專利名稱：一種能自監(jiān)測速度的磁流變阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及減震控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
磁流變阻尼器是一種利用磁流變液在磁場作用下的流變效應(yīng)來實現(xiàn)阻尼力調(diào)節(jié)的新型減振裝置，具有阻尼力迅速、連續(xù)、順逆可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，可實現(xiàn)結(jié)構(gòu)振動的智能化控制。傳統(tǒng)的磁流變阻尼器半主動控制需要額外的動態(tài)響應(yīng)傳感器實現(xiàn)閉環(huán)反饋控制。 而額外傳感器的引入將使系統(tǒng)更復(fù)雜、需要更大的安裝空間、提高系統(tǒng)成本及降低系統(tǒng)可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有磁流變阻尼器半主動控制需要額外的動態(tài)響應(yīng)傳感器實現(xiàn)閉環(huán)反饋控制，而額外傳感器的引入將使系統(tǒng)更復(fù)雜、需要更大的安裝空間、提高系統(tǒng)成本及降低系統(tǒng)可靠性的問題，提供一種能自監(jiān)測速度的磁流變阻尼器。一種能自監(jiān)測速度的磁流變阻尼器，它包括外活塞桿、活塞芯、內(nèi)活塞桿、左端蓋、 右端蓋、缸體、激勵線圈、一號塑料密封體和二號塑料密封體，缸體為圓筒體，右端蓋固定在缸體的右端，左端蓋固定在缸體的左端，左端蓋的中心開有通孔，一號塑料密封體的中心開有通孔，一號塑料密封體位于缸體內(nèi)，并且該一號塑料密封體與左端蓋和缸體的內(nèi)壁均緊密接觸，二號塑料密封體的中心開有通孔，二號塑料密封體位于缸體內(nèi)，且與缸體的內(nèi)壁緊密接觸，所述二號塑料密封體將缸體內(nèi)部分成兩個區(qū)域，分別為工作腔和尾部腔，外活塞桿和內(nèi)活塞桿為直徑相同的圓柱體，活塞芯為圓柱體，外活塞桿、活塞芯、內(nèi)活塞桿均與缸體同軸，活塞芯位于工作腔內(nèi)，外活塞桿的一端穿過左端蓋和一號塑料密封體中心的通孔并與活塞芯的一端連接，激勵線圈環(huán)繞在活塞芯上，內(nèi)活塞桿的一端穿過二號塑料密封體的通孔并與活塞芯的另一端連接，所述能自監(jiān)測速度的磁流變阻尼器還包括導(dǎo)磁鋼部件、二個一號永磁體、二個二號永磁體、一號感知磁路的永磁體、一號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件、二號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件、二號感知磁路的永磁體和感知線圈，所述導(dǎo)磁鋼部件、二個一號永磁體、二個二號永磁體、一號感知磁路的永磁體、一號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件、二號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件、二號感知磁路的永磁體和感知線圈均位于缸體的尾部腔內(nèi)，導(dǎo)磁鋼部件為圓環(huán)體，導(dǎo)磁鋼部件中軸線與缸體的中軸線重合，所述導(dǎo)磁鋼部件的一個端面固定在二號塑料密封體的右端面，一號永磁體為圓環(huán)體，二個一號永磁體并排位于導(dǎo)磁鋼部件與缸體的內(nèi)壁之間，并且所述二個一號永磁體分別與導(dǎo)磁鋼部件與缸體固定連接，二號永磁體為圓環(huán)體，二個二號永磁體并排位于導(dǎo)磁鋼部件的內(nèi)壁與內(nèi)活塞桿之間，并且所述二個二號永磁體與導(dǎo)磁鋼部件的內(nèi)壁固定連接，所述二個二號永磁體與內(nèi)活塞桿之間有間隙， 二號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件為圓環(huán)體，二號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件套接在內(nèi)活塞桿的末端，一號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件為圓環(huán)體，一號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件固定在缸體的內(nèi)壁上，內(nèi)活塞桿的行程小于一號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件與二號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件之間的距離，二號感知磁路的永磁體為圓環(huán)體，二號感知磁路的永磁體固定在一號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件的內(nèi)表面上，二號感知磁路的永磁體和內(nèi)活塞桿之間有間隙，一號感知磁路的永磁體為圓環(huán)體，一號感知磁路的永磁體套接在二號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件的外表面上，一號感知磁路的永磁體和感知線圈之間有間隙，感知線圈為圓環(huán)形并且固定在一號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件與二號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件之間的缸體的內(nèi)壁上。