一種阻尼器及其阻尼減振系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種阻尼器及其阻尼減振系統(tǒng)，尤其涉及磁流變阻尼器，尤其是涉及一種活塞凈橫截面面積可調(diào)的磁流變阻尼器，包括兩個(gè)重疊的同軸活塞-主活塞和副活塞，通過兩個(gè)活塞徑向相對轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)凈橫截面積，改善阻尼性能；主活塞和副活塞之間的徑向相對轉(zhuǎn)動可以通過電機(jī)帶動其中一方進(jìn)行徑向運(yùn)動而限制另外一方相對徑向運(yùn)動，或者通過在活塞缸內(nèi)壁設(shè)置與副活塞外周的凸耳/齒牙相配合的螺旋傾斜的導(dǎo)向槽，當(dāng)副活塞隨主活塞上下軸向運(yùn)動時(shí)，由于凸耳/齒牙與導(dǎo)向槽之間的抵推作用而產(chǎn)生主活塞和從活塞的相對徑向運(yùn)動，上述阻尼器可以實(shí)現(xiàn)一器多用，可以實(shí)現(xiàn)同一阻尼器同時(shí)具備各種模式，例如流動閥模式、剪切模式、擠壓模式及三者的組合模式等，降低生產(chǎn)成本。
【專利說明】
—種阻尼器及其阻尼減振系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種阻尼器，尤其是磁流變(MR)阻尼器，尤其是涉及一種活塞凈橫截面面積可調(diào)的磁流變阻尼器，包括兩個(gè)重疊的同軸活塞，通過兩個(gè)活塞徑向相對轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)凈橫截面積，拓展阻尼力調(diào)節(jié)手段，改善阻尼器性能。

【背景技術(shù)】
[0002]磁流變液(Magneto Rheological Fluid，MRF)是由微小金屬顆粒(例如鐵粉)、載體流體以及穩(wěn)定劑等組成，隨著外加磁場變化、具有可控流變特性的特定的非膠體性質(zhì)的懸浮液體。在無磁場作用下，表現(xiàn)為一般流體的性質(zhì)，在施加外加磁場時(shí)，磁流變液的流變學(xué)行為表現(xiàn)為屈服應(yīng)力隨著外加磁場強(qiáng)度線性的增加，利用該特性可以制成各種模式的阻尼器，例如流動閥模式、剪切模式、擠壓模式及三者的組合模式等。以傳統(tǒng)流動閥模式的阻尼器為例，活塞將活塞缸隔成上下兩個(gè)缸室，磁流變液由活塞上的阻尼孔或單獨(dú)旁路構(gòu)成，磁流變液工作于半流動模式，通過調(diào)節(jié)線圈的電流或電壓進(jìn)而調(diào)節(jié)磁場強(qiáng)度來改變磁流變液的工作黏性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)磁流變阻尼器的目的。
[0003]但是傳統(tǒng)阻尼器的阻尼孔或單獨(dú)旁路通路往往是固定結(jié)構(gòu)，固定結(jié)構(gòu)的阻尼孔或者旁路通路的凈橫截面積恒定，在相同磁場強(qiáng)度情況下，阻尼器的阻尼力調(diào)節(jié)范圍固定，當(dāng)磁場強(qiáng)度建立故障或者其他涉及阻尼性能可調(diào)需要時(shí)，導(dǎo)致出現(xiàn)阻尼性能不可控的技術(shù)問題，一旦阻尼器不可控容易延誤正常生產(chǎn)甚至震壞生產(chǎn)設(shè)備，造成經(jīng)濟(jì)損失。另外傳統(tǒng)阻尼器由于固定結(jié)構(gòu)，不能實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域多功能的一器多用，導(dǎo)致振動控制成本過大。本實(shí)用新型旨在提供一種除磁場強(qiáng)度可控外，通過活塞凈橫截面面積可調(diào)的方式對阻尼力范圍實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)可控的裝置，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)一器多用，滿足多種場合領(lǐng)域的使用要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于，提供一種活塞凈橫截面面積可調(diào)的磁流變阻尼器。
