旋转挤压式磁流变减振器

摘要

本发明公开了一种旋转挤压式磁流变减振器，包括减振器主体，减振器主体中带动圆盘沿轴心作直线挤压运动的主轴伸出端与位移转变构件相连，位移转变构件包括固定在减振器主体上的支架，支架上固定有支承座，支承座内穿设的丝杠一端与安装在移动块上的滚珠螺母活动相连，移动块与主轴伸出端固定相连，丝杠另一端连接有作旋转运动的连杆组。本发明通过位移放大方式实现了阻尼力的缩小，使阻尼力的调节范围不再固定不变，可以根据激励源的需求来灵活调节，并且本发明具有磁流变液用量少、不易沉淀堵塞的优点。

权利要求

1.一种旋转挤压式磁流变减振器，其特征在于：它包括减振器主体，减振器主体中带动圆盘沿轴心作直线挤压运动的主轴伸出端与位移转变构件相连，位移转变构件包括固定在减振器主体上的支架，支架上固定有支承座，支承座内穿设的丝杠一端与安装在移动块上的滚珠螺母活动相连，移动块与主轴伸出端固定相连，丝杠另一端连接有作旋转运动的连杆组，其中：连杆组包括与丝杠固定连接的短连杆以及与短连杆活动连接的长连杆，长连杆的长度长于短连杆的长度；减振器主体包括圆盘状外壳，外壳的轴心孔内穿设有主轴，主轴的两端穿设在外壳上的部分安装有密封圈，主轴上固定有圆盘，处于外壳内腔内的圆盘与外壳圆周侧壁之间的空隙内设有线圈骨架，线圈骨架上缠绕有线圈，外壳、线圈骨架与圆盘之间的缝隙内填充有磁流变液，磁流变液不与线圈接触。

2.如权利要求1所述的旋转挤压式磁流变减振器，其特征在于：

所述移动块上安装有直线轴承，直线轴承上穿设有安装固定在所述支架上的导向轴。

3.如权利要求1所述的旋转挤压式磁流变减振器，其特征在于：

所述外壳、所述圆盘由钢材质制成，所述线圈骨架由铝合金材料制成，所述主轴由不锈钢材料制成。

说明书

旋转挤压式磁流变减振器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种磁流变减振器，尤指一种旋转挤压式磁流变减振器，属于磁流变减振技术领域。

背景技术

[0002] 磁流变减振器是应用了磁流变液这种可控流体的新型减振器。在不同磁场下，磁流变液剪切屈服强度不同，迫使磁流变液流动的剪切力也不一样，也就是说磁流变减振器所提供的阻尼力是可变的。因而，通过控制外加磁场，便可达到磁流变减振器阻尼力可调的目的。正是由于磁流变减振器具有这一重要工程应用价值，目前已引起业界对磁流变减振器的广泛研究。

[0003] 根据磁流变液的流动模式，磁流变减振器可分为剪切式、阀式、挤压式以及两种模式的混合工作模式，其中的剪切阀式磁流变减振器的应用最为普遍。但是，这种剪切阀式磁流变减振器主要存在以下不足之处：第一，磁流变液用量多，但实际发生磁流变效应的磁流变液很少，也就是说磁流变液的利用率不高；第二，磁流变液易沉淀堵塞；第三，阻尼力调节范围固定，不能灵活调节。而挤压式磁流变减振器可提供的阻尼力大，所需的磁流变液用量很少而发生磁流变效应的磁流变液多，且不易沉淀堵塞，但挤压式磁流变减振器同样存在阻尼力调节范围固定，不能灵活调节的缺点。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种旋转挤压式磁流变减振器，其通过将减振器主体的直线运动转变为减振器主体外部的位移转变构件的旋转运动这种位移放大方式实现了阻尼力的缩小，从而使得阻尼力的调节范围不再固定不变，而是可以根据激励源的需求来灵活调节，并且本发明具有磁流变液用量少、不易沉淀堵塞的优点。

[0005] 为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

[0006] 一种旋转挤压式磁流变减振器，其特征在于：它包括减振器主体，减振器主体中带动圆盘沿轴心作直线挤压运动的主轴伸出端与位移转变构件相连，位移转变构件包括固定在减振器主体上的支架，支架上固定有支承座，支承座内穿设的丝杠一端与安装在移动块上的滚珠螺母活动相连，移动块与主轴伸出端固定相连，丝杠另一端连接有作旋转运动的连杆组。

