压电陶瓷与磁流变液组合的馈能式阻尼器制造技术

本发明专利技术公开了一种可将压电发电单元受振动产生的电能给磁流变液提供减震所需的电能的压电陶瓷与磁流变液组合的馈能式阻尼器，包括缸体，活塞杆，上、下压电发电单元，电能提取与存储单元，压力传感器和控制器；上压电发电单元套装于杆体外，且其下方叠设有上隔板，下压电发电单元放置在缸体的内底面上，且其上方叠设有下隔板，上隔板与塞体之间形成有具有磁流变液的上磁流变液腔室，塞体与下隔板之间形成有具有磁流变液的下磁流变液腔室，塞体开设有若干节流孔，塞体内安装有励磁线圈机构，上、下压电发电单元与电能提取与存储单元连接，压力传感器与控制器连接，电能提取与存储单元经控制器与励磁线圈机构连接，压力传感器安装在上隔板上。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种可将压电发电单元受振动产生的电能给磁流变液提供减震所需的电能的压电陶瓷与磁流变液组合的馈能式阻尼器，包括缸体，活塞杆，上、下压电发电单元，电能提取与存储单元，压力传感器和控制器；上压电发电单元套装于杆体外，且其下方叠设有上隔板，下压电发电单元放置在缸体的内底面上，且其上方叠设有下隔板，上隔板与塞体之间形成有具有磁流变液的上磁流变液腔室，塞体与下隔板之间形成有具有磁流变液的下磁流变液腔室，塞体开设有若干节流孔，塞体内安装有励磁线圈机构，上、下压电发电单元与电能提取与存储单元连接，压力传感器与控制器连接，电能提取与存储单元经控制器与励磁线圈机构连接，压力传感器安装在上隔板上。【专利说明】压电陶瓷与磁流变液组合的馈能式阻尼器
本专利技术涉及一种阻尼器，特别涉及一种基于压电陶瓷和磁流变液相组合的馈能式阻尼器。
技术介绍
物体在外力作用下沿直线或弧线以中心位置(平衡位置)为基准的往复运动，称为机械运动，简称振动。在工业生产和日常生活中有害振动已影响到了工业生产和人们的生活。 振动的危害总体概括起来主要包括以下几个方面:1)影响机械系统及其零部件的使用寿命；2)影响结构及系统运行的精度；3)影响人们生产生活的舒适度，产生噪声污染。除此之外，不必要的振动还会产生更多的危害，如在土木工程领域，由风灾和地震等引起的建筑物的振动将会影响到人们的生命与财产的安全；在军事领域，水面水下舰艇的振动噪声将直接关系到舰艇的隐蔽性和生存能力。同时，在现实生活中机械系统存在着大量的振动能量，而这些振动能量均让其自动释放消耗，没有加以利用，造成能量的浪费。 随着科学技术的日新月异，针对不同的结构特点以及应用环境，一些新的减振材料、减振方法逐渐被应用到减振领域中来。目前，一些新的减振材料主要有压电智能材料、形状记忆合金、磁流变流体、电流变流体等；其中，压电陶瓷以其出力大、响应快、无电磁干扰、能耗低、良好的机电耦合特性、易于控制等优势而在航空航天、汽车发动机、微动平台等的隔振减振领域得到了广泛的研究与应用，但压电陶瓷在受振动时所产生的电能均未进行有效利用，造成能源的流失、浪费；磁流变液以其良好的屈服应力、宽广的工作温度范围、较强的塑性粘度和优良的稳定性，也已经在隔振减振领域得到一定的应用；但磁流变液在工作时需有电能，使磁流变液因供能问题而造成使用地域受限。 鉴于上述理由，本专利技术人对压电陶瓷和磁流变流体进行了深入研究，本案由此产生。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种压电陶瓷与磁流变液组合的馈能式阻尼器，其可将振动能转化为电能并收集起来为磁流变液流体提供电能，使振动能得以利用，不会造成能源的浪费，并弥补了磁流变液减震方式因供能问题而造成使用地域受限的问题，具有减振效果佳的优点。 本专利技术的技术方案是这样的:一种压电陶瓷与磁流变液组合的馈能式阻尼器，包括缸体，活塞杆，处于缸体内的上压电发电单元和下压电发电单元，及处于缸体外的电能提取与存储单元和控制单元；上述活塞杆具有塞体和竖立连接在塞体上表面上的杆体，上述塞体处于上述缸体内，并与上述缸体密封配合，上述杆体的上端端部活动紧密伸出上述缸体的上表面外，上述上压电发电单元套装于上述杆体的上端外，上述上压电发电单元的下底面上叠设有套装在上述杆体外的上隔板，上述上隔板与上述缸体的内侧壁密封配合，上述下压电发电单元固定放置在上述缸体的内底面上，上述下压电发电单元的上表面上叠设有与上述缸体密封配合的下隔板，上述上隔板与上述塞体之间形成有一上磁流变液腔室，上述塞体与上述下隔板之间形成有一下磁流变液腔室，上述上磁流变液腔室与上述下磁流变液腔室均填充满有磁流变液填充物，上述缸体的侧壁上开设有与上述上磁流变液腔室相通的出液口，上述出液口上连通有处于缸体外的蓄能器，上述塞体上开设有若干贯通塞体上下两端的节流孔，各节流孔沿上述塞体的周向方向间隔环绕分布，上述塞体内安装有处于各节流孔范围内的励磁线圈机构，上述上压电发电单元和上述下压电发电单元分别与上述电能提取与存储单元电连接，上述控制单元包括用于感应缸体内压力值的压力传感器和接收压力传感器的信号并根据此信号来控制电能提取与存储单元放电的控制器，上述压力传感器、上述控制器、上述电能提取与存储单元和上述励磁线圈机构依次电连接构成一闭合回路，且上述压力传感器安装在上述上隔板上。 