一种可无级变化的高阻尼永磁式电磁阻尼器

技术领域

本发明涉及阻尼器技术领域，特别是一种可变阻尼永磁式电磁阻尼器。

背景技术

电磁阻尼是指导体相对于磁场运动时，导体中会产生感应电流，从而使导体受到安培力的作用，而安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种阻碍导体运动的现象称为电磁阻尼。永磁式阻尼器就是利用该现象，将导体的机械能转化为电能从而进一步转化为内能，达到阻尼效果。电磁阻尼器在抑制物体振动、车辆悬挂系统、列车的制动、传动系统等领域中有着非常广泛的应用。

电磁阻尼器根据初级激励源的不同,可以将其分为电励磁电磁式阻尼器、永磁式电磁阻尼器、混合励磁电磁阻尼器三种类型，但是电励磁电磁阻尼器、混合励磁电磁阻尼器都需要而外的励磁绕组，所以很不方便，而永磁式电磁阻尼器不需要额外的供电电源和励磁绕组,相比于电励磁电磁阻尼器具有结构简单、节约材料、损耗小等优点。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种阻尼力调节简单易操作的可变阻尼永磁式电磁阻尼器。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是

一种可无级变化的高阻尼永磁式电磁阻尼器, 包括套筒、与套筒连接的前端盖、与套筒连接的后端盖、安装于前端盖和后端盖上的阻尼调定环套以及定子永磁体、两端通过轴承固定于前端盖和后端盖的中心轴以及安装于中心轴上的特定转子；所述阻尼调定环套上设有阻尼调定杆，所述阻尼调定杆的杆体伸出套筒，所述杆体的尾端连接自限位按钮，所述自限位按钮可通过手动或其他机构传动阻尼调定杆带动其阻尼调定环套进行旋转运动。

所述阻尼调定杆的传动下，所述阻尼调定环套围绕定子永磁体旋转，在逆时针旋转的极限位置为阻尼调定环套上的永磁结构与定子永磁体上的缺口结构完全对齐，在顺时针旋转的极限位置为阻尼调定环套上的永磁结构与定子永磁体上的缺口结构完全错开。

具体的, 所述装置的前端盖、后端盖、套筒三者为组合式安装，安转顺序为后端盖、套筒、前端盖。一个改进的技术方案，所述套筒与前端盖、后端盖的连接方式为螺栓连接且分别通过夹角为90°的螺栓与弹簧垫片保证稳定性。

进一步的，所述阻尼调节套环与永磁体定子为阶梯设计，通过前端盖、后端盖的凹槽进行定位。

又一个改进的技术方案，所述的可无级变化的高阻尼永磁式电磁阻尼器，所述阻尼调定环套上的永磁结构为向外辐射充磁永磁体，阻尼调定杆以及尾端自限位按钮为不可磁化材料。

进一步的，所述导电金属转子与中心轴通过凹凸槽连接，使中心轴带动导电金属转子进行旋转运动。

更进一步的，所述的可无级变化的高阻尼永磁式电磁阻尼器，所述阻尼调定环套上的永磁结构为向外辐射充磁永磁体，阻尼调定杆以及尾端自限位按钮为不可磁化材料。

再一个改进的技术方案，所述的可无级变化的高阻尼永磁式电磁阻尼器，所述导电金属转子外部设有导电金属刃，所述导电金属刃的数目应与永磁体定子子永磁体数目与阻尼调定环套上的永磁结构数总和。

进一步的，所述的可无级变化的高阻尼永磁式电磁阻尼器，所述导电金属刃与永磁体定子间的径向间隙应小于永磁体定子与阻尼调节环套的径向距离。

进一步的，所述的可无级变化的高阻尼永磁式电磁阻尼器，所述永磁体定子的子永磁体为向外辐射充磁永磁体与向内辐射充磁永磁体，所述子永磁体依次圆周排列。

本发明可无级变化的高阻尼永磁式电磁阻尼器通过阻尼调定环套上的永磁结构与定子永磁体上的缺口结构的组合变换实现无级调节,使用时通过在固定轨迹上移动阻尼调定环套,改变阻尼调定环套上的永磁结构与定子永磁体上的缺口结构的相对位置来改变磁路, 实现永磁式电磁阻尼器阻尼力大小的无级调节。

本发明通过磁路设计获得了较高的阻尼状态,配合无级变化的方式,可实现多场景应用的变换,在调节方式上可通过手动或远程操作系统进行控制。

本发明结构设计明了,采用多部分组合式安装,实现高效率装配和减少生产成本:小体积、高阻尼的设计使得该永磁式阻尼器获得更好的效果,大大提高了避免工作空间限制的能力. 该永磁式阻尼器阻尼效率高、适用范围广。

本发明可无级变化的高阻尼永磁式电磁阻尼器通过阻尼调定环套上的永磁结构与定子永磁体上的缺口结构的组合变换实现无级调节,使用时通过在固定轨迹上移动阻尼调定环套,改变阻尼调定环套上的永磁结构与定子永磁体上的缺口结构的相对位置来改变磁路, 实现永磁式电磁阻尼器阻尼力大小的无级调节。

本发明通过磁路设计获得了较高的阻尼状态,配合无级变化的方式,可实现多场景应用的变换,在调节方式上可通过手动或远程操作系统进行控制。

本发明结构设计明了,采用多部分组合式安装,实现高效率装配和减少生产成本:小体积、高阻尼的设计使得该永磁式阻尼器获得更好的效果,大大提高了避免工作空间限制的能力. 该永磁式阻尼器阻尼效率高、适用范围广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，还可根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明可无级变化的高阻尼永磁式电磁阻尼器的侧剖面结构示意图。

