[發明專利]具有可調阻尼系數的流體減震器

有效

• 申請號: 200610092375.0
• 申請日: 2006-06-07
• 公開（公告）號: CN101086289A
• 公開（公告）日: 2007-12-12
• 發明（設計）人: 周利民;徐幼麟;黎之奇
• 申請（專利權）人: 香港理工大學
• 主分類號: F16F9/50
• 分類號: F16F9/50;F16F9/52
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司
• 代理人: 王玉雙;潘培坤

技術領域

本發明涉及一種減震器，特別是一種具有可調阻尼系數的流體減震器。

背景技術

有些材料在發生了塑性變形后，經過合適的加熱過程，能夠回復到變形前的形狀，這種現象叫做形狀記憶效應(SME)，而具有形狀記憶效應的合金被稱為形狀記憶合金(SMA)。目前已開發成功的形狀記憶合金有TiNi基形狀記憶合金、銅基形狀記憶合金、鐵基形狀記憶合金等。形狀記憶合金在冷卻過程中經過其相變點時，其晶體結構發生相變，即從高溫相(奧氏體)轉變為低溫相(馬氏體)。這種相變是這些合金的具有獨特的形狀記憶功能的基礎。具體而言，這種合金在低溫下處于馬氏體相，其很容易變形。然而，當將合金加熱至奧氏體轉變溫度時，其能以極大的力量恢復至其原始形狀。

通過改變合金的成分和進行適當的熱處理，可以改變該合金記憶其低溫形式的溫度。例如，在形狀記憶合金中，該溫度可以從高于100℃至低于-100℃。這種形狀恢復過程僅發生在幾度的范圍內，必要時，可以將相變的起點或終點控制在幾度內。

如果在高于奧氏體相變結束溫度之上進行變形，這種獨特的合金還具有超彈性性能(SE)。這是由于應力誘發的馬氏體相變所致。而一旦應力解除，則馬氏體會立即回復至無形變的奧氏體。從而這些合金具有類似于橡膠一樣的彈性。

現今，由于形狀記憶合金具有獨特的形狀記憶特性，所以形狀記憶合金的使用越來越受重視并廣泛地應用到許多領域。

目前，雖然有將形狀記憶合金應用于減震裝置的一些技術(參見專利文獻，例如US6796408、US6394242、US5750272、US5564537等)，但這些減震器并不能調節其本身的阻尼系數。現有技術中存在一些可調阻尼系數液壓減震器，其通過流變技術(改變阻尼油的粘滯系數)來調節阻尼系數，但其在調節阻尼系數方面性能不穩定。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有可調阻尼系數的流體減震器，其能通過形狀記憶合金絲驅動器調整該流體減震器內部的有效流體通道數目，改變減震器的阻尼系數。

為實現上述目的，本發明提供一種具有可調阻尼系數的流體減震器，包括：缸體，其內具有一容置空間，該容置空間內容置有流體；活塞，其具有能在該容置空間內移動的活塞頭、和從該活塞頭上分別向缸體兩端延伸的活塞桿。該活塞頭具有貫穿該活塞頭的至少一個流體通道，并且該活塞頭由至少一個活塞盤構成。該活塞盤包括：盤體，其具有用于形成該流體通道的通孔；閥，其設置在該盤體上，并能從打開該通孔的第一位置移動至關閉該通孔的第二位置以及從該第二位置移動至該第一位置；以及驅動器，其通過形狀記憶合金的形變來控制閥的移動，從而打開或關閉所述流體通道，以調節阻尼力的大小，該驅動器包括兩條形狀記憶合金絲，所述兩條形狀記憶合金絲的一端分別連接于該閥兩側，所述兩條形狀記憶合金絲的另一端固定于該盤體。

根據上述流體減震器，該減震器還包括位于該活塞盤內的定位裝置，該定位裝置包括位于該閥上的溝槽、偏壓在溝槽中的球。

根據上述流體減震器，該活塞盤還包括安裝在該盤體上的多個滑輪，以纏繞和引導所述形狀記憶合金絲。

根據上述流體減震器，所述兩條形狀記憶合金絲具有相同的初始應力水平和不同的應變。

根據上述流體減震器，所述兩條形狀記憶合金絲通過交替通電加熱發生形變的方式來控制閥的移動。

根據上述流體減震器，所述活塞盤為多個，各所述活塞盤沿所述活塞桿的長度方向依次并排設置，且相鄰活塞盤的通孔對應連通形成該流體通道。

根據上述流體減震器，該減震器中還具有與缸體一端連接的桿式補償器。

根據上述流體減震器，該流體為粘性液體。

本發明相比于現有技術的優點在于：

1)可以通過調節減震器內的有效流體通道(即打開的流體通道)數量來改變減震器的阻尼系數；

2)由于本發明的減震器內的閥通過形狀記憶合金的形變驅動，消除了對外力的依靠，從而保持了該減震器的可靠性；

3)本發明的減震器成本低，更便于操作。

附圖說明

圖1是根據本發明的流體減震器的主要結構的原理示意圖；

圖2是具有桿式補償器的流體減震器的結構示意圖；

圖3是構成本發明流體減震器中活塞頭的活塞盤內的部件結構示意圖；

圖4a是表示形狀記憶合金絲在溫度低于Mf下的應力—應變示意圖，即形狀記憶效應；

圖4b是表示形狀記憶合金絲在不同溫度下的應力—應變關系和閥的位置穩定性的示意圖。

具體實施方式