上述励磁线圈机构包括绕线座体和励磁线圈，上述绕线座体呈柱状结构，上述塞体的中心部位处开设有供上述绕线座体套紧安装于内的安装孔，上述安装孔的下端端口内侧壁上凹设有闭环形限位槽，上述绕线座体的下端端部外侧壁上凸设有卡入闭环形限位槽内的闭环形凸环，上述杆体竖立垂直于上述绕线座体的上表面上，且上述绕线座体的上表面下凹有安装腔室，上述杆体的下端端部延伸设有套紧于安装腔室内的扩径安装头，上述励磁绕圈沿上述绕线座体的轴线方向绕设在上述绕线座体外，且上述绕线座体的外侧壁上开设有供励磁线圈嵌装于内的线圈凹槽。 上述上压电发电单元和上述下压电发电单元均为由若干压电陶瓷发电片依次叠放，并串联或并联在一起构成的。 上述上压电发电单元外套设有上环形弹簧，上述上环形弹簧的下端抵压在上述上隔板的上表面上，上述缸体的上端内设有处于上隔板上方的上顶靠台阶，上述上环形弹簧的上端顶靠在上述上顶靠台阶上，上述压力传感器夹紧于上述上顶靠台阶与上述上环形弹簧上端之间；上述下压电发电单元外套设有下环形弹簧，上述缸体的下端设有处于下隔板下方的下顶靠台阶，上述下环形弹簧张紧于上述下隔板与上述下顶靠台阶之间。 采用上述方案后，本专利技术的一种压电陶瓷与磁流变液组合的馈能式阻尼器，当外界传给活塞杆一个振动迫使活塞杆向下运动时会使塞体向下移动，塞体的下移会将上磁流变液腔室内的磁流变液填充物经节流孔注入至下磁流变液腔室内，下磁流变液腔室内具有向下的压力，下压电发电单元受压产生电能，并通过电能提取与存储单元将电能存储起来，电能提取与存储单元存储的电能对励磁线圈机构进行放电，给励磁线圈机构提供相应电流，励磁线圈机构通电产生磁场，节流孔内的磁流变液填充物受此磁场的影响而改变磁流变液的粘度，使磁流变液流过节流孔的阻尼力变小，此时，本专利技术的阻尼器主要起一个弹性作用，缓和冲击，实现对振动的半主动控制，；当外界传给活塞杆一个振动迫使活塞杆向上运动时塞体向上移动，下磁流变液腔室内的磁流变液填充物经节流孔注入至上磁流变液腔室内，上磁流变液腔室内具有向上的压力，上压电发电单元受压产生电能，并通过电能提取与存储单元将电能存储起来，电能提取与存储单元所存储的电能再给励磁线圈机构供电，励磁线圈机构通电产生磁场，节流孔内的磁流变液填充物受此磁场的影响而改变磁流变液的阻尼力，使磁流变液流过节流孔的阻尼力变大，此时，本专利技术的阻尼器能够迅速减振，实现减振的效果，同时，压力传感器可感应到上磁流变液腔室内的压力变化信号，并将此信号发送给控制器，控制器根据此信号来控制供给励磁线圈机构的电流值，励磁线圈机构得到最佳电流值，从而达到最佳的缓冲和阻尼作用，使减震效果较为稳定、平缓。本专利技术的有益效果:其可将压电发电单元因受振动而产生的电能收集起来，并将收集起来的电能给与磁流变液相配套的励磁线圈机构提供电流，使磁流变液实现减振效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电陶瓷与磁流变液组合的馈能式阻尼器,其特征在于：包括缸体，活塞杆，处于缸体内的上压电发电单元和下压电发电单元，及处于缸体外的电能提取与存储单元和控制单元；上述活塞杆具有塞体和竖立连接在塞体上表面上的杆体，上述塞体处于上述缸体内，并与上述缸体密封配合，上述杆体的上端端部活动紧密伸出上述缸体的上表面外，上述上压电发电单元套装于上述杆体的上端外，上述上压电发电单元的下底面上叠设有套装在上述杆体外的上隔板，上述上隔板与上述缸体的内侧壁密封配合，上述下压电发电单元固定放置在上述缸体的内底面上，上述下压电发电单元的上表面上叠设有与上述缸体密封配合的下隔板，上述上隔板与上述塞体之间形成有一上磁流变液腔室，上述塞体与上述下隔板之间形成有一下磁流变液腔室，上述上磁流变液腔室与上述下磁流变液腔室均填充满有磁流变液填充物，上述缸体的侧壁上开设有与上述上磁流变液腔室相通的出液口，上述出液口上连通有处于缸体外的蓄能器，上述塞体上开设有若干贯通塞体上下两端的节流孔，各节流孔沿上述塞体的周向方向间隔环绕分布，上述塞体内安装有处于各节流孔范围内的励磁线圈机构，上述上压电发电单元和上述下压电发电单元分别与上述电能提取与存储单元的输入端电连接，上述控制单元包括用于感应缸体内压力值的压力传感器和接收压力传感器的信号并根据此信号来控制供给励磁线圈机构电流值的控制器，上述压力传感器与上述控制器的输入端电连接，上述电能提取与存储单元的输出端经上述控制器与上述励磁线圈机构电连接，且上述压力传感器安装在上述上隔板上。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨帆，高红凯，夏明博，彭正，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建;35