集成多层磁流变弹性体和磁流变阻尼器的新型智能减振器的制造方法
【专利摘要】集成多层磁流变弹性体和磁流变阻尼器的新型智能减振器，包括磁流变阻尼器，所述的磁流变阻尼器包括缸筒，所述的缸筒通过弹簧连接到减震器顶端，所述缸筒内部设置有活塞盘，所述活塞盘下侧固定连接有活塞杆，所述的活塞杆另一端穿出缸筒固定在减震器底端，所述活塞盘的侧壁还缠绕有磁流变阻尼器励磁线圈绕组，所述的缸筒内部填充有磁流变液；还包括由多层环状磁流变弹性体和分别安装在多层环状磁流变弹性体之间的磁流变弹性体励磁线圈绕组组成的变刚度装置，所述的阻尼装置和变刚度装置并联或者串联连接，该减振器因集成了磁流变阻尼器和磁流变弹性体，其刚度和阻尼变化范围较大，能实现更好的减振效果，且其结构紧凑。
【专利说明】集成多层磁流变弹性体和磁流变阻尼器的新型智能减振器
【技术领域】
[0001]本发明涉及减振器及智能【技术领域】，尤其涉及一种集成多层磁流变弹性体和磁流变阻尼器的智能减振装置。
【背景技术】
[0002]振动会引起一系列问题，比如振动引起机械零部件的断裂失效、桥梁的断裂倒塌、工人工作环境的恶化等。鉴于此在航天、航空、军工、枪炮、汽车、建筑、桥梁、铁路等行业中已使用各种各样的减震器来减振消能。由固定刚度的弹簧和固定阻尼的阻尼器组成的被动式减振器成为减振领域的主要减振形式。但是随着人们对减振要求的提高，被动式减振器已经不能满足人们的需求。特别是对于一些要求较高的减振领域，开发一种新型高效的减振器越来越迫切。
[0003]相对于被动式减振器，主动式和半主动式减振器是两种主要的减振形式，但是由于主动式减振器通常需要比较大的控制力和更多的能量输入以及非常复杂的控制算法而未能得到广泛应用。除此以外，由于主动减振器有能量引入到控制系统当中，系统的稳定性问题将变的更加复杂，这也一定程度上限制了主动减振器在减振领域的应用。
[0004]近年来，半主动式减振器因其消耗能量较少，且又能通过改变自身的参数来提高系统的减振质量而得到了广泛的关注。半主动减振器通常由可变阻尼的阻尼器实现，而可变阻尼的阻尼器主要包括通过改变通油孔直径来实现阻尼变化的阻尼器和通过改变阻尼器内部的阻尼液的粘度来改变阻尼的阻尼器两种形式。但是变孔径型阻尼器需要较多细小的活动零部件来组成这种阻尼器，这些细小的零部件又要求制造精度较高且维护成本较高同时可移动零部件的增加也降低了阻尼器的可靠性。所以这一类型的阻尼器也不能完全满足需求。而可变黏度型阻尼器因为没有增加阻尼器的移动部件且加工制造方便慢慢得到了广泛的关注。其中磁流变和电流变是半主动阻尼器最为常用的两种可控液体，但是电流变液因为需要极高的电压来实现而限制了它的应用。相比较来说，磁流变液只需要较低的电压就能实现液体黏度的变化，所以更加适合用于半主动减振器。也因为这一原因，磁流变型半主动阻尼器得到了越来越广泛的应用。如中国专利(申请号:200710060655.8)提供了一种能产生较大阻尼力的磁流变阻尼器；中国专利(申请号:200410014703.6)提供了一种多级磁流变阻尼器。另一种半主动型减振器是基于可变刚度材料的可变刚度减振器。磁流变弹性体作为一种刚度可变的智能材料在减振领域也得到了较好应用，如中国专利(200510094882.3)给出了磁流变弹性体在减振方面的应用。
[0005]然而，以上半主动型减振器仅仅局限在阻尼可变或者刚度可变，而没有将磁流变弹性体和磁流变阻尼器同时设计到减振器当中。鉴于此，本专利将利用磁流变阻尼器和磁流变弹性体来实现一种集成磁流变弹性体和磁流变阻尼器的新型智能减振器以适应对减振的更高要求。
【发明内容】
[0006]本发明目的是在已有减振器的基础上提供一种减振效果更好的可变刚度可变阻尼的智能减振器。
