[发明专利]一种自适应直线磁性液体阻尼减振器

说明书

技术领域

本发明涉及一种自适应直线磁性液体阻尼减振器，属于机械工程振动领域。

背景技术

常见的被动阻尼减振系统所采用的拾振系统主要由弹簧和惯性质量块机械连接而成，这使得其表现出抗疲劳性差、噪声大等不足；另一种拾振系统则利用磁性弹簧代替机械弹簧，该磁簧结构为了增加其结构稳定性，通常需要增加惯性质量块的导向装置，如导杆、套筒等，这样会增大永磁铁与导向装置间的摩擦，降低其拾振性能。

磁性液体是一种由包覆有表面活性剂的纳米铁磁性或亚铁磁性颗粒分散于液态载液中而形成的稳定胶态悬浮液，磁性液体在磁场梯度作用下，会流向具有较高磁场的地方，由于柱状永磁体两极的磁场强度相对较高，使得分布于柱状永磁体上的磁性液体在其两端面集聚，从而在永磁体端面形成磁性液体聚集层。该磁液层所产生的磁压能够将永磁体提升，使永磁体悬浮于与之接触的基面。在此过程中，磁液层可被看做一种具有自修复功能的润滑剂，并能随永磁体一起运动，这使得吸附有磁性液体的永磁体对外界振动所引起惯性力的响应敏感度较高。

磁性液体可应用于阻尼减振，磁性液体阻尼减振是一种新型的减振方式，对惯性力的敏感度较高，且具有结构简单、体积小、耗能大和寿命长等优点。磁性液体阻尼减振器为被动阻尼减振器，该类减振器大多结构固定，对应的固有频率不可调，不具备对外界振动的自适应性。在设计磁性液体减振器过程中通常需要考虑被减振对象的振动频率，进而有针对性的设计减振器，因为仅当减振器的振动频率接近被减振对象的频率时，减振效果最优。然而常见的外界振动具有不确定性，其振动频率随机变化，使得常见具有固定频率的磁性液体减振器自适应性相对较差，相应减振效果受限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种减振效果优良的自适应直线磁性液体阻尼减振器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种自适应直线磁性液体阻尼减振器，利用一种刚度可变的磁簧结构，提高减振器对外界振动的自适应性，以此增加惯性质量块的相对位移量，进而增强其减振性能。该减振器包括非导磁端盖、永磁片、非导磁圆管、磁性液体、感应线圈、圆柱永磁铁、励磁线圈、衔铁、封盖、能量管理电路。

圆柱永磁铁两端面磁极极性较强，使得分布于其上的磁性液体在其两端聚集，这样在磁性液体形成的磁压作用下，圆柱永磁铁将悬浮于非导磁圆管内，其中磁性液体起到一种润滑剂的作用，以此提高圆柱永磁铁响应外界振动的灵敏度。

位于非导磁端盖内侧面的永磁片与端盖固结，其为磁簧结构提供了一个稳定的基准磁场。非导磁圆管中部外壁面上缠绕有感应线圈，用于采集作为惯性质量块的圆柱永磁铁响应外界振动的部分振动能，该振动能与外界振动频率相关。在靠近圆管封盖端的外壁缠绕有励磁线圈，感应线圈与励磁线圈分别与能量管理电路相连，能够及时将采集到的电能转换为磁能，作为磁簧的一个组成部分作用于圆柱永磁铁，采用的能量管理电路主要实现电信号的交直流(AC/DC)转换功能。为了增加感应磁场的强度，特在励磁线圈内部增加了一块衔铁，该衔铁被固定于封盖的内侧面。

非导磁圆管中部的感应线圈用于采集振动能，此过程伴随有电磁阻尼。该采集能经能量管理电路处理后实时供给给位于非导磁圆管一端的励磁线圈，使得励磁线圈能够响应外界振动而产生出变化的磁场。励磁线圈所产生的变磁场与位于非导磁圆管另一端的永磁片对应的基准磁场分别通过磁斥力作用于圆柱永磁铁，组成一个磁簧结构，使圆柱永磁铁在非导磁圆管内响应外界振动而沿轴向直线运动。该磁簧结构对应的刚度是变化的，并与外界的振动相关，对外界振动频率具有一定的自适应性。以此增大惯性质量块与壁面的相对位移量，增强其减振性能。

本发明和已有技术相比所具有的有益效果：

该减振器利用采集到的振动能作为励磁线圈的能量源，以此改变磁簧结构的刚度，实现磁性液体阻尼减振系统固有频率自适应外界振动，以此增大惯性质量块的相对位移量；另外，该直线阻尼减振器的阻尼除粘性阻尼外，还有电磁阻尼。

该磁性液体阻尼减振器能够自动调频，具有振动自适应性，达到高效减振的目的。

附图说明

图1为本发明的剖视图。

图中：非导磁端盖1、永磁片2、非导磁圆管3、磁性液体4、感应线圈5、圆柱永磁铁6、励磁线圈7、衔铁8、封盖9、能量管理电路10。

图2为该减振器自适应减振原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明：