自供能智能減振器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自供能智能減振器。它活塞及其活塞桿、外缸、內(nèi)缸；所述活塞桿固定連接于外缸內(nèi)，所述活塞位于內(nèi)缸內(nèi)并可相對于內(nèi)缸上下移動，外缸內(nèi)壁嵌裝滾珠軸套，內(nèi)缸外壁上下套裝若干壓電環(huán)后再套裝于外缸內(nèi)壁的滾珠軸套內(nèi)；所述內(nèi)缸內(nèi)的位于活塞上下兩邊空間里填充有電流變彈性體；所述電流變彈性體、壓電環(huán)與電控模塊電聯(lián)接。本發(fā)明能俘獲車輛振動產(chǎn)生的能量，同時(shí)采集到車輛振動信息，將俘獲的能量給電流變彈性體供電，將振動信息用于自適應(yīng)控制，根據(jù)不同路況，提供不同電壓控制電流變彈性體的阻尼，使減振器滿足不同路況的減振需求，從而提高汽車的乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性。
【專利說明】自供能智能減振器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種汽車減振器，具體涉及一種自供能智能減振器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，大部分汽車減振使用的仍是被動懸架，減振器阻尼系數(shù)不能隨行駛工況調(diào)節(jié)，設(shè)計(jì)時(shí)只能保證在某種特定行駛工況下達(dá)到良好減振性能，而難以適應(yīng)不同的道路狀況，因而減振性能有限。采用主動懸架可實(shí)現(xiàn)在不同的行駛條件下懸架性能最優(yōu)，顯著改善車輛的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性。但是由于主動懸架需要消耗大量的能量來抑制不平路面造成的沖擊，盡管主動懸架可顯著改善車輛總體性能，但高能耗一直是限制其在市場上推廣的主要因素之一。隨著能源危機(jī)加劇，節(jié)能是汽車設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮的問題之一，尤其是作為未來汽車的發(fā)展方向之一的電動汽車，因?yàn)殡姵丶夹g(shù)的局限，對節(jié)能有更高的設(shè)計(jì)要求。解決主動懸架高能耗問題是汽車發(fā)展面臨的需求，而振動能量回收是降低能耗和減少使用成本的一個(gè)有效方法。
[0003]目前市面上的主動懸架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且需要單獨(dú)供能。有一些學(xué)者做了相關(guān)自供能智能減振的理論研究，但還缺乏具體應(yīng)用的設(shè)計(jì)。如上海交大的張勇超等依據(jù)某車型的后懸架系統(tǒng)參數(shù)，研制了電動懸架系統(tǒng)樣機(jī)，通過對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，驗(yàn)證了回饋振動能量的可行性。西北工大的趙曉鵬等率先提出設(shè)計(jì)制作電流變液與壓電陶瓷復(fù)合的自耦合阻尼器，實(shí)驗(yàn)證明用壓電陶瓷和ER流體復(fù)合起來形成自反饋的控制系統(tǒng)是可行的。但減振器設(shè)計(jì)只能俘獲一個(gè)運(yùn)動方向的能量，俘獲能量效率低，而且限制了減振器的有效行程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自供能智能減振器，以克服現(xiàn)有智能減振器需要消耗能量、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。
[0005]本發(fā)明的目的是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:該自供能智能減振器，它包括活塞及其活塞桿、外缸、內(nèi)缸；所述活塞桿固定連接于外缸內(nèi)，所述活塞位于內(nèi)缸內(nèi)并可相對于內(nèi)缸上下移動，外缸內(nèi)壁嵌裝滾珠軸套，內(nèi)缸外壁上下套裝若干壓電環(huán)后再套裝于外缸內(nèi)壁的滾珠軸套內(nèi)；所述內(nèi)缸內(nèi)的位于活塞上下兩邊空間里填充有電流變彈性體；所述電流變彈性體、壓電環(huán)與電控模塊電聯(lián)接。
[0006]進(jìn)一步的優(yōu)選方案是，所述滾珠軸套內(nèi)嵌若干滾珠，滾珠按一定的上下距離均勻排布。
[0007]進(jìn)一步的優(yōu)選方案是，所述壓電環(huán)包括環(huán)狀的壓電陶瓷和彈性金屬片，彈性金屬片環(huán)繞包圍壓電陶瓷，中間部分環(huán)繞凸起。
[0008]進(jìn)一步的優(yōu)選方案是，所述電控模塊包括整流模塊、儲能模塊、控制模塊和輸出模塊。
