基于挤压增强效应的非对称磁流变阻尼器

摘要

本发明公开了一种基于挤压增强效应的非对称磁流变阻尼器,包括滚珠丝杠副、与丝杠副螺母同步旋转的转动活塞、移动活塞、缸筒等；所述转动活塞与移动活塞形成之间有滚动体的螺旋传动构件，可将转动活塞的旋转运动转化为移动活塞的直线运动。所述滚珠丝杠副的丝杆直线运动时，滚珠丝杠副的螺母旋转运动，引起移动活塞的直线运动，进而增大或减小对磁流变液的挤压，由于磁流变液所受压强增加时会增强其磁流变效应，故在相同速度与电流输入时，由于运动方向的不同使磁流变液所受压强不同，造成压缩和复原力不同，产生非对称力，有利于降低需要非对称力的控制系统(如汽车悬架系统等)的传感器成本，并有利于降低能耗和提高系统的可靠性。

说明书

技术领域

本发明涉及磁流变减振领域，具体涉及一种基于挤压增强效应的非对称磁流变阻尼器。

背景技术

磁流变液是一种智能液体，可以在毫秒级的时间内实现液体和半固体之间的转换。以磁流变液为介质的磁流变阻尼器通常用来实现阻尼的可控，磁流变阻尼器具有结构简单、响应速度快和比主动控制的耗能小等优点。在一些应用领域，需要阻尼器输出非对称力，即在相同激励下，压缩与复原行程的阻尼力不同，通常为了使磁流变阻尼器输出相应的阻尼力，需要根据不同传感器的信号，由控制器输出控制信号来实时调节磁流变阻尼器励磁电流的大小。但实时调节需要较多的传感器，对控制器也有较高的要求，不仅升高了设计和使用过程中的成本，同时增加了减振系统的复杂性，降低了控制系统的可靠性。因此本发明提供一种可用于分级控制的阻尼非对称磁流变阻尼器，有利于降低需要非对称力的控制系统(如汽车悬架系统等)的传感器成本，并有利于降低能耗和提高系统的可靠性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于挤压增强效应的非对称磁流变阻尼器，能够降低汽车悬架系统、座椅隔震系统等系统中传感器成本，提高系统可靠性，改善系统的舒适性。

本发明的基于挤压增强效应的非对称磁流变阻尼器，包括缸筒、以轴向固定的方式内套于缸筒的转动活塞和与转动活塞配合的滚珠丝杠副，滚珠丝杠副的螺母与转动活塞固连并同步转动；还包括与缸筒同轴的移动活塞，所述转动活塞与移动活塞形成之间有滚动体的螺旋传动构件，可将转动活塞的旋转运动转化为移动活塞的直线运动；所述缸筒内壁、转动活塞的外圆与移动活塞的前端面之间为磁流变液腔，所述磁流变液腔为体积可变腔且腔内为磁流变液。

进一步，所述缸筒内壁沿轴向设置有导向槽，所述移动活塞的后端外圆设置有条形突起，使移动活塞的外圆与缸筒内壁以沿周向固定而轴向滑动配合；所述移动活塞的前端内圆和外圆均设置有用于对磁流变液腔沿轴向密封的密封圈。

进一步，所述缸筒的前、后端分别螺纹外套设置有前、后端盖，所述后端盖的内侧中间沿轴向向前突起形成支撑套，所述滚珠丝杠螺母的后端与转动活塞的前端分别通过轴承安装于支撑套前端和后端盖内壁；所述缸筒前端端面与前端盖之间有密封。

进一步，所述缸筒的前端设置有励磁线圈。

本发明的有益效果是：本发明公开的一种基于挤压增强效应的非对称磁流变阻尼器。由于磁流变液所受压强增加时会增强其磁流变效应，即磁流变液挤压增强效应，当通过空间压缩等方法使磁流变液所受压强增大后，磁流变效应会增加，在相同速度激励和励磁电流时，磁流变液的剪切应力增大，阻尼器输出阻尼力变大，故阻尼器在复原和压缩过程中，由磁流变液所受压强不同，可以使复原和压缩过程中产生的力值不同，展示出阻尼力非对称特性。同时，磁流变液工作于剪切模式，有利于降低零场阻尼力、提高阻尼力的可调范围。结合以上特性，不仅可以降低减/隔振系统对传感器的需求，降低成本和提高可靠性，同时有利于改善减/隔振效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明中的结构示意图；

具体实施方式

本实施例中的基于挤压增强效应的非对称磁流变阻尼器，包括缸筒1、以轴向固定的方式内套于缸筒的转动活塞2和与转动活塞配合的滚珠丝杠副，滚珠丝杠副的螺母3与转动活塞2固连并同步转动；还包括与缸筒同轴的移动活塞4，所述转动活塞2与移动活塞4形成之间有滚动体的螺旋传动构件，可将转动活塞的旋转运动转化为移动活塞的直线运动；所述缸筒1内壁、转动活塞2的外圆与移动活塞4的前端面之间为磁流变液腔5，所述磁流变液腔为体积可变腔且腔内为磁流变液。

所述缸筒1内壁沿轴向设置有导向槽，所述移动活塞4的后端外圆设置有条形突起，使移动活塞的外圆与缸筒内壁以沿周向固定而轴向滑动配合；所述移动活塞的前端内圆和外圆均设置有用于对磁流变液腔沿轴向密封的密封圈。

所述缸筒1的前、后端分别螺纹外套设置有前端盖6和后端盖7，所述后端盖7的内侧中间沿轴向向前突起形成支撑套，所述滚珠丝杠螺母3的后端与转动活塞2的前端分别通过轴承安装于支撑套前端和后端盖内壁；所述缸筒1前端端面与前端盖6之间有密封。所述缸筒1的前端设置有励磁线圈8。

丝杆9的轴向运动带动转动活塞2的旋转运动，当施加电流时，转动活塞2的旋转运动会剪切工作区域内随磁感线排列的磁流变液铁磁颗粒，进而输出可控阻尼力；当移动活塞6向右侧移动挤压磁流变液时，磁流变液内压强变大，铁磁颗粒在工作区域内比例增加，增大了剪切力，进而使丝杠处输出的阻尼力增大；当向左移动时，则使液体内的压强降低，工作区域内铁磁颗粒占比逐渐减小，使阻尼输出降低，从而形成在不同运动方向时的阻尼非对称输出特性；在相同的速度和电流下，因挤压增强效应使阻尼器在压缩和复原方向上具有不同的阻尼输出，展示出非对称特性；利用该特性可以降低控制系统中传感器成本，提高系统可靠性。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。