本發(fā)明在圖2所示常規(guī)磁流變阻尼器的基礎(chǔ)上，將速度傳感器的功能集成于磁流變阻尼器尾腔部，實現(xiàn)了磁流變控制中阻尼器速度的自傳感功能，且具有自補(bǔ)償功能。解決了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)由于傳感系統(tǒng)安裝在外部，產(chǎn)生碰撞、滲水、滲油的問題；應(yīng)用所述磁流變阻尼器能使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對簡單、安裝空間小、成本低、可靠性高。


圖1為本發(fā)明的磁流變阻尼器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為常規(guī)磁流變阻尼器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為本發(fā)明在不同恒定活塞速度下，感知電壓和位移的關(guān)系曲線圖。
具體實施例方式具體實施方式
一結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述的一種能自監(jiān)測速度的磁流變阻尼器包括外活塞桿1、活塞芯2、內(nèi)活塞桿3、左端蓋4、右端蓋5、缸體6、激勵線圈7、一號塑料密封體8-1和二號塑料密封體8-2，缸體6為圓筒體，右端蓋5固定在缸體 6的右端，左端蓋4固定在缸體6的左端，左端蓋4的中心開有通孔，一號塑料密封體8-1的中心開有通孔，一號塑料密封體8-1位于缸體6內(nèi)，并且該一號塑料密封體8-1與左端蓋4 和缸體6的內(nèi)壁均緊密接觸，二號塑料密封體8-2的中心開有通孔，二號塑料密封體8-2位于缸體6內(nèi)，且與缸體6的內(nèi)壁緊密接觸，所述二號塑料密封體8-2將缸體6內(nèi)部分成兩個區(qū)域，分別為工作腔和尾部腔，外活塞桿1和內(nèi)活塞桿3為直徑相同的圓柱體，活塞芯2為圓柱體，外活塞桿1、活塞芯2、內(nèi)活塞桿3均與缸體6同軸，活塞芯2位于工作腔內(nèi)，外活塞桿1的一端穿過左端蓋4和一號塑料密封體8-1中心的通孔并與活塞芯2的一端連接，激勵線圈7環(huán)繞在活塞芯2上，內(nèi)活塞桿3的一端穿過二號塑料密封體8-2的通孔并與活塞芯2的另一端連接，所述能自監(jiān)測速度的磁流變阻尼器還包括導(dǎo)磁鋼部件9、二個一號永磁體10、二個二號永磁體11、一號感知磁路的永磁體12、一號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件13-1、二號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件13-2、二號感知磁路的永磁體14和感知線圈15，所述導(dǎo)磁鋼部件 9、二個一號永磁體10、二個二號永磁體11、一號感知磁路的永磁體12、一號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件13-1、二號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件13-2、二號感知磁路的永磁體14和感知線圈15 均位于缸體6的尾部腔內(nèi)，導(dǎo)磁鋼部件9為圓環(huán)體，導(dǎo)磁鋼部件9中軸線與缸體6的中軸線重合，所述導(dǎo)磁鋼部件9的一個端面固定在二號塑料密封體8-2的右端面，一號永磁體10 為圓環(huán)體，二個一號永磁體10并排位于導(dǎo)磁鋼部件9與缸體6的內(nèi)壁之間，并且所述二個一號永磁體10分別與導(dǎo)磁鋼部件9與缸體6固定連接，二號永磁體11為圓環(huán)體，二個二號永磁體11并排位于導(dǎo)磁鋼部件9的內(nèi)壁與內(nèi)活塞桿3之間，并且所述二個二號永磁體11 與導(dǎo)磁鋼部件9的內(nèi)壁固定連接，所述二個二號永磁體11與內(nèi)活塞桿3之間有間隙，二號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件13-2為圓環(huán)體，二號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件13-2套接在內(nèi)活塞桿 3的末端，一號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件13-1為圓環(huán)體，一號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件13-1固定在缸體6的內(nèi)壁上，內(nèi)活塞桿(3)的行程小于一號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件13-1與二號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件13-2之間的距離，二號感知磁路的永磁體14為圓環(huán)體，二號感知磁路的永磁體14固定在一號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件13-1的內(nèi)表面上，二號感知磁路的永磁體 