[0009]本發(fā)明不僅能自供能量，結(jié)構(gòu)簡單，并且可以俘獲更多的能量，更方便控制，因由壓電環(huán)構(gòu)成的壓電俘能部分和由電流變彈性體構(gòu)成的阻尼控制部分在結(jié)構(gòu)上并聯(lián)，減少了體積和增加了減振器的有效行程。本發(fā)明俘獲車輛振動產(chǎn)生的能量，同時(shí)采集到車輛的振動信息，將俘獲的能量給電流變彈性體供電，將振動信息用于自適應(yīng)控制，根據(jù)不同路況，提供不同電壓控制電流變彈性體的阻尼，使減振器滿足不同路況的減振需求，從而提高汽車的乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為圖1A部分的局部放大圖。
[0012]圖3為圖1B部分的局部放大圖。
[0013]圖4為本發(fā)明實(shí)施例的電氣控制原理框圖。
[0014]圖5為本發(fā)明實(shí)施例的控制流程框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0016]參見圖1，本實(shí)施例包括活塞I及其活塞桿2、外缸3、內(nèi)缸4 ;從圖1中可見，活塞桿2的上端固定連接于外缸3內(nèi)的上部，活塞桿2下端固連的活塞I位于內(nèi)缸4內(nèi)，外缸3的內(nèi)壁嵌裝滾珠軸套5，內(nèi)缸4的外壁上下套裝若干壓電環(huán)6后再套裝于外缸3內(nèi)壁的滾珠軸套5內(nèi)；內(nèi)缸4內(nèi)的位于活塞I上下兩邊空間里填充有電流變彈性體7 ;電流變彈性體7和壓電環(huán)6與電控模塊8電聯(lián)接，從圖1中可見，電控模塊8安裝于外缸3內(nèi)的上部。
[0017]參見圖2、圖3，滾珠軸套5內(nèi)嵌若干滾珠501，滾珠501按一定的上下距離均勻排布；壓電環(huán)6包括環(huán)狀的壓電陶瓷601和彈性金屬片602，彈性金屬片602環(huán)繞包圍壓電陶瓷601，中間部分環(huán)繞凸起。在本發(fā)明減振器工作時(shí)，內(nèi)缸4在外缸3內(nèi)作上下移動，滾珠501壓迫彈性金屬片602產(chǎn)生變形，再通過彈性金屬片602壓迫壓電陶瓷601，使壓電陶瓷601上的應(yīng)力分布更加均勻，從而提高壓電俘能的效率。同時(shí)，活塞I在內(nèi)缸4內(nèi)作上下相對運(yùn)動，擠壓活塞I上邊或下邊的電流變彈性體7，從而產(chǎn)生阻尼，減小振動。
[0018]參見圖4、圖5，本發(fā)明的工作原理和過程是:當(dāng)車輛行駛遇到凹凸不平的路況時(shí)，車輪受到向上(或向下)的沖擊，減振器壓縮(或伸長)，從而內(nèi)嵌在外缸內(nèi)壁的滾珠軸套與套裝在內(nèi)缸外壁的壓電環(huán)相對運(yùn)動，滾珠軸套上的滾珠壓迫壓電陶瓷上的彈性金屬片的凸起部分，彈性金屬片產(chǎn)生變形從而相對均勻的壓迫壓電陶瓷，壓電陶瓷產(chǎn)生應(yīng)變并因?yàn)閴弘娦?yīng)產(chǎn)生電壓。無論是減振器壓縮或伸長，滾珠都是單向壓迫彈性金屬片，并且壓力大小與彈性金屬片材料、形狀以及安裝配合相關(guān)，與減振器的狀態(tài)相關(guān)性不強(qiáng)，故每次壓迫單個(gè)壓電陶瓷的應(yīng)力相對穩(wěn)定，每次壓迫單個(gè)壓電陶瓷產(chǎn)生的電壓也相對穩(wěn)定。減振器的狀態(tài)，即壓縮(或伸長)的速度、行程，對壓迫壓電陶瓷的頻率和壓迫壓電陶瓷的總數(shù)量有影響，將每個(gè)壓電陶瓷產(chǎn)生的電壓串聯(lián)，則不同的減振器狀態(tài)產(chǎn)生不同的總電壓，如此可以得到不同的路況信息。電控模塊存儲壓電陶瓷產(chǎn)生的電量，采集不同電壓反映的路況信息，依據(jù)設(shè)置輸出相應(yīng)的電壓到電流變彈性體，從而改變電流變彈性體的阻尼，使減振器更適合相應(yīng)的路況。
【權(quán)利要求】
1.一種自供能智能減振器，其特征在于:它包括活塞及其活塞桿、外缸、內(nèi)缸；所述活塞桿固定連接于外缸內(nèi)，所述活塞位于內(nèi)缸內(nèi)并可相對于內(nèi)缸上下移動，外缸內(nèi)壁嵌裝滾珠軸套，內(nèi)缸外壁上下套裝若干壓電環(huán)后再套裝于外缸內(nèi)壁的滾珠軸套內(nèi)；所述內(nèi)缸內(nèi)的位于活塞上下兩邊空間里填充有電流變彈性體；所述電流變彈性體、壓電環(huán)與電控模塊電聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自供能智能減振器，其特征在于:所述滾珠軸套內(nèi)嵌若干滾珠，滾珠按一定的上下距離均勻排布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自供能智能減振器，其特征在于:所述壓電環(huán)包括環(huán)狀的壓電陶瓷和彈性金屬片，彈性金屬片環(huán)繞包圍壓電陶瓷，中間部分環(huán)繞凸起。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自供能智能減振器，其特征在于:所述電控模塊包括整流模塊、儲能模塊、控制模塊和輸出模塊。
【文檔編號】F16F9/53GK103615491SQ201310454601
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】魏克湘, 鄒鴻翔, 杜榮華, 張文明 申請人:湖南工程學(xué)院