壓電陶瓷與磁流變液組合的饋能式阻尼器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可將壓電發(fā)電單元受振動(dòng)產(chǎn)生的電能給磁流變液提供減震所需的電能的壓電陶瓷與磁流變液組合的饋能式阻尼器，包括缸體，活塞桿，上、下壓電發(fā)電單元，電能提取與存儲(chǔ)單元，壓力傳感器和控制器；上壓電發(fā)電單元套裝于桿體外，且其下方疊設(shè)有上隔板，下壓電發(fā)電單元放置在缸體的內(nèi)底面上，且其上方疊設(shè)有下隔板，上隔板與塞體之間形成有具有磁流變液的上磁流變液腔室，塞體與下隔板之間形成有具有磁流變液的下磁流變液腔室，塞體開設(shè)有若干節(jié)流孔，塞體內(nèi)安裝有勵(lì)磁線圈機(jī)構(gòu)，上、下壓電發(fā)電單元與電能提取與存儲(chǔ)單元連接，壓力傳感器與控制器連接，電能提取與存儲(chǔ)單元經(jīng)控制器與勵(lì)磁線圈機(jī)構(gòu)連接，壓力傳感器安裝在上隔板上。
【專利說明】壓電陶瓷與磁流變液組合的饋能式阻尼器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種阻尼器，特別涉及一種基于壓電陶瓷和磁流變液相組合的饋能式阻尼器。
【背景技術(shù)】
[0002]物體在外力作用下沿直線或弧線以中心位置(平衡位置)為基準(zhǔn)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，稱為機(jī)械運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)稱振動(dòng)。在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有害振動(dòng)已影響到了工業(yè)生產(chǎn)和人們的生活。
[0003]振動(dòng)的危害總體概括起來主要包括以下幾個(gè)方面:1)影響機(jī)械系統(tǒng)及其零部件的使用壽命；2)影響結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)運(yùn)行的精度；3)影響人們生產(chǎn)生活的舒適度，產(chǎn)生噪聲污染。除此之外，不必要的振動(dòng)還會(huì)產(chǎn)生更多的危害，如在土木工程領(lǐng)域，由風(fēng)災(zāi)和地震等引起的建筑物的振動(dòng)將會(huì)影響到人們的生命與財(cái)產(chǎn)的安全；在軍事領(lǐng)域，水面水下艦艇的振動(dòng)噪聲將直接關(guān)系到艦艇的隱蔽性和生存能力。同時(shí)，在現(xiàn)實(shí)生活中機(jī)械系統(tǒng)存在著大量的振動(dòng)能量，而這些振動(dòng)能量均讓其自動(dòng)釋放消耗，沒有加以利用，造成能量的浪費(fèi)。
[0004]隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，針對(duì)不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及應(yīng)用環(huán)境，一些新的減振材料、減振方法逐漸被應(yīng)用到減振領(lǐng)域中來。