本实用新型涉及减震器技术领域,具体涉及一种磁悬浮减震器。
背景技术:
目前,在车辆等需要减震的场合一般采用弹簧和液压活塞并联的机械接触式减震器,弹簧起到缓冲的作用,活塞起到阻尼的作用,减震器通常是用来抑制施加于其上的外部的震动与冲击力,使震动在减震器上产生较大的衰减,从而达到保持车辆或设备的舒适性和平稳性。该类减震器在长期使用后,弹簧会因反复的弹性变形而产生松弛或者疲劳破坏,使减震器失效而无法正常使用;液压活塞的密封件会因磨损和老化而产生漏油现象,使减震器失去阻尼器的作用。此外,接触式的减震器在震动中会产生一些高频噪声信号,通过弹簧、液体和活塞传播到减震器的另外一侧,影响到人的舒适性。通过研制非接触式的减震器,而非接触式减震器可以通过气悬浮、磁悬浮式方式实现,而磁悬浮又有电磁悬浮、超导磁悬浮和永磁悬浮减震器,气悬浮、电磁悬浮和超导磁悬浮减震器全都是能量消耗的悬浮方式,不可能在减震器上使用,只有永磁悬浮能实现无能量消耗达到长期稳定的悬浮。
磁悬浮减震器中,中国专利:长行程磁悬浮减震器,申请号 CN102808882B,申请日2016.1.201,申请人:广西大学。以及中国专利: CN2183468Y,永磁悬浮减震器,申请日1994.11.23,申请人:崔汉平。这两项专利中涉及到的磁悬浮减震器,在承载的情况下,减震器的震幅非常小,磁悬浮的区域有限。交通工具在道路上运行是复杂的,减震器经常超幅度变化,永磁体非常容易发生碰击而破碎,永磁体在承载的情况下排斥力变小或变成吸引力,所以容易发生碰击。该类磁悬浮减震器是依据磁力第一定律:同性磁极相斥,异性磁极相吸磁性的原理制成的。
综上所述,传统的减震器存在着减震效果差,存在摩擦,使用寿命短,制造成本高,不够环保的缺陷,亟待进一步改进。
技术实现要素:
本实用新型的目的在于提供一种磁悬浮减震器,用以解决传统磁悬浮传感器减震效果差、制造成本高、不够环保的缺陷。
为实现上述目的,本实用新型提供一种磁悬浮减震器,所述磁悬浮减震器包括减震架和减震杆,所述减震架中间具有一通孔,所述减震杆穿过所述通孔并可在所述通孔内运动;
其中,所述减震架的通孔两侧分别安装有第一磁体和第二磁体,所述第一磁体和所述第二磁体的异性磁极相对设置,所述减震杆内安装有第三磁体,所述第三磁体位于所述通孔的上端或者下端,所述减震杆在所述第一磁体和所述第二磁体的作用下悬浮于所述减震架通孔的上端或者下端,当所述第三磁体位于所述第一磁体和所述第二磁体之间时,所述第三磁体的两个磁极分别与所述第一磁体和所述第二磁体同极相对。
优选的,所述减震杆的一端设有减震盖。
优选的,所述第一磁体、第二磁体以及第三磁体均为永磁体;
所述第一磁体、第二磁体和第三磁体为钕铁硼N35材料制成。
优选的,所述减震架通孔一侧设有电磁线圈,所述第三磁体可穿过所述电磁线圈的内侧通孔在所述通孔内运动。
优选的,所述减震盖上设有第一触点,所述电磁线圈的顶部设有第二触点,所述减震杆在运动的过程中,所述第一触点可与所述第二触点接触;
所述第一触点和所述第二触点接触时,所述电磁线圈通电,产生磁力,对所述第三磁体产生磁力作用,提高所述减震杆的磁悬浮力。
优选的,所述磁悬浮减震器还包括蓄电池,所述蓄电池与所述电磁线圈连接,用于储存电磁线圈产生的电流或者对所述电磁线圈通电。
优选的,所述磁悬浮减震器还包括电流控制装置,所述电流控制装置与所述电磁线圈连接。
优选的,所述减震架的数量为至少两个,所述减震杆上相对应所述减震架设有至少两块第三磁体。
优选的,所述减震架和减震杆均采用非磁性材料制成。
优选的,所述第一磁体和第二磁体的底部靠近所述减震杆上安装有限位轮。
本实用新型的磁悬浮减震器应用磁铁的侧推理论,在永磁悬浮的基础上,辅助电磁悬浮,磁悬浮减震器既能对外输出电能,又能辅助产生电磁力,提高磁悬浮力,取代弹簧,避免了自激震荡,克服传统接触式减震器存在的振动传导、摩擦、漏油和噪声传递的问题,以及使用排斥力磁悬浮减震器悬浮力和悬浮高度不足的问题,本磁悬浮减震器能够抑制施加于其上的外部的震动与冲击,使震动在磁悬浮减震器上产生较大的衰减。本实用新型的磁悬浮减震器,制造成本低,结构简单,使用寿命长。
附图说明
图1为本实用新型的磁悬浮减震器的第一实施例的结构示意图。
图2为本实用新型的磁悬浮减震器的第二实施例的结构示意图。
图3为本实用新型的磁悬浮减震器的第三实施例的结构示意图。
图4为本实用新型的磁悬浮减震器的第四实施例的结构示意图。
