[實用新型]集成式自供電液壓阻尼器

有效

• 申請號: 201220694100.5
• 申請日: 2012-12-13
• 公開（公告）號: CN202991994U
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 闞君武;劉殿龍;王淑云;曾平;程光明
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: F16F9/16
• 分類號: F16F9/16;F16F9/32;F16F9/34;F16F9/50
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

技術領域

本實用新型屬于振動控制技術領域應用的減振器，具體涉及一種集成式自供電液壓阻尼器。

背景技術

液壓阻尼器在交通工具、機械設備等的振動控制領域已有廣泛應用。早期的被動式液壓阻尼器結構簡單、成本低、技術較成熟，但因阻尼不可調，其減振效果及環境的適應性較差，不適于某些要求振動控制效果較好的場合，如汽車發動機及車架懸置、大型精密儀器設備減振等。因此，人們提出了主動式、半主動式可調液壓阻尼器，即利用電機驅動液壓泵提供動力、并由電磁換向/溢流/減壓閥進行控制的主動式可調阻尼器，如中國實用新型專利CN1367328A、CN101392809A等。比之于被動式不可調液壓阻尼器，主動式可調液壓阻尼器的控制效果好、振動環境的適應能力強，已在汽車主動懸置等方面獲得成功應用；但現有的主動式液壓阻尼調節技術也存在一些不足，如：①需要較大的泵站進行驅動、多個電磁閥進行聯合控制，②需要傳感器進行振動狀態的檢測，③需要持續的外部能量供應。因此，現有的主動式可調液壓阻尼器的系統體積龐大、連接及控制較復雜、可靠性較低，在應用上存在一定的局限性。

鑒于現有壓電及液壓主動振動控制技術自身結構、控制能力以及依賴外界能量供應等問題，人們提出了一種基于壓電疊堆換能器與流體耦合作用回收能量并進行阻尼調節的自供能可調阻尼器，如中國專利201110275849.6。為使該類壓電液壓阻尼器具有較好的能量回收和阻尼調節效果，整個系統必須施加足夠的背壓，以便提高系統內流體剛度及其響應特性。在這種工作模式下，壓電疊堆在非工作時就已承受了較大的流體作用力，從而降低其工作時的發電能力及控制能力；此外，該類阻尼器因壓電疊堆與液壓缸串聯配置，總的縱向尺度過大，不適于液壓缸行程較大且縱向安裝尺寸受限的應用場合。

發明內容

本實用新型提供一種集成式自供電液壓阻尼器，以解決現有壓電液壓減振器以及壓電疊堆式自供能可調液壓阻尼器所存需要較大的泵站進行驅動、多個電磁閥進行聯合控制，需要傳感器進行振動狀態的檢測，需要持續的外部能量供應的問題。?

本實用新型采取的技術方案是：主體底板上設有外缸體和內缸體，構成環形的外腔和圓形的內腔；外缸體上設有上接線柱組和下接線柱組，內缸體的下端和上端分別設有使外腔與內腔連通的上通孔和下通孔；上蓋通過螺釘安裝在主體上，上蓋和主體之間壓接有密封墊；活塞環套接在外腔內，并將其分隔成上外腔和下外腔，下外腔通過管路與蓄能器連通；活塞環與上蓋及主體底板間分別通過密封圈壓接有一組數量相等的壓電疊堆型上俘能器和下俘能器；彈簧通過活塞壓接在內腔的下端，活塞將內腔分隔成上內腔和下內腔；活塞桿的端部法蘭通過螺釘與活塞連接，活塞桿內腔中套有壓電疊堆型驅動器，所述驅動器將閥芯和蝶形彈簧依次壓接在活塞內；活塞上設有分別與上內腔和下內腔連通左閥孔和右閥孔，所述兩閥孔通過閥芯上的環槽連通，所述兩閥孔和閥芯上的環槽共同構成阻尼孔；上俘能器經上接線柱組及導線組一與電控單元連接，下俘能器經下接線柱組及導線組二與電控單元連接，驅動器經導線組三與電控單元連接。

本實用新型的一種實施方式是：上俘能器和下俘能器數量均為1-20個；當所述每組俘能器的數量為兩個以上時，每組中的各俘能器分別采用并聯方式連接，再分別與電控單元連接。

在非工作狀態下，活塞處于平衡狀態，相互連通的上外腔、下外腔、上內腔及下內腔內流體壓力相等，均為蓄能器的預置壓力，活塞環因上下表面所受流體作用力相等而處于平衡狀態，又因密封圈的密封作用，此時上俘能器及下俘能器的上下表面不受外力作用、無電壓生成；同時，驅動器無電壓輸入，閥芯處于自然狀態、阻尼孔開度最大，即活塞上的左閥孔和右閥孔與閥芯上的環槽之間的通流間隙最大、阻尼最小。進入穩態工作后，活塞隨振動體上下振動而運動，使系統內流體的壓力分布狀態以及活塞環的受力狀態發生變化，從而使上俘能器和下俘能器伸長或縮短，并將流體的壓力能轉換成電能，此為發電過程；所生成電能經電控單元轉換處理后輸出給驅動器，驅動器通過伸長或縮短帶動閥芯上下運動，從而改變阻尼孔的通流面積，此為阻尼調節過程。

與傳統的可調式液壓阻尼器相比，本實用新型的特色與優勢在于：?①無需外界供能、可靠性高，不會因能量不足而影響控制效果；②無需額外的傳感器，環境適應性強、控制方法簡單，根據振動情況即電壓信號自動調整阻尼；?③結構簡單、體積小、集成度高、密封性好，無需電機、泵、電磁閥等外圍設備；④不產生/不受電磁干擾，更適用于強磁場、強輻射的環境。因此，本實用新型的壓電疊堆式自供能可調液壓阻尼器除了適用于大型的交通工具及機床設備外，也適于航空航天、智能結構等微小系統和遠程控制系統。