一种直动式可控刚度的磁流变液减振器的利记博彩app

本发明涉及一种基于可控刚度的磁流变液减振器，它从非线性角度构造基于磁流变液技术的减振器，使得被控对象和减振装置组成的系统发生内共振现象，并形成能量交换的通道，将被控对象的振动能量迁移至减振装置并由阻尼耗散，属于机械振动、精密机械技术领域。

背景技术：

随着近年来汽车工业的发展，对汽车的乘坐舒适性和操控稳定性要求越来越高。汽车行驶过程中，由于其自身结构的复杂性以及外界因素的影响，造成驾驶室内的振动较大，这不仅会影响到车内人员的工作效率，还会影响到人员的身体健康，同时可能会减少车辆的使用寿命，甚至会导致汽车的各种配件损坏。当前，我国自主生产和装备的车辆内部存在严重的振动问题。所以，车辆的振动控制已成为一项十分重要的研究内容。

振动控制主要有以下五种方法：消除振源振动、隔离振动传递、动力吸振、阻尼减振、结构修改。从减少振源的影响来说，吸振是对被控对象进行减振的一项重要技术。所谓吸振，就是在受控对象上附加一个子系统称之为动力吸振器，产生吸振力以减小受控对象对振源激励的响应。具体而言，从能量的角度，使激振能量分配到受控对象和子系统上，并使分配到受控对象上的能量最小，以达到减振的目的。根据振动控制方法是否需要外加能量及所需能量的大小，动力吸振器可分为被动控制、主动控制与半主动控制三种基本类型。半主动式动力吸振器由于吸振频带宽、能耗低，以及控制效果较好和可靠性较高的综合优点，在许多振动控制中得到应用。

目前，磁流变相关材料在减振方面取得了很好的效果。其中，磁流变液作为一种新型智能材料，已经在许多领域得到应用，如汽车工业、防震建筑、抛光工艺、生物医药技术等。与传统的减振材料相比，磁流变液的流动特性会随着所加磁场而变化，改变减振器的阻尼力，可以实现对被控对象的半主动振动控制。

线性振动通常是实际系统微幅振动的一个抽象模型，具有求解简易、方程简洁的特点，在工程上也已取得卓有成效的应用。但在实际问题中，总会存在一些用线性理论无法解决的问题。一般而言，线性模型只适用于小运动范围，超出这一范围，按线性问题处理就不仅在量上会引起较大误差，而且有时还会出现质上的差异，这就促使人们对非线性振动理论进行了深入的研究。作为非线性振动特有的现象，内共振可以实现系统内不同模态之间能量的传递。当内共振模态中存有一定阻尼时，该内共振模态就会利用内共振所建立的能量交换机制不断从其他内共振模态获取并耗散振动能量。因此，本专利申请中提出了“一种直动式可控刚度的磁流变液减振器”，该减振器具有刚度可控的特点，可以调节磁流变液阻尼形成内共振，使被控对象产生的振动能量传递到减振器通过阻尼耗能消散掉，从而实现对被控对象的减振。

技术实现要素：

本发明的目的是针对当前车辆发动机、柔性机械臂等领域大幅非线性振动控制方法的欠缺及不足，为解决大幅度振动，特别是发动机是这种具有非线性耦合振动情况的机械系统，在工作过程中的振动控制问题，提供了一种基于可控刚度的磁流变液减振装置。具有减振效果明显、结构简单和鲁棒性好的特点。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

本发明中的磁流变液减振器，其特征在于它包括被控对象(1)、安装在被控对象上的磁流变液减振器，其中：

被控对象(1)为振动控制对象，磁流变减振装置由支撑板(2)、滑轨(3)、滑块(4)、连接板(5)、锁紧螺母(6)、弹性垫片(7)、活塞杆(8)、上端活塞(9)、外套筒(10)、励磁线圈(11)、内套筒(12)、阻尼通道(13)、磁流变液(14)、下端活塞(15)、浮动活塞(16)氮气室(17)和工作缸(18)组成；支撑板(2)上部分加工有螺纹孔，加螺栓、螺母和弹性垫片之后安装滑轨(3)；连接板(4)侧面上加工有螺纹孔，通过加螺钉和弹性垫片固定在滑块(4)上；活塞杆(8)上部分加工有螺纹，通过加锁紧螺母(6)和弹性垫片(7)固定在连接板(5)下部分的螺纹孔上；将上端活塞(9)，以及套有外套筒(10)、内套筒(11)的励磁线圈(11)和下端活塞(15)，整体通过活塞杆(8)下部分螺纹、锁紧螺母(6)和弹性垫片(7)固定在活塞杆(8)上；磁流变液(14)储存在上端活塞(9)、外套筒(10)、下端活塞(15)和浮动活塞(16)形成的密闭容腔中；浮动活塞(16)和工作缸(18)的下端部分形成的密闭空间为氮气室(17)；磁流变减振装置整体通过螺栓、螺母和弹性垫片连接至被控对象(1)上。

