[發明專利]一種快速響應磁流變阻尼器

有效

• 申請號: 202011006621.2
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112161017B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 溫明富;劉炳楊;牛小東
• 申請（專利權）人: 汕頭大學
• 主分類號: F16F9/53
• 分類號: F16F9/53;F16F9/32;F16F9/34;F16F9/346;F16F15/03
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 周增元

本發明公開了一種快速響應的磁流變阻尼器，所述磁流變阻尼器由活塞，勵磁線圈，磁流變液，活塞桿，外缸筒，端蓋，浮動活塞，導向環等組成。所述活塞外表面及外缸筒內表面設置徑向均布溝槽，用于抑制磁路中由磁場變化所激發的渦流；所述電磁線圈纏繞在活塞上；所述活塞桿一端連接活塞，一端連接外載荷，所述外缸筒中填充磁流變液，外缸筒與活塞之間形成阻尼通道，磁流變液經阻尼通道在兩腔之間流動。磁流變阻尼器的磁場建立時間是影響器件快速響應性能的關鍵因素，本發明基于對磁流變阻尼器快速響應性能的要求，從延長趨膚路徑的角度抑制動態磁場下電渦流的形成，即在相關結構表面設置溝槽以抑制渦流場，達到降低磁場建立時間的目的，使得磁流變阻尼器具備優良的快速響應性能。

技術領域

本發明涉及一種變阻尼控制器件，尤其涉及一種快速響應磁流變阻尼器。

背景技術

磁流變阻尼器具有優異的磁控阻尼特性，其機械結構簡單、動態范圍寬、功耗低、輸出阻尼力大、響應時間短等優點使其在沖擊緩沖領域的研究廣受關注，且在橋梁、汽車及航空航天等領域具有巨大的應用前景。磁流變阻尼器動態響應性能由響應時間表征，響應時間越短，越有利于實現實時控制，目前關于磁流變阻尼器的研究集中在阻尼力、可調范圍、控制算法上，關于提升其快速響應性能的研究較少。磁流變阻尼器的響應時間主要由磁流變液響應時間、磁場建立時間、電路響應時間等組成，其中降低磁場建立時間是降低器件響應時間的關鍵，造成磁場建立時間較長的最主要因素是勵磁線圈的快速變化信號對應的動態磁場在活塞等結構表面激發渦流，形成反向磁場阻礙源磁場的建立，延阻了磁流變液對激勵信號的響應，表現為輸出阻尼力無法快速響應。因此抑制渦流是降低響應時間的關鍵。而現有的磁流變阻尼器活塞普遍采用完整的圓柱結構，磁場變化時會在活塞表面產生較大渦流，阻礙磁場變化，導致響應速度降低。

發明內容

本發明實施例所要解決的技術問題在于，提供一種快速響應磁流變阻尼器。可快速響應磁流變阻尼器。

為了解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種快速響應磁流變阻尼器，包括下端蓋、浮動活塞、勵磁線圈、活塞桿、外缸筒、上端蓋、活塞下端蓋、導向環、活塞、活塞上端蓋、磁流變液，所述外缸筒兩端由所述上端蓋、下端蓋封閉形成容納腔，所述活塞桿穿過所述上端蓋，所述活塞加工有徑向的溝槽，且繞設有所述勵磁線圈，所述勵磁線圈經所述活塞桿所設置的通孔向外引出導線；所述導向環與所述活塞同軸，裝配于所述活塞上端蓋與所述活塞下端蓋之間，所述活塞上端蓋、活塞下端蓋均具有液流孔；所述浮動活塞、活塞依次滑動設置于所述容納腔中，形成補償腔、第一磁流變液腔、第一磁流變液腔，所述磁流變液填充于所述第一磁流變液腔、第一磁流變液腔中。

其中，所述導向環內表面與活塞兩翼外圓面形成阻尼通道間隙。

其中，所述溝槽連通所述活塞上下端面及外圓面。

實施本發明實施例，具有如下有益效果：

1.響應速度快。由于本發明在活塞外圓面及外缸筒內圓面處設置徑向均布溝槽，延長了渦流的趨膚路徑，根據歐姆定律，相當于增大電阻，使得渦流減小，得到抑制，而渦流場受到抑制意味著對源磁場的削弱作用減小，作用于阻尼通道的磁通量增加，保證了阻尼器的快速響應。經有限元仿真驗證，帶溝槽的磁流變阻尼器產生的渦流較傳統無溝槽磁流變阻尼器降低一個數量級，階躍上升沿激勵下響應時間降低35.85%，階躍下降沿激勵下響應時間降低53.54%。本發明一種快速響應磁流變阻尼器特別適用于汽車懸架、飛機起落架等對減振裝置響應速度要求高的場合。

2.結構簡單，節省材料。本發明一種快速響應的磁流變阻尼器在結構設計上基于單出桿式磁流變阻尼器，在活塞外圓面及外缸筒內圓面處設置徑向均布溝槽，結構簡單可靠，活塞采用增材制造，由于溝槽的存在，較傳統阻尼器相比節省了材料，更加經濟實用。

附圖說明

圖1是本發明的整體剖視結構示意圖；

圖2為帶溝槽活塞正視圖；

圖3為帶溝槽活塞俯視圖；