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1、(10)申请公布号 CN 103410910 A (43)申请公布日 2013.11.27 CN 103410910 A *CN103410910A* (21)申请号 201310368834.3 (22)申请日 2013.08.22 F16F 9/53(2006.01) (71)申请人 兰州大学 地址 730000 甘肃省兰州市城关区天水路 222 号 (72)发明人 王省哲 高伟 (74)专利代理机构 北京中恒高博知识产权代理 有限公司 11249 代理人 高玉滨 (54) 发明名称 一种自适应减震装置 (57) 摘要 本发明公开了一种自适应减震装置， 主要包 括机架， 所述机架内部设置有。
2、压电材料， 所述压 电材料的顶部对应设置有一激振杆， 在激振杆的 两侧对称粘接有磁流变弹性体， 所述两磁流变弹 性体的另一端分别粘接于固定在机架顶盖的挡板 上， 所述激振杆激振压电材料产生的电压通过电 源管理装置整流后输出到分别缠绕在一轭铁两端 的线圈中用于激励磁流变弹性体。利用机构振动 作用于压电材料上的力使之产生电压， 激励磁流 变弹性体， 使磁流变弹性体的刚度发生变化， 继而 达到减振的目的。与其他磁流变弹性体减震装置 相比， 本发明不需要外加电源及控制系统， 结构简 单、 体积小， 自适应能力强且成本较低。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (1。
3、9)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103410910 A CN 103410910 A *CN103410910A* 1/1 页 2 1. 一种自适应减震装置， 其特征在于 ： 主要包括机架， 所述机架内部设置有压电材料， 所述压电材料的顶部对应设置有一激振杆， 在激振杆的两侧对称粘接有磁流变弹性体， 所 述两磁流变弹性体的另一端分别粘接于固定在机架顶盖的挡板上， 所述激振杆激振压电材 料产生的电压通过电源管理装置整流后输出到分别缠绕在一轭铁两端的线圈中用于激励 磁流变弹性体。 2. 根据权利要求 1 所述的。
4、一种自适应减震装置， 其特征在于 ： 所述减震装置还包括预 紧机构， 用于调节压电材料的预紧力。 3. 根据权利要求 2 所述的一种自适应减震装置， 其特征在于 ： 所述预紧机构主要包括 连接螺母， 所述连接螺母位于压电材料底部并固定于机架的底座上， 所述连接螺母内设置 有一套筒， 所述套筒套设在压电材料外部并与连接螺母螺纹连接， 所述套筒顶部设置一调 节螺母， 所述激振杆穿过调节螺母底端可抵在调节螺母上。 4. 根据权利要求 3 所述的一种自适应减震装置， 其特征在于 ： 在调节螺母与激振杆的 配合处设置有预压弹簧。 5. 根据权利要求 4 所述的一种自适应减震装置， 其特征在于 ： 所述压。
5、电材料与连接螺 母之间设置有一垫圈。 6. 根据权利要求 1 至 5 任意一项所述的一种自适应减震装置， 其特征在于 ： 所述压电 材料与激振杆球型铰接。 7. 根据权利要求 6 所述的一种自适应减震装置， 其特征在于 ： 所述轭铁所在水平高度 与磁流变弹性体所在的水平高度相对应。 8. 根据权利要求 7 所述的一种自适应减震装置， 其特征在于 ： 所述压电材料可由多个 压电陶瓷堆叠而成。 权 利 要 求 书 CN 103410910 A 2 1/3 页 3 一种自适应减震装置 技术领域 0001 本发明涉及一种减震装置， 特别涉及一种包含压电材料和磁流变弹性材料的自适 应减震装置。 背景技术。