所述的磁流变液减振器，其特征在于：被控对象(1)无需定制，只需预留安装螺纹孔即可。

所述的磁流变液减振器，其特征在于：支撑板(2)下部为“凹”字结构，凹槽上部分用于安装工作缸(18)，上部侧板上加工有螺纹孔，用于安装滑轨(3)。

所述的磁流变液减振器，其特征在于：连接板(5)两个侧面分别加工有螺纹孔，用于安装滑块(4)和活塞杆(8)；

所述的磁流变液减振器，其特征在于：活塞杆(8)和内套筒(12)分别开有孔道，用于电线与励磁线圈(11)的连接；

所述的磁流变液减振器，其特征在于：下端活塞(15)和工作缸(18)之间形成阻尼通道(13)，用于磁流变液(14)的流动；

所述的磁流变液减振器，其特征在于：浮动活塞(16)和工作缸的下端部分形成氮气室(17)，防止下端活塞(15)运动时出现空行程；

所述的磁流变液减振器，其特征在于：安装于被控对象(1)的磁流变液减振器刚度可控，可通过调节刚度使得系统形成内共振，利用能量交换中存在的阻尼耗散掉被控对象振动能量。

所述的可控刚度的磁流变液减振器，其特征在于：减振器的控制方法主要通过反馈控制回路完成，反馈控制回路由加速度传感器(19)、电荷放大器(20)、数据采集系统(21)、pc上位机(22)和程控电源(23)组成；加速度传感器(19)得到的反馈信号通过电荷放大器(20)放大后传输到数据采集系统(21)中，经过pc上位机(22)对数据采集系统(21)中采集到的数据进行处理向程控电源(23)发出控制信号，从而改变通过电线与其连接的励磁线圈(11)两端的电压，控制线圈电流变化磁场强度，来改变磁流变液的粘度，达到控制磁流变液减振器阻尼力大小的目的，进而形成不同的减振刚度，形成内共振，通过阻尼消散振动能量。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明中所提供的减振器采用半主动控制，减振频带宽，控制效果好，且耗能少，整体结构简单，安装方便。根据磁流变液的流动特性随磁场而变化的特点，调节与励磁线圈相接的连线两端的电压，控制磁场的变化来改变减振器的阻尼力，间接的调节减振器的刚度，与被控对象系统形成内共振，达到减振的目的。

与传统采用线性理论的方法解决振动问题不同，本发明根据非线性振动系统发生内共振的特点，利用内共振模态之间的能量交换的特性，提供了一种基于非线性振动理论简单可行的减振方法及减振器。

本发明中的浮动活塞与工作缸底端之间的密闭空间充有氮气，工作缸与下端活塞之间的间隙形成环形阻尼通道。由于氮气室的存在，可以有效避免减振器工作过程中出现空行程；当减振器工作时，内部的磁流变液可以通过阻尼通道在励磁线圈处产生的磁场区流动，由于活塞杆上端部分以及内套筒侧端部分都开有孔道，结合电控系统，可以通过调节励磁线圈的电流，改变磁场区的磁场强度来改变磁流变液的粘度，达到改变阻尼力的目的。

附图说明

图1为本发明的可控刚度的发动机磁流变液减振器示意图；

图2为本发明的支撑板结构示意图；

图3为本发明的工作缸内具体细节结构示意图；

图4为本发明的活塞杆上安装结构示意图；

图5为本发明的竖直方向移动部分结构示意图；

图6为本发明的可控刚度的发动机磁流变液减振器原理图；

以上图中有：被控对象(1)，支撑板(2)，滑轨(3)，滑块(4)，连接板(5)，锁紧螺母(6)，弹性垫片(7)，活塞杆(8)，上端活塞(9)，外套筒(10)，励磁线圈(11)，内套筒(12)，磁流变液(13)，阻尼通道(14)，下端活塞(15)，浮动活塞(16)，氮气室(17)，工作缸(18)，磁流变液减振器(19)，加速度传感器(20)，电荷放大器(21)，数据采集系统(22)，pc上位机(23)，程控电源(24)。