[0005]為達(dá)到上述目的，設(shè)置該阻尼器包括活塞與活塞缸，所述活塞與所述活塞缸裝配、可無泄漏地沿軸向相對運(yùn)動，其中所述活塞包括主活塞和副活塞，所述主活塞設(shè)置有主活塞桿，所述副活塞同軸地套在活塞桿上，并通過具有合適預(yù)緊力的彈簧壓緊抵靠在主活塞上，使得主活塞與副活塞之間即可相對無障礙轉(zhuǎn)動又不會造成磁流變液不必要的泄漏，其中，主活塞表面均勻周布設(shè)置有徑向排列的阻尼孔，同時(shí)副活塞表面阻尼孔的設(shè)置(數(shù)量/形狀/孔徑/位置)與主活塞保持一致，基于以上結(jié)構(gòu)，當(dāng)主活塞在活塞缸內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動時(shí)，保持主活塞與副活塞徑向相對運(yùn)動，從而達(dá)到阻尼孔相對凈橫截面面積變化。
[0006]為達(dá)到所述主活塞和所述副活塞徑向相對轉(zhuǎn)動，采用設(shè)置所述主活塞桿靠近上底座端通過鍵連接帶有齒的齒盤，所述齒盤同軸地安裝在所述主活塞桿上，主活塞桿可以是單頭活塞桿也可以是雙頭活塞桿，并通過電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，所述電機(jī)的主軸保持與所述主活塞桿軸垂直，并通過蝸輪蝸桿方式驅(qū)動所述齒盤，所述電機(jī)的運(yùn)行/停止由電子控制單元(ECU)控制，當(dāng)控制單元發(fā)出運(yùn)轉(zhuǎn)(正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn))指令，所述電機(jī)主軸旋轉(zhuǎn)并帶動所述齒盤運(yùn)動，所述齒盤通過鍵將運(yùn)動傳遞給所述主活塞桿，所述主活塞桿帶動所述主活塞旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)主活塞與副活塞的相對徑向運(yùn)動，其中，所述副活塞可以通過彈簧端部伸出端插入副活塞相應(yīng)盲孔中限定徑向運(yùn)動(彈簧另外相對一端伸出端插入活塞缸缸蓋相應(yīng)盲孔中)，所述副活塞的相對徑向運(yùn)動的限制亦可通過如下方式實(shí)現(xiàn):所述副活塞外圓周均勻設(shè)置有若干個(gè)凸耳，所述活塞缸內(nèi)壁設(shè)置有與活塞缸軸線平行的若干長條狀導(dǎo)向槽，所述凸耳數(shù)量與所述導(dǎo)向槽數(shù)量對應(yīng)，并無間隙地卡合在所述鍵槽內(nèi)。
[0007]為達(dá)到所述主活塞和所述副活塞徑向相對轉(zhuǎn)動，亦可采用如下方式:所述副活塞外圓周均勻設(shè)置有若干個(gè)凸耳，所述活塞缸內(nèi)壁螺旋地設(shè)置有若干長條狀導(dǎo)向槽，所述凸耳與所述導(dǎo)向槽配合，當(dāng)主活塞上下往復(fù)運(yùn)動時(shí)，所述凸耳受到所述導(dǎo)向槽的徑向力，推動所述副活塞相對所述主活塞作相對地徑向運(yùn)動。