[0007] 所述移动块上安装有直线轴承，直线轴承上穿设有安装固定在所述支架上的导向轴。

[0008] 所述连杆组包括与所述丝杠固定连接的短连杆以及与短连杆活动连接的长连杆，其中：长连杆的长度长于短连杆的长度。

[0009] 所述减振器主体包括圆盘状外壳，外壳的轴心孔内穿设有所述主轴，所述主轴的两端穿设在所述外壳上的部分安装有密封圈，所述主轴上固定有所述圆盘，处于外壳内腔内的所述圆盘与外壳圆周侧壁之间的空隙内设有线圈骨架，线圈骨架上缠绕有线圈，外壳、线圈骨架与圆盘之间的缝隙内填充有磁流变液，磁流变液不与线圈接触。

[0010] 本发明的优点是：

[0011] 1、本发明将减振器主体内圆盘的小位移直线挤压运动转变为了短、长连杆的大位移旋转运动，可有效实现位移的放大，即实现了阻尼力的缩小。在实际应用时，长连杆可以与车轮等激励源连接，有效将旋转运转再次转变为直线运动。

[0012] 2、在本发明中，一方面可通过调节通入线圈内电流大小的方式(改变磁流变液的剪切屈服强度)来调节阻尼力的大小，另一方面，还可通过调节长、短连杆之间长度比值的方式(改变位移的放大倍数)来调节阻尼力的大小，继而使阻尼力的调节范围不再固定不变，而是可以根据激励源的需求来灵活调节。

[0013] 3、与已有的剪切阀式磁流变减振器相比，本发明只需将圆盘与外壳、线圈骨架之间的缝隙填充满磁流变液即可，因此磁流变液用量很少，但发生磁流变效应的磁流变液很多，也就是说磁流变液的利用率很高。

[0014] 4、与已有的剪切阀式磁流变减振器相比，因本发明的减振器主体内没有设计阀体等具有孔隙的结构，因而圆盘在外壳内作直线挤压运动时，磁流变液不易沉淀堵塞。

[0015] 5、本发明结构紧凑，在对外部激励源产生相同阻尼力的条件下，与传统磁流变减振器相比，本发明的结构体积最小。

附图说明

[0016] 图1是本发明的结构示意图(纵剖视图)。

[0017] 图2是图1的左视示意图(局部部位为剖视)。

具体实施方式

[0018] 如图1和图2所示，本发明旋转挤压式磁流变减振器包括减振器主体，减振器主体中带动圆盘13沿轴心作直线挤压运动的主轴14伸出端(即主轴14上伸出减振器主体的外壳11的一端)与位移转变构件相连，位移转变构件装配在减振器主体外部，位移转变构件包括固定在减振器主体上的支架28，支架28可呈矩形体，支架28上固定有支承座24，支承座24内穿设的丝杠25一端与安装在移动块21上的滚珠螺母22活动相连，移动块21与主轴14伸出端固定相连，移动块21在主轴14的带动下与主轴14一起作直线运动，丝杠25另一端连接有通过滚珠螺母22与丝杠25的活动连接结构而作旋转运动的连杆组。

[0019] 如图1、图2，较佳地，移动块21上可安装有直线轴承29，直线轴承29上穿设有安装固定在支架28上的导向轴23。导向轴23的作用在于使移动块21可以稳定地跟随主轴14一起作直线运动而不发生偏移。

[0020] 如图1、图2，连杆组可包括与丝杠25固定连接的短连杆26以及与短连杆26活动连接的长连杆27，即短连杆26的一端与丝杠25一端固定连接，短连杆26的另一端与长连杆27的一端转动连接，而长连杆27的另一端用于与车轮等激励源相连，其中：长连杆27的长度长于短连杆26的长度。

[0021] 如图1和图2所示，本发明中的减振器主体包括圆盘状外壳11，在实际设计中，外壳11可由壳体111与端盖112构成，外壳11上下端壁上的轴心孔内穿设有主轴14，主轴14的两端穿设在外壳11上的部分安装有使磁流变液不外泄的密封圈17，主轴14上固定有圆盘13，在实际设计中，圆盘13可通过卡环18固定在主轴14上，处于外壳11内腔内的圆盘13与外壳
11圆周侧壁之间的空隙内设有线圈骨架15，线圈骨架15上缠绕有与外部电源控制装置(图中未示出)相连的线圈16，外壳11、线圈骨架15与圆盘13之间的缝隙内填充有磁流变液30，磁流变液30不与线圈16接触。

[0022] 在实际设计时，外壳11、圆盘13由高磁导率、高机械强度的钢材质制成，如45钢或其它相近牌号的钢。线圈骨架15由低磁导率的材料制成，如铝合金材料，主轴14由低磁导率的材料制成，如不锈钢材料。