目前，一些新的減振材料主要有壓電智能材料、形狀記憶合金、磁流變流體、電流變流體等；其中，壓電陶瓷以其出力大、響應(yīng)快、無電磁干擾、能耗低、良好的機(jī)電耦合特性、易于控制等優(yōu)勢(shì)而在航空航天、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、微動(dòng)平臺(tái)等的隔振減振領(lǐng)域得到了廣泛的研究與應(yīng)用，但壓電陶瓷在受振動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的電能均未進(jìn)行有效利用，造成能源的流失、浪費(fèi)；磁流變液以其良好的屈服應(yīng)力、寬廣的工作溫度范圍、較強(qiáng)的塑性粘度和優(yōu)良的穩(wěn)定性，也已經(jīng)在隔振減振領(lǐng)域得到一定的應(yīng)用；但磁流變液在工作時(shí)需有電能，使磁流變液因供能問題而造成使用地域受限。
[0005]鑒于上述理由，本發(fā)明人對(duì)壓電陶瓷和磁流變流體進(jìn)行了深入研究，本案由此產(chǎn)生。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的是提供一種壓電陶瓷與磁流變液組合的饋能式阻尼器，其可將振動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能并收集起來為磁流變液流體提供電能，使振動(dòng)能得以利用，不會(huì)造成能源的浪費(fèi)，并彌補(bǔ)了磁流變液減震方式因供能問題而造成使用地域受限的問題，具有減振效果佳的優(yōu)點(diǎn)。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的:一種壓電陶瓷與磁流變液組合的饋能式阻尼器，包括缸體，活塞桿，處于缸體內(nèi)的上壓電發(fā)電單元和下壓電發(fā)電單元，及處于缸體外的電能提取與存儲(chǔ)單元和控制單元；上述活塞桿具有塞體和豎立連接在塞體上表面上的桿體，上述塞體處于上述缸體內(nèi)，并與上述缸體密封配合，上述桿體的上端端部活動(dòng)緊密伸出上述缸體的上表面外，上述上壓電發(fā)電單元套裝于上述桿體的上端外，上述上壓電發(fā)電單元的下底面上疊設(shè)有套裝在上述桿體外的上隔板，上述上隔板與上述缸體的內(nèi)側(cè)壁密封配合，上述下壓電發(fā)電單元固定放置在上述缸體的內(nèi)底面上，上述下壓電發(fā)電單元的上表面上疊設(shè)有與上述缸體密封配合的下隔板，上述上隔板與上述塞體之間形成有一上磁流變液腔室，上述塞體與上述下隔板之間形成有一下磁流變液腔室，上述上磁流變液腔室與上述下磁流變液腔室均填充滿有磁流變液填充物，上述缸體的側(cè)壁上開設(shè)有與上述上磁流變液腔室相通的出液口，上述出液口上連通有處于缸體外的蓄能器，上述塞體上開設(shè)有若干貫通塞體上下兩端的節(jié)流孔，各節(jié)流孔沿上述塞體的周向方向間隔環(huán)繞分布，上述塞體內(nèi)安裝有處于各節(jié)流孔范圍內(nèi)的勵(lì)磁線圈機(jī)構(gòu)，上述上壓電發(fā)電單元和上述下壓電發(fā)電單元分別與上述電能提取與存儲(chǔ)單元電連接，上述控制單元包括用于感應(yīng)缸體內(nèi)壓力值的壓力傳感器和接收壓力傳感器的信號(hào)并根據(jù)此信號(hào)來控制電能提取與存儲(chǔ)單元放電的控制器，上述壓力傳感器、上述控制器、上述電能提取與存儲(chǔ)單元和上述勵(lì)磁線圈機(jī)構(gòu)依次電連接構(gòu)成一閉合回路，且上述壓力傳感器安裝在上述上隔板上。
[0008]上述勵(lì)磁線圈機(jī)構(gòu)包括繞線座體和勵(lì)磁線圈，上述繞線座體呈柱狀結(jié)構(gòu)，上述塞體的中心部位處開設(shè)有供上述繞線座體套緊安裝于內(nèi)的安裝孔，上述安裝孔的下端端口內(nèi)側(cè)壁上凹設(shè)有閉環(huán)形限位槽，上述繞線座體的下端端部外側(cè)壁上凸設(shè)有卡入閉環(huán)形限位槽內(nèi)的閉環(huán)形凸環(huán)，上述桿體豎立垂直于上述繞線座體的上表面上，且上述繞線座體的上表面下凹有安裝腔室，上述桿體的下端端部延伸設(shè)有套緊于安裝腔室內(nèi)的擴(kuò)徑安裝頭，上述勵(lì)磁繞圈沿上述繞線座體的軸線方向繞設(shè)在上述繞線座體外，且上述繞線座體的外側(cè)壁上開設(shè)有供勵(lì)磁線圈嵌裝于內(nèi)的線圈凹槽。
