一种自动调节阻尼力的盘式磁流变阻尼器及其控制方法

摘要

本发明公开了一种自动调节阻尼力的盘式磁流变阻尼器，包括外缸体、内缸体、旋转轴、空心圆柱、舵机、上惯性块、下惯性块、转速传感器和旋转调控装置；外缸体和内缸体之间形成空腔；舵机安装在空腔内，连接单片机；旋转轴穿过外缸体和内缸体，旋转轴上安装有转速传感器，转速传感器连接单片机，转速传感器位于空腔内；舵机控制旋转调装置。本发明通过舵机控制旋转调控装置，改变旋转调控装置中圆盘的位置，改变磁力线到达阻尼通道的面积，调节阻尼力的大小。

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻尼器，尤其涉及一种可调阻尼力的盘式磁流变液阻尼器。

背景技术

磁流变阻尼器在减震等方面具有广阔的市场前景，磁流变液阻尼器被广泛应用于汽车悬架等，因其具有可调节等优点；减震的原理就是利用磁流变液在磁场中粘度可控可调特性(即磁流变液可实现液态-半固态之间的调节变化)，可通过改变磁场强度来实现阻尼器内部流体特性的变化，实现减振性能的变化。

目前市场上对于盘式磁流变阻尼器，一般都是通过改变电流的大小来实现改变磁场大小，从而实现改变阻尼力，电流越大，穿过磁流变液体的磁场强度越大，则意味着磁流变液体的流动特性变化空间越大，即也说明磁流变器件的可调性越强，性能越好。然而无论采用的何种线圈，均有最大通电电流上限，即磁流变阻尼器的可控性处于某一范围之内，同时磁场走向也是固定的。

发明内容

基于上述问题，本发明提出一种自动调节阻尼力的盘式磁流变阻尼器，旋转轴通过转速传感器将转速信号传递给单片机，单片机控制舵机，再通过舵机控制旋转调控装置，改变磁力线到达阻尼通道的面积，来调节阻尼力的大小。

本发明所采用的技术方案如下：

一种自动调节阻尼力的盘式磁流变阻尼器，包括外缸体、内缸体、旋转轴、空心圆柱、舵机、上惯性块、下惯性块、转速传感器和旋转调控装置；外缸体和内缸体之间形成空腔；舵机安装在空腔内，连接单片机；旋转轴穿过外缸体和内缸体，旋转轴上安装有转速传感器，转速传感器连接单片机，转速传感器位于空腔内；

内缸体内安装有空心圆柱、上惯性块、下惯性块和旋转调控装置；旋转调控装置位于上惯性块和下惯性块之间；上惯性块的上端与内缸体之间的空隙为第一阻尼通道，上惯性块的下端与旋转控制装置的上端之间的空隙为第二阻尼通道；下惯性块的上端与旋转控制装置的下端之间的空隙为第三阻尼通道，下惯性块的下端与内缸体之间的空隙为第四阻尼通道；空心圆柱与上惯性块之间形成空隙；各通道中注有磁流变液；上惯性块的一侧固定有上阻磁环；下惯性块的一侧固定有下阻磁环，上阻磁环和下阻磁环的一侧安装有线圈；

舵机的轴与空心圆柱过度配合，即舵机的轴与空心圆柱间没有间隙；

旋转调控装置位于上惯性块、下惯性块、上阻磁环和下阻磁环之间；旋转调控装置呈圆形，舵机的轴连接旋转调控装置，且与旋转调控装置为同轴心；旋转调控装置包括外环和圆盘，外环包围着圆盘；其中外环为导磁区；圆盘以舵机的轴为中心线平分，一半为阻磁盘，另一半为导磁盘。

进一步的，舵机有四个，均匀的分布在空腔中。

进一步的，旋转调控装置为四个，均匀分布在内缸体；每个舵机控制一个旋转调控装置。

一种自动调节阻尼力的盘式磁流变阻尼器控制方法，转速传感器检测到旋转轴的转速，并将转速信号传递给单片机，单片机根据实际所需来控制舵机，从而实现对旋转调控装置的控制；当旋转轴的转速不断增加，舵机对旋转调控装置的逐步控制，能实现四档阻尼力的控制；旋转调控装置的初始状态为四个旋转调控装置中的阻磁盘位于近磁力线圈；

当随着旋转轴的转速增加，加一档阻尼，一个舵机控制一个旋转调控装置旋转180度，一个导磁盘位于近磁力线圈，其余三个旋转调控装置中的阻磁盘位于近磁力线圈；

当随着旋转轴的转速持续增加，需加两档阻尼，单片机对另一个舵机进行控制，舵机控制第二个旋转调控装置旋转180度，输出的阻尼力相应增加；此时，两个导磁盘位于近磁力线圈，其余两个旋转调控装置中的阻磁盘位于近磁力线圈；

需三档阻尼，单片机对第三个舵机进行控制，舵机控制第三个旋转调控装置旋转180度，输出的阻尼力再相应增加；此时，三个导磁盘位于近磁力线圈，其余一个旋转调控装置中的阻磁盘位于近磁力线圈；

