本实用新型专利技术是一种双向作用的压电陶瓷与电流变液自耦合阻尼器。它主要由压电供能部分和阻尼腔部分组成。弹簧和压簧板关于一组压电陶瓷对称布置。当活塞杆受到外界的振动时，上下对称布置的压簧板和弹簧随活塞杆一起运动，对压电陶瓷施加压力，产生电压。在压缩与复原双向行程中，压电陶瓷一直受压产生感应电压并通过导线连接到内外电极上，在环形阻尼通道间产生电场，其间的电流变液受电场作用粘度增加，阻尼器上下腔形成压差从而减小活塞的振动。活塞振动幅度越大产生的电压越高，电流变液产生的阻力就越大，从而达到系统自耦合减振的目的。本实用新型专利技术减少了压电陶瓷的数量仍达到双程供电的效果，提高了压电陶瓷的利用效率，节省了空间。节省了空间。节省了空间。
【技术实现步骤摘要】
一种双向作用的压电陶瓷与电流变液自耦合阻尼器
[0001]本技术涉及一种新型电流变液阻尼器，在工作时无需外接电源，能够随外界振动幅度自耦合减振的智能阻尼器。
技术介绍
[0002]电流变液（electrorheological fluids , ERF流体）是一种智能材料，它一般是由微米（或纳米）尺度的具有高介电常数的颗粒均匀分散在绝缘的低介电常数的油相介质中形成的悬浮液。当施加外电场时，ERF流体从流动状态转变为类固体状态，其表观粘度急增几个数量级，并达到较高的剪切应力。该过程是可逆、可控、迅速和低功耗的。这些优良的机电耦合性能使ERF流体能有效地解决机械工程中能量传递和控制问题。赵晓鹏等在专利“一种无外电源的自耦合电流变液阻尼器”（ZL02139476 .8）中，设计了用压电陶瓷供电的自适应电流变液阻尼器，省去了外部电源，但是整个阻尼器只有在向下压缩的过程中压电陶瓷才起作用，产生阻尼，回程中并无可变阻尼。阻尼器中没有考虑活塞杆造成的阻尼器内腔体积变化，实际应用中几乎不可实现。刘伟等在专利“一种新型压电陶瓷与电流变液自耦合阻尼器”（CN 110195760 A）中采用了压电陶瓷对称布置，利用弹簧和压簧板，实现了压缩与复原两个行程都可以挤压压电陶瓷产生感应电压，但这个阻尼器在每个行程中仍只有一半的压电陶瓷起作用，另一半压电陶瓷没有工作，这样对称布置没有减少压电陶瓷的使用量，也没有起到增大感应电压的作用。以上两种阻尼器各自的缺陷，使得应用起来受到一定限制。
技术实现思路
[0003]本技术的目的是提供一种双向作用的压电陶瓷与电流变液自耦合阻尼器，它具有结构简单、体积小、行程大、直接受力、抗振动幅度大、刚性小等特点。阻尼器利用两组弹簧及压簧板，关于压电陶瓷上下对称布置，使得在双向行程中保证压电陶瓷一直能受到挤压从而产生电压，这样压电陶瓷在拉伸和压缩行程时都在工作，利用效率大幅提高。这种结构不需要两组压电陶瓷分别提供两个行程的电压，因此在相同输出阻尼力要求下可以使得压电陶瓷的布置数量减少一半。
附图说明
[0004]图1是根据本技术提出的压电陶瓷与电流变液自耦合阻尼器的主视剖面图。图1中各部件及编号为：
[0005]1.外筒 2.内筒 3.环形阻尼通道 4.内电极板 5.外电极板 6.流通孔 7.垫片 8.六角螺母 9.螺栓 10.压簧板 11.活塞杆 12.下弹簧 13.压电陶瓷 14.上弹簧 15.顶盖 16.端盖 17.直筒 18.固定板 19.导线 20.O形密封圈 21.气室 22.环形浮动活塞 23.电流变液 24.活塞。
具体实施方式