[0009]上述上壓電發(fā)電單元和上述下壓電發(fā)電單元均為由若干壓電陶瓷發(fā)電片依次疊放，并串聯(lián)或并聯(lián)在一起構(gòu)成的。
[0010]上述上壓電發(fā)電單元外套設(shè)有上環(huán)形彈簧，上述上環(huán)形彈簧的下端抵壓在上述上隔板的上表面上，上述缸體的上端內(nèi)設(shè)有處于上隔板上方的上頂靠臺(tái)階，上述上環(huán)形彈簧的上端頂靠在上述上頂靠臺(tái)階上，上述壓力傳感器夾緊于上述上頂靠臺(tái)階與上述上環(huán)形彈簧上端之間；上述下壓電發(fā)電單元外套設(shè)有下環(huán)形彈簧，上述缸體的下端設(shè)有處于下隔板下方的下頂靠臺(tái)階，上述下環(huán)形彈簧張緊于上述下隔板與上述下頂靠臺(tái)階之間。
[0011]采用上述方案后，本發(fā)明的一種壓電陶瓷與磁流變液組合的饋能式阻尼器，當(dāng)外界傳給活塞桿一個(gè)振動(dòng)迫使活塞桿向下運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)使塞體向下移動(dòng)，塞體的下移會(huì)將上磁流變液腔室內(nèi)的磁流變液填充物經(jīng)節(jié)流孔注入至下磁流變液腔室內(nèi)，下磁流變液腔室內(nèi)具有向下的壓力，下壓電發(fā)電單元受壓產(chǎn)生電能，并通過電能提取與存儲(chǔ)單元將電能存儲(chǔ)起來，電能提取與存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的電能對(duì)勵(lì)磁線圈機(jī)構(gòu)進(jìn)行放電，給勵(lì)磁線圈機(jī)構(gòu)提供相應(yīng)電流，勵(lì)磁線圈機(jī)構(gòu)通電產(chǎn)生磁場(chǎng)，節(jié)流孔內(nèi)的磁流變液填充物受此磁場(chǎng)的影響而改變磁流變液的粘度，使磁流變液流過節(jié)流孔的阻尼力變小，此時(shí)，本發(fā)明的阻尼器主要起一個(gè)彈性作用，緩和沖擊，實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)的半主動(dòng)控制，；當(dāng)外界傳給活塞桿一個(gè)振動(dòng)迫使活塞桿向上運(yùn)動(dòng)時(shí)塞體向上移動(dòng)，下磁流變液腔室內(nèi)的磁流變液填充物經(jīng)節(jié)流孔注入至上磁流變液腔室內(nèi)，上磁流變液腔室內(nèi)具有向上的壓力，上壓電發(fā)電單元受壓產(chǎn)生電能，并通過電能提取與存儲(chǔ)單元將電能存儲(chǔ)起來，電能提取與存儲(chǔ)單元所存儲(chǔ)的電能再給勵(lì)磁線圈機(jī)構(gòu)供電，勵(lì)磁線圈機(jī)構(gòu)通電產(chǎn)生磁場(chǎng)，節(jié)流孔內(nèi)的磁流變液填充物受此磁場(chǎng)的影響而改變磁流變液的阻尼力，使磁流變液流過節(jié)流孔的阻尼力變大，此時(shí)，本發(fā)明的阻尼器能夠迅速減振，實(shí)現(xiàn)減振的效果，同時(shí)，壓力傳感器可感應(yīng)到上磁流變液腔室內(nèi)的壓力變化信號(hào)，并將此信號(hào)發(fā)送給控制器，控制器根據(jù)此信號(hào)來控制供給勵(lì)磁線圈機(jī)構(gòu)的電流值，勵(lì)磁線圈機(jī)構(gòu)得到最佳電流值，從而達(dá)到最佳的緩沖和阻尼作用，使減震效果較為穩(wěn)定、平緩。