一种具有大可调范围的双通道磁流变阻尼器

摘要

一种具有大可调范围的双通道磁流变阻尼器，涉及一种阻尼器。活塞杆外有端盖一、活塞头及端盖二，端盖一和端盖二之间有阻尼器外壳，活塞头外有导磁内筒，导磁内筒外有绕线管，绕线管上有励磁线圈、内阻磁条及外阻磁条，绕线管与定位板连接，定位板与阻尼器壳体及导磁内筒连接，定位板与端盖一或端盖二之间有空隙，定位板有通孔一，导磁内筒有通孔二，绕线管与导磁内筒之间、绕线管与阻尼器壳体之间以及导磁内筒内部构成磁流变液流道，通孔一及通孔二用于连通磁流变液流道。本发明提高了磁流变阻尼器的最大可控阻尼力并降低了零场阻尼力，进而提高了阻尼力调节范围，单线圈通电可在两个通道内产生有效的磁场，控制简单，提高了磁场的利用率。

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻尼器，尤其是一种具有大可调范围的双通道磁流变阻尼器。

背景技术

采用磁流变液制作的磁流变阻尼器是一种典型的半主动作动器，因其具有阻尼力可调、低功耗、响应速度快、高可靠性等特点受到人们的广泛关注。经过多年的发展，磁流变阻尼器已经成功的应用到航空航天、建筑以及机械等领域。不同的应用环境对阻尼器的性能有着不同的需求，因此也诞生了各种结构形式的磁流变阻尼器。

在特定的应用领域，需要磁流变阻尼器能够提供足够大的可控阻尼力。通常采用扩大磁流变阻尼器的尺寸或使用多个磁流变阻尼器并联的策略来提高可控阻尼力的大小，但重量和体积的增加的代价往往有时是不被接受的，因此，限制了磁流变阻尼器在特定环境下的应用，也对磁流变阻尼器提出了轻量化、小型化以及大可控阻尼力调节范围的性能需求。

为了迎合磁流变阻尼器的发展需求，拓展磁流变阻尼器的应用范围，十分有必要设计新的磁流变阻尼器结构，使其能够在空间和重量限制条件下具有大范围阻尼力可调这一性能。

发明内容

为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种具有大可调范围的双通道磁流变阻尼器。

实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种具有大可调范围的双通道磁流变阻尼器，包括端盖一、阻尼器壳体、定位板、外阻磁条、绕线管、活塞杆、内阻磁条、活塞头、励磁线圈、导磁内筒以及端盖二；

所述活塞杆的外侧依次同轴套装有端盖一、活塞头以及端盖二，所述端盖一和端盖二之间固定设有阻尼器外壳，所述阻尼器外壳同轴环套装在活塞杆的外侧；所述活塞头的外侧同轴套装有导磁内筒，所述导磁内筒的外侧同轴套装有绕线管，所述绕线管上缠绕有励磁线圈，并绕线管的内端设有内阻磁条，绕线管的外端设有外阻磁条，绕线管的两端分别与对应的定位板同轴固定连接，每个所述定位板的外端均与阻尼器壳体的内壁连接，每个定位板的内端均与导磁内筒的外壁连接，且两个定位板均同轴环套装在活塞杆的外侧，每个定位板与临近的端盖一或端盖二之间均留有空隙，每个定位板均设有多个通孔一，导磁内筒的两端的外壁设有多个通孔二，绕线管的内壁与导磁内筒的外壁之间构成内节流通道；绕线管的外壁与阻尼器壳体的内壁之间构成外节流通道；所述内节流通道、外节流通道以及导磁内筒内部构成磁流变液流道，所述通孔一以及通孔二用于连通磁流变液流道。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明采用了双通道结构，降低了磁流变阻尼器的零场阻尼，增加了阻尼器能提供最大可控阻尼力，从而能够在不增加磁流变阻尼器体积和重量的前提下增大磁流变阻尼器的可控阻尼力调节范围；

2、本发明将励磁线圈、节流通道与活塞分离，在相同轴向长度条件下具有更长的节流通道，因此可以提供更大的可控阻尼力和阻尼力调节范围；

3、本发明相对现有多通道磁流变阻尼器，仅有一个励磁线圈，通电后即可在两个通道内都产生垂直于磁流变液流动方向的磁场，控制简便；

4、本发明在整个节流通道内均可产生垂直于磁流变液流动方向的磁场，提高了磁场的利用率，进而提高了磁流变阻尼器的最大可控阻尼力和阻尼力调节范围。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A-A剖面图；