图5为本实用新型的磁悬浮减震器的第五实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本实用新型,但不用来限制本实用新型的范围。
如图1所示,本实用新型的一种磁悬浮减震器,其包括减震架100 和减震杆200,减震架100中间具有一通孔,减震杆200穿过通孔并可在通孔内运动;其中,减震架100的通孔两侧分别分别安装有第一磁体110 和第二磁体120,第一磁体110和第二磁体120异性磁极相对设置,减震杆200内安装有第三磁体230,第三磁体230位于通孔的上端或者下端,在第一磁体110和第二磁体120的作用下悬浮于减震架100通孔的上端或者下端。减震杆200可以在减震架100中间的通孔内自由升降,减震杆200悬浮在减震架100上,当第三磁体位于第一磁铁和第二磁体之间时,第三磁体的两个磁极分别与第一磁体和第二磁体的同性磁极相对。本实用新型的磁悬浮减震器利用同极相对的永磁体之间产生的侧推力,第一磁体110和第二磁体120对第三磁体的侧推力的方向向上,排斥力在左右的水平方向上,使得减震杆200与减震架100之间实现悬浮,取代了传统减震器上一直使用的弹簧,最大可能的隔离了震动传导,起到减震降噪的效果。
其中,减震杆200的一端设有减震盖210,减震盖210在减震杆200 的上端,通过减震盖210可以固定连接其他装置。减震杆200或者减震架100内安装有填充块,填充块可以增加减震杆200或者减震架100的支撑强度。较佳的,第一磁体110、第二磁体120以及第三磁体230均为永磁体。
较佳的,如图2和图3所示,减震架100通孔一侧设有电磁线圈220,第三磁体230可穿过电磁线圈220的内侧通孔,减震杆200可以在电磁线圈220的通孔内实现自由升降,减震杆200内第三磁体230与减震架 100内的第一磁体110和第二磁体120相对的一侧同极性时,实现减震杆 200的悬浮。当减震杆200受外力发生升降时,减震杆200内第三磁体 230和安装在减震架100通孔上侧的电磁线圈作用,产生的电流可以对外输出。
进一步的,如图3所示,减震盖210上设有第一触点211,电磁线圈220的顶部设有第二触点221,第一触点211和第二触点221的数量可以为1个或者两个,减震杆200在运动的过程中,第一触点211可与第二触点221接触;第一触点211和第二触点221接触时,电磁线圈220通电,产生电磁力,对第三磁体230产生磁力作用。因此,电磁线圈220 对减震器具有辅助悬浮的作用,当减震杆200受到大的外力或承载过大时,减震盖210上的第一触点211与电磁线圈220上的第二触点221接触,电磁线圈220的发电线路断开,电磁线圈220从外部通入电流,根据左手定则电磁线圈220产生的电磁力与减震杆200内第三磁体230作用,使减震杆200重新回到悬浮限定的磁悬浮范围。当第一触点211和第二触点221之间断开,发电线路接通,减震器回到发电状态。当减震杆200受外力在悬浮范围发生升降时,减震杆200内的第三磁体230不断的在电磁线圈220内部作升降运动,减震杆200内的第三磁体230与减震架100上的电磁线圈220作用,电磁线圈220内会持续不断地产生电流,电磁线圈220通过导线连接二极管、充电器对外输出电能,输出的电能可以储存在蓄电池内。
具体的,减震盖210上的第一触点211和减震架上的电磁线圈220 的第二触点221接触时,电磁线圈220内通入电流产生电磁力,这样在永磁悬浮的基础上加入辅助电磁悬浮。在正常情况下,减震器振幅较小时,仅仅通过永磁体的悬浮就可以实现,此时,电磁线圈220主要用于通过电磁感应发电。在特殊情况下,当减震杆200发生较大的升降变化时,减震盖210上的第一触点211与减震架上电磁线圈220的第二触点 221接通,外部电池的电流通入电磁线圈220,电磁线圈220产生电磁场与减震杆200内的第三磁体230的磁场发生相互作用力,使减震杆200 回到正常悬浮范围。当第一触点211和第二触点221断开时,减震器的电磁线圈220回到产生电流的发电状态,磁悬浮减震器在超出永磁体产生的电磁力悬浮范围时,电磁线圈220通电启动电磁悬浮。如不需要电磁线圈220辅助的电磁悬浮,以及无需电磁线圈发电,去除电磁线圈220。本实用新型的磁悬浮振荡器经过可以做成承受2kg、15kg、30kg、50kg 永磁悬浮减震器,该磁悬浮减震器可安装在汽车上,汽车在颠簸的路面行走时,减震杆在电磁线圈的通孔内升降时,电磁线圈就能产生电能,该磁悬浮减震器适用于于新能源电动车辆,减震杆和减震架之间无接触点,无需注油消耗。
