技术领域本实用新型涉及一种叶片摆动式磁流变减振器，属于结构振动控制技术领域。
背景技术：
振动是许多机械设备普遍存在的问题，例如在特种车辆、船舶和工程机械设备中，振动会引起工作环境恶化和设备损坏，因此减振(或隔振)系统的设计是不可缺少的。为了达到更好地减振效果，将传统的固定阻尼的减振系统改为可依据振动状况实时调节阻尼的减振系统是一条可行的途径，其中阻尼可控的减振器是关键之一。磁流变液是一种遇到磁场即可由流动性好的液体转化为具有一定剪切屈服强度的类固体的智能材料。磁流变减振器就是基于磁流变液的变阻尼器件，其可以根据工况实时对阻尼力进行调节，磁流变减振器具有响应快、阻尼力可调范围大、结构简单、性价比高等优点，将其引入机械结构的振动控制具有极好的应用前景。一些工程设备工况极为恶劣，要求减振器结构紧凑，并且有较好的防护性和可靠性。已有的磁流变减振器大都是筒式减振器，难以满足这些要求。叶片摆动式减振器可以镶嵌在箱体或墙体内，占用外部空间小，且不易因恶劣的工况而损坏，符合防护性和可靠性方面的要求。然而，已有叶片摆动式减振器的一个显著缺点是叶片与缸体之间存在狭长的缝隙，缝隙大小需要通过垫片进行调整，过于依赖人的经验，同时，狭长的缝隙导致了内部泄露量加大的问题，阻尼力难以准确把握，散布范围大，例如，某叶片摆动式减振器的阻尼力出厂检验标准为30±9kN，阻尼力的散布范围仅达到了期望值的60％。虽然可以在叶片上加装铜条之类的密封条并用弹簧顶紧试图消除狭长缝隙，但这种密封条与欲密封的平面或壁面之间的动密封在高压之下难以凑效，液体可以轻松顶开密封条或从密封条的侧面泄露，难以达到较好的密封效果。并且实践表明，密封条的加工以及欲密封的平面或壁面的加工要求极高，若阻尼力检验不合格，则需要有经验的工人将减振器拆解后进行修正，并且可能需要经过多次拆解修正方能达到要求，非常费时费力。另外，叶片摆动式减振器的内部压力高，若将励磁线圈布置在缸体内，那么在高压磁流变液的冲刷和挤压下，励磁线圈很容易损坏而出现短路或断路情况，可靠性受到极大影响。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种叶片摆动式磁流变减振器，其解决了已有叶片摆动式减振器中狭长缝隙的密封问题，减小了阻尼力的散布范围，降低了加工和装配的要求，并避免了将励磁线圈布置在缸体中被高压磁流变液冲刷与挤压而易发生损坏的问题。为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种叶片摆动式磁流变减振器，其特征在于：它包括缸体、隔板组件、叶片组件，隔板组件包括隔板底座，隔板底座上设有两个隔板立柱，缸体与隔板底座形成圆柱状密封腔体，隔板立柱和叶片组件处于密封腔体内，叶片组件包括安装在隔板底座与缸体内顶部之间的叶片轴，叶片轴上设有两个相对的叶片，叶片朝向缸体内顶部、缸体内侧壁、隔板底座的边沿上安装有可形成磁场的复合密封条，两个隔板立柱朝向叶片轴的内壁安装有复合密封条，两个隔板立柱与叶片轴一起将密封腔体分隔成两个腔室，各叶片在叶片轴的带动下在相应腔室内往复摆动且将腔室分隔成高压腔和低压腔，在密封腔体外、隔板底座内设有两个形成阻尼通道、可控制阻尼通道内磁流变液流动性的阻尼阀组件，各阻尼阀组件将相应腔室所分隔出的高压腔与低压腔相互连通。