本發(fā)明的有益效果:其可將壓電發(fā)電單元因受振動(dòng)而產(chǎn)生的電能收集起來，并將收集起來的電能給與磁流變液相配套的勵(lì)磁線圈機(jī)構(gòu)提供電流，使磁流變液實(shí)現(xiàn)減振效果，減震效果較佳，同時(shí)，一方面可將壓電發(fā)電單元受振動(dòng)產(chǎn)生的電能得以利用，避免傳統(tǒng)壓電陶瓷產(chǎn)生的電能未能到利用而造成能源浪費(fèi)的問題，另一方面解決了磁流變液減震所需的電能，彌補(bǔ)了磁流變液的減振方式因供能問題而造成使用地域受限的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意剖視圖；
[0013]圖2為本發(fā)明中繞線座體的剖視圖；
[0014]圖3為本發(fā)明中節(jié)流孔處的磁線分布圖；
[0015]圖4為本發(fā)明的工作原理框圖。
[0016]其中:
[0017]缸體I出液口11
[0018]活塞桿2塞體21
[0019]節(jié)流孔211桿體22
[0020]上壓電發(fā)電單元 3下壓電發(fā)電單元4
[0021]電能提取與存儲(chǔ)單元5
[0022]上隔板6下隔板7
[0023]蓄能器8 勵(lì)磁線圈機(jī)構(gòu) 9
[0024]繞線座體 91 閉環(huán)形凸環(huán) 911
[0025]線圈凹槽 912安裝腔室913
[0026]勵(lì)磁線圈 92 磁流變液填充物100
[0027]壓力傳感器 101控制器102
[0028]上環(huán)形彈簧 200下環(huán)形彈簧 300
【具體實(shí)施方式】
[0029]本發(fā)明的壓電陶瓷與磁流變液組合的饋能式阻尼器，如圖1-3所示，包括缸體1，活塞桿2，處于缸體I內(nèi)的上壓電發(fā)電單元3和下壓電發(fā)電單元4，及處于缸體I外的電能提取與存儲(chǔ)單元5和控制單元；其中:
[0030]所述的缸體I呈上下兩端為閉合狀的中空柱狀結(jié)構(gòu)，該活塞桿2具有塞體21和豎立連接在塞體21上表面上的桿體22，塞體21處于缸體I內(nèi)，并與缸體I的內(nèi)側(cè)壁密封配合，桿體22豎立處于缸體I內(nèi)，且桿體22的上端端部活動(dòng)緊密伸出缸體I的上表面外。[0031 ] 所述的上壓電發(fā)電單元3套裝于桿體22的上端外，此上壓電發(fā)光單元3為由若干壓電陶瓷發(fā)電片由上而下依次疊放，并串聯(lián)或并聯(lián)在一起構(gòu)成的，該上壓電發(fā)光單元3呈柱狀結(jié)構(gòu)，上壓電發(fā)電單元3的下底面上疊設(shè)有套裝在桿體22外的上隔板6，上隔板6與缸體I的內(nèi)側(cè)壁密封配合。
[0032]所述的下壓電發(fā)電單元4固定放置在缸體I的內(nèi)底面上，該下壓電發(fā)電單元4為由若干壓電陶瓷發(fā)電片由上而下依次疊放，并串聯(lián)或并聯(lián)在一起構(gòu)成的，該下壓電發(fā)光單元4呈柱狀結(jié)構(gòu)，該下壓電發(fā)電單元4的上表面上疊設(shè)有與缸體I密封配合的下隔板7。
[0033]所述的上隔板6的下底面與塞體21的上表面之間形成有一上磁流變液腔室(圖中未示出)，塞體21的下底面與下隔板7之間形成有一下磁流變液腔室，該上磁流變液腔室與下磁流變液腔室均填充滿有磁流變液填充物100，缸體I的側(cè)壁位于上磁流變液腔室上開設(shè)有與上磁流變液腔室相通的出液口 11，出液口 11上連通有處于缸體I外的蓄能器8，該蓄能器8為阻尼器中的蓄能器，其結(jié)構(gòu)與工作原理與阻尼器中的蓄能器的結(jié)構(gòu)與工作原理相同，本 申請(qǐng)人:在此不再累述。
