一种弹簧磁流变弹性体耦合的减振器

1.本发明涉及减震器技术领域，尤其是涉及一种弹簧磁流变弹性体耦合的减振器。


背景技术：

2.减震器在各个领域都有着广泛的应用，现有的减震器种类有液压震器、气压减震器、阻尼可调式减震器、弹簧减震器和橡胶材料减震器等，其中橡胶材料减震器应用最为广泛，但是压缩量较小，容易收到温度的影响，性能不稳定，使用寿命短。减震器阻尼力固定，这就导致减震器无法根据需改变阻尼力的大小，适应性较差。
3.此外，目前有研究出磁流变弹性体减震器，以实现减震器的阻尼力可调节性能，但由于磁流变弹性体本身是将微米尺度的铁磁性颗粒掺入到高分子聚合物中，大多使用羰基铁粉与橡胶的组合。但是初始的刚度较小，可以承受的载荷较小，使用寿命少，受外部环境温度影响较大。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种弹簧磁流变弹性体耦合的减振器，初始刚度值大，可调节减震器阻尼力，应用范围广，使用寿命长。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.一种弹簧磁流变弹性体耦合的减振器，包括壳体、连接件、线圈、线圈套筒、磁流变弹性体、弹簧和可控电源模块，所述的线圈套筒和磁流变弹性体位于壳体内，所述的线圈缠绕在线圈套筒的外侧壁上，所述的磁流变弹性体为圆筒结构，且同轴设于线圈套筒内，所述的弹簧同轴设于磁流变弹性体内，所述的连接件一端位于壳体内，且与磁流变弹性体接触，另一端位于壳体外，所述的线圈与可控电源模块电性连接。
7.进一步地，所述的减振器还包括两块限位件，其中一块限位件位于弹簧的上端，另一块限位件位于弹簧的下端。
8.进一步地，所述的限位件包括限位盘以及同轴垂直固定在限位盘上的限位杆，所述的限位杆插入弹簧，所述的弹簧与限位盘接触，所述的限位盘的直径与磁流变弹性体的内径匹配。
9.进一步地，所述的壳体包括外壳和底座，所述的外壳为一端开口的圆筒结构，所述的底座与外壳开口匹配，且通过螺栓与外壳固定。
10.进一步地，所述的底座上设有限位凸起，所述的限位凸起插入线圈套筒内。
11.进一步地，所述的底座上设有用于安装温度传感器的安装槽和线槽，所述的安装槽和线槽连通。
12.进一步地，所述的连接件包括圆形的连接盘以及同轴垂直设置在连接盘上的连接杆，所述的连接盘与磁流变弹性体接触，所述的连接杆穿过壳体侧壁。
13.进一步地，所述的连接盘的直径与线圈套筒的内径匹配，所述的连接盘位于线圈套筒内。
14.进一步地，所述的壳体上设有用于引出线圈的导线的线孔。
15.进一步地，所述的可控电源模块为12v或24v可调直流稳压电源。
16.与现有技术相比，本发明具有以如下有益效果：
17.(1)本发明线圈未通电时，该减震器为被动减震器，由于弹簧的存在，其初始刚度值较大，在某些无法通电的工作场景中，可以胜任一些简单的减震工作，当线圈通电时，仅需调节电流大小就可控制减震器阻尼力大小，通过改变可控电源模块的输出电流值，对应改变电磁铁产生的磁场，从而调节磁流变弹性体的刚度和强度，起到调节减震器阻尼力的效果，应用范围广，并可以与计算机相结合实现应对实时工况环境的阻尼力动态自动调节；
18.(2)本发明由于弹簧的存在可以减小磁流变弹性体的损耗，提高减震器的使用寿命；
19.(3)本发明限位件包括限位盘以及同轴垂直固定在限位盘上的限位杆，限位杆插入弹簧，弹簧与限位盘接触，限位盘的直径与磁流变弹性体的内径匹配，限位件可防止磁流变弹性体过载损坏以及连接件与线圈套筒发生碰撞，同时限位盘起到密封的作用，防止杂物进入磁流变弹性体内部，安全性高；
20.(4)本发明底座上设有用于安装温度传感器的安装槽和线槽，安装槽和线槽连通，便于安装温度传感器，不影响减振器外观，温度传感器实时监测减震器内部温度环境，以便外界更加准确、稳定地控制弹性体磁流变弹性体的刚度和强度。
附图说明
21.图1为减振器的截面图；
22.图2为可控电源模块的结构示意图；
23.图3为减振器的爆炸结构示意图；
24.图4为限位件的结构示意图；
25.图5为连接件的结构示意图；
26.图6为底座的截面图；
27.图中标号说明：
28.1、外壳，2、连接件，3、线圈，4、线圈套筒，5、磁流变弹性体，6、限位件，7、弹簧，8、底座，9、可控电源模块，10.线孔，21.连接盘，22.连接杆，61、限位杆，62、限位盘，81、限位凸起，82.安装槽，83.线槽。