图3是定位板的结构示意图；

图4是绕线管的结构示意图；

图5是本发明的流道分布图；

图6是本发明的磁力线分布图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种具有大可调范围的双通道磁流变阻尼器，包括端盖一1、阻尼器壳体2、定位板3、外阻磁条4、绕线管6、活塞杆7、内阻磁条11、活塞头12、励磁线圈13、导磁内筒14以及端盖二15；所述活塞杆7的外侧依次同轴套装有端盖一1、活塞头12以及端盖二15，所述端盖一1与活塞杆7之间设有密封圈三9，端盖二15与活塞杆7之间设有密封圈五16；活塞头12和活塞杆7通过螺纹连接，构成活塞；端盖一1和端盖二15之间通过螺栓固定设有阻尼器外壳2，所述阻尼器外壳2同轴环套装在活塞杆1的外侧；阻尼器外壳2与端盖一1之间设有密封圈四10，阻尼器外壳2与端盖二15之间设有密封圈二8；所述活塞头12的外侧同轴套装有导磁内筒14，活塞头12与导磁内筒14之间设有密封圈一5；所述导磁内筒14的外侧同轴套装有绕线管6，所述绕线管6上缠绕有励磁线圈13，并绕线管6的内端设有内阻磁条11，绕线管6的外端设有外阻磁条4，绕线管6的两端分别与对应的定位板3通过螺钉同轴固定连接，每个所述定位板3的外端均与阻尼器壳体2的内壁连接，每个定位板3的内端均与导磁内筒14的外壁连接，且两个定位板3均同轴环套装在活塞杆7的外侧，每个定位板3与临近的端盖一1或端盖二15之间均留有空隙，每个定位板3均沿各自的周向均布设有多个贯穿其各自厚度方向的通孔一17，用于磁流变液的流动；导磁内筒14的两端的外壁沿其周向均布设有多个贯穿其厚度方向的通孔二18，绕线管6的内壁与导磁内筒14的外壁之间构成内节流通道；绕线管6的外壁与阻尼器壳体2的内壁之间构成外节流通道；所述内节流通道、外节流通道以及导磁内筒14内部构成磁流变液流道，所述通孔一17以及通孔二18用于连通磁流变液流道。活塞将导磁内筒14划分为两个腔室，活塞的往复运动带动腔体内的磁流变液，经导磁内筒14两端的通孔二18、定为板的通孔一17以及内外两侧的双节流通道相互流动。

所述绕线管6的内壁沿其周向均布设有多个内绕线凸台20，绕线管6的外壁沿其周向均布设有多个外绕线凸台19，所述多个外绕线凸台19与多个内绕线凸台20一一对应设置，多个外绕线凸台19与多个内绕线凸台20上均缠绕有励磁线圈13，每相邻两个外绕线凸台19之间均设有外阻磁条4，每相邻两个内绕线凸台20之间均设有内阻磁条11，所述外阻磁条4设置在对应的励磁线圈13的外侧，所述内阻磁条11设置在对应的励磁线圈13的内侧；外阻磁条4以及内阻磁条11用于密封和磁路的形成。

每相邻两个所述外绕线凸台19上励磁线圈13的缠绕方向均相反；每相邻两个所述内绕线凸台20上励磁线圈13的缠绕方向均相反。

所述导磁内筒14、绕线管6以及阻尼器外壳2均由导磁材料制作，除导磁内筒14、绕线管6以及阻尼器外壳2外的其余零件均为不导磁材料制作。

本发明的工作原理如下：

活塞的往复运动带动节流通道内的磁流变液流动；

当励磁线圈不通入电流时，节流通道内没有磁场，活塞的往复运动会在活塞的两端面形成压力差，进而形成阻尼力；

当励磁线圈通电时，磁力线由绕线管中间部分向绕线管的内侧和外侧出发；流向内侧的部分经内节流通道流向导磁内管，在由导磁内管经内节流通道流回绕线管；流向外侧的部分经外节流通道流入阻尼器壳体，后又从阻尼器壳体经外节流通道流回绕线管；产生的磁场占据全部的内节流通道和外节流通道且方向垂直于磁流变液流动的方向，使受磁场影响的磁流变液产生与磁场方向相同的磁链，剪切强度增加，进而形成额外的阻尼力；在磁路未饱和前，可以通过改变励磁线圈内电流的大小来调节节流通道内磁场的强度，进而改变可控阻尼力的大小，实现对磁流变阻尼器阻尼力的调节。

本发明能在有限的体积下增加流变区域，提高阻尼器的最大可控阻尼力和阻尼力调节范围。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同条件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。