一种刚度阻尼可调的kresling磁流变减振吸能装置

本发明涉及机械领域，尤其涉及一种刚度阻尼可调的kresling磁流变减振吸能装置。

背景技术：

1、折纸是一种古老的艺术，通常由二维纸张经过折叠形成各种不同的空间构型。kresling这种折纸构型是由birtua kresling发现并命名的，其折痕是薄壁圆柱经扭转产生的。由于折纸构型能够实现复杂的三维形状、构型转换以及传统材料难以实现的机械性能，其蕴含的科学价值和工程价值已经逐渐被国内外研究者重视，在可展天线、超材料、生物医学、可展机器人等领域均有较好的研究成果出现。

2、磁流变液是一种典型的智能材料，由载液、铁磁粒子和各种添加剂组成。在无磁场施加时,磁性颗粒均匀分散在载液中。当施加磁场后磁性颗粒能够迅速(毫秒级)沿磁场方向成链状排列，将自由流动的牛顿流体转化成非牛顿流体，表现出固体或者半固体特性，且这种液-固转换是可逆的。因此磁流变液在机械设备上具有很高的应用价值，在未来也将会具有更广阔的应用前景。而磁流变阻尼器属于一种能量消耗装置，在使用过程中将振动机械能转化为自身热能来达到减振吸能的效果。

3、中国专利cn217301398u公开了一种基于磁流变阻尼器及准零刚度组件的多维减振平台, 该专利集成度高，体积小，能实现主动快速、有效的减振效果。但是由于自身的结构设计不仅不能实现刚度的调节，而且阻尼调节范围较小，装置的整体高度是固定的，适用范围较窄。

4、中国专利cn115899157a公开了一种多自由度变刚度变阻尼隔振器及其使用方法,该发明的隔振器能实现六自由度上刚度、阻尼力的连续可调；外型结构简单，可根据实际需要，进行单个、串联、并联或者串并联复合使用。但是该专利装置由于结构的限制，不能实现专利装置垂直高度的自由调整，若要实现大幅度刚度阻尼的调节需要串、并联复合使用，刚度阻尼的调节过程较为复杂。

5、中国专利cn115199687b公开了一种刚度及稳态可调的多功能超结构及其设计方法,该专利通过调整弹性元件的内部预应力来改变超结构在变形过程中的外在刚度和稳态特性，实现不同稳态特性及不同稳态刚度的切换。但是该装置正是由于这种刚度、稳态的调节方式，刚度调节范围较小，不能实现阻尼的调节，并且由于自身结构的限制，装置的整体高度是固定的。

技术实现思路

1、本发明目的是针对上述问题，提供一种具有减振吸能效果的刚度阻尼可调的kresling磁流变减振吸能装置。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

3、一种刚度阻尼可调的kresling磁流变减振吸能装置，包括kresling折叠机构；所述kresling折叠机构包括内层折叠膜、外层折叠膜、连杆组件、共用平台内环、共用平台外环、固定端盖；共用平台内环套设在共用平台外环内侧，固定端盖设置在共用平台内环、共用平台外环下方，连杆组件设置在固定端盖与共用平台内环、共用平台外环之间并起到支撑作用，内层折叠膜、外层折叠膜均呈六棱柱筒状设置，内层折叠膜套设在外层折叠膜内侧，内层折叠膜、外层折叠膜顶端分别与共用平台内环、共用平台外环下端面相连接，内层折叠膜、外层折叠膜底端与固定端盖上端面相连接，内层折叠膜、外层折叠膜、共用平台内环、共用平台外环、固定端盖构成一个密闭的磁流变液容腔。

4、进一步的，所述连杆组件包括若干个内层折叠连杆、外层折叠连杆，若干个内层折叠连杆均位于内层折叠膜内侧且若干个内层折叠连杆沿共用平台内环的圆周方向等间距设置，若干个外层折叠连杆均位于外层折叠膜外侧且若干个外层折叠连杆沿共用平台外环的圆周方向等间距设置；固定端盖上端面设置有若干个与内层折叠连杆、外层折叠连杆相对应的第一铰接座且固定端盖与第一铰接座可转动连接；内层折叠连杆、外层折叠连杆顶端均设置有第一球铰并通过第一球铰分别与设置在共用平台内环、共用平台外环下端面的第一球形凹槽可转动连接，内层折叠连杆、外层折叠连杆底端均与相对应的第一铰接座铰接。

5、进一步的，所述内层折叠膜底端与固定端盖之间、外层折叠膜底端与固定端盖之间、内层折叠膜顶端与共用平台内环下端面之间、外层折叠膜顶端与共用平台外环下端面之间均设置有密封与滑轨机构；所述密封与滑轨机构包括滑轮、滑轨、密封环，滑轨固定连接在固定端盖上端面或共用平台内环下端面、共用平台外环下端面，滑轨呈六边形状设置，滑轨内滑动连接有滑轮且滑轮可在滑轨内滑动，内层折叠膜或外层折叠膜边缘伸入滑轨内与滑轮相连接，内层折叠膜或外层折叠膜伸入滑轨内的部分与滑轨之间设置有密封环。

