[发明专利]一种多极环形磁路变组态的磁流变减振器及其控制方法

说明书

本发明涉及一种多极环形磁路变组态的磁流变减振器及其控制方法，该减振器主要由内外缸筒、压缩装置、电压反馈装置、多极可控阻尼回流装置组成，内外缸筒包括内缸筒和外缸筒，压缩装置包括活塞和弹簧，活塞沿缸筒轴线上下运动，弹簧分别位于活塞两端，电压反馈装置设有压电陶瓷，其分别位于弹簧另一端，多极可控阻尼回流装置位于主体的一侧，其设有六极环形铁筒、栅格阻尼柱，六线圈绕组分别缠绕在六极环形铁筒上的六铁心上，通电产生的磁场使流入栅格阻尼柱的磁流变液产生剪切阻尼力，多极环形磁路绕组的设计可以降低更多的能耗和解决了单线圈绕组无法快速散热问题，对六组线圈进行变组态控制，即抑制了振动又实现了节能控制。

技术领域

本发明涉及磁流变减振器设计领域，具体涉及一种多极环形磁路变组态的磁流变减振器及其控制方法。

背景技术

磁流变液（MRF）作为一种半主动控制智能材料，因其具备响应速度快、无级可控、能耗低等优点而受各国专家学者青睐。MRF的特性主要表现为：磁流变液在无磁场环境下，其表现为类牛顿流体状态，载液中的软磁性颗粒均匀分布，无屈服应力；当所处环境加入磁场后，磁流变液表现为宾汉流体状态，载液中的软磁性颗粒形成链状结构，当运动方向于磁场方向垂直时，会产生抗剪切屈服应力，其大小主要与磁场强度有关。

磁流变减振器是以智能可控的磁流变液为载体，以可变磁场强度为依据，实现阻尼出力无级可变，广泛应用于半主动控制减振领域。当今普遍的磁流变减振器多为活塞与阻尼装置位于同一轴线上，此类设计结构简单，但轴向布置的阻尼出力装置必然会导致减振器的长度增加，且减振领域对减振器的轴向长度要求较为苛刻，这一劣势限制了该减振器的使用场合。同时，目前各类文献中所设计的线圈绕组多为整体单线圈绕线方式，在高频振动或持续性出力的情况下，由于绕组单一、圈数较多、有效散热面积较小，其内部热量无法及时散出，最终导致阻尼出力衰退，甚至直接失效而无法正常工作，同时单线圈绕组的方式决定了被控对象的单一性，虽然加入各类最优控制算法，但都无法避免对同一绕组重复性使能，从根本上解决不了线圈无法及时散热问题。目前磁流变减振器外置式振动压力传感器使其整体集成度不高，无法适应复杂的应用工况。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多极环形磁路变组态的磁流变减振器及其控制方法，实现节能控制的同时保证线圈绕组及时散热。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多极环形磁路变组态的磁流变减振器，包括内外缸筒、压缩装置、电压反馈装置和多极可控阻尼回流装置；所内外缸筒包括内缸筒和外缸筒，所述内缸筒内腔为磁流变液内流道，所述内缸筒外壁与外缸筒内壁留有的间隙为磁流变液外流道；

所述的压缩装置包括活塞、两个弹簧，所述活塞沿内缸筒轴线上下运动，所述两个弹簧位于活塞的两侧并分别设有弹簧座固定；所述的电压反馈装置包括两个压电陶瓷堆，所述两个压电陶瓷堆分别设于两个弹簧的另一端，压电陶瓷堆受压后产生电压信号；

所述的多极可控阻尼回流装置包括六极环形铁筒、格栅阻尼柱、锥形可调阻尼装置、多孔直角流道底座装置所述格栅阻尼柱内部设有方形磁流变液流道，该流道与磁流变液内流道连通，所述格栅阻尼柱位于六极环形铁筒内部，所述可调阻尼装置上部设有磁流变回流装置，实现内缸筒上下腔容积平衡，所述六极环形铁筒由绕有六组线圈的六铁心环绕而成，通电后可产生磁场，从而构成多极环形磁路，所述六组线圈分别与所述控制器连接，控制器依据所述反馈电压选择线圈组合类型，通过改变所述六组线圈组合方式构成变组态的多种磁场分布，所述多孔直角流道底座装置位于减振器主体的外侧，内部设有多孔流道，分别连通所述磁流变液的内外流道，通过所述外缸筒留有的螺纹装置与主体连接，内部嵌有装配后的六极环形铁筒。

进一步的，所述内外缸筒的一端在侧边留有圆孔，且外缸筒留有的圆孔连接带有螺纹的空心轴筒，外缸筒嵌套在上底座和下底座上，内缸筒通过螺纹与上底座和下底座连接，且内缸筒和外缸筒的圆孔同心，内缸筒和外缸筒的间隙为磁流变液的外流道。