两个所述隔板立柱与所述隔板底座一体成型，两个所述叶片与所述叶片轴一体成型。较佳地，两个所述高压腔对角设置，两个所述低压腔对角设置，且两个所述高压腔之间经由所述叶片轴上开设的腔通孔连通，两个所述低压腔之间经由所述叶片轴上开设的腔通孔连通。所述复合密封条可包括由多个永磁块以磁极极性朝向相同的方式并列排列得到的永磁长条，永磁长条的一磁极面上设有矩形导磁条而另一磁极面上设有T型导磁条，永磁长条与矩形导磁条和T型导磁条一起由两个隔磁铜板夹持，且形成矩形体状。较佳地，所述叶片朝向所述缸体内顶部、所述缸体内侧壁、所述隔板底座的边沿上设有凹槽，凹槽内嵌设有所述复合密封条，且处于凹槽内的所述复合密封条的所述矩形导磁条在外、所述T型导磁条在内设置；所述隔板立柱朝向所述叶片轴的内壁上设有凹槽，凹槽内嵌设有所述复合密封条，且处于凹槽内的所述复合密封条的所述矩形导磁条在外、所述T型导磁条在内设置。在实际设计中，较佳地，所述复合密封条由弹性元件来支撑或不使用弹性元件，但需保证所述复合密封条与其欲密封的面之间的缝隙小于0.3mm。所述阻尼阀组件可包括形成盘型阻尼通道的阻尼阀，阻尼阀外缠绕有励磁线圈，阻尼阀的两个流通接口分别经由导通管道与所述隔板底座上开设的导通孔连通。进一步地，所述阻尼阀可包括由周通阀片、中通阀片相交替层叠构成的阀体，周通阀片与中通阀片之间设有隔环，阀体装配在阀套内，阀套上绕设有所述励磁线圈，阀体的两端口上安装有顶环，各顶环上开设的通孔使阀体的相应端口与相应所述导通管道连通。在实际制作中，所述中通阀片由永磁磁钢制成，各所述中通阀片以磁极极性朝向相同的方式串接设置，所述周通阀片、所述顶环由碳钢或合金钢制成，所述阀套和所述隔环由铜、铝合金或不锈钢材质制成。较佳地，所述隔板底座内设置的两个所述阻尼阀组件由保护盖盖住。本实用新型的优点是：1、本实用新型充分利用磁流变液的特性设计了复合密封条，有效对狭长缝隙实现了密封，密封效果极佳。具体来说，在本实用新型中，作为运动部件的叶片组件，其叶片轴与隔板立柱、叶片的三个边沿与缸体、底座之间形成的狭长缝隙是可降低减振器稳定性的内部泄露源，本实用新型利用磁流变液自身特性，采用特殊结构的复合密封条，在狭长缝隙中形成了非常可靠的柔性动密封，使阻尼力的散布范围大大缩小，从而保证了本实用新型减振器的可调能力。2、与传统的减振器加工与装配相比，由于本实用新型中的复合密封条在狭长缝隙中形成的是柔性动密封，大大放宽了公差配合的要求，因此本实用新型极大降低了各零部件的加工和装配精度要求，摆脱了个人经验的依赖。3、由于本实用新型的阻尼阀组件中的中通阀片采用永磁磁钢制成，因此其既能实现阻尼力的双向可调，又可在电控系统出现故障失效时，提供一定的磁场来使阻尼通道中的磁流变液发生流变，即仍可以被动减振器的方式对外提供中等阻尼力，确保整个系统的安全运行。4、本实用新型可以有效地防止磁流变液在阻尼通道中沉降板结而堵塞。具体来说，本实用新型的阻尼阀组件中的中通阀片采用永磁磁钢制成，因此其可保证阻尼通道中的磁流变液不会发生沉降、板结，即使本实用新型长期静置不用，阻尼通道也不会堵塞。5、本实用新型的可靠性高，防护性好。本实用新型将阻尼阀组件布置在密封腔体外，因此避免了励磁线圈遭受腔内高压磁流变液的冲刷和挤压，不易使励磁线圈造成短路或断路，具有较好的可靠性。