[0007]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种集成多层磁流变弹性体和磁流变阻尼器的新型智能减振器，包括磁流变阻尼器，其特征在于:所述的磁流变阻尼器包括缸筒，所述的缸筒顶部位于减震器工作缸内，所述的减震器工作缸位于减震器顶端和底端之间，所述的缸筒通过弹簧连接到减震器工作缸顶端，所述缸筒内部设置有活塞盘，所述活塞盘下侧固定连接有活塞杆，所述的活塞杆另一端穿出缸筒底部并固定在减震器工作缸底端，所述的缸筒外侧四周固联有阻磁套，所述活塞盘的侧壁还缠绕有励磁线圈绕组，所述的缸筒内部填充有磁流变液；所述的工作缸两侧安装有间隔排列磁流变弹性体，所述磁流变弹性体之间安装有励磁线圈，所述的磁流变弹性体和励磁线圈组成变刚度装置，所述的变刚度装置两端分别和减震器的顶端和底端螺钉固定相连。
[0008]一种集成多层磁流变弹性体和磁流变阻尼器的新型智能减振器，包括磁流变阻尼器，其特征在于:所述的磁流变阻尼器包括缸筒，所述的缸筒顶部位于减震器工作缸内，所述的减震器工作缸位于减震器顶端和底端之间，所述缸筒内部设置有活塞盘，所述活塞盘下侧固定连接有活塞杆，所述的活塞杆另一端穿出缸筒底部并固定在减震器工作缸底端，所述的缸筒外侧四周固联有阻磁套，所述活塞盘的侧壁还缠绕有励磁线圈绕组，所述的缸筒内部填充有磁流变液；所述处在缸筒外的活塞杆上安装有两排间隔排列磁流变弹性体，所述磁流变弹性体之间安装有励磁线圈，所述的磁流变弹性体和励磁线圈组成变刚度装置，所述的变刚度装置上端螺钉连接所述的缸筒底端，所述的变刚度装置下侧螺钉连接减震器底端。
[0009]实现变阻尼的磁流变阻尼器可以是单级式或多级式、单出杆式或双出干式、旁通式或内通道式等不同形式。所述的变刚度装置包括多层磁流变弹性体结构包括设计成环状的多层磁流变弹性体和多组环状线圈绕组，所述环状磁流变弹性体横截面为T字型，也可以是矩形或其他形状。所述多组线圈绕组分别安装在多层磁流变弹性体之间，用以激励磁场，改变磁流变弹性体刚度。
[0010]本发明的优点是:
1、本发明将磁流变阻尼器和磁流变弹性体集成设计到一个减振器中。通过控制磁流变阻尼器线圈的电流可以改变减振器的阻尼，同时通过控制磁流变弹性体的励磁电流可以改变减振器的刚度，从而实现了可变刚度可变阻尼的新型智能减振器。
[0011]2、本发明采用多层式磁流变弹性体结构，能够有效的增加磁流变弹性体的位移行程，更好的和磁流变阻尼器配合工作。
[0012]3、该发明设计结构紧凑，节省空间，同时结构简单，具有更好的适应性。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明的整体结构示意图；
图2为磁流变弹性体安装在磁流变减振器活塞杆外周实现与磁流变阻尼器串联的结构示意图；
其中:1为多层磁流变弹性体，2为普通弹簧，3为磁流变弹性体励磁线圈绕组，4为磁流变液，5为活塞盘，6为磁流变阻尼器励磁线圈绕组，7为变刚度装置，8为磁流变阻尼器，9为活塞杆，10为缸筒，11为振动信号1，12为控制器，13为电源发生器，14为阻磁套筒。
【具体实施方式】
[0014]实施例1
如图1所示，一种集成多层磁流变弹性体和磁流变阻尼器的新型智能减振器，包括变阻尼装置磁流变阻尼器8，所述的磁流变阻尼器包括缸筒10，所述的缸筒10顶部位于减震器工作缸内，所述的工作缸位于减震器顶端和底端之间，所述的缸筒10通过弹簧连接到减震器工作缸顶端，所述缸筒内部设置有活塞盘5，所述活塞盘下侧固定连接有活塞杆9，所述的活塞杆另一端穿出缸筒底部并固定在减震器工作缸底端，所述的缸筒外侧四周固联有阻磁套14，所述活塞盘的侧壁还缠绕有磁流变阻尼器励磁线圈绕组6，所述的缸筒内部填充有磁流变液4 ;还包括变刚度装置7，所述的的变刚度装置包括多层环状磁流变弹性体I和分别安装在多层环状磁流变弹性体之间的磁流变弹性体励磁线圈绕组3，所述的阻尼装置和变刚度装置并联时，所述的变刚度装置环绕在所述的工作缸外侧，所述的变刚度装置与减震器顶端和底端分别螺钉固定连接；所述的环状磁流变弹性体的截面为T字型，包含挤压剪切两种工作模式，能更好的起到减振的效果。
