) 的中轴线重合，所述导磁钢部件(9)的一个端面固定在二号塑料密封体(8-2)的右端面， 一号永磁体(10)为圆环体，二个一号永磁体(10)并排位于导磁钢部件(9)与缸体(6)的内壁之间，并且所述二个一号永磁体(10)分别与导磁钢部件(9)与缸体(6)固定连接，二号永磁体(11)为圆环体，二个二号永磁体(11)并排位于导磁钢部件(9)的内壁与内活塞杆C3)之间，并且所述二个二号永磁体(11)与导磁钢部件(9)的内壁固定连接，所述二个二号永磁体(11)与内活塞杆⑶之间有间隙，二号感知磁路的导磁钢部件(13-2)为圆环体，二号感知磁路的导磁钢部件(13-2)套接在内活塞杆(3)的末端，一号感知磁路的导磁钢部件(13-1)为圆环体，一号感知磁路的导磁钢部件(13-1)固定在缸体(6)的内壁上，内活塞杆(3)的行程小于一号感知磁路的导磁钢部件(13-1)与二号感知磁路的导磁钢部件 (13-2)之间的距离，二号感知磁路的永磁体(14)为圆环体，二号感知磁路的永磁体(14)固定在一号感知磁路的导磁钢部件(13-1)的内表面上，二号感知磁路的永磁体(14)和内活塞杆⑶之间有间隙，一号感知磁路的永磁体(12)为圆环体，一号感知磁路的永磁体(12) 套接在二号感知磁路的导磁钢部件(13-2)的外表面上，一号感知磁路的永磁体(12)和感知线圈(15)之间有间隙，感知线圈(15)为圆环形并且固定在一号感知磁路的导磁钢部件 (13-1)与二号感知磁路的导磁钢部件(13-2)之间的缸体(6)的内壁上。
2.根据权利要求1所述一种能自监测速度的磁流变阻尼器，其特征在于它还包括补偿线圈(16)，所述补偿线圈(16)为圆环形，补偿线圈(16)固定在一号感知磁路的导磁钢部件 (13-1)右端面。
全文摘要
一种能自监测速度的磁流变阻尼器，涉及减震控制技术，为了解决目前缺少具有自补偿功能的、磁流变控制中具有速度自传感功能的磁流变阻尼器的问题，本发明在现有磁流变阻尼器的尾部缸体内增加了用于实现测量自身速度的组件导磁钢部件、二个一号永磁体、二个二号永磁体、一号感知磁路的永磁体、一号感知磁路的导磁钢部件、二号感知磁路的导磁钢部件、二号感知磁路的永磁体和感知线圈，随着内活塞杆的运动，固定在活塞杆端部的一号感知磁路的永磁体随之运动，受到磁场激励的线圈匝数将随着内活塞杆的左右移动而成正比地减小或增加，从而感知线圈的磁链的变化将正比于活塞的位移，根据线圈中的感知电压的变化即获得活塞的速度。用于减震控制技术。
文档编号F16F9/53GK102494076SQ20111039050
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者关新春, 李惠, 欧进萍, 郭鹏飞 申请人:哈尔滨工业大学