[0034]所述的塞體21上開設(shè)有若干貫通塞體21上下兩端的節(jié)流孔211，即節(jié)流孔211的上端與上磁流變液腔室相通，下端與下磁流變液腔室相通，各節(jié)流孔211沿塞體21的周向方向間隔環(huán)繞分布，各節(jié)流孔211可構(gòu)成一環(huán)形空間，該塞體21內(nèi)安裝有處于環(huán)形空間內(nèi)的勵(lì)磁線圈機(jī)構(gòu)9，勵(lì)磁線圈機(jī)構(gòu)9包括繞線座體91和勵(lì)磁線圈92，繞線座體91呈柱狀結(jié)構(gòu)，塞體21位于環(huán)形空間內(nèi)(即中心部位處)開設(shè)有供繞線座體91套緊安裝于內(nèi)的安裝孔(圖中未示出)，安裝孔的下端端口內(nèi)側(cè)壁上凹設(shè)有閉環(huán)形限位槽，繞線座體91的下端端部外側(cè)壁上凸設(shè)有卡入閉環(huán)形限位槽內(nèi)的閉環(huán)形凸環(huán)911，通過繞線座體91與塞體21的套緊配合和閉環(huán)形凸環(huán)911與閉環(huán)形限位槽的配合可使繞線座體91與塞體21的緊配合連接，該勵(lì)磁繞圈92沿繞線座體91的軸線方向繞設(shè)在繞線座體91外，且繞線座體91的外側(cè)壁上開設(shè)有供勵(lì)磁線圈嵌裝于內(nèi)的線圈凹槽912，通過此線圈凹槽912可實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁線圈92的安裝，該桿體22的下端垂直于繞線座體91的上表面上，且繞線座體91的上表面下凹有安裝腔室913，桿體22的下端端部延伸設(shè)有套緊于安裝腔室913內(nèi)的擴(kuò)徑安裝頭(圖中未示出)，通過安裝腔室913與擴(kuò)徑安裝頭的配合可實(shí)現(xiàn)桿體22的固定安裝。
[0035]所述的上壓電發(fā)電單元3和下壓電發(fā)電單元4分別與電能提取與存儲(chǔ)單元5電連接，即上壓電發(fā)電單元3和下壓電發(fā)電單元4與電能提取與存儲(chǔ)單元5并聯(lián)連接，此電能提取與存儲(chǔ)單元5主要由能量提取電路(即SSHI收集電路)、極值檢測(cè)電路和儲(chǔ)能元件組成的，其主要功能是及時(shí)地將壓電發(fā)電單元產(chǎn)生的電能提取并儲(chǔ)存到儲(chǔ)能元件中，此單元是壓電陶瓷發(fā)電常用的，為公知技術(shù)，本 申請(qǐng)人:在此不再累述，控制單元包括用于感應(yīng)缸體2內(nèi)壓力值的壓力傳感器101和接收壓力傳感器101的信號(hào)并根據(jù)此信號(hào)來控制供給勵(lì)磁線圈92電流值的控制器102，壓力傳感器101與控制器102的輸入端電連接，電能提取與存儲(chǔ)單元5通過控制器102與勵(lì)磁線圈92電連接，且用于控制器102與勵(lì)磁線圈92連接用的導(dǎo)線的一端處于缸體I外，另一端穿過桿體22至繞線座體91處。
[0036]本發(fā)明中，該上壓電發(fā)電單元3外還套設(shè)有上環(huán)形彈簧200，上環(huán)形彈簧200的下端抵壓在上隔板6的上表面上，缸體I的上端內(nèi)設(shè)有處于上隔板6上方的上頂靠臺(tái)階，上環(huán)形彈簧200的上端頂靠在此上頂靠臺(tái)階上，壓力傳感器101夾緊于上頂靠臺(tái)階與上環(huán)形彈簧200上端之間，該上隔板6的外徑大于該上壓電發(fā)電單元3的外徑，這樣，上隔板6容置的隔板容置空間的內(nèi)徑大于處于隔板空間上方的上壓電發(fā)電單元3容置的發(fā)光單元容置空間的內(