[發(fā)明專利]一種自適應(yīng)減震裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310368834.3
• 申請(qǐng)日: 2013-08-22
• 公開（公告）號(hào): CN103410910A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王省哲;高偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘭州大學(xué)
• 主分類號(hào): F16F9/53
• 分類號(hào): F16F9/53
• 代理公司: 北京中恒高博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11249
• 代理人: 高玉濱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種減震裝置，特別涉及一種包含壓電材料和磁流變彈性材料的自適應(yīng)減震裝置。

背景技術(shù)

磁流變彈性體(Magnetorheological?Elastomer，MRE)是通過物理或化學(xué)等手段，將磁性顆粒散布于固態(tài)或者凝膠狀的基體中，固化后（一般在磁場(chǎng)下固化）形成的高彈性的復(fù)合材料，很好地解決了磁流變液的顆粒沉降穩(wěn)定性問題，而且也不需要密封裝置。磁流變彈性體的磁流變效應(yīng)可控且可逆，在磁場(chǎng)作用下的粘彈特性能夠產(chǎn)生很大的變化，響應(yīng)速度非常快，顯示出良好的磁控力學(xué)性能，對(duì)于特定的磁流變彈性體材料，在一定范圍內(nèi)，隨著外加磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，剛度增加，減震性能增強(qiáng)，反之亦然，可開發(fā)出各種變剛度或變阻尼器件。目前磁流變彈性體已成功用于減振降噪領(lǐng)域，如懸掛系統(tǒng)、軸襯、吸振器等，現(xiàn)有的磁流變彈性體減震裝置利用磁流變彈性體磁流變效應(yīng)減震效果明顯，但是需要外加電源及控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較為龐大、成本高且自適應(yīng)能力差。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種自適應(yīng)減震裝置，利用壓電材料的正壓電效應(yīng)與磁流變彈性體在磁場(chǎng)下的變剛度特性復(fù)合而成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小且自適應(yīng)能力強(qiáng)。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來具體實(shí)現(xiàn)：

一種自適應(yīng)減震裝置，主要包括機(jī)架，所述機(jī)架內(nèi)部設(shè)置有壓電材料，所述壓電材料的頂部對(duì)應(yīng)設(shè)置有一激振桿，在激振桿的兩側(cè)對(duì)稱粘接有磁流變彈性體，所述兩磁流變彈性體的另一端分別粘接于固定在機(jī)架頂蓋的擋板上，所述激振桿激振壓電材料產(chǎn)生的電壓通過電源管理裝置整流后輸出到分別纏繞在一軛鐵兩端的線圈中用于激勵(lì)磁流變彈性體。

所述減震裝置還包括預(yù)緊機(jī)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)壓電材料的預(yù)緊力。

所述預(yù)緊機(jī)構(gòu)主要包括連接螺母，所述連接螺母位于壓電材料底部并固定于機(jī)架的底座上，所述連接螺母內(nèi)設(shè)置有一套筒，所述套筒套設(shè)在壓電材料外部并與連接螺母螺紋連接，所述套筒頂部設(shè)置一調(diào)節(jié)螺母，所述激振桿穿過調(diào)節(jié)螺母底端可抵在調(diào)節(jié)螺母上。

在調(diào)節(jié)螺母與激振桿的配合處設(shè)置有預(yù)壓彈簧。

所述壓電材料與連接螺母之間設(shè)置有一墊圈。

所述壓電材料與激振桿球型鉸接。

所述軛鐵所在水平高度與磁流變彈性體所在的水平高度相對(duì)應(yīng)。

所述壓電材料可由多個(gè)壓電陶瓷堆疊而成。

本發(fā)明利用壓電材料收集外界振動(dòng)能給磁流變減振器供電的技術(shù)，集合磁流變彈性體剪切模量可由外加磁場(chǎng)控制這一獨(dú)特的性能，設(shè)計(jì)了一種自適應(yīng)減震裝置，利用機(jī)構(gòu)振動(dòng)作用于壓電材料上的力使之產(chǎn)生電壓，激勵(lì)磁流變彈性體，使磁流變彈性體的剛度發(fā)生變化，繼而達(dá)到減振的目的。與其他磁流變彈性體減震裝置相比，本發(fā)明不需要外加電源及控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，且相對(duì)于磁流變液裝置來說本裝置不需要密封，安全，方便，耐用，成本相對(duì)便宜。本裝置將壓電材料與磁流變彈性體結(jié)合起來，使整個(gè)裝置具有自適應(yīng)的特點(diǎn)。

附圖說明

下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1是本發(fā)明一種自適應(yīng)減震裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一種自適應(yīng)減震裝置的俯視示意圖。

圖中：1-機(jī)架；2-連接螺母；3-墊圈；4-套筒；5-預(yù)壓彈簧；6-調(diào)節(jié)螺母；7-擋板；8-磁流變彈性體；9-激振桿；10-軛鐵；11-線圈；12-球型鉸接；13-壓電材料；14-電源管理裝置；15-支架。

具體實(shí)施方式

如圖1-2所示，本發(fā)明實(shí)施例所述的一種自適應(yīng)減震裝置，主要包括機(jī)架1，在機(jī)架1的內(nèi)部設(shè)置有壓電材料13，壓電材料13的頂部對(duì)應(yīng)設(shè)置一激振桿9，在機(jī)架1的頂蓋上開設(shè)一方形孔，激振桿9的頂端由方形孔伸出機(jī)架1，在激振桿9的兩側(cè)左右對(duì)稱粘接有磁流變彈性體8，兩磁流變彈性體8的另一端分別粘接于固定在機(jī)架1頂蓋的擋板7上，激振桿9與壓電材料13采用球型鉸接12。激振桿9在外界激振力F的作用下，作用在壓電材料13上，產(chǎn)生電壓，由于從壓電材料13中輸出的是交流電，所以在機(jī)架內(nèi)部設(shè)置有電源管理裝置14，電源管理裝置14主要用于將壓電材料13輸出的電壓進(jìn)行整流，實(shí)現(xiàn)將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，并對(duì)整流后的電能進(jìn)行儲(chǔ)存，從而實(shí)現(xiàn)為磁流變彈性體減震裝置連續(xù)供能；在電源管理裝置14內(nèi)還設(shè)置有功率放大器，用于對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行電壓和電流的放大，以達(dá)到要求的功率驅(qū)動(dòng)能力。激振桿9激振壓電材料13產(chǎn)生的電壓通過電源管理裝置14整流及放大后輸出到分別纏繞在一軛鐵10兩端的線圈11中，用于激勵(lì)兩磁流變彈性體8，進(jìn)而起到減震作用。