[0008]另外，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境需要，所述活塞缸內(nèi)壁導(dǎo)向槽按照實(shí)際所需運(yùn)動曲線進(jìn)行設(shè)置，例如主活塞從活塞缸下止點(diǎn)運(yùn)動到上止點(diǎn)過程中副活塞相對主活塞徑向運(yùn)動半周、一周或者若干周，或者主活塞從活塞缸下止點(diǎn)運(yùn)動到上止點(diǎn)過程中副活塞相對主活塞徑向運(yùn)動先順時(shí)針旋轉(zhuǎn)后逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，或者只順/逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；另外，基于上述相對運(yùn)動圈數(shù)(角度)以及相對運(yùn)動方向的其他多種組合，亦即以副活塞對于主活塞的相對運(yùn)動角度與活塞上下行程(位置)的函數(shù)曲線關(guān)系來設(shè)置活塞缸內(nèi)壁導(dǎo)向槽的形狀；另外，同時(shí)可配合阻尼孔的設(shè)置(數(shù)量/形狀/孔徑/位置)實(shí)現(xiàn)活塞凈橫截面面積變化的多種形式以滿足實(shí)際情況的阻尼調(diào)節(jié)需要。
[0009]基于本實(shí)用新型可以達(dá)到如下積極效果:可以實(shí)現(xiàn)除磁場強(qiáng)度可控外，通過活塞凈橫截面面積可調(diào)的方式對阻尼力大小實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)的阻尼器，優(yōu)選是缸內(nèi)液體介質(zhì)為磁流變液的阻尼器。
[0010]基于以上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)不僅可以使得該阻尼器只進(jìn)行直動式往復(fù)運(yùn)動，也可以進(jìn)行直動式和剪切運(yùn)動，另外也可以橫截面全部封閉而進(jìn)行較低強(qiáng)度或幅值的擠壓模式運(yùn)動，從而可以制成各種模式的阻尼器，例如流動模式、流動與剪切組合模式、擠壓模式等，實(shí)現(xiàn)一器多用的功能。
[0011]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的橫截面可調(diào)的磁流變阻尼器的剖面圖；
[0013]圖2A為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的橫截面可調(diào)的磁流變阻尼器的剖面圖的A-A向視圖；
[0014]圖2B為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的橫截面可調(diào)的磁流變阻尼器的主活塞和副活塞的截面圖；
[0015]圖2C為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的橫截面可調(diào)的磁流變阻尼器的主活塞和副活塞的截面圖；
[0016]圖2D為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的橫截面可調(diào)的磁流變阻尼器的主活塞和副活塞的截面圖；
[0017]圖3A、3B為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的橫截面可調(diào)的磁流變阻尼器的活塞缸的一種順時(shí)針/逆時(shí)針展開圖；
[0018]圖3C、3D為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的橫截面可調(diào)的磁流變阻尼器的活塞缸的另外一種順時(shí)針/逆時(shí)針展開圖；
[0019]圖3E為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的橫截面可調(diào)的磁流變阻尼器的活塞缸的圖3A、圖3B展開圖對應(yīng)的凈橫截面面積S與活塞升程H之間的關(guān)系曲線；
[0020]圖3F為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的橫截面可調(diào)的磁流變阻尼器的活塞缸的圖3C、圖3D展開圖對應(yīng)的凈橫截面面積S與活塞升程H之間的關(guān)系曲線；
