CN103423365B - 膜式磁流变阻尼器及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种膜式磁流变阻尼器及系统，包括缸体和阻尼组件，阻尼组件包括位于缸体内沿缸体轴向并列设置的阻尼板和位于阻尼板周围密封连接于阻尼板和缸体之间的阻尼膜片，阻尼板、阻尼膜片和缸体之间共同围成阻尼腔，阻尼腔内填充磁流变介质；所述阻尼膜片为柔性或/和弹性材料制成；阻尼组件设有沿缸体轴向伸出缸体的阻尼杆；阻尼器还包括用于控制磁流变介质的电磁铁及其控制电路；本发明整体质量较轻，惯性较小，利用膜片的回拉作用并结合磁流变介质在阻尼膜片和阻尼板结合处的挠变，且挠变的系数可调，使本发明的阻尼组件对于高频小振幅振动具有灵活的反应，适用于对精度要求较高的检测、生产运行场合，保证检测精度以及运行的平稳性。

Description

膜式磁流变阻尼器及系统

技术领域

本发明涉及一种磁流变阻尼设备，特别涉及一种能够保证测量仪器不被外界高频小振幅振动所干扰的磁流变阻尼器机器系统。

背景技术

磁流变阻尼器是一种智能减振器件，现有的杆式磁流变阻尼器多采用活塞与缸体结构，其中的活塞多为由导磁金属构成的圆柱体形，并通过改变活塞与缸体之间中磁流变介质的粘度来调整其输出的阻尼力，这类采用圆柱体形活塞结构的磁流变阻尼器因活塞的质量较大且活塞与缸体之间的间隙较小，具有较大的运动惯性而难以适用于高频小振幅的振动场合的阻尼减振需求；特别是对于高精度的测量仪器等对精度要求较高的场合来说，需要消除高频振动对其造成的干扰，否则会影响其检测结果以及运行状态。

因此，需要一种能够具有针对性的对高频小振幅的振动进行有效阻尼的阻尼器，适用于对精度要求较高的检测、生产运行场合，保证检测精度以及运行的平稳性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的提供一种膜式磁流变阻尼器及系统，能够具有针对性的对高频小振幅的振动进行有效阻尼，适用于对精度要求较高的检测、生产运行场合，保证检测精度以及运行的平稳性。

本发明的膜式磁流变阻尼器，包括缸体和位于缸体内的阻尼组件，所述阻尼组件包括位于缸体内沿缸体轴向并列设置的阻尼板和位于阻尼板周围密封连接于阻尼板和缸体之间的阻尼膜片，所述阻尼板、阻尼膜片和缸体之间共同围成阻尼腔，所述阻尼腔内填充磁流变介质；所述阻尼膜片为弹性材料制成；所述阻尼组件设有沿缸体轴向伸出缸体并至少在轴向固定连接阻尼板的阻尼杆；

