一种可变阻尼、可调刚度的减振器制造技术

本发明专利技术公开一种可变阻尼、可调刚度的减振器。弹簧压紧端盖，位于弹簧固定筒的开口处，尺寸和弹簧固定筒的开口尺寸相匹配；膜片弹簧设置于弹簧压紧端盖的下方，阻尼器外筒设置于所述弹簧固定筒的内部；阻尼器上端盖，位于所述阻尼器外筒的开口处，尺寸和阻尼器外筒的开口尺寸相匹配；阻尼器上端盖设置于膜片弹簧的下方，弹簧压紧端盖、膜片弹簧和阻尼器外筒的中心处均设置有相同尺寸的通孔，活塞杆穿过三者的通孔，活塞固定在阻尼器外筒的底部，活塞杆穿过活塞，活塞的内部开设有多个上下贯穿的内槽，内槽沿所述活塞径向设置，定极板位于内槽内部，巨电流变液充斥在弹簧固定筒内部。采用本发明专利技术能够实现阻尼和刚度的实时调节。

【技术实现步骤摘要】
一种可变阻尼、可调刚度的减振器
本专利技术涉及减振器
，特别是涉及一种可变阻尼、可调刚度的减振器。
技术介绍
目前，减振器主要有三种模式：被动控制模式、主动控制模式、半主动控制模式。基于被动控制模式的减振器，其应用最为广泛，结构简单，成本低，但是，此减振器的固有频率不可调，当与激振频率相同或者相差很小时，能达到很好的减振效果；当此减振器的固有频率与激振频率相差较大时，则减振效果很差甚至会是振动恶化。基于主动控制模式的减振器，其减振器是通过传感器来实时采集振动物体信息来直接提供力抵消振动所产生的力，但所需响应快，有外部能源支持，成本比较高。基于半主动模式控制的减振器，其减振器是通过传感器来实时采集振动物体信息以改变自身的固有频率，从而无需消耗很多的能源且能达到很好的减振效果，但是应用具有一定的局限性。随着人们对许多场合下的减振器要求越来越严格，使得上述三种模式的减振器已经不能满足在特定场合下的减振要求。理论和实验表明：在实际工程中，更需要一种既能改变刚度(增加隔振频带范围)，还能改变阻尼(优化高频部分的减振效果)的减振器，即要求减振器既能够改变刚度特性，又能改变阻尼特性。然而，在现有的减振器中并没有上述特性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可变阻尼、可调刚度的减振器，进而实现阻尼和刚度的实时调节。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种可变阻尼、可调刚度的减振器，所述减振器包括：活塞杆、弹簧压紧端盖、膜片弹簧、弹簧固定筒、阻尼器外筒、阻尼器上端盖、活塞、定极板和巨电流变液；所述弹簧压紧端盖位于所述弹簧固定筒的开口处，所述弹簧压紧端盖的尺寸和所述弹簧固定筒的开口尺寸相匹配；所述膜片弹簧设置于所述弹簧压紧端盖的下方，所述阻尼器外筒设置于所述弹簧固定筒的内部，所述阻尼器上端盖位于所述阻尼器外筒的开口处，所述阻尼器上端盖的尺寸和所述阻尼器外筒的开口尺寸相匹配；所述阻尼器上端盖设置于所述膜片弹簧的下方，所述弹簧压紧端盖、所述膜片弹簧和所述阻尼器外筒的中心处均设置有相同尺寸的通孔，所述活塞杆穿过所述弹簧压紧端盖、所述膜片弹簧和所述阻尼器外筒的中心处的通孔，所述活塞固定在所述阻尼器外筒的底部，所述活塞杆穿过所述活塞，所述活塞杆与所述活塞相匹配，所述活塞的内部开设有多个上下贯穿的内槽，所述内槽沿所述活塞径向设置，所述定极板位于所述内槽内部，所述巨电流变液充斥在所述弹簧固定筒内部。可选的，所述减振器还包括密封圈，所述密封圈位于所述阻尼器外筒和所述阻尼器上端盖的连接处。可选的，所述减振器还包括直线轴承，所述阻尼器上端盖与所述活塞杆连接处为凹槽，所述直线轴承位于所述凹槽处。可选的，所述膜片弹簧与所述弹簧压紧端盖通过内六角螺栓连接。可选的，所述弹簧固定筒与所述阻尼器外筒通过内六角螺栓连接。可选的，所述直线轴承与所述阻尼器上端盖通过内六角螺栓连接。可选的，所述膜片弹簧与所述活塞杆接触的位置包含有六角螺母。可选的，所述定极板与所述内槽的槽壁间隔为2mm。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供一种可变阻尼、可调刚度的减振器，通过采用平面形式的极板，结构紧凑、相对面积大、阻尼效果好且可实现阻尼的调节；通过采用膜片弹簧，利用其非线性刚度特性，由改变膜片弹簧的内加工孔槽的大小、位置来实现弹簧刚性的调节。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例可变阻尼、可调刚度的减振器结构示意图；图2为可变阻尼、可调刚度的减振器俯视图；图3为膜片弹簧与轴装配；图4为定极板与活塞相对位置关系图；图5为定极板与活塞相对关系等轴测图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。电流变体是由高介电常数的小颗粒分散在低介电常数的溶剂中形成的悬浮液体。这种悬浮液体在外加电场作用下可以在毫秒级的瞬间使固体颗粒极化而相互作用，形成平行于电场的链状或者柱状结构，从而使液体表现为具有一定屈服应力的类似固体的本构状态，使表观粘度增大几个数量级。这种使流体改变状态的效应叫做电流变效应。电流变阻尼器是一种应用非常广泛的消能减振控制装置，可用于机械、建筑等领域。其控制机理是通过对阻尼器中的电流变效应，将结构的部分振动能量通过阻尼材料耗散掉，达到缓解外载的冲击、减小结构振动、保护结构安全的目的。巨电流变液是由可极化介电微粒均匀分散于巨电流变液的基液中形成的一种悬浮液，当对其施加电场时，其粘度、剪切强度等能瞬时变化，粘度、强度等大小随电场调节，可连续大范围内调节，可达到几个数量级，由低粘度流体可转换为高粘度流体，甚至固体。当外加电场撤去以后，可以在毫秒时间内恢复到流体状态，这种介于液体和固体的属性瞬间可控、可逆、可连续的转变，能通过电场实现力矩的可控传递和机构的在线无级、可逆控制，能替代传统的电极机械转换元器件，在机电一体化的自适应控制机构工业领域有着广泛的应用前景，特别在国防建设、交通工具、液压设备、机械制造业、传感器技术等领域具有更为广阔的应用基础和应用需求，是阻尼减振领域发展急需的关键材料之一。根据香港科技大学温维佳教授所做的研究工作，目前研制的新型巨电流变液在5KV/mm的电场强度下可以达到130kPa以上的屈服强度，完全可以满足工程需要。但是，这种新型的巨电流变液的粘滞系数仅为普通电流变液的1/10，仅仅为0.1Pa·s，而一般的电流变液的粘滞系数为1Pa·s。因此，同样条件下，普通电流变液提供的粘滞阻尼力远远大于新型巨电流变液提供的粘性阻尼力。各种建筑或机械结构在服役过程中，振动或冲击载荷会严重影响其安全性及使用寿命。在上述结构上安装可以耗能减振的阻尼器件是减小其振动或冲击响应、增加其安全性和稳定性的有效手段。传统的被动控制阻尼器(如液压阻尼器)仅能提供不可调节的阻尼力，其振动控制效果不理想。采用电/磁流变体制备的智能阻尼器，可以通过对电/磁场强度的调节来根据工况实时连续地调节阻尼力，从而实现结构振动或冲击的主动及半主动控制，更好地防止结构的失效破坏。相对于磁流变阻尼器，以巨电流变体为核心材料的电流变阻尼器具有稳定性高、结构简单、阻尼力调节范围大、响应快等优点。膜片弹簧具有较理想的非线性弹性特性，其刚度大，缓冲吸振能力强，能以小变形承受大载荷，适合于轴向空间要求小的场合。膜片弹簧具有变刚度特性，这种弹簧具有很广范围的非线性特性。在很大范围内,膜片弹簧正取代圆柱螺旋弹簧。常用于重型机械(如压力机)，作为强力缓冲和减振弹簧,用作汔车和拖拉机离合器及安全阀的压紧弹簧,以及用作机动器械的储能元件。膜片弹簧根据截面形状的不同可以分为三类:包括普通膜片弹簧(其截面形状为矩形)、带径向沟槽的膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可变阻尼、可调刚度的减振器，其特征在于，所述减振器包括：活塞杆、弹簧压紧端盖、膜片弹簧、弹簧固定筒、阻尼器外筒、阻尼器上端盖、活塞、定极板和巨电流变液；所述弹簧压紧端盖位于所述弹簧固定筒的开口处，所述弹簧压紧端盖的尺寸和所述弹簧固定筒的开口尺寸相匹配；所述膜片弹簧设置于所述弹簧压紧端盖的下方，所述阻尼器外筒设置于所述弹簧固定筒的内部，所述阻尼器上端盖位于所述阻尼器外筒的开口处，所述阻尼器上端盖的尺寸和所述阻尼器外筒的开口尺寸相匹配；所述阻尼器上端盖设置于所述膜片弹簧的下方，所述弹簧压紧端盖、所述膜片弹簧和所述阻尼器外筒的中心处均设置有相同尺寸的通孔，所述活塞杆穿过所述弹簧压紧端盖、所述膜片弹簧和所述阻尼器外筒的中心处的通孔，所述活塞固定在所述阻尼器外筒的底部，所述活塞杆穿过所述活塞，所述活塞杆与所述活塞相匹配，所述活塞的内部开设有多个上下贯穿的内槽，所述内槽沿所述活塞径向设置，所述定极板位于所述内槽内部，所述巨电流变液充斥在所述弹簧固定筒内部。