另外，阻尼阀组件卡嵌于隔板底座的弧形凹槽内，再加上保护盖的保护，阻尼阀组件不易被外部恶劣的工况或环境损坏，具有较好的防护性，适用于外部工况恶劣或致使密封腔体内磁流变液压力大的重型工程设备。附图说明图1是本实用新型减振器的结构示意图。图2是叶片组件的结构示意图(局剖)。图3是复合密封条的结构示意图(局剖)。图4是叶片组件上的复合密封条形成磁力线的示意图。图5是隔板组件的结构示意图。图6是隔板底座的结构示意图。图7是阻尼阀组件的结构示意图。图8是阻尼阀组件在隔板底座上的安装示意图。图9是保护盖的结构示意图(局部)。具体实施方式如图1至图9，本实用新型叶片摆动式磁流变减振器包括桶状缸体10、隔板组件30、叶片组件20，隔板组件30包括隔板底座31，隔板底座31上设有两个隔板立柱32，缸体10与隔板底座31形成圆柱状密封腔体，隔板立柱32和叶片组件20处于密封腔体内，叶片组件20包括安装在隔板底座31与缸体10内顶部之间的叶片轴21，叶片轴21上设有两个相对的叶片22，叶片22朝向缸体10内顶部、缸体10内侧壁、隔板底座31的边沿上安装有可形成磁场的复合密封条60，同样，两个隔板立柱32朝向叶片轴21的内壁安装有可形成磁场的复合密封条60，以使磁流变液不会从叶片22与缸体10内顶部、缸体10内侧壁、隔板底座31之间的狭长缝隙以及隔板立柱32与叶片轴21之间的狭长缝隙流过而发生泄露，两个隔板立柱32与叶片轴21一起将密封腔体分隔成两个腔室，各叶片22在叶片轴21的带动下在相应腔室内往复摆动且将腔室分隔成高压腔和低压腔，在密封腔体外、隔板底座31内设有两个形成阻尼通道、可控制阻尼通道内磁流变液流动性的阻尼阀组件50，各阻尼阀组件50将相应腔室所分隔出的高压腔与低压腔相互连通，即一个高压腔和一个低压腔由一个阻尼阀组件50连通，而另一个高压腔和另一个低压腔由另一个阻尼阀组件50连通。在实际设计时，两个隔板立柱32与隔板底座31一体成型，两个叶片22与叶片轴21一体成型。在实际设计中，两个高压腔对角设置，两个低压腔对角设置，两个高压腔之间经由叶片轴21上开设的腔通孔连通，同样地，两个低压腔之间经由叶片轴21上开设的腔通孔连通。具体来说，如图1，若体积小的两个对角腔体为高压腔的话，另外体积大的两个对角的腔体为低压腔，那么，两个高压腔之间经腔通孔24连通，两个低压腔之间经腔通孔23连通。在实际制作时，叶片轴21上靠近叶片22的位置加工有腔通孔，腔通孔的作用在于保持两个高压腔内的压力平衡以及两个低压腔内的压力平衡。在实际设计中，较佳地，叶片轴21安装在隔板底座31中心孔34与缸体10内顶部的中心轴孔之间，两个隔板立柱32沿隔板底座31的径向且以隔板底座31的轴心对称设置，从而处于一条直线上的两个隔板立柱32与叶片轴21将隔板底座31与缸体10之间形成的密封腔体均分成两个呈半圆体的腔室，叶片轴21上的两个叶片22以叶片轴21的轴心对称设置，故而叶片22分隔出的两个高压腔、两个低压腔分别以叶片轴21的轴心对称，即两个高压腔的腔体体积相同，两个低压腔的腔体体积相同。在本实用新型中，叶片22以叶片轴21为转轴，在缸体10内摆动，在摆动的过程中推挤缸体10中的磁流变液流动。在实际设计中，叶片轴21一端加工的柱面台阶定位于缸体10内顶部的轴孔内，而叶片轴21另一端可加工有外花键或其它连接结构(图2示出了加工有外花键210的情形)，连接结构定位于隔板底座31的中心孔34内并穿过，用于与外部的工程设备相连。