一种杠杆放大式自控磁流变阻尼器

1.本新型属于磁流变阻尼器技术领域，具体涉及一种杠杆放大式自控磁流变阻尼器。


背景技术：

2.随着国家经济建设的不断发展、人民生活水平的显著提高，民用商用建筑鳞次栉比。与此同时地震是人类无法避免的自然灾害，如何利用现代减震技术降低地震造成的损失是未来抗震技术发展方向。受动力荷载的影响(如地震)，结构会产生较大的震动甚至变形，严重影响了结构安全，缩短了结构的使用寿命，如何减小结构受动力荷载的影响成为当今社会亟待解决的热题。磁流变阻尼器作为现代减震技术的一员，在结构减震控制中表现优异。磁流变阻尼器作为智能减震装置的典型代表，完美结合了主动控制的灵活性和被动控制可靠性的优点，它能够利用微小外部能量产生较大的阻尼力，而且能够实现阻尼力大小的连续可调，通过振动状态计算出需要施加阻尼力，然后再根据阻尼器的力学模型计算出控制电流的大小，再通过电流控制系统发出指令控制输入mr阻尼器的电流大小，使得磁流变液在流体-固体之间逆变实现流体剪切屈服强度，从而控制阻尼器的阻尼力大小，因此受到了国内外学者的广泛关注。
3.然而，现有的磁流变阻尼器多将控制系统设于阻尼器的外部，且缺乏针对阻尼器传力放大的装置，在特殊情况下，控制系统被损坏容易导致阻尼器失效，而缺乏传力放大装置会导致阻尼器的作用力受到局限。