[0021]圖4為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的橫截面可調(diào)的磁流變阻尼器的一種實(shí)施例；
[0022]圖5為為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的橫截面可調(diào)的磁流變阻尼器的電機(jī)工作圖；
[0023]在圖1_圖5中，Ia-王活塞桿，Ib-王活塞，2_副活塞，3_活塞缸，3a_上缸室，3b-下缸室，3c-下底座，4-線圈，5-電機(jī)，6-齒盤，7-軸承，8-卡環(huán)，9-鍵，10-止板，11-彈簧，12-導(dǎo)向槽，13-凸耳，14-缸蓋，15-鍵槽，16-上底座，17-阻尼孔，a-鍵槽傾斜角，W-鍵槽寬度，D-鍵槽轉(zhuǎn)程，H-鍵槽升程，E⑶-電子控制單元，S、Λ S、S1、S2、S3、S4-凈橫截面面積。

【具體實(shí)施方式】
[0024]本實(shí)用新型公開了一種阻尼器，優(yōu)先是磁流變阻尼器，尤其適合用于需要阻尼控制的應(yīng)用，在以下優(yōu)選實(shí)施例中，采用改變活塞阻尼孔凈橫截面面積的方式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的構(gòu)思，與本實(shí)用新型構(gòu)思相關(guān)的各個(gè)部件的不同表達(dá)形式不拘泥于本實(shí)施例的具體形式。
[0025]實(shí)施例1:
[0026]一種阻尼器，包括活塞缸(3)、主活塞(lb)、副活塞(2)、缸蓋(14)，其特征在于，所述活塞缸(3)內(nèi)壁面上螺旋傾斜地設(shè)置有若干長條狀導(dǎo)向槽(12)，所述副活塞(2)外圓周設(shè)置有若干凸耳(13)，所述導(dǎo)向槽(12)與所述凸耳(13)相互配合，所述副活塞(2)同軸地套裝在主活塞(Ib)的主活塞桿(Ia)上，并通過彈簧(11)預(yù)緊抵靠在主活塞(Ib)上，所述主活塞(Ib )和副活塞(2 )表面設(shè)置有若干阻尼孔(17 );
[0027]所述的阻尼器，還包括線圈(4)和位于所述活塞缸(3)內(nèi)的磁流變液，所述線圈
(4)設(shè)置在所述活塞缸(3)外壁上，并受到控制單元的控制以調(diào)整所述磁流變液的阻尼力；
[0028]所述的阻尼器，其特征在于，副活塞(2)由于彈簧(11)的抵靠作用而伴隨主活塞(Ib)上下運(yùn)動，副活塞(2)外圓周上的凸耳(13)嵌合在活塞缸(3)內(nèi)壁面上的導(dǎo)向槽(12)內(nèi)，所述凸耳(13)卡合在導(dǎo)向槽(12)內(nèi)運(yùn)動；
[0029]其工作原理是:當(dāng)主活塞(Ib)上下運(yùn)動時(shí)，副活塞(2)由于彈簧(11)的抵靠作用而伴隨主活塞(Ib)上下運(yùn)動，副活塞(2)外圓周上的凸耳(13)嵌合在活塞缸(3)內(nèi)壁面上的導(dǎo)向槽(12)內(nèi)，所述凸耳(13)伴隨副活塞(2)整體上下運(yùn)動的同時(shí)卡合在導(dǎo)向槽(12)內(nèi)運(yùn)動，由于受到導(dǎo)向槽(12)的周向推力而作相對徑向運(yùn)動，從而推動副活塞(2)作相對主活塞(Ib)的徑向運(yùn)動；
[0030]所述的阻尼器，其所述阻尼孔(17)優(yōu)選是均勻周布在主活塞(Ib)和副活塞(2)的表面上，在主活塞(Ib)和副活塞(2)的表面上阻尼孔(17)的布置方式一致；
[0031]所述的阻尼器，所述電機(jī)(5)優(yōu)選是步進(jìn)電機(jī)；
[0032]一種阻尼減振系統(tǒng)，包括前面所述的阻尼器。
[0033]圖1、2A、4、5所示阻尼系統(tǒng)，包括電子控制單元(E⑶)、阻尼器、安裝底座、驅(qū)動系統(tǒng)。