14和內(nèi)活塞桿3之間有間隙，一號感知磁路的永磁體12為圓環(huán)體，一號感知磁路的永磁體 12套接在二號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件13-2的外表面上，一號感知磁路的永磁體12和感知線圈15之間有間隙，感知線圈15為圓環(huán)形并且固定在一號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件13-1與二號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件13-2之間的缸體6的內(nèi)壁上。本發(fā)明導(dǎo)磁鋼部件9分別與一號永磁體10和二號永磁體11分別在缸體6和內(nèi)活塞桿3中形成兩個阻斷磁路，以保證感知磁路中磁通的恒定性。由于活塞與缸體的間隙很小，如果直接在阻尼器尾部缸體內(nèi)設(shè)置感知裝置的話，感知磁路中的磁通將很難保證，感知精度會大大降低。而切斷缸體將很不現(xiàn)實，切斷內(nèi)藏活塞桿雖可行，但改造的復(fù)雜程度大大增加，阻尼器的整體完整性也容易受到破壞。為此，這里采用磁路阻斷的方法，把感知磁路封閉在阻尼器尾部缸體內(nèi)，從而保證了感知磁路中磁通的恒定，繼而保證感知的精度。感知磁路由缸體6、一號感知磁路的永磁體12、一號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件13-1、 二號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件13-2和二號感知磁路的永磁體14組成。隨著內(nèi)活塞桿3的左右運(yùn)動，固定在活塞桿端部的一號感知磁路的永磁體12隨之運(yùn)動，感知線圈15中的磁通不變，但受到磁場激勵的線圈匝數(shù)N將隨著內(nèi)活塞桿3的左右移動而成正比地減小或增加，從而感知線圈15的磁鏈(ΝΦ)的變化將正比于活塞的位移， 所以線圈中的感知電壓(磁鏈的變化率)將正比活塞的速度。圖3給出了不同活塞速度下，感知線圈中的感知電壓和位移的關(guān)系，能得到線圈的感知電壓正比于活塞速度，且感知電壓不受位移影響。
具體實施方式
二 結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與實施方式一不同的是它還包括補(bǔ)償線圈16，所述補(bǔ)償線圈16為圓環(huán)形，補(bǔ)償線圈16固定在一號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件13-1右端面。其它組成和連接關(guān)系與實施方式一相同。隨著活塞桿外拉，感知磁路內(nèi)部的漏磁會影響傳感精度，為此，本發(fā)明中的阻尼器內(nèi)部增加了補(bǔ)償線圈16，用以監(jiān)測漏磁的變化，補(bǔ)償線圈的電壓正比于線圈匝數(shù)和漏磁通乘積，補(bǔ)償電壓為
ν - #補(bǔ)償Y
r補(bǔ)償 M r感應(yīng)
感應(yīng)其中，N為線圈匝數(shù)，V為線圈電壓；在感知線圈15的電壓基礎(chǔ)上加上以上補(bǔ)償電壓即為最終感知電壓。此外，如果安裝空間有限，可不設(shè)置補(bǔ)償線圈，但應(yīng)保證感知磁路有一定(大于 5mm)的內(nèi)部空間。
權(quán)利要求
1.一種能自監(jiān)測速度的磁流變阻尼器，它包括外活塞桿(1)、活塞芯O)、內(nèi)活塞桿 (3)、左端蓋(4)、右端蓋( 、缸體(6)、激勵線圈(7)、一號塑料密封體(8-1)和二號塑料密封體(8-2)，缸體(6)為圓筒體，右端蓋( 固定在缸體(6)的右端，左端蓋(4)固定在缸體 (6)的左端，左端蓋(4)的中心開有通孔，一號塑料密封體(8-1)的中心開有通孔，一號塑料密封體(8-1)位于缸體(6)內(nèi)，并且該一號塑料密封體(8-1)與左端蓋(4)和缸體(6)的內(nèi)壁均緊密接觸，二號塑料密封體(8- 的中心開有通孔，二號塑料密封體(8- 位于缸體 (6)內(nèi)，且與缸體(6)的內(nèi)壁緊密接觸，所述二號塑料密封體(8- 將缸體(6)內(nèi)部分成兩個區(qū)域，分別為工作腔和尾部腔，外活塞桿(1)和內(nèi)活塞桿(3)為直徑相同的圓柱體，活塞芯⑵為圓柱體，外活塞桿(1)、活塞芯O)、內(nèi)活塞桿⑶均與缸體(6)同軸，活塞芯(2) 位于工作腔內(nèi)，外活塞桿(1)的一端穿過左端蓋(4)和一號塑料密封體(8-1)中心的通孔并與活塞芯O)的一端連接，激勵線圈(7)環(huán)繞在活塞芯(2)上，內(nèi)活塞桿(3)的一端穿過二號塑料密封體(8-2)的通孔并與活塞芯O)的另一端連接，其特征是所述能自監(jiān)測速度的磁流變阻尼器還包括導(dǎo)磁鋼部件(9)、二個一號永磁體(10)、二個二號永磁體(11)、一號感知磁路的永磁體(12)、一號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件(13-1)、二號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件 (13-2)、二號感知磁路的永磁體(14)和感知線圈(15)，所述導(dǎo)磁鋼部件(9)、二個一號永磁體(10)、二個二號永磁體(11)、一號感知磁路的永磁體(12)、一號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件 (13-1)、二號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件(13-2)、二號感知磁路的永磁體(14)和感知線圈(15) 均位于缸體(6)的尾部腔內(nèi)，導(dǎo)磁鋼部件(9)為圓環(huán)體，導(dǎo)磁鋼部件(9)中軸線與缸體(6) 的中軸線重合，所述導(dǎo)磁鋼部件(9)的一個端面固定在二號塑料密封體(8-2)的右端面， 一號永磁體(10)為圓環(huán)體，二個一號永磁體(10)并排位于導(dǎo)磁鋼部件(9)與缸體(6)的內(nèi)壁之間，并且所述二個一號永磁體(10)分別與導(dǎo)磁鋼部件(9)與缸體(6)固定連接，二號永磁體(11)為圓環(huán)體，二個二號永磁體(11)并排位于導(dǎo)磁鋼部件(9)的內(nèi)壁與內(nèi)活塞桿C3)之間，并且所述二個二號永磁體(11)與導(dǎo)磁鋼部件(9)的內(nèi)壁固定連接，所述二個二號永磁體(11)與內(nèi)活塞桿⑶之間有間隙，二號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件(13-2)為圓環(huán)體，二號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件(13-2)套接在內(nèi)活塞桿(3)的末端，一號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件(13-1)為圓環(huán)體，一號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件(13-1)固定在缸體(6)的內(nèi)壁上，內(nèi)活塞桿(3)的行程小于一號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件(13-1)與二號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件 (13-2)之間的距離，二號感知磁路的永磁體(14)為圓環(huán)體，二號感知磁路的永磁體(14)固定在一號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件(13-1)的內(nèi)表面上，二號感知磁路的永磁體(14)和內(nèi)活塞桿⑶之間有間隙，一號感知磁路的永磁體(12)為圓環(huán)體，一號感知磁路的永磁體(12) 套接在二號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件(13-2)的外表面上，一號感知磁路的永磁體(12)和感知線圈(15)之間有間隙，感知線圈(15)為圓環(huán)形并且固定在一號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件 (13-1)與二號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件(13-2)之間的缸體(6)的內(nèi)壁上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種能自監(jiān)測速度的磁流變阻尼器，其特征在于它還包括補(bǔ)償線圈(16)，所述補(bǔ)償線圈(16)為圓環(huán)形，補(bǔ)償線圈(16)固定在一號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件 (13-1)右端面。
全文摘要
一種能自監(jiān)測速度的磁流變阻尼器，涉及減震控制技術(shù)，為了解決目前缺少具有自補(bǔ)償功能的、磁流變控制中具有速度自傳感功能的磁流變阻尼器的問題，本發(fā)明在現(xiàn)有磁流變阻尼器的尾部缸體內(nèi)增加了用于實現(xiàn)測量自身速度的組件導(dǎo)磁鋼部件、二個一號永磁體、二個二號永磁體、一號感知磁路的永磁體、一號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件、二號感知磁路的導(dǎo)磁鋼部件、二號感知磁路的永磁體和感知線圈，隨著內(nèi)活塞桿的運(yùn)動，固定在活塞桿端部的一號感知磁路的永磁體隨之運(yùn)動，受到磁場激勵的線圈匝數(shù)將隨著內(nèi)活塞桿的左右移動而成正比地減小或增加，從而感知線圈的磁鏈的變化將正比于活塞的位移，根據(jù)線圈中的感知電壓的變化即獲得活塞的速度。用于減震控制技術(shù)。
文檔編號F16F9/53GK102494076SQ20111039050
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者關(guān)新春, 李惠, 歐進(jìn)萍, 郭鵬飛 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)