在本实用新型中，叶片轴21一方面用于径向定位来保证叶片22稳定旋转转动，另一方面用于轴向定位来保证叶片22三个边沿(U型边沿)与缸体10、隔板底座31上欲密封的面形成小于0.3mm的狭长缝隙。在实际制作中，叶片轴21、叶片22、隔板立柱32、隔板底座31由导磁能力较好的碳钢或合金钢材料制成。如图2，复合密封条60包括由多个永磁块61以磁极极性朝向相同的方式并列排列得到的长条状永磁长条，永磁长条的一磁极面上设有矩形导磁条62而另一磁极面上设有T型导磁条63，永磁长条与矩形导磁条62和T型导磁条63一起由两个隔磁铜板64夹持，在实际制作时，可通过螺钉或铆钉将隔磁铜板64固定在矩形导磁条62和T型导磁条63上，形成矩形体状。在实际制作中，永磁块61为永磁磁钢制成，T型导磁条63和矩形导磁条62由导磁能力较好的电工纯铁材料制成，螺钉、铆钉为铜质、铝合金或不锈钢等非导磁金属材料制成。例如，如图3所示，多个永磁块61均以正磁极朝上、负磁极朝下的方式相互紧挨排列成永磁长条，以使永磁长条的上长条面呈现正磁极面而下长条面呈现负磁极面，从而可在正磁极面上设置矩形截面的矩形导磁条62，吸附矩形导磁条62，而在负磁极面上设置T型截面的T型导磁条63，吸附T型导磁条63，优选地，T型导磁条63由互相垂直的立条与横条构成，立条与永磁条的下长条面接触，而横条位于立条两侧的部分用于容置隔磁铜板64，以使复合密封条60最终构成一个矩形体，方便槽内安装。如图1、图2、图5，叶片22朝向缸体10内顶部、缸体10内侧壁、隔板底座31的边沿上设有凹槽，凹槽内嵌设有复合密封条60，且处于凹槽内的复合密封条60的矩形导磁条62在外、T型导磁条63在内设置，相似地，隔板立柱32朝向叶片轴21的内壁上设有凹槽，凹槽内嵌设有复合密封条60，且处于凹槽内的复合密封条60的矩形导磁条62在外、T型导磁条63在内设置。在实际设计时，较佳地，复合密封条60可由安装在凹槽内的弹性较好的橡胶条或波形弹簧等弹性元件25来支撑。当然也可不用弹性元件，只需保证复合密封条60与其欲密封的面之间的缝隙小于0.3mm，且可使叶片22轻松转动即可。在实际使用中，如图4，复合密封条60中的永磁长条形成的磁力线(如图4中点划线所示)会经矩形导磁条62、缝隙70、欲密封的面(缸体10某个面或隔板底座31表面)、叶片22、T型导磁条63后返回，形成磁力回路，经过缝隙70的磁力线会使欲从缝隙70流过的磁流变液磁化，形成非常可靠的柔性动密封，达到阻止磁流变液从缝隙70流过的目的，密封效果好。图4示出了叶片22上安装的复合密封条60在与其欲密封的面之间形成的磁场，而隔板立柱32上安装的复合密封条60在与其欲密封的面之间形成的磁场可参考图4来理解。类似地，复合密封条60中的永磁长条形成的磁力线会经矩形导磁条62、弧形缝隙、叶片轴21、隔板立柱32、T型导磁条63后返回，形成磁力回路，经过缝隙的磁力线会使欲从缝隙流过的磁流变液磁化，形成非常可靠的柔性动密封，达到阻止磁流变液从缝隙流过的目的，密封效果好。在本实用新型中，借由复合密封条60的设计，叶片22与缸体10内顶部、缸体10内侧壁、隔板底座31之间形成动密封，隔板立柱32与叶片轴21之间形成动密封，而隔板立柱32朝向缸体10内顶部的表面与缸体10之间可轻度过盈配合，形成静密封。