阻尼器还包括用于控制磁流变介质的电磁铁及其控制电路。

进一步，所述缸体沿轴向两端分别固定设有端盖，所述阻尼杆沿轴向伸出端盖并与其伸出的端盖滑动配合；

进一步，所述阻尼组件还包括阻尼补偿气囊，所述阻尼杆为一根并伸出缸体的其中一个端盖；所述阻尼补偿气囊被压于缸体的另一个端盖和与该端盖相邻的阻尼板之间；

进一步，所述电磁铁固定于缸体的周围，所述缸体及其端盖、阻尼板和阻尼杆均由非导磁性材料制成；

进一步，所述阻尼板和阻尼膜片均为两个，两个阻尼板之间的轴向间距小于阻尼膜片外径的二分之一；

进一步，所述阻尼膜片由弹性高分子材料制成；

进一步，所述阻尼杆与其所伸出的端盖之间设置有自润滑滑动轴承。

本发明还公开了一种利用膜式磁流变阻尼器保证装置抗外界干扰的阻尼系统，包括：

膜式磁流变阻尼器，用于通过阻尼杆平稳支撑装置；

基础设备，用于安置膜式磁流变阻尼器。

进一步，还包括：

振动参数采集传感器，用于采集基础设备的振动参数；

中央处理器，用于接收振动参数采集传感器的振动参数并根据干振动参数数值向电磁铁的控制电路发出控制命令，用于调节磁流变介质的工作状态；

进一步，膜式磁流变阻尼器为四个形成对测量仪器的支撑，所述装置包括检测仪器或运行装置。

本发明的有益效果：本发明的膜式磁流变阻尼器及系统，采用由阻尼板、阻尼膜片围成的“活塞”结构，整体质量较轻，惯性较小，利用膜片的回拉作用并结合磁流变介质在阻尼膜片和阻尼板结合处的挠变，且挠变的系数可调，使本发明的阻尼组件对于高频小振幅振动具有灵活的反应，能够具有针对性的对高频小振幅的振动进行有效阻尼，适用于对精度要求较高的检测、生产运行场合，保证检测精度以及运行的平稳性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的阻尼系统结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图，图2为本发明的阻尼系统结构示意图，如图所示：本实施例的膜式磁流变阻尼器，包括缸体4和位于缸体4内的阻尼组件，所述阻尼组件包括位于缸体4内沿缸体4轴向并列设置的阻尼板8和位于阻尼板8周围密封连接于阻尼板和缸体之间的阻尼膜片，所述阻尼板、阻尼膜片和缸体4之间共同围成阻尼腔，所述阻尼腔内填充磁流变介质9；所述阻尼膜片为弹性材料制成；所述阻尼组件设有沿缸体4轴向伸出缸体4并至少在轴向固定连接阻尼板的阻尼杆1，也就是说，阻尼杆1可与任一阻尼板沿轴向固定连接，当然，也可与其中任一阻尼板固定连接；所述阻尼杆1一般用于连接对精度要求较高的设备，以减小振动对设备的影响；

阻尼器还包括用于控制磁流变介质的电磁铁10及其控制电路12。

缸体4一般采用圆柱形结构，易于制造以及后期的维护；由于磁流变介质在阻尼膜片和阻尼板之间处于可沿轴向挠变的可能，利用该挠变并结合阻尼膜片的拉扯作用，可对外界振动做出灵活的阻尼反应；阻尼膜片与阻尼板和缸体内壁形成固定连接并密封，该固定连接可采用现有技术的任何机械连接方式，包括粘结、法兰加持连接等等，均能实现发明目的。

本实施例中，所述缸体4沿轴向两端分别固定设有端盖(图中所示的上端盖3和下端盖5)，所述阻尼杆1沿轴向伸出端盖并与其伸出的端盖滑动配合；具有较好的整体性。

本实施例中，所述阻尼组件还包括阻尼补偿气囊6，气囊内注有气体；所述阻尼杆1为一根并伸出缸体4的其中一个端盖(图中为上端盖3)；所述阻尼补偿气囊6被压于缸体4的另一个端盖(下端盖5)和与该端盖相邻的阻尼板8之间；通过气囊补偿阻尼动作，防止由于阻尼组件在较大频率振动下由于惯性导致的不协调，并且对于较大冲击力具有缓冲；当然，不设置补偿气囊6依然能够实现发明目的，只是对于较大冲击无法实现缓冲，不能较好的保证阻尼效果。

如图所示，阻尼杆1沿轴向固定连接并穿过全部阻尼板(如图所示为两个)并固定连接补偿气囊6，使本发明具有较好的整体性、标准性；阻尼杆1与阻尼板和缸体同轴设置，在此不再赘述。

本实施例中，所述电磁铁10固定于缸体4的周围，所述缸体4及其端盖(上端盖3和下端盖5)、阻尼板8(阻尼板均用同一附图标记)和阻尼杆1均由非导磁性材料制成；结构简单紧凑，整体性强，具有较高的工作效率。

本实施例中，所述阻尼板8(阻尼板均用同一附图标记)和阻尼膜片7(阻尼膜片均用同一附图标记)均为两个，两个阻尼板8之间的轴向间距小于阻尼膜片7外径的二分之一；形成类似于薄片活塞结构，不但减小惯性，还能够增加同等条件下的振动频率，进一步提高对高频振动的阻尼效果。

本实施例中，所述阻尼膜片7由弹性高分子材料制成；具有较高的强度和较好的密封性，保证本发明的长周期顺畅运行。

本实施例中，所述阻尼杆1与其所伸出的端盖之间设置有自润滑滑动轴承2，具有自润滑性，保证阻尼杆的往复运动较为顺畅，提高工作效率，进一步增加阻尼效果。

本发明中，振动源固定在阻尼杆1的竖直方向上，当振动源发生高频小振幅振动时阻尼杆便会带动两块阻尼膜片7在缸体内作快速上下运动：在电磁铁10未通电时，没有电磁场通过缸体4内的磁流变介质9，因此，阻尼杆1上的两块阻尼膜片7之间的磁流变介质9的粘度较低呈液态，当振动源通过阻尼杆1带动两块阻尼膜片7在缸体1内作快速上下运动时，因两块阻尼膜片7之间的磁流变介质9(图1中虚线的径向外侧)为粘度较低的液态，液态的磁流变介质可以在两块阻尼膜片之间的空间内自由流动而使两块阻尼膜片快速上下运动时的阻尼力较小；当外置电磁铁通电后将产生的电磁场，该电磁场使缸体内的磁流变介质的粘度较高，当振动源通过阻尼杆带动两块阻尼膜片在缸体内作快速上下运动时，由于此时阻尼杆上的两块阻尼膜片之间的磁流变介质的粘度较高呈半固态(或类固态)而难以在两块阻尼膜片之间的空间内自由流动，这样，快速上下运动的两块阻尼膜片将带动处于两块阻尼膜片之间的磁流变介质产生整体运动而形成了“半固态活塞”，该“半固态活塞”与外围(即：圆环形阻尼膜内)的磁流变介质将发生相对的“摩擦”运动，从而使两块阻尼膜片在缸体内作快速上下运动时的阻尼力较高；调整进入外置电磁铁的电流大小，即可调节缸体内磁流变介质的粘度，从而使膜式磁流变阻尼器的阻尼力得到调整。

