CN201953898U - 单出杆磁钢活塞式磁流变阻尼器 - Google Patents
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Abstract
一种单出杆磁钢活塞式磁流变阻尼器，包括工作缸、活塞、活塞杆和补偿气囊，在工作缸内充满磁流变液；活塞由磁钢构成，活塞中部绕有励磁线圈和充退磁线圈，可通过控制电源对磁钢活塞进行充退磁，使其具有一定的磁场强度而使单出杆磁钢活塞式磁流变阻尼器具有一定的输出阻尼力，然后通过改变输入磁钢活塞励磁线圈中的电流的大小和方向来调整单出杆磁钢活塞式磁流变阻尼器的输出阻尼力。
Description
技术领域
本实用新型属于一种磁流变阻尼器，具体涉及一种单出杆磁钢活塞式磁流变阻尼器。
背景技术
普通单出杆磁流变阻尼器输出的阻尼力的大小可以通过控制电源进行远程无级调节，但这种调节是随时需要消耗电能的，而且，普通磁流变阻尼器在控制电源输出电流为零(即：励磁电流为零)时，因活塞与工作缸间的间隙内的磁场强度为零，间隙内的磁流变液的粘度最低而阻尼力较小，所以，一旦控制电源或活塞励磁线圈发生故障，因普通单出杆磁流变阻尼器输出的阻尼力较小而难以保证系统的正常工作。
发明内容
为克服现有单出杆磁流变阻尼器在励磁电流为零时阻尼力较小和电能消耗较大的不足，本实用新型提出了一种单出杆磁钢活塞式磁流变阻尼器，单出杆磁钢活塞式磁流变阻尼器的磁钢活塞是可以随时利用控制电源通过充退磁线圈对其进行充磁或退磁的，因此，首先可使磁钢活塞达到预定的工作磁场强度，然后再调节控制电源输出到磁钢活塞上励磁线圈中电流的大小和方向，也就是使励磁线圈产生的电磁场的方向和大小与磁钢活塞的磁场一致或相反，即：通过增强或削弱磁钢活塞的磁场强度来达到对单出杆磁钢活塞式磁流变阻尼器输出阻尼力的大小进行控制的目的，由于磁钢活塞在充磁或退磁后已达到了预定的工作磁场强度或预定的工作磁场强度附近，因此，对其输出阻尼力的进一步调节所需的电能将会大大降低而节能，另外，由于磁钢活塞在充磁或退磁后已经具有了一定的工作磁场强度，所以，一旦控制电源或活塞励磁线圈发生故障，单出杆磁钢活塞式磁流变阻尼器输出的阻尼力仍能保证系统的正常工作。因此，单出杆磁钢活塞式磁流变阻尼器同时具有普通单出杆磁流变阻尼器的方便控制和永磁式磁流变阻尼器的安全节能的优点。
本实用新型所采用的技术方案如下：
一种单出杆磁钢活塞式磁流变阻尼器，其包括工作缸、活塞、活塞杆和补偿气囊，在工作缸内充满磁流变液，所述活塞由磁钢构成，在活塞中部绕有励磁线圈和充退磁线圈，活塞杆由不导磁材料构成，且活塞杆中心有通孔，活塞中部的励磁线圈和充退磁线圈的控制线通过活塞杆中心通孔引出。
本实用新型的功能是这样实现的：首先利用控制电源对磁钢活塞中部的充退磁线圈通电，使磁钢活塞通过充磁或退磁而达到预定的工作磁场强度，这样，当磁钢活塞励磁线圈不通电时，具有工作磁场强度的磁钢活塞将在活塞外径和工作缸内径的间隙上产生一定磁场，使间隙内的磁流变液的粘度变高，当活塞杆带动磁钢活塞在工作缸内运动时，将会在预定的工作阻尼力下运行；当磁钢活塞励磁线圈通入正向电流，使磁钢活塞励磁线圈通电后所产生的电磁场与磁钢活塞的磁场方向一致时，这将使磁钢活塞外径和工作缸内径间隙内的磁场强度更高，间隙内的磁流变液的粘度更高，当活塞杆带动磁钢活塞在工作缸内运动时，将会受到更大的阻尼力；当磁钢活塞励磁线圈通入反向电流，使磁钢活塞励磁线圈通电后所产生的电磁场与磁钢活塞的磁场方向相反时，这将使活塞外径和工作缸内径间隙内的磁场强度降低，间隙内的磁流变液的粘度下降，当活塞杆带动磁钢活塞在工作缸内运动时，将会受到较小的阻尼力；当磁钢活塞励磁线圈通入反向电流，使磁钢活塞励磁线圈通电后所产生的电磁场与磁钢活塞的磁场大小相等且方向相反时，这样将使磁钢活塞外径和工作缸内径间隙内的磁场强度降到最低并接近零磁场时，间隙内的磁流变液的粘度最小，当活塞杆带动磁钢活塞在工作缸内运动时，将会受到最小的阻尼力；因此，与普通单出杆磁流变阻尼器相比，由于单出杆磁钢活塞式磁流变阻尼器的磁钢活塞在经过充磁或退磁后已达到了预定的工作磁场强度或预定的工作磁场强度附近，所以控制电源通过磁钢活塞上励磁线圈对其进行输出阻尼力调节所需的电能就会大大降低而节能，同时，因可以随时利用控制电源对磁钢活塞进行充磁或退磁操作，使磁钢活塞具有一定的磁场强度，这样即使控制电源或磁钢活塞励磁线圈发生故障，也能保证单出杆磁钢活塞式磁流变阻尼器输出的阻尼力能够维持系统的正常工作。