本实用新型的磁悬浮减震器还包括蓄电池,蓄电池与电磁线圈220 连接,用于储存电磁线圈产生的电流或者对电磁线圈220通电。当减震杆200在电磁线圈220内通孔发生升降时,第三磁体230与电磁线圈220 感应产生电流,产生的电流可以通过充电器充入蓄电池或直接他用。当磁悬浮减震器在电动车上使用时,电磁线圈220产生的电流可以成为电动车辆能量的一个新的来源。此外,电磁线圈220通电产生磁力时,可以作为磁悬浮减震器的辅助磁悬浮的一部分,电磁线圈220中通入电流的大小可以通过电流控制装置的输入信号调控,如汽车道路智能检测系统,实现主动磁悬浮减震的功能。
本实用新型的磁悬浮减震器的电磁线圈220与减震杆200内的第三磁体230相对应,当减震杆200发生升降运动时,第三磁体230相对于电磁线圈220运动,使得电磁线圈220产生电流,电磁线圈220利用接线柱通过导线接到电流控制装置或者电源上,当车辆等交通工具在不平道路上行驶时,减震杆发生升降变化,通过电流控制装置调控输入电磁线圈220中的电流大小,控制电磁线220产生电磁力大小,减小减震杆 200发生升降变化,最大程度的减小减震杆的震动。
其中,如图4所示,减震架100的数量为至少两个,减震杆200上相对应减震架通孔位置处至少设有两块第三磁体230,电磁线圈220的数量至少为两个。一个减震杆200穿过多个减震架100中的通孔,对应每个减震架100的通孔上侧的减震杆200上均安装有一个第三电磁铁230 形成串联在一起的多个减震器,共同起到减震的作用。本实用新型的磁悬浮减震器随着磁体数量和电磁线圈数量的增加,磁悬浮减震器的承载重量也相应增加,当串联的两个减震架组合形成磁悬浮减震器时,可以悬浮30公斤的重量物品。因此,磁悬浮减震器可以通过叠加串联的方式,增加磁悬浮的高度和减震器的稳定性。也可以将多个磁悬浮减震器并列使用,增加磁悬浮减震器的承载重量以及增加电磁线圈的发电量。此外,磁悬浮减震器也可以倒置翻转使用。本实用新型的磁悬浮减震器安装使用方便,可以广泛适用于汽车、高铁、船舶、飞机、火车、自行车、摩托车等交通工具,也适用于发动机,发电机等产生震动的机械设备避震降噪,以及适用于行走类机械,如机器人等。本实用新型磁悬浮减震器的最大悬浮重量为50公斤。本实用新型磁悬浮减震器根据侧推理论,磁悬浮的高度是由磁体高度决定的,如磁体高度20厘米,悬浮的高度也可以达到20厘米。悬浮的高度根据需要进行选择,第一磁体、第二磁体以及第三磁体的大小和磁场的强度增减,磁悬浮减震器在外型尺寸也可大幅度选择。本磁悬浮减震器无接触点,无损耗,无注油润滑,无疲劳,无须维护,无能量输入,耐低温严寒,坚固耐用,使用寿命无期限,可以连续工作,制造结构简单。
本实用新型的第一磁体110、第二磁体120和第三磁体230为钕铁硼 N35材料制成,磁悬浮减震器中永磁体的侧推力一般是自重的20到30 倍。减震架、减震杆和填充块均采用铝合金、白钢等非磁性材料制成,减震架100、减震杆200、填充块240、第一磁体110、第二磁体120以及第三磁体230可以是方型、长方型等。
较佳的,如图5所示,第一磁体110和第二磁体120的底部靠近减震杆200上安装有限位轮300,限位轮300的设置,可以进一步的保持减震杆位于磁悬浮减震架的中心通孔内,避免减震杆200与减震架100通孔的侧壁接触碰撞,延长磁悬浮减震器的使用寿命。
本实用新型的一个实施例中,本实用新型的磁悬浮减震器也可倒置使用,倒置使用时,磁悬浮减震器则利用侧拉力对减震杆200进行悬浮的,当减震杆200承载一定物体后,减震杆200下压入减震架100,减震杆200部分呈悬空状态,该磁悬浮减震器承受的侧拉力最大17公斤。相同的磁体材料侧拉力大于侧推力,该磁悬浮减震器采用组合的磁体,减震杆悬浮的高度由第一磁体、第二磁体以及第三磁体的高度决定。同极相对的第一磁体和第二磁体在永磁体磁感应宽度内产生侧推力,超过永磁体的磁感应宽度侧推力的方向发生改,变成了侧拉力,超过磁悬浮高度变为吸引力,由于侧拉力的作用,减震杆即使没有限位卡也不易脱离,磁悬浮减震器应用于汽车上时非常适用于路况恶劣的道路,其适用于发动机、发电机等设备,可以显著避震降噪。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述,但在本实用新型基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本实用新型要求保护的范围。