【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于车辆减振装置
，具体涉及一种馈能式磁流变弹性体车辆减振装置及其控制方法。
技术介绍
磁流变液是一种智能材料，在外磁场作用下能在瞬间(毫秒级)从自由流动液体转变为半固体，呈现可控的屈服强度，而且该变化是可逆的，以智能材料磁流变液为工作液体的阻尼器相比于常规阻尼器，具有结构简单、输出阻尼力连续可调、动态范围宽、响应速度快、方便与计算机控制相结合等优异特性。已经开始广泛地应用于交通运输、工程建筑、航空宇航以及自动武器系统等振动控制领域，并取得了良好的控制效果。将磁流变阻尼器用在车辆悬架上，构成了车辆半主动悬架，通过匹配合适的控制策略，即可根据车辆的运动状态和路面状况来抑制车身的振动，达到与主动悬架一样的控制效果，从而解决了被动悬架的刚度、阻尼系数等特性参数是固定不变的缺陷，以及主动悬架能耗高，系统复杂及可靠性较差等问题。但是，当前采用的磁流变材料通常为液体材料，制成的减振阻尼装置在使用过程中存在易沉降、稳定性差和密封困难等问题。磁流变弹性体作为磁流变材料的一个新的分支，是由高分子聚合物(如橡胶等)和铁磁性颗粒在外加磁场作用下固化而成，兼有磁流变材料和弹性体的优点，又克服了磁流变液易沉降、稳定性差等缺点，故在结构的振动隔离与控制中有望具有更好的应用前景。同时由于磁流弹性体在工作时需要外部电源设备为其活塞线圈提供直流电能，以产生控制内部磁性颗粒的磁场。然而如果能够收集外界环境振动能给磁流变阻尼器供电，又...
【技术保护点】
一种馈能式磁流变弹性体车辆减振装置，其特征在于：包括减振装置本体和减振装置控制器(27)，所述减振装置本体包括缸筒(2)和设置在缸筒(2)内的活塞杆(12)，所述活塞杆(12)的上部通过上滑动轴承(11)连接有上弹簧卡座(8)，所述活塞杆(12)的中部套装有多个压电模块(18)和多个磁流变弹性体(17)，多个压电模块(18)和多个磁流变弹性体(17)相互间隔设置，相邻的压电模块(18)和磁流变弹性体(17)通过双面粘性薄铁板(14)粘接，所述双面粘性薄铁板(14)上粘接有位于磁流变弹性体(17)外侧的导磁支架(20)，所述导磁支架(20)上缠绕有励磁线圈(19)，所述压电模块(18)中镶嵌有压电振子(16)；所述活塞杆(12)的下部通过下滑动轴承(21)连接有下弹簧卡座(4)和固定连接在下弹簧卡座(4)顶部的下弹簧压板(5)，所述下弹簧卡座(4)内卡合连接有下端与缸筒(2)内底壁固定连接的下传力弹簧(3)，所述下弹簧压板(5)通过双面粘性薄铁板(14)与位于最底层的磁流变弹性体(17)粘接；位于最顶层的压电模块(18)的顶部通过双面粘性薄铁板(14)粘接有上弹簧压板(6)，所述上弹簧卡...
【技术特征摘要】
1.一种馈能式磁流变弹性体车辆减振装置，其特征在于：包括减振装置本体和减振装
置控制器(27)，所述减振装置本体包括缸筒(2)和设置在缸筒(2)内的活塞杆(12)，所述活
塞杆(12)的上部通过上滑动轴承(11)连接有上弹簧卡座(8)，所述活塞杆(12)的中部套装
有多个压电模块(18)和多个磁流变弹性体(17)，多个压电模块(18)和多个磁流变弹性体
(17)相互间隔设置，相邻的压电模块(18)和磁流变弹性体(17)通过双面粘性薄铁板(14)粘
接，所述双面粘性薄铁板(14)上粘接有位于磁流变弹性体(17)外侧的导磁支架(20)，所述
导磁支架(20)上缠绕有励磁线圈(19)，所述压电模块(18)中镶嵌有压电振子(16)；所述活
塞杆(12)的下部通过下滑动轴承(21)连接有下弹簧卡座(4)和固定连接在下弹簧卡座(4)
顶部的下弹簧压板(5)，所述下弹簧卡座(4)内卡合连接有下端与缸筒(2)内底壁固定连接
的下传力弹簧(3)，所述下弹簧压板(5)通过双面粘性薄铁板(14)与位于最底层的磁流变弹
性体(17)粘接；位于最顶层的压电模块(18)的顶部通过双面粘性薄铁板(14)粘接有上弹簧
压板(6)，所述上弹簧卡座(8)内卡合连接有下端与上弹簧压板(6)固定连接的上传力弹簧
