[發明專利]速度自感知磁流變液阻尼器

無效

• 申請號: 200910072980.5
• 申請日: 2009-09-27
• 公開（公告）號: CN101660583A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: 關新春;黃永虎;郭鵬飛;歐進萍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F16F9/16
• 分類號: F16F9/16;F16F9/53
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務所有限責任公司
• 代理人: 崔東輝

(一)技術領域

本發明涉及減震技術，具體說就是一種速度自感知磁流變液阻尼器

(二)背景技術

在結構中設置阻尼耗能元件和吸振系統，耗散結構振動的能量，是減輕結構動力反映的一種重要措施。流體阻尼器是一類重要的阻尼耗能元件，它通過強迫流體通過活塞與缸體的間隙或活塞上的小孔而產生能量的損耗。磁流變液阻尼器是利用磁流變液在磁場作用下的流變特性而設計的一種新型的減振裝置，其阻尼力可迅速連續順逆調節，實現結構振動的智能化控制。與粘滯流體阻尼器相比，具有更好的控制效果。

傳統的磁流變阻尼器需要額外的動態響應傳感器實現閉環反饋控制，額外傳感器的引入引起的明顯問題是使系統更復雜，需要更大的安裝空間、提高系統成本、降低系統可靠性。

(三)發明內容

本發明的目的在于提供一種不需要額外配置傳感器、可靠性高、成本低的速度自感知磁流變液阻尼器。

本發明的目的是這樣實現的：它包括內密封體、缸體、活塞、外密封體、內活塞桿、磁流變液、外活塞桿、內密封體線圈、永磁體和活塞線圈，缸體和內密封體之間包含有磁流變液，活塞上纏繞有活塞線圈，內活塞桿的端部是永磁體，內密封體和外密封體分別位于活塞的左右兩側，內密封體線圈設置在缸體的內部或缸體的外部，或缸體的內部和外部均設置內密封體線圈。

本發明速度自感知磁流變液阻尼器具有如下優點：基于此阻尼器建立的控制系統，由于不需要額外配置傳感器，更加簡潔，特別適用于空間有限的控制系統。基于此阻尼器的控制系統，成本更低。雖然此阻尼器的造價略高，但由于無需配置傳感器，因此整個控制系統成本更經濟。基于此阻尼器的控制系統可靠性高。傳統的控制系統，傳感系統安裝在外部，產生碰撞或滲水、滲油的可能性比較高，而此阻尼器不存在這個問題。由于無需考慮傳感器的選型等問題，使得控制系統的搭建更加簡便，也更容易得到控制系統搭建者關注。

(四)附圖說明

圖1為本發明的內密封體線圈設置在缸體內部的結構示意圖；

圖2為本發明的內密封體線圈設置在缸體外部的結構示意圖；

圖3為本發明的在缸體內部和外部同時設置內密封體線圈的結構示意圖。

(五)具體實施方式

下面結合附圖舉例對本發明作進一步說明。

實施例1：結合圖1，本發明速度自感知磁流變液阻尼器，它包括內密封體(1)、缸體(2)、活塞(3)、外密封體(4)、內活塞桿(5)、磁流變液(6)、外活塞桿(7)、內密封體線圈(8)、永磁體(9)和活塞線圈(10)，缸體(2)和內密封體(1)之間包含有磁流變液(6)，活塞(3)上纏繞有活塞線圈(10)，內活塞桿(5)的端部是永磁體(9)，內密封體(1)和外密封體(4)分別位于活塞(3)的左右兩側，內密封體線圈(8)設置在缸體(2)的內部或缸體(2)的外部，或缸體的內部和外部均設置內密封體線圈。

實施例2：結合圖1，本發明速度自感知磁流變液阻尼器，工作原理如下：當外活塞桿(7)推進或拉出缸體時，內活塞桿(5)端部的永磁體(9)會推進或拉出內密封體線圈(8)，從而在內密封體線圈(8)中產生感應電動勢，由法拉第電磁感應定律可知，在理想情況下，此電動勢與活塞桿的運動速度成正比。因此，通過解析此感應電壓的變化情況就可以得到活塞桿的運動速度。

本發明效果的簡單分析：

假設：1，內活塞桿的端部永磁體可以在其周圍的缸體內部產生0.2T的均勻磁場；2，內密封體線圈的平均直徑為80mm；3，內密封體線圈纏繞的層數為20層，則由法拉第電磁感應定律

E＝BLv

式中L為導線的長度，v為導線運行速度，B為勻強磁場的強度。可以計算得到當活塞桿的運動速度為0.01m/s時，線圈的兩個線頭之間可以產生的磁感應強度近似為：

E＝0.2×(3.14×0.08×20)×0.01＝0.01V

以上只是一個非常理想化的簡單計算，并沒有考慮磁場的不均勻性以及線圈的直徑變化和線圈沿活塞桿軸向的疊加問題。但實際情況和所簡化計算具有一定的相似性。對于實際的感應電動勢的計算，可以通過磁場有限元計算得到，也可以通過具體實測來標定。