[实用新型]采用双层磁铁和双层线圈进行能量采集的磁流变阻尼器

摘要

本实用新型公开了一种采用双层磁铁和双层线圈进行能量采集的磁流变阻尼器，主要由U型支架、活塞头、励磁线圈、活塞头套筒、U型磁铁支架、阻尼器缸筒、绕线架、内层和外层环形永磁铁组以及内层和外层感应线圈等组成。固定在U型磁铁支架上的内层和外层环形永磁铁组在外部激励下随着活塞杆一起运动，缠绕在阻尼器缸筒和绕线架上的内层和外层感应线圈由于永磁铁组的作用将产生交流电，产生的交流电经过整流电路转换成直流电，可直接用于励磁线圈产生所需磁场或储存在储能电路中，实现振动能量的采集。本实用新型采用双层磁铁和双层线圈进行能量采集，采集功率高，输出电压大；特别适合应用基于磁流变阻尼器的半主动减震系统。

主权项

一种采用双层磁铁和双层线圈进行能量采集的磁流变阻尼器，其特征在于包括：U型支架(1)、浮动活塞(2)、锁紧螺母Ⅰ(3)、活塞头挡板Ⅰ(4)、活塞头(5)、励磁线圈(6)、活塞头套筒(7)、活塞头挡板Ⅱ(8)、隔磁套筒(9)、活塞杆(10)、阻尼器上端盖(11)、U型磁铁支架(12)、锁紧螺母Ⅱ(13)、阻尼器缸筒(14)、固定端盖(15)、内层隔环(16)、内层环形永磁铁组(17)、绕线架(18)、外层隔环(19)、外层环形永磁铁组(20)、内层感应线圈(21)、外层感应线圈(22)以及导磁挡板(23)；阻尼器上端盖(11)与阻尼器缸筒(14)通过螺钉固定连接；隔磁套筒(9)外表面与阻尼器缸筒(14)内表面间隙配合；阻尼器上端盖(11)与隔磁套筒(9)内表面间隙配合，两者通过密封圈进行密封；阻尼器上端盖(11)中间加工有圆形通孔，活塞杆(10)与阻尼器上端盖(11)中间圆形通孔间隙配合，两者通过密封圈进行密封；活塞杆(10)下端加工有轴肩，活塞头挡板Ⅱ(8)中间加工有圆形通孔，活塞杆(10)下端外表面与活塞头挡板Ⅱ(8)圆形通孔间隙配合，且活塞杆(10)下端轴肩与活塞头挡板Ⅱ(8)上端面紧密接触；活塞头挡板Ⅱ(8)上端面加工有4个腰形通孔A、B、C和D，作为磁流变液通道；活塞头(5)中间加工有圆形通孔，与活塞杆(10)下端外表面间隙配合；活塞头(5)上端面与活塞头挡板Ⅱ(8)下端面紧密接触；活塞头(5)外圆面加工有凹槽，用于缠绕励磁线圈(6)；活塞头(5)下端面与活塞头挡板Ⅰ(4)上端面紧密接触；活塞头挡板Ⅰ(4)中间加工有圆形通孔，与活塞杆(10)下端外表面间隙配合，并通过锁紧螺母Ⅰ(3)锁紧固定；活塞头挡板Ⅰ(4)下端面加工有4个腰形通孔F、G、H和I，作为磁流变液通道；活塞头套筒(7)内表面与活塞头(5)外表面间隙配合，形成磁流变液通道间隙；活塞头套筒(7)下端加工有凸台，安装在活塞头挡板Ⅰ(4)的8个凹槽J内；活塞头套筒(7)上端加工有凸台，安装在活塞头挡板Ⅱ(8)的8个凹槽E内；活塞头套筒(7)外表面与隔磁套筒(9)内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；浮动活塞(2)外表面与隔磁套筒(9)内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；阻尼器缸筒(14)下端面与U型支架(1)通过螺钉固定连接；阻尼器缸筒(14)外表面加工有凹槽，用于缠绕内层感应线圈(21)；U型支架(1)内部加工有轴肩，绕线架(18)下端部加工有凸台，绕线架(18)下