本發(fā)明涉及改變流體黏性調整阻尼性質的電磁減振裝置領域，具體為一種雙向可調磁流變式慣容阻尼器。

背景技術：

1、在振動控制研究領域，如何抑制建筑結構、機械車輛、器具設備等在受到不同頻率的波動沖擊時產生的振動是一項嚴峻的挑戰(zhàn)。在這方面，被動控制裝置常用作建筑及機械中的振動控制手段。

2、然而，被動控制裝置的主要缺點是工作頻率范圍有限，而實際外部激勵在每個時間段都可能具有不同的頻率。對于傳統(tǒng)的基于質量和慣容器的被動裝置，在受外部激勵，其固有頻率與主結構、車輛或機器的固有頻率接近，只能覆蓋一個較窄的頻段。此外，被動裝置在受頻率隨時間變化的激勵時可能會產生失諧效應，從而導致裝置減振性能下降。

3、綜上，為了保護建筑結構、機械等在振動下的安全性，拓寬振動控制裝置的有效頻段，是裝置適用于土木工程建筑，還適用于機械設備等多個領域，提出一種使用智能材料的自適應的雙向參數(shù)可調的阻尼器是很有必要的。

技術實現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種節(jié)約空間、振動控制性好的減振裝置，本發(fā)明公開了一種雙向可調磁流變式慣容阻尼器。

2、本發(fā)明通過如下技術方案達到發(fā)明目的：

3、一種雙向可調磁流變式慣容阻尼器，包括第一終端、第二終端、第一端板和第二端板，第一終端通過第一端板固定在待控制的感應系統(tǒng)，第二端板通過第二終端連接到受控系統(tǒng)（如建筑結構或機械/車輛設備），第一端板和第二端板互相平行，其特征是：還包括螺桿、螺桿滾珠、槽道滾珠、輸入環(huán)、輸出環(huán)、無極變速器和可控阻尼系統(tǒng)，

4、第一端板固定在螺桿的一端，螺桿水平設置，第一端板和螺桿互相垂直，螺母旋在螺桿的螺紋上，螺母的一端正對第一端板，和螺母嚙合的螺紋的溝槽內設有螺桿滾珠，螺桿滾珠沿螺紋的溝槽逐個將和螺母嚙合的螺紋填滿，螺桿上螺母的另一端依次設有輸入環(huán)、無極變速器和輸出環(huán)，螺桿、輸入環(huán)和輸出環(huán)這三者的中心軸線互相重合；

5、無極變速器包括定子、惰輪、惰輪軸承、惰輪轉子、外殼和牽引流體，

6、定子為空心圓柱殼體，定子套設在螺桿上；

7、惰輪為空心圓柱殼體，惰輪可轉動地套設在定子上；

8、惰輪軸承的內圈箍設在惰輪上，惰輪軸承的內圈和外圈之間設有軸承滾珠；

9、惰輪轉子箍設在惰輪軸承的外圈上；

10、外殼為空心圓柱殼體，外殼的內側壁上設有至少三條和外殼母線平行或形成一銳角夾角且互相平行的槽道，槽道圍繞外殼的中心軸線平均分布，外殼套設在螺桿上，定子的兩端分別和外殼的一個端面固定；

11、槽道滾珠的直徑和槽道的孔徑互相匹配，槽道滾珠的一條直徑上設有通孔，滾珠軸至少有三根，每根滾珠軸分別插入一個槽道滾珠的通孔并使槽道滾珠繞滾珠軸轉動，每根滾珠軸的兩端分別固定在外殼的一個端面上，且使槽道滾珠嵌設于惰輪轉子和外殼之間；

12、螺桿、定子、惰輪、惰輪軸承、惰輪轉子和外殼這六者的中心軸線互相重合；

13、槽道滾珠位于滾珠軸兩端的兩個側面分別連接固定輸入環(huán)和輸出環(huán)，輸入環(huán)和槽道滾珠之間灌注牽引流體，牽引流體選用硅油；

14、可控阻尼系統(tǒng)包括固定管、固定管轉子、轉子軸承、磁流變液、密封材料、飛輪、電磁線圈組、控制器和直流電源，

15、固定管的一端套設在螺桿上且連接固定外殼，固定管的另一端連接固定第二端板，固定管轉子通過兩個轉子軸承套設在固定管外，固定管轉子和固定管之間的間隙灌注磁流變液并用密封材料將間隙密封防止磁流變液泄漏，磁流變液即magnetorheologicalfluid，簡稱mr流體，是由軟磁性顆粒、載液以及添加劑組成的懸浮液，飛輪套設在輸出環(huán)、無極變速器和輸入環(huán)外且飛輪和輸出環(huán)連接固定，至少四個電磁線圈組纏繞在固定管外以產生可控磁場，控制器通過導線分別連接外殼、電磁線圈組和直流電源以向電磁線圈組輸送由直流電源提供的不大于5a的小電流。