技术实现要素：

4.为克服现有技术的不足，本新型公开了一种杠杆放大式自控磁流变阻尼器，目的是解决“现有的磁流变阻尼器多将控制系统设于阻尼器的外部，且缺乏针对阻尼器传力放大的装置，在特殊情况下，控制系统被损坏容易导致阻尼器失效，而缺乏传力放大装置会导致阻尼器的作用力受到局限”的问题。
5.为实现上述目的，本新型的技术方案是：
6.一种杠杆放大式自控磁流变阻尼器，包括阻尼器本体、杠杆，所述的阻尼器本体包括缸筒、左拉杆、右拉杆、连接于左拉杆和右拉杆相对端之间的扩径段、磁流变液体及控制机构，所述的缸筒内设有用以容置控制机构的控制室，所述的左拉杆或右拉杆的端部与杠杆的底端转动连接，所述的缸筒位于杠杆的一侧的外表面还焊接有支架，所述的杠杆的上部通过移动式铰接轴与支架连接。
7.优选的，所述的缸筒内通过左封板和右封板构成用以容纳磁流变液体的阻尼空间，所述的缸筒的右端设有右端板，所述的右封板与右端板之间构成控制室，所述的缸筒的左端设有左端板。
8.优选的，所述的控制室内设有双向滑动变阻器，所述的双向滑动变阻器通过用以调节电阻大小的滑动杆与右拉杆外表面连接。
9.优选的，所述的双向滑动变阻器为分段式滑动变阻器。
10.优选的，所述的控制室内还设有电源模块，所述的电源模块通过导线与分段式滑动变阻器电连接。
11.优选的，所述的支架为1对相对设置的l形板，2个所述的l形板的水平段的左端分别与缸筒右端前后侧的外表面焊接，竖直段向上延伸，所述的竖直段上沿纵向开设有直线滑槽。
12.优选的，杠杆上部开设有通孔，所述的移动式铰接轴包括与直线滑槽滑动连接的滑块，2个滑块之间贯穿有铰接轴，所述的铰接轴穿过通孔。
13.优选的，所述的左拉杆贯穿左封板及左端板并分别与左封板、左端板密封滑动连接，所述的右拉杆贯穿右封板及右端板并分别与右封板、右端板密封滑动连接。
14.优选的，所述的扩径段的外表面与阻尼空间内表面间隙配合，所述的扩径段上还缠绕有电磁螺线管，所述的扩径段上设有贯通左右端面的若干阻尼孔。
15.优选的，所述的分段式滑动变阻器与电磁螺线管电连接。
16.本新型一种杠杆放大式自控磁流变阻尼器的有益效果为：
17.(1)本新型通过将控制机构设置于缸筒内，能够更好利用缸筒内部空间，避免自动控制系统遭受外部环境的影响，同时使得位移变化传递迅速精确，便于及时快速的通过电流调节阻尼大小。
18.(2)本新型通过设置杠杆，可放大阻尼器本体的阻尼效果和阻尼作用力，突破了阻尼器本体自身结构的局限性。
附图说明
19.图1、本新型的正视结构示意图；
20.图2、本新型的剖视结构示意图；
21.1、缸筒；2、左拉杆；3、右拉杆；4、支架；5、直线滑槽；6、滑块；7、铰接轴；8、杠杆；9、左封板；10、右封板；11、扩径段；12、阻尼孔；13、电磁螺线管；14、磁流变液体；15、控制室；16、双向滑动变阻器；17、通孔。
具体实施方式
22.以下所述，仅为本新型的较佳实施例而已，并非用于限定本新型的保护范围，凡在本新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本新型的保护范围之内。
23.实施例1
24.一种杠杆放大式自控磁流变阻尼器，如图1、2所示，包括阻尼器本体、杠杆8，所述的阻尼器本体包括缸筒1、左拉杆2、右拉杆3、连接于左拉杆2和右拉杆3相对端之间的扩径段11、磁流变液体14及控制机构，所述的缸筒1内设有用以容置控制机构的控制室15，所述的左拉杆2或右拉杆3的端部与杠杆8的底端转动连接，所述的缸筒1位于杠杆8的一侧的外表面还焊接有支架4，所述的杠杆8的上部通过移动式铰接轴与支架4连接。
25.本实施例中，阻尼器本体为现有技术，未述及内容以现有方案解决。本新型通过将控制机构设置于缸筒内，可避免在极端情况下外界控制系统受损后阻尼器本体失效的危
险。通过设置杠杆8，可放大阻尼器本体的作用力，从而克服了阻尼器本体自身结构的局限。杠杆8的顶端为自由端，用以与外界物体连接。
26.实施例2
27.在实施例1的基础上，本实施例公开了：
28.如图2所示，所述的缸筒1内通过左封板9和右封板10构成用以容纳磁流变液体14的阻尼空间，所述的缸筒1的右端设有右端板(图中未标注)，所述的右封板10与右端板之间构成控制室15，所述的缸筒1的左端设有左端板。
29.实施例3
30.在实施例2的基础上，本实施例公开了：
31.如图2所示，所述的控制室15内设有双向滑动变阻器16，所述的双向滑动变阻器16通过用以调节电阻大小的滑动杆(图中未画出)与右拉杆3外表面连接，通过右拉杆带动滑动杆移动从而调节电阻大小，进而调节电流大小，进而实现对阻尼空间内的磁场大小的调控。
32.实施例4
33.在实施例3的基础上，本实施例公开了：
34.如图2所示，所述的双向滑动变阻器为分段式滑动变阻器。
35.本实施例中，分段式滑动变阻器采用申请号为cn202111494998.1的专利文献：一种位移分段自控式磁流变阻尼器中的分段式滑动变阻器，该分段式滑动变阻器通过滑动杆连接左拉杆或右拉杆，实现了电阻值大小的分段调节，具体结构和原理详见该文献。
36.实施例5
37.在实施例4的基础上，本实施例公开了：
38.如图2所示，所述的控制室内还设有电源模块(图中未画出)，所述的电源模块通过导线与分段式滑动变阻器电连接。电源模块为可充电的蓄电池。同时，电源模块也可作为外置电源的备份选择。
39.实施例6
40.在实施例5的基础上，本实施例公开了：
41.如图1、2所示，所述的支架4为1对相对设置的l形板，2个所述的l形板的水平段的左端分别与缸筒1右端前后侧的外表面焊接，竖直段向上延伸，所述的竖直段上沿纵向开设有直线滑槽5。
42.如图2所示，杠杆8上部开设有通孔17，如图1所示，所述的移动式铰接轴包括与直线滑槽5滑动连接的滑块6，2个滑块6之间贯穿有铰接轴7，所述的铰接轴7穿过通孔。
43.本实施例中，当右拉杆带动杠杆8的下端沿水平移动时，杠杆8与右拉杆之间的角度会发生变化，故二者是转动连接的关系，同时由于杠杆底端被拉动，故铰接轴是移动式的。通过设置杠杆8可进一步放大阻尼器本体的作用力。
44.实施例7
45.在实施例6的基础上，本实施例公开了：
46.如图1、2所示，所述的左拉杆2贯穿左封板9及左端板并分别与左封板9、左端板密封滑动连接，所述的右拉杆3贯穿右封板10及右端板并分别与右封板10、右端板密封滑动连接。
47.如图2所示，所述的扩径段11的外表面与阻尼空间内表面间隙配合，所述的扩径段11上还缠绕有电磁螺线管13，所述的扩径段11上设有贯通左右端面的若干阻尼孔12。
48.如图2所示，所述的分段式滑动变阻器与电磁螺线管电连接(图中未画出，为现有技术)。
49.本实施例中，左端板和右端板进一步约束左拉杆和右拉杆的行动轨迹，扩径段受拉移动时，分段式滑动变阻器的电阻值发生改变，磁流变液体受到的磁场强度也发生变化，所产生的阻尼效果也发生变化，随着位移幅度的增大，扩径段所受到的阻尼力增加，通过杠杆的作用可将阻尼力进一步放大。