6、 0002 磁流变弹性体(Magnetorheological Elastomer， MRE)是通过物理或化学等手段， 将磁性颗粒散布于固态或者凝胶状的基体中， 固化后 （一般在磁场下固化） 形成的高弹性的 复合材料， 很好地解决了磁流变液的颗粒沉降稳定性问题， 而且也不需要密封装置。 磁流变 弹性体的磁流变效应可控且可逆， 在磁场作用下的粘弹特性能够产生很大的变化， 响应速 度非常快， 显示出良好的磁控力学性能， 对于特定的磁流变弹性体材料， 在一定范围内， 随 着外加磁场强度的增加， 刚度增加， 减震性能增强， 反之亦然， 可开发出各种变刚度或变阻 尼器件。 目前磁流变弹性体已成功用于减振。
7、降噪领域， 如悬挂系统、 轴衬、 吸振器等， 现有的 磁流变弹性体减震装置利用磁流变弹性体磁流变效应减震效果明显， 但是需要外加电源及 控制系统， 结构复杂、 体积较为庞大、 成本高且自适应能力差。 发明内容 0003 为了解决上述技术问题， 本发明提供一种自适应减震装置， 利用压电材料的正压 电效应与磁流变弹性体在磁场下的变刚度特性复合而成， 结构简单， 体积小且自适应能力 强。 0004 本发明的目的通过以下技术方案来具体实现 ： 一种自适应减震装置， 主要包括机架， 所述机架内部设置有压电材料， 所述压电材料的 顶部对应设置有一激振杆， 在激振杆的两侧对称粘接有磁流变弹性体， 所述两磁流。
8、变弹性 体的另一端分别粘接于固定在机架顶盖的挡板上， 所述激振杆激振压电材料产生的电压通 过电源管理装置整流后输出到分别缠绕在一轭铁两端的线圈中用于激励磁流变弹性体。 0005 所述减震装置还包括预紧机构， 用于调节压电材料的预紧力。 0006 所述预紧机构主要包括连接螺母， 所述连接螺母位于压电材料底部并固定于机架 的底座上， 所述连接螺母内设置有一套筒， 所述套筒套设在压电材料外部并与连接螺母螺 纹连接， 所述套筒顶部设置一调节螺母， 所述激振杆穿过调节螺母底端可抵在调节螺母上。 0007 在调节螺母与激振杆的配合处设置有预压弹簧。 0008 所述压电材料与连接螺母之间设置有一垫圈。 00。
9、09 所述压电材料与激振杆球型铰接。 0010 所述轭铁所在水平高度与磁流变弹性体所在的水平高度相对应。 0011 所述压电材料可由多个压电陶瓷堆叠而成。 0012 本发明利用压电材料收集外界振动能给磁流变减振器供电的技术， 集合磁流变弹 性体剪切模量可由外加磁场控制这一独特的性能， 设计了一种自适应减震装置， 利用机构 振动作用于压电材料上的力使之产生电压， 激励磁流变弹性体， 使磁流变弹性体的刚度发 说 明 书 CN 103410910 A 3 2/3 页 4 生变化， 继而达到减振的目的。与其他磁流变弹性体减震装置相比， 本发明不需要外加电 源及控制系统， 结构简单、 体积小， 且相对于。
10、磁流变液装置来说本装置不需要密封， 安全， 方 便， 耐用， 成本相对便宜。本装置将压电材料与磁流变弹性体结合起来， 使整个装置具有自 适应的特点。 附图说明 0013 下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。 0014 图 1 是本发明一种自适应减震装置的结构示意图 ； 图 2 是本发明一种自适应减震装置的俯视示意图。 0015 图中 ： 1- 机架 ； 2- 连接螺母 ； 3- 垫圈 ； 4- 套筒 ； 5- 预压弹簧 ； 6- 调节螺母 ； 7- 挡 板 ； 8- 磁流变弹性体 ； 9- 激振杆 ； 10- 轭铁 ； 11- 线圈 ； 12- 球型铰接 ； 13- 压电材料 ； 1。
11、4- 电 源管理装置 ； 15- 支架。 具体实施方式 0016 如图 1-2 所示， 本发明实施例所述的一种自适应减震装置， 主要包括机架 1， 在机 架 1 的内部设置有压电材料 13， 压电材料 13 的顶部对应设置一激振杆 9， 在机架 1 的顶盖 上开设一方形孔， 激振杆 9 的顶端由方形孔伸出机架 1， 在激振杆 9 的两侧左右对称粘接有 磁流变弹性体 8， 两磁流变弹性体 8 的另一端分别粘接于固定在机架 1 顶盖的挡板 7 上， 激 振杆 9 与压电材料 13 采用球型铰接 12。激振杆 9 在外界激振力 F 的作用下， 作用在压电材 料 13 上， 产生电压， 由于从压电材料。