图2为本发明可无级变化的高阻尼永磁式电磁阻尼器的前剖面结构示意图。

图中附图标记：定子永磁体1、中心轴2、导电金属转子3、轴承4、后端盖5、前端盖6、轴套7、O型圈8、垫片9、套筒10、永磁体保护套11、自限位按钮12、开槽盘头螺钉13、弹簧垫片14、阻尼调定杆15、阻尼调定环套16、槽17、导电金属刃18。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术、实施方案以及有预期果更加清楚明白，以下结合图例对本本申请进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

一种可无级变化的高阻尼永磁式电磁阻尼器，包括套筒10、与套筒10连接的前端盖6、与套筒10连接的后端盖5、安装于前端盖6和后端盖5上的阻尼调定环套16以及定子永磁体1、两端通过轴承固定于前端盖6和后端盖5的中心轴2以及安装于中心轴2上的导电金属转子3；其特征在于，所述阻尼调定环套16上设有阻尼调定杆15，所述阻尼调定杆15的杆体伸出套筒10，所述杆体的尾端连接自限位按钮12，所述自限位按钮12可通过手动或其他机构传动阻尼调定杆15使其带动阻尼调定环套16进行旋转运动；所述阻尼调定杆15的传动下，所述阻尼调定环套16围绕定子永磁体1旋转，在逆时针旋转的极限位置为阻尼调定环套16上的永磁结构与定子永磁体1上的缺口结构完全对齐，在顺时针旋转的极限位置为阻尼调定环套16上的永磁结构与定子永磁体1上的缺口结构完全错开。

具体一个示例如图所示，该可无级变化的高阻尼永磁式电磁阻尼器包括套筒10、与套筒10连接的前端盖6、与套筒10连接的后端盖5、安装于前端盖6和后端盖5上的阻尼调定环套16，与前端盖6和后端盖5用垫片14连接的定子永磁体1以及永磁体保护套11、两端通过轴承固定于前端盖6和后端盖5的中心轴2以及安装于中心轴2上的导电金属转子3；所述套筒10一侧设有开槽17，所述开槽内设有有阻尼调定环套16所设有的可带动阻尼调定环套16旋转运动的阻尼调定杆15；所述阻尼调定杆15的尾端伸出套筒10。

其中，所述阻尼调定杆15可在套筒10开槽范围内带动阻尼调定环套16进行一定范围的旋转运动。一个具体示范中，所述开槽的范围可为永磁体定子的一块子永磁体弧长，。另一个具体示范中，所述开槽的范围可为定子永磁体1的两块相邻子永磁体弧长。

所述阻尼调定杆15的带动下，所述阻尼调定环套16绕永磁体定子进行旋转运动，在逆时针旋转的极限位置为阻尼调定环套16上的永磁结构与定子永磁体1上的缺口结构完全对齐，在顺时针旋转的极限位置为阻尼调定环套16上的永磁结构与定子永磁体1上的缺口结构完全错开。通过改变阻尼调定环套16上的永磁结构与定子永磁体1上的缺口的相对位置，改变阻尼调定环套16上的永磁结构对永磁体定子缺口处子永磁体的补齐面积，实现可无级变化的高阻尼永磁式电磁阻尼器大小的无级调节。

当没有旋转阻尼调定杆15时，阻尼调定环套16在自限位按钮12对于开槽的过盈插入的约束下会保持在轴向的位置。当中心轴2旋转时，固定在中心轴2上的导电金属转子3也会同步转动，导电金属转子3上设有的导电金属刃与永磁体定子相对旋转运动，导电金属刃18会产生感应电流，使导电金属转子3受到安培力的作用，安培力的方向总是阻碍导电金属转子3的相对旋转运动，所以中心轴2会受到阻尼力，实现电磁阻尼器的阻尼作用。该阻尼力的大小与阻尼调定环套16的永磁结构补齐永磁体定子缺口的面积成正比。通过改变阻尼调定环套16上的永磁结构与定子永磁体1上的缺口的相对位置，变阻尼调定环套16上的永磁结构对永磁体定子缺口处子永磁体的补齐面积，进而控制阻尼力的大小，即可变阻尼。

阻尼调定环套16的调节方式可分为自动方式调节与手动方式调节。采用手动调节阻尼调定环套16时，我们设计了旋转式调节方式，通过推动自限位按钮12带动阻尼调定环套16，从而改变阻尼力的大小。而在另一个示例中，阻尼调节杆采用自动方式调节，其具体方式为阻尼调定环套16与装置尾部的一个小型电机连接，通过单片机对电机进行调节来达到自动控制阻尼调定环套16的目的。

为了使阻尼调定环套16更加顺滑地绕轴转动，所述阻尼调定环套16与所述壳体内壁通过凹槽结构进行限位。所述金属外壳上设有凹槽，而阻尼调定环套16相应位置设有导轨，从而来达到可以使阻尼调定环套16转动的目的。另外，也可以通过添加润滑油，或者滚动钢珠的方式使阻尼调定环套16的转动更加顺滑。

为进一步保证阻尼调节环与永磁体定子不会直接接触造成磨损，所述永磁体定子外设有永磁体保护套11。

本发明可无级变化的高阻尼永磁式电磁阻尼器在使用时，转子与需要阻尼力的设备装置相连接；需要阻尼力的装置设备带动转子进行旋转，而转子会受到本发明内部的阻尼力，从而进一步传递到外部所连接的装置设备上，实现对外部链接装置的阻尼效果。外部连接装置转化为导电金属转子3的电能，从而进一步转化为金属转子内能，使金属环套的温度升高，而金属环套的热量会传导到本发明外壳上，来达到散热的目的。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。