[0015]所述的变刚度装置和变阻尼装置采用分开励磁和分别控制的方式。为防止磁流变弹性体励磁线圈绕组3所产生的磁场和磁流变阻尼器励磁线圈绕组6所产生的磁场相互干扰影响控制效果，在磁流变阻尼器的缸筒的上端和外周固联有阻磁套14。
[0016]减振器的控制流程为振动控制对象的振动信号11由传感器采集得到，振动信号采集完成后输入到控制器12中，控制器经过振动分析，按照所需要的减振需求产生控制信号，并将控制信号传递到电源发生器13，电源发生器根据控制信号分别决定施加到磁流变弹性体和磁流变阻尼器上电流的大小。
[0017]实施例2
如图2所示，一种集成多层磁流变弹性体和磁流变阻尼器的新型智能减振器，包括变阻尼装置磁流变阻尼器8，所述的磁流变阻尼器包括缸筒10，所述的缸筒10顶部位于减震器工作缸内，所述的工作缸位于减震器顶端和底端之间，所述的缸筒10通过弹簧连接到减震器工作缸顶端，所述缸筒内部设置有活塞盘5，所述活塞盘下侧固定连接有活塞杆9，所述的活塞杆另一端穿出缸筒底部并固定在减震器工作缸底端，所述的缸筒外侧四周固联有阻磁套14，所述活塞盘的侧壁还缠绕有磁流变阻尼器励磁线圈绕组6，所述的缸筒内部填充有磁流变液4 ;所述的变刚度装置7可以安装在磁流变阻尼器活塞杆9的外周，所述变刚度装置7的上端固联在磁流变阻尼器缸筒上，下端和减振器的另一端相连，实现磁流变阻尼器和磁流变弹性体的串联设计。所述磁流变阻尼器缸筒通过螺钉和减振器一端相连，同时在缸筒的下表面和侧面安装有阻磁套用以消除磁流变弹性体励磁线圈所产生的磁场和磁流变阻尼器励磁线圈所产生磁场的相互干扰。这种串联结构可以对不同频率的振动信号产生不同减振效果，适用于一些特殊应用场合。
【权利要求】
1.一种集成多层磁流变弹性体和磁流变阻尼器的新型智能减振器，包括磁流变阻尼器，其特征在于:所述的磁流变阻尼器包括缸筒，所述的缸筒顶部位于减震器工作缸内，所述的减震器工作缸位于减震器顶端和底端之间，所述的缸筒通过弹簧连接到减震器工作缸顶端，所述缸筒内部设置有活塞盘，所述活塞盘下侧固定连接有活塞杆，所述的活塞杆另一端穿出缸筒底部并固定在减震器工作缸底端，所述的缸筒外侧四周固联有阻磁套，所述活塞盘的侧壁还缠绕有励磁线圈绕组，所述的缸筒内部填充有磁流变液；所述的工作缸两侧安装有间隔排列磁流变弹性体，所述磁流变弹性体之间安装有励磁线圈，所述的磁流变弹性体和励磁线圈组成变刚度装置，所述的变刚度装置两端分别和减震器的顶端和底端螺钉固定相连。
2.一种集成多层磁流变弹性体和磁流变阻尼器的新型智能减振器，包括磁流变阻尼器，其特征在于:所述的磁流变阻尼器包括缸筒，所述的缸筒顶部位于减震器工作缸内，所述的减震器工作缸位于减震器顶端和底端之间，所述缸筒内部设置有活塞盘，所述活塞盘下侧固定连接有活塞杆，所述的活塞杆另一端穿出缸筒底部并固定在减震器工作缸底端，所述的缸筒外侧四周固联有阻磁套，所述活塞盘的侧壁还缠绕有励磁线圈绕组，所述的缸筒内部填充有磁流变液；所述处在缸筒外的活塞杆上安装有两排间隔排列磁流变弹性体，所述磁流变弹性体之间安装有励磁线圈，所述的磁流变弹性体和励磁线圈组成变刚度装置，所述的变刚度装置上端螺钉连接所述的缸筒底端，所述的变刚度装置下侧螺钉连接减震器底端。
3.根据权利要求书I或权利要求书2所述的一种集成磁流变弹性体和磁流变阻尼器的新型智能减振器，其特征在于:所述的磁流变弹性体为多层环状磁流变弹性体，其横截面为T字型、矩形或其他形状。
【文档编号】F16F9/32GK104315071SQ201410421507
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年8月25日 优先权日:2014年8月25日
【发明者】邓华夏, 张进, 周来军, 于连栋, 李卫华, 孙帅帅, 王君 申请人:合肥工业大学