(7)，所述上弹簧卡座(8)的顶部固定连接有支撑架(9)，所述支撑架(9)的顶部固定连接有
上吊环(10)，所述缸筒(2)的底部固定连接有下吊环(1)；所述减振装置控制器(27)的输入
端接有用于对簧载质量位移进行检测的簧载质量位移传感器(24)和用于对非簧载质量位
移进行检测的非簧载质量位移传感器(25)，所述缸筒(2)的外壁上设置有控制盒(26)，所述
减振装置控制器(27)设置在控制盒(26)内，所述控制盒(26)内还设置有整流器(15)、用于
为车载蓄电池(23)充电的蓄电池充电电路(22)和用于为励磁线圈(19)提供稳定的输入电
流的可控恒流源电路(28)，所述蓄电池充电电路(22)接在整流器(15)与车载蓄电池(23)之
间，所述可控恒流源电路(28)与车载蓄电池(23)的输出端和减振装置控制器(27)的输出端
连接，所述励磁线圈(19)与可控恒流源电路(28)的输出端连接，所述整流器(15)的输入端
与串联后的多个压电振子(16)连接。
2.按照权利要求1所述的一种馈能式磁流变弹性体车辆减振装置，其特征在于：所述活
塞杆(12)的轴向中心设置有供连接励磁线圈(19)与可控恒流源电路(28)的输出端的导线
以及连接整流器(15)的输入端与串联后的多个压电振子(16)的导线穿过的中心孔(13)。
3.按照权利要求1所述的一种馈能式磁流变弹性体车辆减振装置，其特征在于：所述下
传力弹簧(3)的刚度大于上传力弹簧(7)的刚度。
4.按照权利要求1所述的一种馈能式磁流变弹性体车辆减振装置，其特征在于：所述导
磁支架(20)的厚度小于磁流变弹性体(17)的厚度。
5.按照权利要求1所述的一种馈能式磁流变弹性体车辆减振装置，其特征在于：所述磁
流变弹性体(17)为中间粗两端细的形状。
6.按照权利要求1所述的一种馈能式磁流变弹性体车辆减振装置，其特征在于：所述双
面粘性薄铁板(14)的厚度为0.5mm～0.15mm。
7.一种对如权利要求1所述的馈能式磁流变弹性体车辆减振装置进行控制的方法，其
特征在于该方法包括以下步骤：
步骤Ⅰ、簧载质量位移传感器(24)对簧载质量位移进行实时检测，非簧载质量位移传感
器(25)对非簧载质量位移进行实时检测；减振装置控制器(27)对簧载质量位移和非簧载质
量位移进行周期性采样；
步骤Ⅱ、当车辆行驶在不平路面上时，一方面，上吊环(10)与下吊环(1)产生相对运动，
上吊环(10)带动支撑架(9)和上弹簧卡座(8)上下运动，上弹簧卡座(8)把其所受的力通过
上传力弹簧(7)传递给上弹簧压板(6)，上弹簧压板(6)再把其所受的力通过双面粘性薄铁
板(14)传递给压电模块(18)和压电振子(16)，使压电振子(16)发生正压电效应，产生电能
并通过整流器(15)整流后，再经过蓄电池充电电路(22)给车载蓄电池(23)充电，车载蓄电
池(23)输出电能给可控恒流源电路(28)；另一方便，所述减振装置控制器(27)根据模糊PID
控制的方法对其采样得到的簧载质量位移和非簧载质量位移进行分析处理，得到励磁线圈
(19)需要的输入电流并控制可控恒流源电路(28)的输出电流为励磁线圈(19)需要的输入
电流，实时调节励磁线圈(19)的输入电流，从而产生强度可变的磁场作用在磁流变弹性体
(17)上，即实时调节磁流变弹性体(17)的刚度和阻尼，磁流变弹性体(17)将其所受的力依
次向下传递，通过下弹簧压板(5)和下弹簧卡座(4)进一步将力传递给下传力弹簧(3)，实现
了馈能减振的目的。
8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤Ⅱ中所述减振装置控制器(27)根据模
糊PID控制的方法对其采样得到的簧载质量位移和非簧载质量位移进行分析处理，得到励
磁线圈(19)需要的输入电流的具体过程为:
步骤一、减振装置控制器(27)根据公式对其第i次采样得到的簧载质量位
移和非簧载质量位移作差，得到第i次采样时系统簧载质量位移与非簧载质量位移的
偏差ei；
步骤二、减振装置控...
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