具体实施方式
29.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
30.实施例1
31.一种弹簧磁流变弹性体耦合的减振器，如图1和图3，包括壳体、连接件2、线圈3、线圈套筒4、磁流变弹性体5、弹簧7和可控电源模块9，线圈套筒4和磁流变弹性体5位于壳体内，线圈3缠绕在线圈套筒4的外侧壁上，构成电磁铁，磁流变弹性体5为圆筒结构，且同轴设于线圈套筒4内，弹簧7同轴设于磁流变弹性体5内，连接件2一端位于壳体内，且与磁流变弹
性体5接触，另一端位于壳体外，与负载连接，线圈3与可控电源模块9电性连接。
32.磁流变弹性体5与弹簧7安装在线圈套筒4内部，保证了磁场强度和磁场均匀性，与线圈3互不干扰，便于更换零内部零件。
33.减振器还包括两块限位件6，其中一块限位件6位于弹簧7的上端，另一块限位件6位于弹簧7的下端，起到对弹簧7的限位作用。
34.如图4，限位件6包括限位盘62以及同轴垂直固定在限位盘62上的限位杆61，限位杆61插入弹簧7，弹簧7与限位盘62接触，限位盘62的直径与磁流变弹性体5的内径匹配，限位件6可防止磁流变弹性体5过载损坏以及连接件2与线圈套筒4发生碰撞，同时限位盘62起到密封的作用，防止杂物进入磁流变弹性体内部，安全性高。
35.壳体包括外壳1和底座8，外壳1为一端开口的圆筒结构，底座8与外壳1开口匹配，且通过螺栓与外壳1固定。
36.电磁铁和磁流变弹性体5均位于外壳1内部，利用外壳1保护磁流变弹性体5不受外界污染。
37.底座8上设有限位凸起81，限位凸起81插入线圈套筒4内，起到定位作用。
38.磁流变弹性体5的刚度和强度调节受外界环境温度影响较大，为保证磁流变弹性体5控制效果，如图6，底座8上设有用于安装温度传感器的安装槽82和线槽83，安装槽82和线槽83连通，便于安装温度传感器，不影响减振器外观，温度传感器实时监测减震器内部温度环境，以便外界更加准确、稳定地控制弹性体磁流变弹性体5的刚度和强度。
39.如图5，连接件2包括圆形的连接盘21以及同轴垂直设置在连接盘21上的连接杆22，连接盘21与磁流变弹性体5接触，连接杆22穿过壳体侧壁，并与负载连接。
40.连接盘21的直径与线圈套筒4的内径匹配，连接盘21位于线圈套筒4内。
41.壳体上设有用于引出线圈3的导线的线孔10。
42.可控电源模块9的结构如图2所示，可控电源模块9为12v或24v可调直流稳压电源。
43.减振器的工作原理如下：
44.连接杆22与外部负载相连，连接盘21受线圈套筒4内壁约束，连接杆22将作垂直移动，从而作用在磁流变弹性体5与弹簧7上，通过磁流变弹性体5与弹簧7的耦合作用，起到减震的作用；
45.当线圈3未通电时，该减震器为被动减震器，由于弹簧7的存在，其初始刚度值较大，在某些无法通电的工作场景中，可以胜任一些简单的减震工作。
46.当线圈3通电时，仅需调节电流大小就可控制减震器阻尼力大小，通过改变可控电源模块9的输出电流值，对应改变电磁铁产生的磁场，从而调节磁流变弹性体5的刚度和强度，起到调节减震器阻尼力的效果，应用场景大幅增多，并可以与计算机相结合实现应对实时工况环境的阻尼力动态自动调节。
47.减振器采用的零件除磁流变弹性体5、底座8、连接件2、外壳1外均为量产标准件，可大幅降低成本和装配难度。
48.实施例2
49.本实施例中，减振器还包括两块限位件6，其中一块限位件6位于弹簧7的上端，另一块限位件6位于弹簧7的下端，起到对弹簧7的限位作用。
50.限位件6包括限位盘62以及同轴垂直固定在限位盘62上的限位杆61，限位杆61插
入弹簧7，弹簧7与限位盘62接触，限位盘62的直径与磁流变弹性体5的内径匹配，限位件6可防止磁流变弹性体5过载损坏以及连接件2与线圈套筒4发生碰撞，同时限位盘62起到密封的作用，防止杂物进入磁流变弹性体内部，安全性高。
51.其他与实施例1相同。
52.实施例1和实施例2提出了一种弹簧磁流变弹性体耦合的减振器，能够根据实际需要调节减震器的刚度和强度，承受更大的载荷，从而适应更多应用场合、产生更好的减震效果。
53.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。