技术特征：
1.一种杠杆放大式自控磁流变阻尼器，其特征为：包括阻尼器本体、杠杆，所述的阻尼器本体包括缸筒、左拉杆、右拉杆、连接于左拉杆和右拉杆相对端之间的扩径段、磁流变液体及控制机构，所述的缸筒内设有用以容置控制机构的控制室，所述的左拉杆或右拉杆的端部与杠杆的底端转动连接，所述的缸筒位于杠杆的一侧的外表面还焊接有支架，所述的杠杆的上部通过移动式铰接轴与支架连接。2.如权利要求1所述的一种杠杆放大式自控磁流变阻尼器，其特征为：所述的缸筒内通过左封板和右封板构成用以容纳磁流变液体的阻尼空间，所述的缸筒的右端设有右端板，所述的右封板与右端板之间构成控制室，所述的缸筒的左端设有左端板。3.如权利要求2所述的一种杠杆放大式自控磁流变阻尼器，其特征为：所述的控制室内设有双向滑动变阻器，所述的双向滑动变阻器通过用以调节电阻大小的滑动杆与右拉杆外表面连接。4.如权利要求3所述的一种杠杆放大式自控磁流变阻尼器，其特征为：所述的双向滑动变阻器为分段式滑动变阻器。5.如权利要求4所述的一种杠杆放大式自控磁流变阻尼器，其特征为：所述的控制室内还设有电源模块，所述的电源模块通过导线与分段式滑动变阻器电连接。6.如权利要求5所述的一种杠杆放大式自控磁流变阻尼器，其特征为：所述的支架为1对相对设置的l形板，2个所述的l形板的水平段的左端分别与缸筒右端前后侧的外表面焊接，竖直段向上延伸，所述的竖直段上沿纵向开设有直线滑槽。7.如权利要求6所述的一种杠杆放大式自控磁流变阻尼器，其特征为：杠杆上部开设有通孔，所述的移动式铰接轴包括与直线滑槽滑动连接的滑块，2个滑块之间贯穿有铰接轴，所述的铰接轴穿过通孔。8.如权利要求7所述的一种杠杆放大式自控磁流变阻尼器，其特征为：所述的左拉杆贯穿左封板及左端板并分别与左封板、左端板密封滑动连接，所述的右拉杆贯穿右封板及右端板并分别与右封板、右端板密封滑动连接。9.如权利要求8所述的一种杠杆放大式自控磁流变阻尼器，其特征为：所述的扩径段的外表面与阻尼空间内表面间隙配合，所述的扩径段上还缠绕有电磁螺线管，所述的扩径段上设有贯通左右端面的若干阻尼孔。10.如权利要求9所述的一种杠杆放大式自控磁流变阻尼器，其特征为：所述的分段式滑动变阻器与电磁螺线管电连接。

技术总结
一种杠杆放大式自控磁流变阻尼器，属于磁流变阻尼器技术领域，包括阻尼器本体、杠杆，所述的阻尼器本体包括缸筒、左拉杆、右拉杆、连接于左拉杆和右拉杆相对端之间的扩径段、磁流变液体及控制机构，所述的缸筒内设有用以容置控制机构的控制室，所述的左拉杆或右拉杆的端部与杠杆的底端转动连接，所述的缸筒位于杠杆的一侧的外表面还焊接有支架，所述的杠杆的上部通过移动式铰接轴与支架连接。本新型通过将控制机构设置于缸筒内，能够更好利用缸筒内部空间，避免自动控制系统遭受外部环境的影响；通过设置杠杆，可放大阻尼器本体的阻尼效果和阻尼作用力，突破了阻尼器本体自身结构的局限性。性。性。


技术研发人员：赵玉亮 刘德 陈晓宁 苗吉军 刘延春 刘才玮 刘汗青 孙贺 刘雅婷 张泽帝
受保护的技术使用者：青岛理工大学
技术研发日：2023.02.16
技术公布日：2023/7/28