本发明还公开了一种利用膜式磁流变阻尼器保证装置抗外界干扰的阻尼系统，如图所示：包括：

膜式磁流变阻尼器15，用于通过阻尼杆平稳支撑装置；

基础设备14，用于安置膜式磁流变阻尼器15。

基础设备一般包括检测车、检测台、工作车、工作台等等。

本实施例中，还包括：

振动参数采集传感器16，用于采集基础设备14的振动参数；

中央处理器17，用于接收振动参数采集传感器的振动参数并根据干振动参数数值向电磁铁的控制电路发出控制命令，用于调节磁流变介质的工作状态；根据基础设备的振动情况调整电磁铁的磁场强度，可具有针对性的进行阻尼。

本实施例中，膜式磁流变阻尼器为四个形成对测量仪器的支撑，所述装置包括检测仪器或运行装置；形成较为稳定的支撑。

如图所示：四个膜式磁流变阻尼器的阻尼杆固定支撑于精密仪器13的底部，缸体4的底部与基础设备14固定，电磁铁10通过连接线11与控制电源12相连；当基础设备14运行时将产生高频振动，高频振动将影响精密仪器13的测量精度，通过调整(可通过中央处理器或者根据设备的固定振动而手动调节)控制电路12向电磁铁10输出电流的大小，即可调节缸体4内磁流变介质9的粘度，调整本发明的的阻尼力，从而使置于基础设备14上的精密仪器13受到的振动得到有效阻尼。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种膜式磁流变阻尼器，其特征在于：包括缸体和位于缸体内的阻尼组件，所述阻尼组件包括位于缸体内沿缸体轴向并列设置的阻尼板和位于阻尼板周围密封连接于阻尼板和缸体之间的阻尼膜片，所述阻尼板、阻尼膜片和缸体之间共同围成阻尼腔，所述阻尼腔内填充磁流变介质；所述阻尼膜片为弹性材料制成；所述阻尼组件设有沿缸体轴向伸出缸体并至少在轴向固定连接阻尼板的阻尼杆；

阻尼器还包括用于控制磁流变介质的电磁铁及其控制电路。

2.根据权利要求1所述的膜式磁流变阻尼器，其特征在于：所述缸体沿轴向两端分别固定设有端盖，所述阻尼杆沿轴向伸出端盖并与其伸出的端盖滑动配合。

3.根据权利要求2所述的膜式磁流变阻尼器，其特征在于：所述阻尼组件还包括阻尼补偿气囊，所述阻尼杆为一根并伸出缸体的其中一个端盖；所述阻尼补偿气囊被压于缸体的另一个端盖和与该端盖相邻的阻尼板之间。

4.根据权利要求3所述的膜式磁流变阻尼器，其特征在于：所述电磁铁固定于缸体的周围，所述缸体及其端盖、阻尼板和阻尼杆均由非导磁性材料制成。

5.根据权利要求4所述的膜式磁流变阻尼器，其特征在于：所述阻尼膜片由弹性高分子材料制成。

6.根据权利要求5所述的膜式磁流变阻尼器，其特征在于：所述阻尼板和阻尼膜片均为两个，两个阻尼板之间的轴向间距小于阻尼膜片外径的二分之一。

7.根据权利要求6所述的膜式磁流变阻尼器，其特征在于：所述阻尼杆与其所伸出的端盖之间设置有自润滑滑动轴承。

8.一种利用权利要求1至7任一权利要求所述的膜式磁流变阻尼器保证装置抗外界干扰的阻尼系统，其特征在于：包括：

膜式磁流变阻尼器，用于通过阻尼杆平稳支撑装置；

基础设备，用于安置膜式磁流变阻尼器。

9.根据权利要求8所述的阻尼系统，其特征在于：还包括：

振动参数采集传感器，用于采集基础设备的振动参数；

中央处理器，用于接收振动参数采集传感器的振动参数并根据干振动参数数值向电磁铁的控制电路发出控制命令，用于调节磁流变介质的工作状态。

10.根据权利要求9所述的阻尼系统，其特征在于：膜式磁流变阻尼器为四个形成对测量仪器的支撑，所述装置包括检测仪器或运行装置。