具体实施方式

下面结合附图及具体实例对本发明进一步做详细说明。

如图1所示，本发明可控刚度的磁流变液减振器，其特征在于它包括被控对象、安装在被控对象上的磁流变液减振器，其中：

被控对象1为振动控制对象，磁流变液减振器由支撑板2、滑轨3、滑块4、连接板5、锁紧螺母6、弹性垫片7、活塞杆8、上端活塞9、外套筒10、励磁线圈11、内套筒12、阻尼通道13、磁流变液14、下端活塞15、浮动活塞16、氮气室17和工作缸18组成。支撑板2的侧板和滑轨3上都加工有m5的螺纹孔，通过4组m5螺栓加螺母、弹性垫片将滑轨固定在支撑板2的侧板上；支撑板2的底板和工作缸18的底部上都加工有m5的螺纹孔，通过6组m5螺栓加螺母、弹性垫片将工作缸18固定在支撑板2的底板上；将上端活塞9套在活塞杆8上，然后将内套筒12、励磁线圈11、外套筒10依次套在活塞杆8上，其中与励磁线圈11相连的接线通过内套筒12和活塞杆8中的内部孔道延伸至活塞杆的上端，再从下往上套入下端活塞15，最后通过活塞杆8下端的锁紧螺母6加弹性垫片进行固定，活塞杆8上端通过锁紧螺母6加弹性垫片与连接板5进行连接，上述整体在工作缸冲入氮气与工作缸内腔中的浮动活塞形成氮气室，并注入磁流变液后，装入工作缸的内腔中；连接板5与滑块4之间通过m5螺钉加调整垫片进行连接；上述减振器整体装置通过4套m8螺栓和弹性垫片连接至被控对象1上。具体细节如图2所示。

如图6所示，该磁流变液减振器的实际工作原理图中应包括加速度传感器20，电荷放大器21，数据采集系统22，pc上位机23，程控电源24。在被控对象的实际工作过程中，该减振器可以通过改变阻尼来处理被控对象的振动问题。

本发明可控刚度的磁流变液减振器，主要通过反馈控制回路完成，反馈控制回路由加速度传感器(20)、电荷放大器(21)、数据采集系统(22)、pc上位机(23)和程控电源(24)组成；加速度传感器(20)得到的反馈信号通过电荷放大器(21)放大后传输到数据采集系统(22)中，经过pc上位机(23)对数据采集系统(22)中采集到的数据进行处理向程控电源(24)发出控制信号，从而改变通过电线与其连接的励磁线圈(11)两端的电压，控制线圈电流变化磁场强度，来改变磁流变液的粘度，达到控制磁流变液减振器阻尼力大小的目的，进而形成不同的减振刚度，形成内共振，通过阻尼消散振动能量。

该方法的具体步骤如下：

步骤1：根据上述实施方式装配减振器，将可控刚度的磁流变液减振器中的各部件正确安装，并确保加速度传感器20的正确安装；

步骤2：使被控对象1实际正常工作，加速度传感器20采集被控对象1振动的反馈信号，该信号经过电荷放大器21进行放大处理，由数据采集系统22采集该信号，传给pc上位机23进行处理；

步骤3：确定减振器的固有频率，由可以产生内共振的频率中选取可行的频率作为减振器的固有频率；

步骤4：pc上位机23根据处理得到的结果向程控电源24发出控制信号，确定程控电源24的输出电压，调节励磁线圈11两端的电压，从而通过改变磁流变液14的刚度来调节减振器的固有频率，使得减振器与被控对象1可以持续形成内共振；

步骤5：重复步骤2～4的过程，实现被控对象1的实时振动控制；通过调整励磁线圈11两端的电压，从而控制磁流变液14形成的阻尼力，使系统形成内共振；使得能量在被控对象1的振动模态和减振器的运动模态之间实现能量传递，通过磁流变液中的阻尼耗散掉，从而达到对被控对象进行振动控制的目的。

以上所述，仅为本磁流变液减振器具体实施例，是为了便于本技术领域的技术人员在发明揭露的技术范围内理解和应用本发明，但本发明的保护范围不局限于此，在本技术方案的基础上做出不需要经过创造性劳动的等效结构变化或者各种替换都在本发明的保护范围之内。