如图7，阻尼阀组件50可包括形成盘型阻尼通道的阻尼阀，阻尼阀外缠绕有励磁线圈56，阻尼阀的两个流通接口分别经由导通管道与隔板底座31上开设的导通孔33连通。如图7，阻尼阀包括由周通阀片52、中通阀片51相交替层叠构成的阀体，周通阀片52与中通阀片51之间设有隔环53，隔环53使得周通阀片52与中通阀片51之间相距一定间隙，这种阀体的结构设计可以形成多个径向流通的盘形缝隙，从而形成盘型阻尼通道，阀体装配在阀套54内，阀套54上绕设有励磁线圈56，阀体的两端口上安装有将阀体与阀套54相固定的顶环55，各顶环55上开设的通孔使阀体的相应端口与相应导通管道连通。在实际中，如图7，导通管道可由管阀接头57、弯管58、铰接头59构成，管阀接头57一端与顶环55相连，另一端经由弯管58、铰接头59、隔板底座31上的导通孔33与相应腔体(高压腔或低压腔)连通。在实际设计中，周通阀片52为开设有环状通孔的阀片或开设的若干圆形通孔环状分布的阀片，中通阀片51为中心开设有圆形通孔的阀片。在实际设计中，较佳地，隔板底座31上开设的导通孔33靠近隔板立柱32设置，以增大叶片22在腔室内的摆动角度，且在隔板立柱32上可设计有防止叶片22摆动超过导通孔33的斜面35，如图5所示。在实际制作中，中通阀片51由强度较好的永磁磁钢制成，各中通阀片51以磁极极性朝向相同的方式串接设置，即各中通阀片51首尾相串联，换句话说，第一个中通阀片51的正磁极朝向第二个中通阀片51的负磁极，第二个中通阀片51的正磁极朝向第三个中通阀片51的负磁极，……。周通阀片52、顶环55由导磁性能较好的碳钢或合金钢材料制成，阀套54和隔环53由铜、铝合金或不锈钢等不导磁的金属材质制成。另外，管阀接头57由导磁性能较好的碳钢或合金钢制成，而弯管58、铰接头59的制作材料不作限制。在实际制作中，隔板底座31外端分别相对应两个腔室而设有两个弧形凹槽37，如图6所示，两个弧形凹槽37以隔板底座31的轴心对称分布在隔板立柱32两侧，各阻尼阀组件50分别安装在两个弧形凹槽37内，如图8所示。在实际使用中，如图8，中通阀片51或励磁线圈56产生的磁力线(如图8中点划线所示)从阀套54内出发，经一个管阀接头57、弧形凹槽37的槽壁、另一个管阀接头57后返回，形成磁力回路。通过改变励磁线圈56的电流来改变磁力线的密度，从而实现对阻尼通道内的磁流变液流动性进行控制。如图1，隔板底座31内设置的两个阻尼阀组件50可由保护盖40盖住，即阻尼阀组件50位于保护盖40与隔板底座31之间，而叶片轴21的一端穿过隔板底座31后再穿过保护盖40的通孔41伸出，以与外部工程设备相连。在实际设计中，保护盖40可呈图9所示的圆盘状，但其结构并不局限于此。在实际设计中，如图1，隔板底座31可从缸体10敞口端向外伸出而与保护盖40相固定，隔板底座31与缸体10内侧壁之间可设有密封胶条36。在本实用新型中，缸体10由导磁能力较好的碳钢或合金钢材料制成，保护盖40的制作材料不作限制。在本实用新型中，各零部件之间可设有密封环(图中未示出)，例如，隔板底座31上用于让叶片轴21穿过的轴孔内可布置多道密封环。本实用新型的工作原理为：使用时，密封腔体内充满磁流变液。