[發明專利]一種磁阻電磁阻尼與能量回收裝置

有效

• 申請號: 202010951618.1
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112161516B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 陳息坤;朱國慶
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: F41B6/00
• 分類號: F41B6/00;H02J7/34
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.一種磁阻電磁阻尼與能量回收裝置，包括彈丸（100）、依次串聯排列著M級阻尼與能量回收模塊（1~M）和N級自由阻尼模塊（a₁~a_N）；其特征在于：

第j級自由阻尼模塊包括一個第j級自由阻尼線圈（120）；

第i級阻尼與能量回收模塊包括一個第i級阻尼與能量回收復合線圈（130）連接一個第i級阻尼及能量回收控制電路（1000）；利用帶電流線圈對鐵質的彈丸產生減速的磁阻力，利用電磁感應原理吸收線圈電阻上的能量，并通過電容進行存儲，實現部分能量回收；

所述第i級阻尼與能量回收復合線圈（130）包括第i級受控阻尼線圈（110）、第i級能量回收線圈（140）；

所述第i級阻尼及能量回收控制電路（1000）包括：

L級放電開關元件、L級儲能電容、L級能量回收開關元件、續流二極管（114）；

所述第i級放電開關元件k（112）、第i級續流二極管（114）的陰極與第i級受控阻尼線圈（110）的標記端（1100）相連；所述第i級儲能電容k（122）的負極和第i級續流二極管（114）的陽極與第i級受控阻尼線圈（110）的未標記端、第i級能量回收線圈（140）的標記端（1100）相連；所述第i級能量回收開關元件k（142）的陽極與第i級能量回收線圈（140）的未標記端相連；所述第i級能量回收開關元件k（142）的陰極、第i級放電開關元件k（112）的陽極與第i級儲能電容k（122）的正極相連；所述第j級自由阻尼線圈兩端通過導線直接相連；

所述電磁阻尼與能量回收方法為：

預先使第i級儲能電容k（122）到達減速電壓，當被減速物體，即彈丸（100），運動至和第i級阻尼與能量回收復合線圈（130）中點重合時刻，對第i級放電開關元件k（112）以及除第i級能量回收開關元件k（142）以外的所有第i級能量回收開關元件施加脈沖群，使之導通，則第i級儲能電容k（122）對第i級受控阻尼線圈（110）放電，使彈丸（100）減速，第i級能量回收線圈（140）利用電磁感應原理吸收能量并為除第i級儲能電容k（122）以外所有第i級儲能電容充電，當彈丸（100）靠近第j級自由阻尼線圈（120）時，由于感應電流的存在，彈丸（100）仍被減速，當阻尼過程完成后，能量回收也完成。

2.根據權利要求1所述磁阻電磁阻尼與能量回收裝置，其特征在于：待減速物體，即彈丸（100）為圓柱形，且軸向長度與發射線圈一致，直徑小于發射線圈，由鐵磁材料制成。

3.根據權利要求1所述磁阻電磁阻尼與能量回收裝置，其特征在于：所述線圈包括所有阻尼與能量回收復合線圈與所有自由阻尼線圈空間上軸心同一直線，按照彈丸（100）發射方向依次排布，且線圈之間間距為零；所述第i級受控阻尼線圈（110）與第i級能量回收線圈（140）繞制方向相同，第i級受控阻尼線圈（110）在內層，由第i級能量回收線圈（140）在外層包裹住，且與第k級自由阻尼線圈（120）在彈丸運動方向上依次設置。

4.根據權利要求1所述磁阻電磁阻尼與能量回收裝置，其特征在于：第i級儲能電容k（122）與第i級其他儲能電容可以實現功能互換，既可以作為放電電容使用以產生脈沖電流，也可作為能量回收電容使用以吸收能量。

5.根據權利要求1所述磁阻電磁阻尼與能量回收裝置，其特征在于：第i級能量回收開關元件k（142）、第i級放電開關元件k（112）采用晶閘管。

6.根據權利要求1所述磁阻電磁阻尼與能量回收裝置，其特征在于：M、N為除零外任意自然數，L為大于1的任意自然數，i為不大于M的所有自然數，j為不大于N的所有自然數，k為不大于L的所有自然數。