[0023] 在本发明中，短连杆26、长连杆27的作用在于，将激励源与减振器主体联系起来，通过调节长连杆27与短连杆26之间的长度比值，即可调节减振器主体的圆盘13作直线挤压运动过程中相对于磁流变液所产生的阻尼力与外部激励源所受阻尼力之间的比值，换句话说，调节的是位移的放大倍数或者说是阻尼力的缩小倍数。

[0024] 在本发明中，长连杆27与短连杆26的长度比值可根据不同应用场合及不同激励源的需求来进行合理调节，需要提及的是，本发明的阻尼力调节方式是一种机械调节方式，与传统的磁流变减振器所采用的电磁调节方式不同。

[0025] 一般地，通过合理调节长连杆27与短连杆26的长度比值，便可对位移放大倍数或者说是阻尼力的缩小倍数进行调节(一般放大倍数控制在10左右)。例如，通过将位移从圆盘13的几毫米转变为连杆组的几十毫米，便可以将减振器主体产生的几千牛阻尼力经由连杆组转变为几百牛阻尼力，可见，阻尼力的调节范围不再固定不变，除了原有的数量级在几千牛的一个固定不变的阻尼力调节范围外，还可根据激励源的需求调节长连杆27与短连杆26的长度比值，来得到诸如数量级在几百牛的多个阻尼力调节范围。

[0026] 使用时，将本发明的长连杆27与激励源连接，激励源带动长连杆27、短连杆26作旋转运动，继而带动丝杠25在滚珠螺母22内沿直线作旋转运动，从而丝杠25带动移动块21、主轴14作直线运动，继而主轴14带动圆盘13在外壳11内腔中相对于磁流变液作直线挤压运动。此时，若向线圈16通入合适电流值大小与电流方向的电流时，线圈16产生电磁感应，使缝隙内的磁流变液30发生磁流变效应而“固化”，阻碍外壳11内腔中圆盘13的运动，即缩减了圆盘13的直线位移。在本发明中，发生磁流变效应的磁流变液30为位于外壳11上下端壁与圆盘13之间缝隙内的磁流变液。虽然圆盘13的小位移变化量便产生了很大的阻尼力(磁流变液的剪切屈服强度)，但因本发明中将减振器主体内圆盘13的小位移直线挤压运动转变为了短、长连杆26、27的大位移旋转运动，有效地将位移进行了放大，即将阻尼力进行了缩小，因此大阻尼力借由短、长连杆26、27对激励源可很好地表现为很小的阻尼力，换句话说，实现了阻尼力的缩小，可很好地满足激励源对小数值阻尼力的调节需求，更好地满足激励源的各种减振要求。

[0027] 并且在本发明中，一方面可通过调节通入线圈16内电流值大小的方式来改变磁流变液30的剪切屈服强度，继而来调节阻尼力的大小，换句话说，阻尼力随通入线圈16内的电流值的增大而增大，另一方面，还可通过调节长、短连杆27、26之间长度比值的方式来改变位移的放大倍数，继而来调节阻尼力的大小，使阻尼力的调节范围可灵活设定。

[0028] 本发明的优点是：

[0029] 1、本发明将减振器主体内圆盘的小位移直线挤压运动转变为了短、长连杆的大位移旋转运动，可有效实现位移的放大，即实现了阻尼力的缩小。在实际应用时，长连杆可以与车轮等激励源连接，有效将旋转运转再次转变为直线运动。

[0030] 2、在本发明中，一方面可通过调节通入线圈内电流大小的方式(改变磁流变液的剪切屈服强度)来调节阻尼力的大小，另一方面，还可通过调节长、短连杆之间长度比值的方式(改变位移的放大倍数)来调节阻尼力的大小，继而使阻尼力的调节范围不再固定不变，而是可以根据激励源的需求来灵活调节。

[0031] 3、与已有的剪切阀式磁流变减振器相比，本发明只需将圆盘与外壳、线圈骨架之间的缝隙填充满磁流变液即可，因此磁流变液用量很少，但发生磁流变效应的磁流变液很多，也就是说磁流变液的利用率很高。

[0032] 4、与已有的剪切阀式磁流变减振器相比，因本发明的减振器主体内没有设计阀体等具有孔隙的结构，因而圆盘在外壳内作直线挤压运动时，磁流变液不易沉淀堵塞。

[0033] 5、本发明结构紧凑，在对外部激励源产生相同阻尼力的条件下，与传统磁流变减振器相比，本发明的结构体积最小。

[0034] 以上所述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。