[實(shí)用新型]一種雙向作用的壓電陶瓷與電流變液自耦合阻尼器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202021098194.0
• 申請(qǐng)日: 2020-06-15
• 公開（公告）號(hào): CN212536511U
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金輝;姚進(jìn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): F16F9/53
• 分類號(hào): F16F9/53;F16F9/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實(shí)用新型是一種雙向作用的壓電陶瓷與電流變液自耦合阻尼器。它主要由壓電供能部分和阻尼腔部分組成。彈簧和壓簧板關(guān)于一組壓電陶瓷對(duì)稱布置。當(dāng)活塞桿受到外界的振動(dòng)時(shí)，上下對(duì)稱布置的壓簧板和彈簧隨活塞桿一起運(yùn)動(dòng)，對(duì)壓電陶瓷施加壓力，產(chǎn)生電壓。在壓縮與復(fù)原雙向行程中，壓電陶瓷一直受壓產(chǎn)生感應(yīng)電壓并通過導(dǎo)線連接到內(nèi)外電極上，在環(huán)形阻尼通道間產(chǎn)生電場(chǎng)，其間的電流變液受電場(chǎng)作用粘度增加，阻尼器上下腔形成壓差從而減小活塞的振動(dòng)。活塞振動(dòng)幅度越大產(chǎn)生的電壓越高，電流變液產(chǎn)生的阻力就越大，從而達(dá)到系統(tǒng)自耦合減振的目的。本實(shí)用新型減少了壓電陶瓷的數(shù)量仍達(dá)到雙程供電的效果，提高了壓電陶瓷的利用效率，節(jié)省了空間。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種新型電流變液阻尼器，在工作時(shí)無需外接電源，能夠隨外界振動(dòng)幅度自耦合減振的智能阻尼器。

背景技術(shù)

電流變液（electrorheological fluids , ERF流體）是一種智能材料，它一般是由微米（或納米）尺度的具有高介電常數(shù)的顆粒均勻分散在絕緣的低介電常數(shù)的油相介質(zhì)中形成的懸浮液。當(dāng)施加外電場(chǎng)時(shí)，ERF流體從流動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)轭惞腆w狀態(tài)，其表觀粘度急增幾個(gè)數(shù)量級(jí)，并達(dá)到較高的剪切應(yīng)力。該過程是可逆、可控、迅速和低功耗的。這些優(yōu)良的機(jī)電耦合性能使ERF流體能有效地解決機(jī)械工程中能量傳遞和控制問題。趙曉鵬等在專利“一種無外電源的自耦合電流變液阻尼器”（ZL02139476 .8）中，設(shè)計(jì)了用壓電陶瓷供電的自適應(yīng)電流變液阻尼器，省去了外部電源，但是整個(gè)阻尼器只有在向下壓縮的過程中壓電陶瓷才起作用，產(chǎn)生阻尼，回程中并無可變阻尼。阻尼器中沒有考慮活塞桿造成的阻尼器內(nèi)腔體積變化，實(shí)際應(yīng)用中幾乎不可實(shí)現(xiàn)。劉偉等在專利“一種新型壓電陶瓷與電流變液自耦合阻尼器”（CN 110195760 A）中采用了壓電陶瓷對(duì)稱布置，利用彈簧和壓簧板，實(shí)現(xiàn)了壓縮與復(fù)原兩個(gè)行程都可以擠壓壓電陶瓷產(chǎn)生感應(yīng)電壓，但這個(gè)阻尼器在每個(gè)行程中仍只有一半的壓電陶瓷起作用，另一半壓電陶瓷沒有工作，這樣對(duì)稱布置沒有減少壓電陶瓷的使用量，也沒有起到增大感應(yīng)電壓的作用。以上兩種阻尼器各自的缺陷，使得應(yīng)用起來受到一定限制。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種雙向作用的壓電陶瓷與電流變液自耦合阻尼器，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、行程大、直接受力、抗振動(dòng)幅度大、剛性小等特點(diǎn)。阻尼器利用兩組彈簧及壓簧板，關(guān)于壓電陶瓷上下對(duì)稱布置，使得在雙向行程中保證壓電陶瓷一直能受到擠壓從而產(chǎn)生電壓，這樣壓電陶瓷在拉伸和壓縮行程時(shí)都在工作，利用效率大幅提高。這種結(jié)構(gòu)不需要兩組壓電陶瓷分別提供兩個(gè)行程的電壓，因此在相同輸出阻尼力要求下可以使得壓電陶瓷的布置數(shù)量減少一半。

附圖說明

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型提出的壓電陶瓷與電流變液自耦合阻尼器的主視剖面圖。圖1中各部件及編號(hào)為：

1.外筒 2.內(nèi)筒 3.環(huán)形阻尼通道 4.內(nèi)電極板 5.外電極板 6.流通孔 7.墊片 8.六角螺母 9.螺栓 10.壓簧板 11.活塞桿 12.下彈簧 13.壓電陶瓷 14.上彈簧 15.頂蓋16.端蓋 17.直筒 18.固定板 19.導(dǎo)線 20.O形密封圈 21.氣室 22.環(huán)形浮動(dòng)活塞 23.電流變液 24.活塞。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)如圖1所示。它由活塞桿（11）、壓簧板（10）、下彈簧（12）、壓電陶瓷（13）、上彈簧（14）、固定板（18）、導(dǎo)線（19）組成的壓電供能部分；由環(huán)形阻尼通道（3）、內(nèi)電極板（4）、外電極板（5）、流通孔（6）、電流變液（23）組成的阻尼腔部分；另外由氣室（21）、環(huán)形浮動(dòng)活塞（22）完成阻尼腔體積補(bǔ)償；由外筒（1）、內(nèi)筒（2）、墊片（7）、六角螺母（8）、螺栓（9）、頂蓋（15）、O形密封圈（20）等完成阻尼器的封裝。其特征是壓電供能部分和阻尼腔部分上下順序連接，對(duì)稱分布的彈簧和壓簧板能夠使壓電陶瓷雙向受壓產(chǎn)生電壓，固定在內(nèi)外筒上的內(nèi)外極板之間形成阻尼通道，內(nèi)筒（2）上開有上下流通孔（6）完成工作過程中電流變液的流通。