[发明专利]基于状态监测的无源磁流变减振器

权利要求书

1.一种基于状态监测的无源磁流变减振器，包括磁流变减振器、振动能量采集器、能量回收控制模块和状态监测系统，其特征在于：

所述磁流变减振器包括励磁线圈、缸筒、设置于缸筒内部的活塞、分别固定设置于缸筒两端的底座和导向座以及一端伸入到缸筒内部与所述活塞固定连接的活塞杆；

所述振动能量采集器包括永磁体动子、线圈绕组定子、同轴设置于缸筒外部的外筒以及同轴设置于缸筒与外筒之间的导磁筒，所述外筒固定在底座上，所述导磁筒与活塞杆直接或间接固定连接，所述永磁体动子固定在外筒上，与缸筒同步运动，线圈绕组定子固定在导磁筒上，与活塞杆同步运动；

所述振动能量采集器的线圈输出线连接到能量回收控制模块，所述能量回收控制模块用于存储由振动能量采集器产生的电能并控制电能输出至励磁线圈来改变磁流变减振器的输出阻尼力；

所述状态监测系统，包括信号处理模块和阵列分布在导磁筒轴向方向上的磁阻传感器，所述状态监测系统，用于间接测量活塞杆与缸筒的相对位移。

2.根据权利要求1所述的基于状态监测的无源磁流变减振器，其特征在于：所述磁流变减振器还包括浮动活塞和导向环，所述导向环和活塞同轴套设在活塞杆上并伸入缸筒，所述励磁线圈绕制在活塞内部，所述活塞与缸筒之间的间隙形成阻尼通道，导向环与缸筒沿轴向滑动配合，导向座同轴套设在活塞杆上并固定安装在缸筒一端，所述底座与浮动活塞之间形成补偿气室，底座上设置有与补偿气室连通的充放气阀。

3.根据权利要求2所述的基于状态监测的无源磁流变减振器，其特征在于：所述永磁体动子为采用轴向充磁永磁体和径向充磁永磁体基于Halbach阵列交替安装在底座上构成，所述永磁体动子具有至少一组Halbach阵列的永磁体。

4.根据权利要求3所述的基于状态监测的无源磁流变减振器，其特征在于：所述能量回收控制模块包括能量收集电路、能量储存电路、启动电路、控制电路与驱动电路，其中，

所述能量收集电路，与所述振动能量采集器的线圈输出线连接，并采用交直流能量转换电路将交流电压信号转换为直流电压；

所述能量储存电路，用于将电能储存在储能电容中；

所述启动电路，为控制电路提供工作电压；

所述控制电路，产生控制信号控制驱动电路的导通和截止中断时间，调节输出电压。

5.根据权利要求4所述的基于状态监测的无源磁流变减振器，其特征在于：所述磁阻传感器为由坡莫合金薄膜组成的惠斯通桥电阻电路。

6.根据权利要求5所述的基于状态监测的无源磁流变减振器，其特征在于：所述信号处理模块由放大器电路、A/D转换器、数字信号处理器和无线信号发射电路构成。

7.根据权利要求6所述的基于状态监测的无源磁流变减振器，其特征在于：所述线圈绕组定子由带槽的线圈座和四相线圈绕组构成，线圈座的材料为聚四氟乙烯。

8.根据权利要求7所述的基于状态监测的无源磁流变减振器，其特征在于：所述磁流变减振器和所述振动能量采集器之间设置有隔磁筒，所述隔磁筒紧密套设在缸筒外侧。

9.根据权利要求8所述的基于状态监测的无源磁流变减振器，其特征在于：所述导磁筒与活塞杆之间设置有连接盘，所述导磁筒通过连接盘与活塞杆固定连接，所述能量回收控制模块和信号处理模块封装后安装在连接盘上。

10.根据权利要求9所述的基于状态监测的无源磁流变减振器，其特征在于：所述导向座与活塞杆之间设置有密封组件；所述缸筒与底座配合部分设置有密封件；所述连接盘外侧由防尘罩进行封闭处理。