[0034]參見圖5，所述阻尼器，優(yōu)選為磁流變(MR)阻尼器，包括活塞缸3、主活塞lb、副活塞2、線圈4、彈簧11、缸蓋14，其中所述副活塞2同軸地套在主活塞Ib的主活塞桿Ia上，并借由彈簧11預(yù)緊地抵靠在主活塞Ib上，彈簧11另外一端預(yù)緊地抵靠在缸蓋14上，缸蓋14通過螺栓(未示出)等連接方式密封所述活塞缸3，所述主活塞Ib和副活塞2安裝在由活塞缸3和缸蓋14組成的密閉空間里，同時(shí)把活塞缸3的缸室隔成上缸室3a和下缸室3b，缸室內(nèi)設(shè)有阻尼介質(zhì)，優(yōu)選是磁流變液，所述線圈4纏繞在活塞缸3的外壁上，通過上述控制單元控制建立磁場，其中所述主活塞Ib和副活塞2上均勻周布有沿徑向排列的阻尼孔17，阻尼孔17的形狀可以是圓形孔、方孔、橢圓孔、三角孔、扇形孔，徑向阻尼孔列可以按照扇形、散射形等同軸周向均布，阻尼孔17的孔徑大小可變化，徑向阻尼孔列之間的間隔角度可以為/12、/6、31 /3、31/2,2 31 /3等，具體實(shí)施例示意圖參見圖2B、2C、2D。
[0035]參見圖4、5，其中所述安裝底座包括上底座16和下底座3c，所述下底座3c與活塞缸3 —體，也可以為分離式，由螺栓(未示出)等方式固連，所述上底座16通過軸承7與主活塞桿Ia連接，并通過止板10限定軸向竄動，所述主活塞桿Ia在靠近所述上底座16處設(shè)置有鍵槽15，齒盤6基于與鍵槽15配合的鍵9與所述主活塞桿Ia連接，齒盤6基于蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)與電機(jī)5主軸連接,所述電機(jī)5以電機(jī)主軸與主活塞桿Ia軸線垂直的方式安裝在上底座16上，所述電機(jī)5優(yōu)選是步進(jìn)電機(jī)，所述電機(jī)5同樣由所述控制單元(ECU)控制，當(dāng)所述ECU發(fā)出運(yùn)轉(zhuǎn)指令(正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn))后，電機(jī)5相應(yīng)動作，電機(jī)主軸通過蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)推動齒盤6轉(zhuǎn)動，齒盤6借助鍵9和位于主活塞桿Ia上的鍵槽15推動主活塞桿Ia徑向旋轉(zhuǎn)，從而推動副活塞2相對于主活塞Ib做徑向相對運(yùn)動(最大相對周向轉(zhuǎn)動過程為轉(zhuǎn)程D，活塞最大升程為H,傾斜角a=arctan (D/H)),實(shí)現(xiàn)活塞凈橫截面面積變化。
[0036]另外，為限定副活塞2的徑向跳動，可以設(shè)置彈簧11的伸出端(未示出)插入副活塞2的盲孔中，同理,彈簧11的另外一端伸出端(未不出)插入活塞缸蓋14的盲孔中，另外也可以合理設(shè)置彈簧預(yù)緊力，使用預(yù)緊力抵靠限制副活塞2的相對徑向運(yùn)動。
[0037]以圖2A所示為例，主活塞Ib從活塞缸3底部的下止點(diǎn)開始到活塞缸3頂部的上止點(diǎn)的整個(gè)運(yùn)動過程(或者反向運(yùn)動過程)中，基于外圍振動參數(shù)測量數(shù)據(jù)(例如振動傳感器等，未示出)傳遞到控制單元ECU并進(jìn)行判斷，當(dāng)振動強(qiáng)度低于一預(yù)定值時(shí)，減小施加到線圈4的電流強(qiáng)度，同時(shí)ECU控制電機(jī)主軸往使得活塞阻尼孔凈橫截面面積增大的方向上旋轉(zhuǎn)，反之，當(dāng)振動強(qiáng)度高于一預(yù)定值時(shí)，增大施加到線圈4的電流強(qiáng)度，同時(shí)ECU控制電機(jī)主軸往使得活塞阻尼孔凈橫截面面積減小的方向上旋轉(zhuǎn)。
[0038]另外，基于以上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)可以使得該阻尼器只進(jìn)行較大強(qiáng)度的直動式往復(fù)運(yùn)動，也可以進(jìn)行直動式和剪切的復(fù)合運(yùn)動，另外還可以橫截面全部封閉而進(jìn)行較低強(qiáng)度的擠壓運(yùn)動，從而可以制成各種模式的阻尼器，例如流動模式、流動與剪切組合模式、擠壓模式等，實(shí)現(xiàn)一器多用的功能，適用不同領(lǐng)域不同場合，減小使用成本。