【技术特征摘要】
1.一种可变阻尼、可调刚度的减振器，其特征在于，所述减振器包括：活塞杆、弹簧压紧端盖、膜片弹簧、弹簧固定筒、阻尼器外筒、阻尼器上端盖、活塞、定极板和巨电流变液；所述弹簧压紧端盖位于所述弹簧固定筒的开口处，所述弹簧压紧端盖的尺寸和所述弹簧固定筒的开口尺寸相匹配；所述膜片弹簧设置于所述弹簧压紧端盖的下方，所述阻尼器外筒设置于所述弹簧固定筒的内部，所述阻尼器上端盖位于所述阻尼器外筒的开口处，所述阻尼器上端盖的尺寸和所述阻尼器外筒的开口尺寸相匹配；所述阻尼器上端盖设置于所述膜片弹簧的下方，所述弹簧压紧端盖、所述膜片弹簧和所述阻尼器外筒的中心处均设置有相同尺寸的通孔，所述活塞杆穿过所述弹簧压紧端盖、所述膜片弹簧和所述阻尼器外筒的中心处的通孔，所述活塞固定在所述阻尼器外筒的底部，所述活塞杆穿过所述活塞，所述活塞杆与所述活塞相匹配，所述活塞的内部开设有多个上下贯穿的内槽，所述内槽沿所述活塞径向设置，所述定极板位于所述内槽内部，所述巨电流变液充斥在所述弹簧固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏，楚刘峰，孙翊，蒲华燕，罗均，彭艳，谢少荣，杨毅，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31