[發(fā)明專利]基于多級閥式磁流變阻尼器的抗沖擊液壓執(zhí)行器

有效

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• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112503131B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳淑梅;朱天宇;黃惠;杜恒;付云峰;湯鴻劍
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: F16F9/53
• 分類號: F16F9/53;F16F9/36;B25J19/00
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 陸帥;蔡學(xué)俊

本發(fā)明涉及一種基于多級閥式磁流變阻尼器的抗沖擊液壓執(zhí)行器，包括多級閥式磁流變阻尼器、液壓執(zhí)行器，多級閥式磁流變阻尼器包括阻尼器缸筒、外部管道，阻尼器缸筒前端經(jīng)端蓋封閉，阻尼器缸筒內(nèi)前部設(shè)有多級閥式阻尼通道，阻尼器缸筒內(nèi)后部設(shè)有擠壓活塞，端蓋及阻尼器缸筒后端均設(shè)有連通內(nèi)部的通孔，兩個通孔經(jīng)外部管道相連通，液壓執(zhí)行器包括液壓缸筒，液壓缸筒兩端端分別連接前缸體、后缸體，阻尼器缸筒與前缸體相連，液壓缸筒內(nèi)設(shè)液壓活塞，擠壓活塞安裝在活塞桿前端，擠壓活塞后端貫穿后缸體，液壓活塞安裝在活塞桿上，本發(fā)明能增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減少振動，利用了有效磁場，使得磁場利用率增大，可以實(shí)現(xiàn)與液壓執(zhí)行器等量級的出力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及阻尼器技術(shù)領(lǐng)域的一種基于多級閥式磁流變阻尼器的抗沖擊液壓執(zhí)行器。

背景技術(shù)

液壓足式機(jī)器人在剛度較大或者不規(guī)則地面行走時，通常會受到來自地面的沖擊，容易造成機(jī)器人的失穩(wěn)和零部件的損壞。目前針對這一現(xiàn)象，主要采用柔順控制對機(jī)構(gòu)進(jìn)行減振。減振柔順控制可分為主動柔順控制、被動柔順控制兩種。被動柔順控制相對于主動柔順控制有更快的響應(yīng)速度，但由于彈簧元件往往會使系統(tǒng)產(chǎn)生低頻共振；主動柔順是基于力控制或位置控制等方法主動規(guī)劃，控制靈活，但價格昂貴，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，且對傳感器作動器的帶寬要求較高。

磁流變液(MRF)阻尼器作為一種新型智能可控半主動減振裝置，具有響應(yīng)快、工作性能可靠、結(jié)構(gòu)緊湊且能耗低等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在機(jī)械振動、土木工程等減振場合取得不錯的研究成果。常見的磁流變阻尼器大部分為簡單的剪切閥式結(jié)構(gòu)，是將線圈纏繞于活塞之中，所產(chǎn)生的閉合磁路穿過活塞與缸筒，磁場方向垂直于活塞與缸筒間間隙的磁流變液流動方向。但是這一類的阻尼器存在著磁場利用率不高，所以在有限的結(jié)構(gòu)空間中，不能產(chǎn)生與液壓執(zhí)行器相匹配的阻尼力動態(tài)范圍，并且由于線圈在磁流變液里工作，線圈在工作時候產(chǎn)生熱量會影響磁流變液的工作性能。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出一種基于多級閥式磁流變阻尼器的抗沖擊液壓執(zhí)行器。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的方案是，一種基于多級閥式磁流變阻尼器的抗沖擊液壓執(zhí)行器，包括多級閥式磁流變阻尼器、液壓執(zhí)行器，所述多級閥式磁流變阻尼器與液壓執(zhí)行器通過同一活塞桿進(jìn)行串聯(lián)連接；

所述多級閥式磁流變阻尼器包括阻尼器缸筒、外部管道，阻尼器缸筒前端經(jīng)端蓋封閉，阻尼器缸筒內(nèi)前部設(shè)置有多級閥式阻尼通道，阻尼器缸筒內(nèi)后部設(shè)置有擠壓活塞，端蓋周側(cè)及阻尼器缸筒后端周側(cè)均設(shè)置有連通阻尼器缸筒內(nèi)部的通孔，外部管道的兩端分別與兩個通孔相連通，阻尼器缸筒內(nèi)填充有磁流變液；

所述液壓執(zhí)行器包括液壓缸筒，液壓缸筒前后端分別連接前缸體、后缸體，阻尼器缸筒與前缸體相連接，液壓缸筒內(nèi)設(shè)置有液壓活塞，擠壓活塞安裝在活塞桿前端，活塞桿后端依次貫穿前缸體、后缸體，液壓活塞固定安裝在活塞桿上，液壓缸筒內(nèi)填充有液壓油；

所述多級閥式阻尼通道包括線圈套筒、纏繞在線圈套筒上的勵磁線圈、由后至前依次間隔設(shè)的若干個流道擋板，線圈套筒前后端分別抵靠位于首尾的兩個流道擋板，其余流道擋板套設(shè)在線圈套筒內(nèi)，相鄰的流道擋板上開設(shè)有不同的流通孔，流通孔包括沿軸向開設(shè)在流道擋板中部的中心流通孔和流道擋板上外周圓周沿軸向均布開設(shè)若干的圓弧流通孔，圓弧流通孔與中心流通孔開設(shè)在不同的流道擋板上。

進(jìn)一步的，除首尾的兩個流道擋板外，其余的流道擋板之間經(jīng)間隙擋環(huán)隔開，首尾的兩個流道擋和線圈套筒通過端蓋和阻尼器缸筒內(nèi)部軸肩來進(jìn)行軸向定位。

進(jìn)一步的，位于首尾的兩個流道擋的內(nèi)側(cè)面中部均設(shè)置有連通其上流通孔的圓形凹臺。

進(jìn)一步的，各個流道擋板均為圓盤狀結(jié)構(gòu)，同一流道擋板上各個圓弧流通孔間隔設(shè)置。

進(jìn)一步的，所述間隙擋環(huán)的材質(zhì)為低導(dǎo)磁率的不銹鋼，各個流道擋板材質(zhì)均為高導(dǎo)磁材料的DT4電工純鐵。

進(jìn)一步的，所述擠壓活塞與阻尼器缸筒滑動密封，液壓活塞與液壓缸筒滑動密封。