12、 13 中输出的是交流电， 所以在机架内部设置有电源管 理装置14， 电源管理装置14主要用于将压电材料13输出的电压进行整流， 实现将交流电转 换为直流电， 并对整流后的电能进行储存， 从而实现为磁流变弹性体减震装置连续供能 ； 在 电源管理装置 14 内还设置有功率放大器， 用于对输出信号进行电压和电流的放大， 以达到 要求的功率驱动能力。激振杆 9 激振压电材料 13 产生的电压通过电源管理装置 14 整流及 放大后输出到分别缠绕在一轭铁 10 两端的线圈 11 中， 用于激励两磁流变弹性体 8， 进而起 到减震作用。 0017 优选的， 为了保证压电材料 13 在激振杆的作用下产生稳定。
13、的电压， 在减震装置中 还设置了预紧机构， 用于调节压电材料13的预紧力。 预紧机构主要包括连接螺母2， 连接螺 母2位于压电材料13的底部并固定于机架1的底座上， 连接螺母2内设置有一套筒4， 套筒 4 套设在压电材料 13 外部并与连接螺母 2 螺纹连接， 套筒 4 顶部设置一调节螺母 6， 激振杆 9 穿过调节螺母 6 伸出机架 1， 在激振杆 9 的底端设置一凸块， 使得激振杆 9 的底端可抵在 调节螺母 6 上。在调节螺母 6 与激振杆 9 的配合处设置有预压弹簧 5， 在压电材料 13 与连 接螺母 2 之间设置有一垫圈 3， 使得更便于调节压电材料 13 的预紧力。 0018 优。
14、选的， 在机架 1 的顶盖上设置有一支架 15， 用于支撑轭铁 10， 使得轭铁 10 所在 水平高度与两磁流变弹性体 8 所在的水平高度相对应， 已达到更好的激励作用。 0019 在具体操作时， 压电材料 13 可根据需求由多个压电陶瓷堆叠而成， 形成压电叠堆 提供较高的电压， 可根据实际结构采用串联或者并联连接。 0020 本发明利用压电材料收集外界振动能给磁流变弹性体供电的技术， 集合磁流变弹 性体剪切模量可由外加磁场控制这一独特的性能， 提出压电材料与磁流变弹性体组合的减 说 明 书 CN 103410910 A 4 3/3 页 5 震装置， 这种工作原理实现了从外界振动激励到控制的闭。
15、环控制过程。 如果外界振动增强， 则作用在压电材料上的压力增大， 压电材料输出的电压就高， 进而对磁流变弹性体的激励 也就增强， 磁流变弹性体的减震作用也增强， 继而对外界振动的抑制作用也随之增大。 反之 当振动较弱时， 压电材料输出的电压就低， 施加于磁流变弹性体上的磁场较弱， 减震效果减 弱， 这个过程具有自适应的特征， 使得减震装置就有自动调节能力。 同时用压电材料代替了 高压电源和计算机控制设备， 使整个装置的结构得以简化。 0021 最后应说明的是 ： 以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 旨在提出一种将压电 材料与磁流弹性变材料共同应用到减震装置中以达到一种自适应的减震效果， 并不用于限 制本发明， 对于本领域的技术人员来说， 其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行 调节， 或者对其中部分技术特征进行等同替换， 凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何 修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 103410910 A 5 1/2 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103410910 A 6 2/2 页 7 图 2 说 明 书 附 图 CN 103410910 A 7 。