nèi)徑，使隔板空置空間與發(fā)光單元容置空間之間即具有一過渡臺(tái)階，此過渡臺(tái)階為上頂靠臺(tái)階；下壓電發(fā)電單元4外套設(shè)有下環(huán)形彈簧300，缸體I的下端設(shè)有處于下隔板7下方的下頂靠臺(tái)階，下環(huán)形彈簧300張緊于下隔板7與下頂靠臺(tái)階之間，該下壓電發(fā)電單元4的外徑小于下隔板7的外徑，這樣，下隔板7容置的隔板容置空間的內(nèi)徑大于處于隔板空間下方的下壓電發(fā)電單元4容置的發(fā)光單元容置空間的內(nèi)徑，使該隔板空置空間與該發(fā)光單元容置空間之間即具有一過渡臺(tái)階，此過渡臺(tái)階為所述的下頂靠臺(tái)階。
[0037]本發(fā)明的一種壓電陶瓷與磁流變液組合的饋能式阻尼器，如圖4所示，當(dāng)外界傳給活塞桿2—個(gè)振動(dòng)迫使活塞桿2向下運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)使塞體21向下移動(dòng)，塞體21的下移會(huì)對(duì)上磁流變液腔室內(nèi)的磁流變液填充物100進(jìn)行壓縮，使上磁流變液腔室內(nèi)的磁流變液填充物100經(jīng)節(jié)流孔211注入至下磁流變液腔室內(nèi)，下磁流變液腔室內(nèi)的磁流變液對(duì)下隔離板7施加向下的壓力，下隔板7將所受的下壓力傳遞給下壓電發(fā)電單元4，下壓電發(fā)電單元4受壓產(chǎn)生電能，產(chǎn)生的電能通過電能提取與存儲(chǔ)單元5將電能存儲(chǔ)起來，電能提取與存儲(chǔ)單元5存儲(chǔ)的電能再經(jīng)控制器102給勵(lì)磁線圈92供電，勵(lì)磁線圈92得電產(chǎn)生磁場(chǎng)，此產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)對(duì)流經(jīng)節(jié)流孔211的磁流變液填充物100進(jìn)行切割，使節(jié)流孔211內(nèi)的磁流變液填充物100的粘度受改變，并控制磁流變液流過節(jié)流孔211的阻尼力變小，此時(shí)，本發(fā)明的阻尼器主要起一個(gè)彈性作用，緩和沖擊，實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)的半主動(dòng)控制；當(dāng)外界傳給活塞桿2 —個(gè)振動(dòng)迫使活塞桿向上運(yùn)動(dòng)時(shí)塞體21向上移動(dòng)，下磁流變液腔室內(nèi)的磁流變液填充物100經(jīng)節(jié)流孔211注入至上磁流變液腔室內(nèi)，上磁流變液腔室內(nèi)的磁流變液對(duì)上隔離板6具有向上的壓力，上壓電發(fā)電單元3受壓產(chǎn)生電能，并通過電能提取與存儲(chǔ)單元5將電能存儲(chǔ)起來，存儲(chǔ)的電能經(jīng)控制器102給勵(lì)磁線圈92供電，勵(lì)磁線圈92得電產(chǎn)生磁場(chǎng)，此產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)對(duì)流經(jīng)節(jié)流孔211的磁流變液填充物100進(jìn)行切割，使節(jié)流孔211內(nèi)的磁流變液填充物100的粘度受改變，并控制磁流變液流經(jīng)節(jié)流孔211的阻尼力變大，此時(shí)本發(fā)明的阻尼器能夠迅速減振，實(shí)現(xiàn)減振的效果；同時(shí)，上、下磁流變液腔室內(nèi)磁流變液填充物在流動(dòng)時(shí)，壓力傳感器101能夠感應(yīng)到上磁流變液腔室內(nèi)的壓力變化信號(hào)，并將此信號(hào)發(fā)送給控制器102，控制器102根據(jù)此信號(hào)來控制供給勵(lì)磁線圈92的電流值，使勵(lì)磁線圈92得到最佳電流值，從而達(dá)到最佳的緩沖和阻尼作用，使減震效果較為穩(wěn)定、平緩。