[发明专利]一种可检测活塞位移的新型磁流变阻尼器

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁流变阻尼器，尤其涉及一种可检测活塞位移的新型磁流变阻尼器。

背景技术

磁流变阻尼器是基于磁流变液可控特性的一种新型半主动阻尼器件，该阻尼器件可对运动产生阻力，并用来耗散运动的能量；在其工作范围内拥有响应速度快、结构简单、体积小、容易控制和能耗低等优点；是一种理想的隔振、抗震装置；在建筑、机械、军工等方面具有广泛应用前景。

传统的弹簧阻尼器被用于各种减振场合，但随着人们对减振效果的要求越来越高，弹簧阻尼器所起到的减振效果逐渐不能被人们所满意。磁流变液的问世促进了磁流变阻尼器的发展，其在减振方面的优异表现获得了人们的好评。当磁流变阻尼器应用于各种场合时，其工作时测得的各项试验数据为优化阻尼器工作性能，研究阻尼器自身特性提供了很好的依据。被控对象振动时，控制器根据传感器检测到的被控对象主体与承载体之间的相对振动状况做出相应的分析和决策，并产生一控制电压作用于磁流变阻尼器的电流驱动器，通过电流驱动器给励磁线圈加载一驱动电流，调节励磁线圈的磁场强度，从而在毫秒级时间内改变位于阻尼器阻尼通道中的磁流变液的屈服应力大小，达到调节磁流变阻尼器阻尼的目的，实现对被控对象振动的半主动阻尼减振。在这个闭环的半主动阻尼减振控制系统中，一个重要的输出量就是磁流变阻尼器的缸筒和活塞之间的相对位移。

现有基于磁流变阻尼器的半主动减振系统中，实现磁流变阻尼器活塞位移信息的检测主要是利用外置的与磁流变阻尼器分离的位移传感器来实现。这种将磁流变阻尼器和传感器分离的设计，精度不高，且会增加整个系统的体积；另外，传感器直接暴露于外部环境之中很容易受到外界环境（如机械碰撞、渗油渗水、电磁波等）的干扰甚至破坏，从而影响控制系统的可靠性及稳定性，缩短系统使用寿命。

发明内容

为了克服背景技术中存在的问题，本发明提出一种可检测活塞位移的新型磁流变阻尼器。将电容式位移传感器与磁流变阻尼器集成在一起。被控对象振动时，阻尼器的活塞杆和阻尼器缸筒相对运动；当给励磁线圈通电时，磁流变液流经液流通道，受到磁场作用，流变后的剪切屈服强度增加，形成可控阻尼力，阻碍活塞头运动，达到减振目的。活塞头运动时，位移信息经由弹簧等比例转换为弹簧连接板的微小移动，电容式位移传感器检测弹簧连接板的位移，得到包含弹簧连接板位移信息的传感输出信号，此信号再等比例放大后即可得到活塞的位移信息。根据得到的活塞位移信息，适时的调整励磁线圈电流大小，从而达到最优的阻尼力控制，使输出阻尼力更加柔顺，提高了阻尼效率的同时降低了能量消耗，同时，由于此新型阻尼器集成有弹簧，当励磁线圈供电电路突然中断时，还可利用阻尼器缸筒内的弹簧力配合活塞与阻尼器缸筒之间的间隙产生的粘滞阻力，继续使阻尼器发挥减振作用，避免阻尼器免受外部载荷冲击而损坏内部结构，起到自动保护作用。