[發明專利]一種磁流變液負載模擬器及其結構參數設計方法

有效

• 申請號: 201510067417.4
• 申請日: 2015-02-09
• 公開（公告）號: CN104677661B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 葉兆虹;孫躍;蘇玉剛;戴欣;王智慧;唐春森
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 重慶為信知識產權代理事務所(普通合伙)50216
• 代理人: 陳千

1.一種磁流變液負載模擬器，包括缸筒(1)、設置在所述缸筒(1)內部的阻尼圓筒(2)、與所述阻尼圓筒(2)連接的傳動軸(3)以及繞制在所述阻尼圓筒(2)上的勵磁線圈(4)，所述傳動軸(3)分別從所述缸筒(1)的兩端向外伸出，在所述缸筒(1)與阻尼圓筒(2)的工作間隙內填充有磁流變液(5)，在缸筒(1)的兩端還設置有用于密封所述磁流變液(5)的密封機構(6)，其特征在于：

所述阻尼圓筒(2)與所述缸筒(1)的側壁均由導磁材料制成，所述缸筒(1)的兩個端壁由隔磁材料制成，在所述缸筒(1)的側壁上設置有N個外隔磁環(7)，N為大于或等于1的整數，在所述阻尼圓筒(2)上的勵磁線圈(4)外側套設有N+1個內隔磁環(7’)，且所述N+1個內隔磁環(7’)緊貼所述勵磁線圈(4)并與所述N個外隔磁環(7)錯落分布，使得所述勵磁線圈(4)形成曲線形磁通路徑。

2.根據權利要求1所述的磁流變液負載模擬器，其特征在于，所述密封機構(6)為密封套，該密封套的內壁開設有環形的凹槽(61)，在所述凹槽(61)中套有環形磁鐵(62)，在所述密封套與傳動軸(3)之間的工作間隙中填充磁流變液。

3.根據權利要求2所述的磁流變液負載模擬器，其特征在于，在所述密封機構(6)的外側還設置有用于安裝所述傳動軸(3)的軸承機構(8)。

4.根據權利要求1或2所述的磁流變液負載模擬器，其特征在于，所述勵磁線圈(4)的外側設置有導磁型的保護套(4a)，該保護套(4a)的外徑與所述阻尼圓筒(2)的外徑相同，所述N+1個內隔磁環(7’)分段嵌設在所述保護套(4a)中。

5.根據權利要求1或2所述的磁流變液負載模擬器，其特征在于，所述缸筒(1)的側壁上設置有1個外隔磁環(7)，所述阻尼圓筒(2)上設置有2個內隔磁環(7’)，所述2個內隔磁環(7’)分別位于所述勵磁線圈(4)外側的兩端，在所述2個內隔磁環(7’)之間設置有導磁型的保護套(4a)，所述保護套(4a)與所述內隔磁環(7’)的外徑與所述阻尼圓筒(2)的外徑相同。

6.根據權利要求1或2所述的磁流變液負載模擬器，其特征在于，所述導磁材料為鐵磁材料，所述隔磁材料采用鋁材。

7.根據權利要求1所述的磁流變液負載模擬器，其特征在于，所述勵磁線圈采用0.6mm²的漆包線。

8.如權利要求1所述的磁流變液負載模擬器的結構參數設計方法，其特征在于，滿足其中N為勵磁線圈匝數，B為磁流變液飽和磁感應強度，h為阻尼通道寬度，μ₀為空氣磁導率，I為最大電流，以保證工作間隙處磁流變液在最大電流時能達到磁飽和狀態；

同時由公式得到其中Φ₁為磁芯處的飽和磁通，Φ₂為阻尼通道處的飽和磁通，B為磁流變液的飽和磁感應強度，B₁為磁芯材料的飽和磁感應強度，r為磁芯的半徑，R為圓筒半徑，L為圓筒翼緣寬度，以保證磁芯與阻尼通道處同時達到磁飽和，并防止負載模擬器的局部飽和。