[实用新型]电流变液与压电陶瓷复合的自适应阻尼器

说明书

本实用新型涉及一种电流变液阻尼装置，尤其是在工作时无需外加电源，能形成负反馈的电流变液与压电陶瓷复合的自适应阻尼器。

由于电流变液(简写ER流体)^[1]的研究，近年来出现了ER流体阻尼器，这类阻尼器由于其阻尼可调节的优点而引起人们的极大兴趣。Duc-los^[2]设计出两种基本类型的阻尼振动吸收装置：固定电极阀型和滑动平板型，在固定电极型中，由于电流变效应使流过极板的流体受阻，导致液体压力升高，产生阻尼力；在滑动平板型中，由于电流变效应在极板间产生剪切力阻止极板的相对运动以使液压力升高产生阻尼力。Petek^[3]设计出一种用电流变液做成的引擎底座，它有许多平行的管道把电流变体分成上下两部分。这些管道有由电流变液做的阀，通过控制上下两部分电流变液的容量，从而使底座变得坚硬，从而起到减小引擎振动的目的。但是在以往用ER流体设计出的阻尼器中，使ER固化的电场是用外带的高压电源来提供的。这样一方面需要给阻尼器附带专用电源以激励ER流体，同时也需要复杂的信号检测与处理系统保证阻尼器工作，使电流变阻尼器应用起来很不方便。

本实用新型的目的是要提供一种电流变液和压电陶瓷复合的自适应阻尼器，它不仅能省去原有电流变液阻尼器工作时所需的外加电源和信息处理系统，同时能形成自适应阻尼控制。

本实用新型的目的是这样实现的：把电流变阻尼器通过弹簧与隔板和二个能产生高电压输出的压电陶瓷片连接在一起，输出电压用导线与阻尼器的电极组连接。当外力作用使活塞向下运动时，就会压缩弹簧，使力传至压电陶瓷片上输出电压，通过导线传至电极之间，驱动电流变液固化。外加力越大，作用在压电陶瓷上的力亦越大，则输出的电压越高，对电流变液的固化作用越强，即阻尼力越大，从而形成自适应阻尼器。

由于采用上述方案，可以在阻尼器工作时省去外带的高压电源和复杂的控制系统，容易实现阻尼控制及形成自适应调节，而且结构简单。

实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图给出。

图1是根据本实用新型提出的电流变液和压电陶瓷复合的自适应阻尼器的剖面图。

图2是本实用新型的自适应阻尼器的结构透视图。

图1中：1．上盖、2．下底、3．活塞、4．隔板、5．同心圆柱电极组、6．柱状压电陶瓷片、7．圆柱形外筒、8．固定电极的圆板、9．弹簧、10．活塞杆、11．导线。

在实施例图1中，上盖(1)，下底(2)安装在圆柱形外筒(7)上，内部由隔板(4)把自适应阻尼器分成上下两部分，隔板(4)和外筒(7)之间密封。上部同心圆柱电极组(5)上，正负电极交叉排列，共有四个电极，最外层的负电极固定在外筒内壁上，不随活塞杆(10)而动，其余三个板被两个圆板(8)固定在活塞杆(10)上，圆板(8)上开有小孔，活塞(3)安装在活塞杆(10)上，活塞(3)上开有圆孔，并与外筒(7)内壁有一定间隙，活塞(3)下部通过弹簧(9)与隔板(4)相连。上盖(1)和隔板(4)之间填充着电流变液体，构成一个电流变阻尼器。自适应阻尼器的下部分内，压电陶瓷片(6)竖直安装在隔板(4)与下底(2)之间，由其输出的电压经导线(11)连接到上部的圆柱电极组(5)上。

当外界振动作用在活塞杆(10)上，使活塞(3)向下运动时，它可以压缩弹簧(9)，经隔板(4)将力传至压电陶瓷片(6)，从而产生激励形成高电压，经导线(11)传输至圆柱电极组(5)上，在电极间形成电场，引起填充其内的电流变液固化，阻止活塞腔内液体的流动，使腔内阻力增大，从而活塞运动得到抑制，起到减振效果。这种阻尼器省去了原有电流变阻尼装置所需的外加电源和信息检测处理系统。外加振动力愈大，传递到压电陶瓷片(6)上的力愈大，产生的输出电压愈高，从而在电极(5)间形成的电场愈强，电流变液的固化作用亦愈强，即阻尼越大，对振动的控制越强，形成了自适应控制。