另，當(dāng)活塞桿2下移到最大位移或上移到最大位移時(shí)上環(huán)形彈簧200或下環(huán)形彈簧300利用自身的恢復(fù)力控制活塞桿2反向移動(dòng)，可以防上、下壓電發(fā)電單元受壓過大而發(fā)生破損的問題，同時(shí)，塞體21在上下移動(dòng)時(shí)上、下環(huán)形彈簧200、300和蓄能器8能夠儲(chǔ)存額外的能量，實(shí)現(xiàn)磁流變液流量的平衡。
[0038]本發(fā)明的一種壓電陶瓷與磁流變液組合的饋能式阻尼器，具有如下效果:
[0039]一、可將上、下壓電發(fā)電單元3、4受振動(dòng)而產(chǎn)生的電能收集起來，并將收集起來的電能給與勵(lì)磁線圈92提供電流，使磁流變液實(shí)現(xiàn)減震功效，減震效果較佳；從而使上、下壓電發(fā)電單元3、4受振動(dòng)產(chǎn)生的電能得以利用，避免傳統(tǒng)壓電陶瓷產(chǎn)生的電能未能到利用而造成能源浪費(fèi)的問題，并解決了磁流變液減震所需的電能，彌補(bǔ)了磁流變液的減振方式因供能問題而造成使用地域受限的問題，實(shí)現(xiàn)了震動(dòng)能量的回收再利用。
[0040]二、通過上、下隔離板可防止磁流變液填充物相應(yīng)流入上、下壓電發(fā)電單元處，對(duì)上、下壓電發(fā)電單元起到保護(hù)作用，同時(shí)，塞體21在上下壓縮過程中能集中地給上、下壓電發(fā)電單元傳遞均勻和穩(wěn)定的壓力，防止壓電發(fā)電單元受力不勻而發(fā)生受損的現(xiàn)象。
[0041]三、通過壓力傳感器和控制器的配合可對(duì)磁流變液的粘度進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)磁流變液阻尼力的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)阻尼器阻尼的可控可調(diào)，減震效果更為優(yōu)異、平緩。
[0042]四、具有響應(yīng)速度快，致動(dòng)力變化范圍大、控制方式簡(jiǎn)單、適用環(huán)境不受限等優(yōu)點(diǎn)。
[0043]本發(fā)明的一種壓電陶瓷與磁流變液組合的饋能式阻尼器，其適用于沖擊強(qiáng)度較大、重載、大振幅的振動(dòng)環(huán)境，特別是應(yīng)用于車輛上時(shí)，可達(dá)到車輛舒適性和平順性的統(tǒng)一。
[0044]上述實(shí)施例和圖式并非限定本發(fā)明的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員對(duì)其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。
【權(quán)利要求】
1.一種壓電陶瓷與磁流變液組合的饋能式阻尼器，其特征在于:包括缸體，活塞桿，處于缸體內(nèi)的上壓電發(fā)電單元和下壓電發(fā)電單元，及處于缸體外的電能提取與存儲(chǔ)單元和控制單元；上述活塞桿具有塞體和豎立連接在塞體上表面上的桿體，上述塞體處于上述缸體內(nèi)，并與上述缸體密封配合，上述桿體的上端端部活動(dòng)緊密伸出上述缸體的上表面外，上述上壓電發(fā)電單元套裝于上述桿體的上端外，上述上壓電發(fā)電單元的下底面上疊設(shè)有套裝在上述桿體外的上隔板，上述上隔板與上述缸體的內(nèi)側(cè)壁密封配合，上述下壓電發(