需四档阻尼，单片机对第四个舵机进行控制，舵机控制第四个旋转调控装置旋转180度，输出的阻尼力再次相应增加；此时，四个导磁盘位于近磁力线圈。

本发明一种自动调节阻尼力的盘式磁流变阻尼器，空心圆柱近舵机端与内缸体固定且与舵机轴同轴心布置，舵机轴与空心圆柱过度配合，保证轴的旋转和磁流变液不会泄露。舵机和转速传感器位于由外缸体和内缸体组成的空腔中，舵机轴通过空心圆柱与旋转调控装置连接，实现舵机对旋转调控机构的控制，而转速传感器与外部单片机连接，能够将转速信号传递给单片机；同时舵机也与外部单片机连接，转速传感器检测转速并将转速信号传递给单片机，单片机根据转速大小通过舵机对旋转调控装置进行控制；旋转轴处于低转速时，四个旋转调控机构的阻磁盘即不导通半圆部分工作，此时提供的阻尼力较小，随着转速增加，可以依次控制旋转调控机构旋转180度，导磁盘工作，使阻尼力自身随转速增加也增加。

附图说明

图1是本发明的剖面结构示意图；

图2是本发明中旋转调控装置的结构示意图；

图3是图1中A部的局部放大图；

图4是本发明中旋转调控装置的剖视图。

具体实施方式

以下详细描述本发明的技术方案。本发明实施例仅供说明具体结构，该结构的规模不受实施例的限制。

参阅图1至图4，一种自动调节阻尼力的盘式磁流变阻尼器，包括外缸体1、内缸体2、旋转轴3、空心圆柱4、舵机5、上惯性块6、下惯性块7、转速传感器8和旋转调控装置9；外缸体1和内缸体2之间形成空腔11；舵机5安装在空腔11内，连接单片机；旋转轴3穿过外缸体1和内缸体2，旋转轴3上安装有转速传感器8，转速传感器8连接单片机，转速传感器8位于空腔11内；舵机5的轴51与空心圆柱4过度配合，即舵机5的轴51与空心圆柱4间没有间隙。舵机有四个，均匀的分布在空腔中。每个舵机控制一个旋转调控装置，即旋转调控装置为四个，均匀分布在内缸体；

内缸体2内安装有空心圆柱4、上惯性块6、下惯性块7和旋转调控装置9；旋转调控装置9位于旋转调控装置位于上惯性块6、下惯性块7、上阻磁环21和下阻磁环22之间；上惯性块6的上端与内缸体2之间的空隙为第一阻尼通道23，上惯性块6的下端与旋转控制装置9的上端之间的空隙为第二阻尼通道24；下惯性块7的上端与旋转控制装置9的下端之间的空隙为第三阻尼通道25，下惯性块7的下端与内缸体2之间的空隙为第四阻尼通道26；空心圆柱4与上惯性块6之间形成空隙；磁流变液位于各阻尼通道中且磁力线28可以通过；上惯性块6的一侧固定有上阻磁环21；下惯性块7的一侧固定有下阻磁环22，上阻磁环21和下阻磁环22的一侧安装有线圈27。

旋转调控装置9呈圆形，舵机5的轴连接旋转调控装置9，且与旋转调控装置为同轴心；旋转调控装置9包括外环91和圆盘92，外环91包围着圆盘92；其中外环91为导磁区；圆盘92以舵机的轴为中心线平分，一半为阻磁盘921，另一半为导磁盘922。

一种自动调节阻尼力的盘式磁流变阻尼器控制方法，转速传感器检测到旋转轴的转速，并将转速信号传递给单片机，单片机根据实际所需来控制舵机，从而实现对旋转调控装置的控制；当旋转轴的转速不断增加，舵机对旋转调控装置的逐步控制，能实现四档阻尼力的控制；旋转调控装置的初始状态为四个旋转调控装置中的阻磁盘位于近磁力线圈；

当随着旋转轴的转速增加，加一档阻尼，一个舵机控制一个旋转调控装置旋转180度，一个导磁盘位于近磁力线圈，其余三个旋转调控装置中的阻磁盘位于近磁力线圈；图1所示，其中一个旋转调控装置的阻磁盘近线圈，另一个旋转调控装置的导磁盘近线圈；

当随着旋转轴的转速持续增加，需加两档阻尼，单片机对另一个舵机进行控制，舵机控制第二个旋转调控装置旋转180度，输出的阻尼力相应增加；此时，两个导磁盘位于近磁力线圈，其余两个旋转调控装置中的阻磁盘位于近磁力线圈；

需三档阻尼，单片机对第三个舵机进行控制，舵机控制第三个旋转调控装置旋转180度，输出的阻尼力再相应增加；此时，三个导磁盘位于近磁力线圈，其余一个旋转调控装置中的阻磁盘位于近磁力线圈；

需四档阻尼，单片机对第四个舵机进行控制，舵机控制第四个旋转调控装置旋转180度，输出的阻尼力再次相应增加；此时，四个导磁盘位于近磁力线圈。