附图说明
图1是本实用新型的一种结构示意图，图中的N和S为磁钢活塞充磁后的磁场方向。
图2是本实用新型在工作时，输入电流与输出阻尼力的关系示意图，图中的F为阻尼力，I为电流。
图3和图4是本实用新型在工作时，磁钢活塞在充有不同磁场强度时的输入电流与输出阻尼力的关系示意图。
图5是本实用新型的另一种结构示意图，磁钢活塞由软铁环17和软铁环18固定在圆柱形磁钢16的两端而构成。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型的结构：
参见图1，此为本实用新型的一种具体结构，其包括工作缸3、活塞5、活塞杆9和补偿气囊1；活塞5由磁钢构成，在磁钢活塞5中部绕有励磁线圈6和充退磁线圈14，励磁线圈6和充退磁线圈14的控制线11和控制线15从活塞杆9中心通孔10引出后与控制电源13相接，磁钢活塞5安装在工作缸3内，磁钢活塞5的外径小于工作缸3的内径并留有磁流变液4流动间隙12，由不导磁材料构成的活塞杆9的一端与磁钢活塞5的一端固定，活塞杆9的另一端通过工作缸3端面的密封圈7和轴承8从工作缸3一端伸出，补偿气囊1位于工作缸3底部，在补偿气囊1内充有压缩空气2，在工作缸3内充满磁流变液4。
首先利用控制电源13通过磁钢活塞5中部的充退磁线圈14对磁钢活塞5进行充磁或退磁，使磁钢活塞5达到预定的工作磁场强度，这样当控制电源13不向磁钢活塞励磁线圈6输出电流时，充有一定磁场的磁钢活塞5将在磁钢活塞5外径和工作缸3内径的间隙12上产生一定磁场，使间隙12内的磁流变液4的粘度变高，当活塞杆9带动磁钢活塞5在工作缸3内运动时，将会受到预定的工作阻尼力，即图2中的F0。
当控制电源13向磁钢活塞励磁线圈6输出正向电流，使磁钢活塞励磁线圈6所产生的电磁场与磁钢活塞5磁场的方向一致时，这将使磁钢活塞5外径和工作缸3内径间隙内的磁场强度更高，间隙内的磁流变液4的粘度更高，当活塞杆9带动磁钢活塞5在工作缸3内运动时，将会受到更大的阻尼力，即图2中的F0至F2线段；
当控制电源13向磁钢活塞励磁线圈6输出反向电流，使磁钢活塞励磁线圈6所产生的电磁场与磁钢活塞5磁场的方向相反时，这将使磁钢活塞5外径和工作缸3内径间隙12内的磁场强度降低，间隙12内的磁流变液4的粘度下降，当活塞杆9带动磁钢活塞5在工作缸3内运动时，将会受到较小的阻尼力，即图2中的F0至F1线段；
当控制电源13给磁钢活塞励磁线圈6输出反向电流时，使通电活塞励磁线圈6所产生的电磁场与磁钢活塞5的磁场大小相等且方向相反时，这样将使磁钢活塞5外径和工作缸3内径间隙12内的磁场强度降低并接近零磁场时，间隙12内的磁流变液的粘度最小，当活塞杆9带动磁钢活塞5在工作缸3内运动时，将会受到最小的阻尼力，即图2中的F1。
Claims (2)
1.一种单出杆磁钢活塞式磁流变阻尼器，其包括工作缸、活塞、活塞杆和补偿气囊，在工作缸内充满磁流变液，其特征在于：所述活塞由磁钢构成，在活塞中部绕有励磁线圈和充退磁线圈，所述活塞杆由不导磁材料构成，活塞杆中心有通孔。
2.如权利要求1所述的一种单出杆磁钢活塞式磁流变阻尼器其特征在于：所述活塞中部的励磁线圈和充退磁线圈的控制线通过活塞杆中心通孔引出。
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