[0039]實(shí)施例2:
[0040]另外一種阻尼器，包括活塞缸(3)、主活塞(lb)、副活塞(2)、缸蓋(14)，其特征在于，還包括驅(qū)動系統(tǒng)和安裝底座，所述安裝底座包括上底座(16)，所述驅(qū)動系統(tǒng)包括電機(jī)
(5)、齒盤(6)，所述副活塞(2)同軸地套裝在主活塞(Ib)的主活塞桿(Ia)上，并通過彈簧
(11)預(yù)緊抵靠在主活塞(Ib)上，所述主活塞(Ib)和副活塞(2)表面設(shè)置有若干阻尼孔
(17)，所述主活塞桿(Ib)上設(shè)置有與所述齒盤(6)鍵連接的鍵槽(15)，所述齒盤(6)由電機(jī)(5)驅(qū)動，所述電機(jī)(5)安裝于位于主活塞桿(Ia)端部的上底座(16)；
[0041]所述的阻尼器，還包括控制單元(E⑶)、線圈(4)和位于所述活塞缸(3)內(nèi)的磁流變液，所述線圈(4)設(shè)置在活塞缸(3)外壁上，所述控制單元(E⑶)控制線圈(4)和電機(jī)(5);
[0042]所述的阻尼器，其特征在于，副活塞(2)由于彈簧(11)的抵靠作用而伴隨主活塞(Ib)上下運(yùn)動，同時(shí)，所述控制單元(ECT)發(fā)出運(yùn)轉(zhuǎn)指令控制電機(jī)(5)相應(yīng)動作，電機(jī)(5)主軸與齒盤(6)連接，齒盤(6)借助鍵(9)和位于主活塞桿(Ia)上的鍵槽(15)與主活塞桿(Ia)連接；
[0043]其工作原理是:當(dāng)主活塞(Ib)上下運(yùn)動時(shí)，副活塞(2)由于彈簧(11)的抵靠作用而伴隨主活塞(Ib)上下運(yùn)動，同時(shí)，所述控制單元(ECT)發(fā)出運(yùn)轉(zhuǎn)指令后，電機(jī)(5)相應(yīng)動作，電機(jī)(5)主軸推動齒盤(6)轉(zhuǎn)動，齒盤(6)借助鍵(9)和位于主活塞桿(Ia)上的鍵槽
(15)推動主活塞桿(Ia)作徑向旋轉(zhuǎn)，從而推動副活塞(2)相對于主活塞(Ib)做徑向相對運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)活塞凈橫截面面積可調(diào)節(jié)；
[0044]所述的阻尼器，所述阻尼孔(17)優(yōu)選是均勻周布在主活塞(Ib)和副活塞(2)的表面上，在主活塞(Ib)和副活塞(2)的表面上阻尼孔(17)的布置方式一致；
[0045]所述的阻尼器，所述電機(jī)(5)優(yōu)選是步進(jìn)電機(jī)；
[0046]一種阻尼減振系統(tǒng)，包括前面所述的阻尼器。
[0047]圖1-3F所示阻尼系統(tǒng)，包括控制單元(E⑶)、阻尼器、安裝底座。
[0048]參見圖1其中所述阻尼器，優(yōu)選為磁流變(MR)阻尼器，包括活塞缸3、主活塞lb、副活塞2、線圈4、彈簧11、缸蓋14，其中所述副活塞2同軸地套在主活塞Ib的主活塞桿Ia上，并借由彈簧11預(yù)緊地抵靠在主活塞Ib上，彈簧11另外一端預(yù)緊地抵靠在缸蓋14上，缸蓋14通過螺栓(未示出)等連接方式密封所述活塞缸3，所述主活塞Ib和副活塞2安裝在由活塞缸3和缸蓋14組成的密閉空間里，同時(shí)把活塞缸3的缸室隔成上缸室3a和下缸室3b，缸室內(nèi)設(shè)有阻尼介質(zhì)，優(yōu)選是磁流變液，所述線圈4纏繞在活塞缸3的外壁上，通過上述控制單元控制建立磁場，其中所述主活塞Ib和副活塞2上均勻周布有沿徑向排列的阻尼孔17，阻尼孔17的形狀可以是圓形孔、方孔、橢圓孔、三角孔、扇形孔，徑向阻尼孔列可以按照扇形、散射形等同軸周向均布，阻尼孔17的孔徑大小可變化，徑向阻尼孔列之間的間隔角度可以為π/12、31/6、31/3、31/2、2 31/3等,具體實(shí)施例示意圖參見圖2B、2C、2D。