16、所述的雙向可調磁流變式慣容阻尼器，其特征是：

17、外殼的內側壁上設有六條和外殼母線平行或形成一銳角夾角且互相平行的槽道；

18、直流電源選用蓄電池或不間斷電源。

19、所述的雙向可調磁流變式慣容阻尼器，其特征是：

20、槽道滾珠和外殼的轉動方向相同，槽道滾珠和惰輪轉子的轉動方向相反。

21、本發(fā)明中，螺桿、螺母、螺桿滾珠形成螺桿滾珠系統(tǒng)，通過旋轉螺紋內的螺桿滾珠，將螺桿的平動轉化為螺母的轉動，這種反作用運動在前進和后退兩個相反的方向，并伴有輕微的摩擦；

22、定子、惰輪、惰輪軸承、惰輪轉子、外殼和牽引流體構成無級變速器，通過無級變速器的平緩能量傳輸實現(xiàn)的慣容可變質量放大效應，無級變速器的轉速可變可控且不停歇；

23、固定管、固定管轉子、轉子軸承、磁流變液、密封材料、飛輪、電磁線圈組、控制器和直流電源構成可控阻尼系統(tǒng)，直流電源向電磁線圈組輸入小電流產生可控磁場，磁流變液通過磁場時，磁流變液的粘度和阻尼會發(fā)生變化，為了提高性能，可以改變線圈的排列、數(shù)量和半徑。

24、飛輪的旋轉由無級變速器通過輸出環(huán)的旋轉加以控制，以提供可控制的慣容及相關慣性力，固定管轉子的旋轉阻力通過可控阻尼系統(tǒng)(7)進行控制，從而獲得可控的阻尼和阻尼力。

25、本發(fā)明具有如下有益效果：

26、1.?本發(fā)明的慣容阻尼器可同時控制建筑、機械等在平面內的雙向振動，具有節(jié)約建筑使用空間、節(jié)約阻尼器用量、減少樓層集中荷載和節(jié)約成本等優(yōu)點。

27、2.?本發(fā)明的慣容阻尼器可以通過無級變速器與滾珠螺桿系統(tǒng)連接，根據控制器輸入的電信號實時調節(jié)無級變速器傳動比，進而調節(jié)慣容，因此比傳統(tǒng)的慣容阻尼器具有更好的雙向振動控制性能。

28、3.?本發(fā)明的慣容阻尼器可以根據控制器輸入的電信號實時調節(jié)磁流變液材料的磁場強度，進而實時調節(jié)阻尼器的阻尼，因此比傳統(tǒng)的阻尼器具有更好的雙向振動控制性能。

29、4.?本發(fā)明的慣容阻尼器除了耗能能力強外，這種裝置還能將其頻率調節(jié)到最佳值，從而極好地減小了與該裝置在建筑或機械應用中受到的振動。

30、5.?本發(fā)明的慣容阻尼器可在更寬的外部激勵頻帶內實現(xiàn)好的減振效果，拓寬了慣容阻尼器的應用范圍，提高其減振性能與適用性。

技術特征：

1.一種雙向可調磁流變式慣容阻尼器，包括第一終端(11)、第二終端(12)、第一端板(21)和第二端板(22)，第一終端(11)通過第一端板(21)固定在待控制的感應系統(tǒng)，第二端板(22)通過第二終端(12)連接到受控系統(tǒng)，第一端板(21)和第二端板(22)互相平行，其特征是：還包括螺桿(3)、螺桿滾珠(41)、槽道滾珠(42)、輸入環(huán)(51)、輸出環(huán)(52)、無極變速器(6)和可控阻尼系統(tǒng)(7)，

2.如權利要求1所述的雙向可調磁流變式慣容阻尼器，其特征是：

3.如權利要求2所述的雙向可調磁流變式慣容阻尼器，其特征是：

技術總結
本發(fā)明涉及改變流體黏性調整阻尼性質的電磁減振裝置領域，具體為一種雙向可調磁流變式慣容阻尼器。一種雙向可調磁流變式慣容阻尼器，包括第一終端(11)、第二終端(12)、第一端板(21)和第二端板(22)，其特征是：還包括螺桿(3)、螺桿滾珠(41)、槽道滾珠(42)、輸入環(huán)(51)、輸出環(huán)(52)、無極變速器(6)和可控阻尼系統(tǒng)(7)，無極變速器(6)包括定子(61)、惰輪(62)、外殼(65)和牽引流體(66)等，可控阻尼系統(tǒng)(7)包括固定管(71)、固定管轉子(72)、轉子軸承(73)、飛輪(76)、電磁線圈組(77)、控制器(78)和直流電源(79)。本發(fā)明節(jié)約空間，振動控制性好。

技術研發(fā)人員：穆罕默德.阿里.薩德吉安,周穎,王梁坤,李楊陽,賈法利.阿布扎
受保護的技術使用者：同濟大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6