端部凸台与U型支架(1)内部轴肩紧密接触；绕线架(18)外表面与U型支架(1)内表面间隙配合；绕线架(18)外表面加工有凹槽，用于缠绕外层感应线圈(22)；U型支架(1)上端加工有外螺纹，固定端盖(15)内表面加工有内螺纹，两者螺纹固定连接；绕线架(18)通过U型支架(1)内部轴肩以及U型支架(1)和固定端盖(15)的螺纹连接进行轴向固定；U型磁铁支架(12)上端中间加工有圆形通孔，U型磁铁支架(12)上端圆形通孔表面与活塞杆(10)上端外圆面进行间隙配合，并通过锁紧螺母Ⅱ(13)锁紧固定；U型磁铁支架(12)内表面与阻尼器缸筒(14)外表面间隙配合；U型磁铁支架(12)外表面与绕线架(18)内表面间隙配合；U型磁铁支架(12)下端内表面和外表面分别加工有轴肩；内层环形永磁铁组(17)安装在U型磁铁支架(12)内部轴肩上；外层环形永磁铁组(20)安装在U型磁铁支架(12)外部轴肩上；内层环形永磁铁组(17)由环形永磁铁组(17Ⅰ)、环形永磁铁组(17Ⅱ)和环形永磁铁组(17Ⅲ)组成；每组环形永磁铁分别由径向S‑N环形永磁铁、轴向S‑N环形永磁铁、径向N‑S环形永磁铁和轴向N‑S环形永磁铁按顺序组成；内层环形永磁铁组(17)按照Halbach磁铁布置规律安装，首先内层隔环(16)上表面与U型磁铁支架(12)下端部内轴肩端部紧密接触，其次径向S‑N环形永磁铁上表面与内层隔环(16)下表面紧密结合，轴向S‑N环形永磁铁上表面与径向S‑N环形永磁铁下表面紧密结合，径向N‑S环形永磁铁上表面与轴向S‑N环形永磁铁下表面紧密结合，轴向N‑S环形永磁铁上表面与径向N‑S环形永磁铁下表面紧密结合；按照上述安装方式，再依次安装内层隔环(16)、轴向S‑N环形永磁铁、径向N‑S环形永磁铁、轴向N‑S环形永磁铁、径向S‑N环形永磁铁、内层隔环(16)、径向N‑S环形永磁铁、轴向N‑S环形永磁铁、径向S‑N环形永磁铁、轴向S‑N环形永磁铁；内层环形永磁铁组(17)、内层隔环(16)分别与阻尼器缸筒(14)外表面间隙配合；外层环形永磁铁组(20)由环形永磁铁组(20Ⅰ)、环形永磁铁组(20Ⅱ)和环形永磁铁组(20Ⅲ)组成；每组环形永磁铁分别由径向N‑S环形永磁铁、轴向S‑N环形永磁铁、径向S‑N环形永磁铁和轴向N‑S环形永磁铁按顺序组成；外层环形永磁铁组(20)按照Halbach磁铁布置规律安装，首先外层隔环(19)上表面与U型磁铁支架(12)下端部外轴肩端部紧密接触，其次径向N‑S环形永磁铁上表面与外层隔环(19)下表面紧密结合，轴向S‑N环形永磁铁上表面与径向N‑S环形永磁铁下表面紧密结合，径向S‑N环形永磁铁上表面与轴向S‑N环形永磁铁下表面紧密结合，轴向N‑S环形永磁铁上表面与径向S‑N环形永磁铁下表面紧密结合；按照上述安装方式，再安装外层隔环(19)、轴向S‑N环形永磁铁、径向S‑N环形永磁铁、轴向N‑S环形永磁铁、径向N‑S环形永磁铁、外层隔环(19)、径向S‑N环形永磁铁、轴向N‑S环形永磁铁、径向N‑S环形永磁铁、轴向S‑N环形永磁铁；外层环形永磁铁组(20)、外层隔环(19)分别与绕线架(18)内表面间隙配合；导磁挡板(23)内表面与阻尼器缸筒(14)外表面间隙配合；导磁挡板(23)外表面与绕线架(18)内表面间隙配合；导磁挡板(23)与U型磁铁支架(12)通过螺钉固定连接，用于轴向固定内层环形永磁铁组(17)和外层环形永磁铁组(20)。