fā)電單元固定放置在上述缸體的內(nèi)底面上，上述下壓電發(fā)電單元的上表面上疊設(shè)有與上述缸體密封配合的下隔板，上述上隔板與上述塞體之間形成有一上磁流變液腔室，上述塞體與上述下隔板之間形成有一下磁流變液腔室，上述上磁流變液腔室與上述下磁流變液腔室均填充滿有磁流變液填充物，上述缸體的側(cè)壁上開設(shè)有與上述上磁流變液腔室相通的出液口，上述出液口上連通有處于缸體外的蓄能器，上述塞體上開設(shè)有若干貫通塞體上下兩端的節(jié)流孔，各節(jié)流孔沿上述塞體的周向方向間隔環(huán)繞分布，上述塞體內(nèi)安裝有處于各節(jié)流孔范圍內(nèi)的勵(lì)磁線圈機(jī)構(gòu)，上述上壓電發(fā)電單元和上述下壓電發(fā)電單元分別與上述電能提取與存儲(chǔ)單元的輸入端電連接，上述控制單元包括用于感應(yīng)缸體內(nèi)壓力值的壓力傳感器和接收壓力傳感器的信號(hào)并根據(jù)此信號(hào)來控制供給勵(lì)磁線圈機(jī)構(gòu)電流值的控制器，上述壓力傳感器與上述控制器的輸入端電連接，上述電能提取與存儲(chǔ)單元的輸出端經(jīng)上述控制器與上述勵(lì)磁線圈機(jī)構(gòu)電連接，且上述壓力傳感器安裝在上述上隔板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電陶瓷與磁流變液組合的饋能式阻尼器，其特征在于:上述勵(lì)磁線圈機(jī)構(gòu)包括繞線座體和勵(lì)磁線圈，上述繞線座體呈柱狀結(jié)構(gòu),上述塞體的中心部位處開設(shè)有供上述繞線座體套緊安裝于內(nèi)的安裝孔，上述安裝孔的下端端口內(nèi)側(cè)壁上凹設(shè)有閉環(huán)形限位槽，上述繞線座體的下端端部外側(cè)壁上凸設(shè)有卡入閉環(huán)形限位槽內(nèi)的閉環(huán)形凸環(huán)，上述桿體豎立垂直于上述繞線座體的上表面上，且上述繞線座體的上表面下凹有安裝腔室，上述桿體的下端端部延伸設(shè)有套緊于安裝腔室內(nèi)的擴(kuò)徑安裝頭，上述勵(lì)磁繞圈沿上述繞線座體的軸線方向繞設(shè)在上述繞線座體外，且上述繞線座體的外側(cè)壁上開設(shè)有供勵(lì)磁線圈嵌裝于內(nèi)的線圈凹槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電陶瓷與磁流變液組合的饋能式阻尼器，其特征在于:上述上壓電發(fā)電單元和上述下壓電發(fā)電單元均為由若干壓電陶瓷發(fā)電片依次疊放，并串聯(lián)或并聯(lián)在一起構(gòu)成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電陶瓷與磁流變液組合的饋能式阻尼器，其特征在于:上述上壓電發(fā)電單元外套設(shè)有上環(huán)形彈簧，上述上環(huán)形彈簧的下端抵壓在上述上隔板的上表面上，上述缸體的上端內(nèi)設(shè)有處于上隔板上方的上頂靠臺(tái)階，上述上環(huán)形彈簧的上端頂靠在上述上頂靠臺(tái)階上，上述壓力傳感器夾緊于上述上頂靠臺(tái)階與上述上環(huán)形彈簧上端之間；上述下壓電發(fā)電單元外套設(shè)有下環(huán)形彈簧，上述缸體的下端設(shè)有處于下隔板下方的下頂靠臺(tái)階，上述下環(huán)形彈簧張緊于上述下隔板與上述下頂靠臺(tái)階之間。
【文檔編號(hào)】F16F9/19GK104165204SQ201410358993
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】楊帆, 高紅凱, 夏明博, 彭正 申請(qǐng)人:華僑大學(xué)