当叶片22摆动时，腔体体积呈减小趋势的、两个对角设置的腔体同时呈现为高压腔，相反地，腔体体积呈增大趋势的、两个对角设置的腔体同时呈现为低压腔。由于叶片轴21与隔板立柱32之间形成的狭长缝隙、叶片22与缸体10、隔板底座31之间形成的狭长缝隙被复合密封条60形成的柔性动密封堵住，因此，对于每个高压腔而言，高压腔内的磁流变液只能通过位于高压腔内的导通孔33进入阻尼阀组件50的阻尼阀，再经过阻尼阀的盘型阻尼通道后通过位于相应低压腔内的导通孔33而进入低压腔。在磁流变液通过阻尼通道时，通过控制励磁线圈56所加载电流的大小，来使阻尼阀内形成可控磁场，进而控制流经盘型阻尼通道的磁流变液的剪切屈服强度，控制磁流变液流过阻尼阀时的阻力，即控制了叶片22的摆动阻力，从而实现了对外部的工程设备的阻尼力矩或阻尼力的控制。具体来说，当励磁线圈56不加电流时，由于中通阀片51由永磁磁钢制成，磁流变液的剪切屈服强度可由中通阀片51自身产生的磁场来控制，此时阻尼阀可表现为中等阻尼力。当励磁线圈56产生的磁场方向与中通阀片51产生的磁场方向同向时，阻尼阀表现为增大的阻尼力。当励磁线圈56产生的磁场方向与中通阀片51产生的磁场方向反向时，阻尼阀表现为减小的阻尼力，而当阻尼阀中的磁场为0时，阻尼力最小。需要说明的是，在本实用新型中，中通阀片51的设计实现了阻尼力的双向调节，还可使本实用新型即使长期静置也不会出现阻尼通道堵塞的现象。本实用新型的优点是：1、本实用新型充分利用磁流变液的特性设计了复合密封条，有效对狭长缝隙实现了密封，密封效果极佳。具体来说，在本实用新型中，作为运动部件的叶片组件，其叶片轴与隔板立柱、叶片的三个边沿与缸体、底座之间形成的狭长缝隙是可降低减振器稳定性的内部泄露源，本实用新型利用磁流变液自身特性，采用特殊结构的复合密封条，在狭长缝隙中形成了非常可靠的柔性动密封，使阻尼力的散布范围大大缩小，从而保证了本实用新型减振器的可调能力。2、与传统的减振器加工与装配相比，由于本实用新型中的复合密封条在狭长缝隙中形成的是柔性动密封，大大放宽了公差配合的要求，因此本实用新型极大降低了各零部件的加工和装配精度要求，摆脱了个人经验的依赖。3、由于本实用新型的阻尼阀组件中的中通阀片采用永磁磁钢制成，因此其既能实现阻尼力的双向可调，又可在电控系统出现故障失效时，提供一定的磁场来使阻尼通道中的磁流变液发生流变，即仍可以被动减振器的方式对外提供中等阻尼力，确保整个系统的安全运行。4、本实用新型可以有效地防止磁流变液在阻尼通道中沉降板结而堵塞。具体来说，本实用新型的阻尼阀组件中的中通阀片采用永磁磁钢制成，因此其可保证阻尼通道中的磁流变液不会发生沉降、板结，即使本实用新型长期静置不用，阻尼通道也不会堵塞。5、本实用新型的可靠性高，防护性好。本实用新型将阻尼阀组件布置在密封腔体外，因此避免了励磁线圈遭受腔内高压磁流变液的冲刷和挤压，不易使励磁线圈造成短路或断路，具有较好的可靠性。另外，阻尼阀组件卡嵌于隔板底座的弧形凹槽内，再加上保护盖的保护，阻尼阀组件不易被外部恶劣的工况或环境损坏，具有较好的防护性，适用于外部工况恶劣或致使密封腔体内磁流变液压力大的重型工程设备。以上所述是本实用新型较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。