[0049]所述控制單元控制線圈4控制磁流變液的阻尼性能，所述安裝底座包括上底座16和下底座3c。
[0050]參見圖2A、3A、3B、3C、3D、3E、3F:圖3A、3B、3D、3E為活塞缸3的展開平面示意圖，所示活塞缸3內(nèi)壁上螺旋傾斜的導(dǎo)向槽12與圖2A中所示的副活塞2外圓周上的凸耳13配合，寬度為W，配合間隙優(yōu)選以最大程度降低磁流變液的泄漏并無障礙相對滑動為準(zhǔn)，所述凸耳數(shù)量可以是2、3、4、5、6、8個(gè)；另外，凸耳形狀不拘泥于矩形，可以是三角形、梯形等，凸耳可以是齒輪齒牙，將副活塞2外周一圈制成與活塞缸內(nèi)壁配合的螺旋齒，增強(qiáng)導(dǎo)向效果。
[0051]優(yōu)選如下具體技術(shù)方案對實(shí)用新型構(gòu)思進(jìn)行闡述，但不拘泥于以下若干方式。
[0052]以圖1-2A、3A、3B、3C所示為例，其中，基于螺旋傾斜設(shè)置的導(dǎo)向槽12，當(dāng)主活塞桿Ia從活塞缸3底部的下止點(diǎn)開始到活塞缸3頂部的上止點(diǎn)的整個(gè)運(yùn)動過程例如圖3A (或反向運(yùn)動過程例如圖3B)中，由于螺旋傾斜設(shè)置的導(dǎo)向槽12和與其配合的在副活塞2外圓周的凸耳的相互作用，從而推動副活塞2相對于主活塞Ib按照圖3C中SI (或者S2，根據(jù)具體需要選擇)做徑向相對運(yùn)動(最大相對周向轉(zhuǎn)動過程為轉(zhuǎn)程D，活塞最大升程為H，傾斜角a=arctan (D/H)),實(shí)現(xiàn)活塞凈橫截面面積變化。
[0053]以圖1_2A、3D、3E、3F所不為例，王活塞Ib從活塞缸3中間似直開始到活塞缸3頂部或底部的上止點(diǎn)或下止點(diǎn)的整個(gè)運(yùn)動過程例如圖3D (或反向運(yùn)動過程例如圖3D所示)中，基于外圍振動參數(shù)測量數(shù)據(jù)(例如振動傳感器等，未示出)傳遞到控制單元ECU并進(jìn)行判斷，當(dāng)振動強(qiáng)度低于一預(yù)定值時(shí)，減小施加到線圈4的電流強(qiáng)度，同時(shí)基于螺旋傾斜設(shè)置的導(dǎo)向槽12使得副活塞2與主活塞Ib之間的阻尼孔凈橫截面面積向增大的方向上旋轉(zhuǎn)，反之，當(dāng)振動強(qiáng)度高于一預(yù)定值時(shí)，增大施加到線圈4的電流強(qiáng)度，同時(shí)基于螺旋傾斜設(shè)置的導(dǎo)向槽12使得副活塞2與主活塞Ib之間的阻尼孔凈橫截面面積向減小的方向上旋轉(zhuǎn)，最終推動副活塞2相對于主活塞Ib按照圖3F中S3 (或者S4，根據(jù)具體需要選擇)做徑向相對運(yùn)動(最大相對周向轉(zhuǎn)動過程為轉(zhuǎn)程D，活塞最大升程為H/2，傾斜角a=arctan (2D/H))，實(shí)現(xiàn)活塞凈橫截面面積變化。
[0054]前述運(yùn)動展開圖3A、3B、3D、3E僅僅是對本實(shí)用新型構(gòu)思的若干示意圖，并不拘泥于以上四種變式，可以重新根據(jù)具體應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行變換組合，可以是多重折線也可以是曲線，可以是規(guī)則曲線也可以是不規(guī)則曲線，作為本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是容易想得到的。
[0055]另外，基于以上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)可以使得該阻尼器只進(jìn)行較大強(qiáng)度的直動式往復(fù)運(yùn)動，也可以進(jìn)行直動式和剪切的復(fù)合運(yùn)動，另外還可以橫截面全部封閉而進(jìn)行較低強(qiáng)度的擠壓運(yùn)動，從而可以制成各種模式的阻尼器，例如流動模式、流動與剪切組合模式、擠壓模式等，實(shí)現(xiàn)一器多用的功能，適用不同領(lǐng)域不同場合，減小使用成本。