[0006]本技术的目的是这样实现的：本技术的结构如图1所示。它由活塞杆（11）、压簧板（10）、下弹簧（12）、压电陶瓷（13）、上弹簧（14）、固定板（18）、导线（19）组成的压电供能部分；由环形阻尼通道（3）、内电极板（4）、外电极板（5）、流通孔（6）、电流变液（23）组成的阻尼腔部分；另外由气室（21）、环形浮动活塞（22）完成阻尼腔体积补偿；由外筒（1）、内筒（2）、垫片（7）、六角螺母（8）、螺栓（9）、顶盖（15）、O形密封圈（20）等完成阻尼器的封装。其特征是压电供能部分和阻尼腔部分上下顺序连接，对称分布的弹簧和压簧板能够使压电陶瓷双向受压产生电压，固定在内外筒上的内外极板之间形成阻尼通道，内筒（2）上开有上下流通孔（6）完成工作过程中电流变液的流通。
[0007]活塞杆（11）与活塞（24）是永久连接。压簧板（10）固定在活塞杆（11）上，压簧板（10）连接弹簧（12,14）。活塞杆（11）通过端盖（16）和顶盖（15）的中心孔与外施力机构相连。顶盖（15）与阻尼器外筒（1）通过螺纹连接。
[0008]弹簧分为两段，都与压簧板（10）和固定板（18）相连，固定板（18）只能向压电陶瓷（13）一侧发生挤压。活塞杆（11）向上或下运动时，压电陶瓷（13）都可以受压产生电压，弹簧和压簧板关于压电陶瓷（13）对称布置，因此在两行程压电陶瓷可以一直受压，提供电流变液工作所需电压。
[0009]内电极板（4）和外电极板（5）分别镶嵌在阻尼器内外筒（1,2）上，阻尼腔上部设置环形浮动活塞（22），气室（21）里面充入气体，两者组成补偿气室。环形阻尼通道（3）上有上下分布的流通孔（6），以完成电流变液的流通。
[0010]压电陶瓷（13）与内电极板（4）和外电极板（5）通过导线（19）相连，活塞杆（11）与阻尼腔之间采用O形密封圈（20），压电供能部分和阻尼腔之间采用螺栓（9）与螺母（8）连接。
[0011]阻尼器的工作原理如下：当外力策动活塞杆（11）向下运动时，活塞杆（11）连同压簧板（10）一起运动，上弹簧（14）挤压压电陶瓷（13）产生电压。回程时活塞杆（11）在外力或系统作用下向上运动，活塞杆（11）连同压簧板（10）一起运动，下弹簧（12）挤压压电陶瓷（13）产生电压。产生的电压通过导线（19）连接到内电极板（4）和外电极板（5）上。内外电极间的电流变液（23）受电场影响，粘度增加，剪切强度增加。电流变液（23）在活塞（24）的推力作用下，从阻尼腔经过环形阻尼通道（3）和流通孔（6）流入内外电极（4,5）之间，然后又流回到到阻尼腔。由于电流变液（23）的粘度增加，剪切强度增加，反过来对活塞（24）产生的阻力增加，从而达到减振的目的。活塞（24）的上下运动幅度越大，压电陶瓷（13）产生的电压就越高，电流变液（23）产生的阻力就越大，从而达到自耦合减振的目的。
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【技术特征摘要】
1.一种双向作用的压电陶瓷与电流变液自耦合阻尼器，由活塞杆（11）、压簧板（10）、下弹簧（12）、上弹簧（14）、压电陶瓷（13）、固定板（18）、导线（19）组成的压电供能部分；由环形阻尼通道（3）、内电极板（4）、外电极板（5）、流通孔（6）、电流变液（23）组成的阻尼部分；另外由气室（21）、环形浮动活塞（22）完成阻尼腔体积补偿；由内筒（2）、外筒（1）、垫片（7）、六角螺母（8）、螺栓（9）、顶盖（15）、O形密封圈（20）完成阻尼器的封装，其特征是压电供能部分和阻尼腔部分上下顺序...
【专利技术属性】
技术研发人员：金辉，姚进，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：新型
国别省市：
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