6、进一步的，所述kresling磁流变减振吸能装置还包括同步性传动机构；所述同步性传动机构包括若干个外层小齿轮、若干个内层小齿轮、内层中心齿轮、外层中心齿轮、齿轮系底座；

7、所述若干个外层小齿轮与若干个外层折叠连杆相对应设置，外层小齿轮中心位置固定连接有外层齿轮轴，外层齿轮轴顶端穿过固定端盖后与外层折叠连杆底端对应的第一铰接座相连接；

8、所述内层中心齿轮、外层中心齿轮同轴设置且两者中心位置均与中心齿轮轴固定连接，中心齿轮轴底端与齿轮系底座可转动连接，外层中心齿轮与外侧若干个外层小齿轮相啮合；

9、所述若干个内层小齿轮与若干个内层折叠连杆相对应设置且若干个内层小齿轮分布在内层中心齿轮的圆周外侧，内层小齿轮中心位置固定连接有内层齿轮轴，内层齿轮轴顶端穿过固定端盖后与内层折叠连杆底端对应的第一铰接座相连接；若干个内层小齿轮与内层中心齿轮相啮合。

10、所述外层齿轮轴、内层齿轮轴与第一铰接座的连接方式为花键连接。

11、进一步的，所述kresling磁流变减振吸能装置还包括升降机构，升降机构包括蜗轮系底座、蜗轮蜗杆自锁组件、若干个升降连杆；蜗轮系底座设置在共用平台外环上方；若干个升降连杆设置在共用平台外环与蜗轮系底座之间，若干个升降连杆沿共用平台外环的圆周方向等间距设置，蜗轮系底座底端设置有若干个与若干个升降连杆相对应的第二铰接座；升降连杆底端可转动连接有第二球铰并通过第二球铰与设置在共用平台外环上端面的第二球形凹槽可转动连接，升降连杆顶端与相对应的第二铰接座铰接；所述第二铰接座与设置在蜗轮系底座上方的蜗轮蜗杆自锁组件相连接。

12、进一步的，所述蜗轮蜗杆自锁组件包括蜗杆、蜗轮、中心传动齿轮、外部传动齿轮；所述外部传动齿轮有若干个且若干个外部传动齿轮与若干个第二铰接座相对应设置，外部传动齿轮中心位置固定连接有安装轴，安装轴底端穿过蜗轮系底座后与第二铰接座固定连接；

13、所述安装轴与第二铰接座的连接方式为花键连接；

14、所述蜗轮、中心传动齿轮同轴设置且两者均与中心活动轴固定连接，中心活动轴底端与蜗轮系底座可转动连接，中心传动齿轮与若干个外部传动齿轮相啮合；所述蜗轮设置在中心传动齿轮下方且蜗轮与蜗杆啮合连接；所述蜗杆与设置在蜗轮系底座上的定位块可转动连接。

15、进一步的，所述kresling磁流变减振吸能装置还包括支撑机构；所述支撑机构包括升降机构端盖、支撑座端盖、推力球轴承、支撑座、支撑体；所述升降机构端盖套设在蜗轮蜗杆自锁组件外侧且升降机构端盖与蜗轮系底座上端边缘固定连接，升降机构端盖上端面通过推力球轴承与支撑座端盖可转动连接，支撑座端盖顶端固定连接支撑座；所述支撑体有两个且两个支撑体分别设置在圆弧凹槽两侧，支撑体与支撑座可转动连接。

16、进一步的，所述共用平台外环上端设置有进液管道，齿轮系底座底端设置有出液管道，进液管道、出液管道均与密闭的磁流变液容腔相连通。

17、进一步的，所述内层折叠连杆、外层折叠连杆、升降连杆均设置有六个，六个内层折叠连杆、六个外层折叠连杆、六个升降连杆均呈正六边形布置。

18、进一步的，所述六个内层折叠连杆与内层折叠膜的六条棱相对应，六个外层折叠连杆与外层折叠膜的六条棱相对应，内层折叠连杆与内层折叠膜之间、外层折叠连杆与外层折叠膜之间均通过泡沫支撑环相连接。

19、与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

20、一、本发明将kresling折叠原理与磁流变液固有特性相结合设计一个刚度阻尼调节装置，使其不仅能够通过改变磁场来改变磁流变液的刚度和阻尼，还可以通过kresling折叠结构的折叠与展开来改变其充入磁流变液的体积，进而改变装置整体的刚度和阻尼；磁流变液体积和磁场的组合变化使得刚度阻尼的调节范围更大，适用范围更广；同时kresling折叠结构使得装置的成本更低。

21、二、本发明可以通过蜗轮蜗杆自锁组件改变升降连杆的倾斜度来改变装置的高度上限，整个结构变化灵活，能够应用于不同轧机的轧辊工作情况。

22、三、本发明基于磁流变液自身的特性使其不仅能够改变装置的阻尼和刚度，还能够提高减振吸能的效果，抑制轧机工作辊的振动，提高轧板的轧制精度。