【權(quán)利要求】
1.一種阻尼器，包括活塞缸(3)、主活塞(lb)、副活塞(2)、缸蓋(14)，其特征在于，所述活塞缸(3)內(nèi)壁面上螺旋傾斜地設(shè)置有若干長條狀導(dǎo)向槽(12)，所述副活塞(2)外圓周設(shè)置有若干凸耳(13)，所述導(dǎo)向槽(12)與所述凸耳(13)相互配合，所述副活塞(2)同軸地套裝在主活塞(Ib)的主活塞桿(Ia)上，并通過彈簧(11)預(yù)緊抵靠在主活塞(Ib)上，所述主活塞(Ib )和副活塞(2 )表面設(shè)置有若干阻尼孔(17 )。
2.如權(quán)利要求1所述的阻尼器，其特征在于，還包括線圈(4)和位于所述活塞缸(3)內(nèi)的磁流變液，所述線圈(4)設(shè)置在所述活塞缸(3)外壁上，并受到控制單元的控制以調(diào)整所述磁流變液的阻尼力。
3.如權(quán)利要求1所述的阻尼器，其特征在于，副活塞(2)由于彈簧(11)的抵靠作用而伴隨主活塞(Ib)上下運(yùn)動，副活塞(2)外圓周上的凸耳(13)嵌合在活塞缸(3)內(nèi)壁面上的導(dǎo)向槽(12)內(nèi)，所述凸耳(13)卡合在導(dǎo)向槽(12)內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的阻尼器，其特征在于，所述阻尼孔(17)優(yōu)選是均勻周布在主活塞(Ib)和副活塞(2)的表面上，在主活塞(Ib)和副活塞(2)的表面上阻尼孔(17)的布置方式一致。
5.一種阻尼器，包括活塞缸(3)、主活塞(lb)、副活塞(2)、缸蓋(14)，其特征在于，還包括驅(qū)動系統(tǒng)和安裝底座，所述安裝底座包括上底座(16)，所述驅(qū)動系統(tǒng)包括電機(jī)(5)、齒盤(6)，所述副活塞(2)同軸地套裝在主活塞(Ib)的主活塞桿(Ia)上，并通過彈簧(11)預(yù)緊抵靠在主活塞(Ib)上，所述主活塞(Ib)和副活塞(2)表面設(shè)置有若干阻尼孔(17)，所述主活塞桿(Ib)上設(shè)置有與所述齒盤(6)鍵連接的鍵槽(15)，所述齒盤(6)由電機(jī)(5)驅(qū)動，所述電機(jī)(5)安裝于位于主活塞桿(Ia)端部的上底座(16)。
6.如權(quán)利要求5所述的阻尼器，其特征在于，還包括控制單元(ECU)、線圈(4)和位于所述活塞缸(3)內(nèi)的磁流變液，所述線圈(4)設(shè)置在活塞缸(3)外壁上，所述控制單元(ECT)控制線圈(4)和電機(jī)(5)。
7.如權(quán)利要求5所述的阻尼器，其特征在于，副活塞(2)由于彈簧(11)的抵靠作用而伴隨主活塞(Ib)上下運(yùn)動，同時(shí)，所述控制單元(ECT)發(fā)出運(yùn)轉(zhuǎn)指令控制電機(jī)(5)相應(yīng)動作，電機(jī)(5 )主軸與齒盤(6 )連接，齒盤(6 )借助鍵(9 )和位于主活塞桿(Ia)上的鍵槽(15 )與主活塞桿(Ia)連接。
8.如權(quán)利要求5-7任一項(xiàng)的阻尼器，其特征在于，所述阻尼孔(17)優(yōu)選是均勻周布在主活塞(Ib)和副活塞(2)的表面上，在主活塞(Ib)和副活塞(2)的表面上阻尼孔(17)的布置方式一致。
9.一種如權(quán)利要求1或5所述的阻尼器，其特征在于，所述電機(jī)(5)優(yōu)選是步進(jìn)電機(jī)。
10.一種阻尼減振系統(tǒng)，包括如權(quán)利要求1或5所述的阻尼器。
【文檔編號】F16F9/53GK203962837SQ201420355451
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】張全, 張世亮, 嚴(yán)謹(jǐn), 陸兵, 鄒律龍, 沈斌, 唐金龍, 劉純?nèi)A 申請人:張世亮, 廣東海洋大學(xué)