[發(fā)明專利]介電彈性體主動隔振空氣彈簧

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• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN108488291A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發(fā)明（設計）人: 李汶柏;張文明;趙云花
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學
• 主分類號: F16F9/04
• 分類號: F16F9/04;F16F9/32
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種介電彈性體主動隔振空氣彈簧，包括：帶有上、下端蓋的介電彈性體氣囊，介電彈性體氣囊內(nèi)中空并形成氣囊結(jié)構(gòu)；該介電彈性體氣囊由兩面涂覆有柔性電極的硅膠膜或橡膠膜組成，當向介電彈性體氣囊施加電壓時，誘導的麥克斯韋應力會使氣囊面積擴大厚度減小，介電彈性體氣囊在內(nèi)壓和承載重量的作用下會向外擴張，改變施加電壓的幅值可以產(chǎn)生不同的下降位移；當卸去電壓時空氣彈簧又會快速復原，承載重量也會被頂起到原先的位置；從而通過控制施加電壓來實現(xiàn)主動隔振。該空氣彈簧結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕、操作安靜、控制方便、響應快，通過施加電壓即可控制空氣彈簧的剛度和阻尼，實現(xiàn)主動隔振。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種振動控制領域的技術(shù)，具體是一種介電彈性體主動隔振空氣彈簧。

背景技術(shù)

空氣彈簧是一種利用空氣可壓縮性實現(xiàn)彈性作用的非金屬彈簧，具有緩沖、減振和作動等功能，因其具有非線性特性，且固有頻率低而被廣泛的應用于一些高頻振動場合，如汽車、鐵道車輛以及艦船、航空、工業(yè)等。空氣彈簧的基本結(jié)構(gòu)是在柔性的封閉氣室內(nèi)充入壓縮空氣，當空氣彈簧隔振變形時，利用內(nèi)部空氣壓縮的反力和隨著變形有效受壓面積增加的反力這兩者之和來提供彈性恢復力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有空氣彈簧都是通過氣泵供氣，氣閥來調(diào)節(jié)，使得設備笨重，而且工作時噪音較大等缺陷，提出一種介電彈性體主動隔振空氣彈簧，通過施加電壓快速的調(diào)節(jié)空氣彈簧的剛度和阻尼，實現(xiàn)主動隔振的效果，且配套設備體積小、易集成，操作安靜。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明包括：帶有上、下端蓋的介電彈性體氣囊，其中：介電彈性體氣囊內(nèi)中空并形成氣囊結(jié)構(gòu)；該介電彈性體氣囊由兩面涂覆有柔性電極的硅膠膜或橡膠膜組成，當向介電彈性體氣囊施加電壓時，誘導的麥克斯韋應力會使氣囊面積擴大厚度減小，介電彈性體氣囊在內(nèi)壓和承載重量的作用下會向外擴張，改變施加電壓的幅值可以產(chǎn)生不同的下降位移；當卸去電壓時空氣彈簧又會快速復原，承載重量也會被頂起到原先的位置；從而通過控制施加電壓來實現(xiàn)主動隔振。

所述的柔性電極材料采用石墨碳脂、單壁碳納米管溶液或離子凝膠制成。

所述的上端蓋或下端蓋中心處設有一個用來給介電彈性體氣囊充氣和保證壓力的氣閥，通過調(diào)整壓力大小使介電彈性體空氣彈簧擁有承載能力。

所述的介電彈性體氣囊上設有約束纖維，該約束纖維與上下端蓋相平行并將介電彈性體氣囊分隔成兩段以改變空氣彈簧的剛度和阻尼特性。

技術(shù)效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕、操作安靜、控制方便、響應快，易于小型化，通過施加電壓即可控制空氣彈簧的剛度和阻尼，實現(xiàn)主動隔振。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)三維視圖和剖面結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明施加電壓時的工作情況；

圖3為本發(fā)明的兩段式空氣彈簧的實施例；

圖中：1上端蓋、2下端蓋、3介電彈性體氣囊、4封裝帶、5氣閥、6約束纖維。

具體實施方式

如圖1～2所示，本實施例中包括：帶有上、下端蓋1、2的介電彈性體氣囊3，其中：介電彈性體氣囊3內(nèi)中空并形成氣囊結(jié)構(gòu)。

所述的介電彈性體氣囊3由兩面涂覆有柔性電極的硅膠膜或橡膠膜組成，該柔性電極材料采用但不限于石墨碳脂、單壁碳納米管溶液或離子凝膠；當向介電彈性體氣囊3施加電壓時，誘導的麥克斯韋應力會使氣囊面積擴大厚度減小，介電彈性體氣囊3在內(nèi)壓和承載重量M的作用下會向外擴張，改變施加電壓的幅值可以產(chǎn)生不同的下降位移；當卸去電壓時空氣彈簧又會快速復原，承載重量M也會被頂起到原先的位置；從而通過控制施加電壓來實現(xiàn)主動隔振。