一种电控可变阻尼旋转液压阻尼器技术领域
本发明涉及液压阻尼器，特别涉及电控阻尼旋转液压阻尼器，属于汽车、机电领
域。
背景技术
目前液压阻尼器广泛应用于机械、汽车等行业，缓和机械振动造成的冲击。汽车上
常见的液压阻尼器主要是线位移变化的筒式液压阻尼器，在旋转机械中的应用较困难。为
增加机构旋转过程的阻尼，研究者提出了磁流变方案、旋转液压阻尼方案等。磁流变方案由
于控制复杂，成本较高。而常见的液压阻尼方案主要有旋转叶片式阻尼方案、旋转液压泵+
阻尼孔比例伺服控制方案、扭力可调旋转阻尼方案等。由于结构限制，文献中的旋转叶片式
阻尼方案和扭力可调旋转阻尼方案均只能实现旋转角度小于360°的往复转动中的阻尼加
载，旋转液压泵+阻尼孔比例伺服控制方案结构不够紧凑，且比例阀控制成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种电控阻尼旋转液压阻尼器，在旋转工作过程中阻尼可由
电机连续调整控制，具有结构紧凑、成本低、控制与安装方便的优点。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种电控可变阻尼旋转液压阻尼器，包括
多个叶片、阀体、阀芯、轴、壳体、端盖、弹簧、电机，端盖与壳体连接，轴位于端盖与壳体之间
的空腔中，轴的输入端从端盖伸出，其特征在于：
在壳体和底盖上加工有导轨，导轨的最小直径与轴的外径相等，导轨的最大直径与壳
体内腔直径相等，导轨的最大直径圆弧的夹角大于120°，导轨的最大直径圆弧与最小直径
同心圆弧线采用过渡曲线连接；
多个叶片沿圆周均布设置，叶片为长方形平板，叶片的前端部采用圆弧面以保证与导
轨贴合紧密，叶片的后端部设有弹簧安装轴；轴上沿圆周均布设有叶片导向槽，导向槽上设
有径向弹簧安装孔，压缩弹簧安装在轴的径向弹簧安装孔内，一端与径向弹簧安装孔底部
壁相贴，另一端套在弹簧安装轴并顶在叶片后端，保证叶片紧贴在导轨上；
在壳体和端盖上加工凹槽，凹槽截面尺寸与阀体外形一致，阀体安装在凹槽中；
电机通过螺栓安装在壳体上；阀体外柱面和内柱面分别与导轨的最大直径和最小直径
相等，阀体内在圆周方向设有流体通道，阀体外侧柱面径向向内加工一个用于安装阀芯的
孔；阀芯带径向通孔的端部安装在该孔内，阀芯通过键连接与电机轴相连，阀芯的径向通孔
与流体通道直径相等，阀芯在电机的带动下转动，使阀芯的径向通孔与流体通道相交的阻
尼孔截面从最大减小到0；
叶片沿环形导轨方向绕轴旋转时，在导轨作用下沿径向方向伸缩滑动，改变了叶片驱
动的流体的体积，实现了压缩腔和伸张腔的创建。
所述多个径向阀芯安装孔在轴向方向是交错设置的，多个叶片上的弹簧安装轴是
与多个径向阀芯安装孔相对应设置的，避免运动干涉，安装干涉，达到容易设置的目的。
所述叶片为3个，导轨的最大直径圆弧的夹角为160°，导轨的最大直径圆弧与最小
直径同心圆弧线采用过渡曲线连接。这种结构便于制造，容易实现，能更好实现压缩腔和伸
张腔的创建。
本发明的有益效果：本发明结构紧凑，便于安装；通过电机转动控制阀芯转动，改
变阻尼孔的截面面积，实现了阻尼的可控、可调及实时调整。
附图说明
图1是本发明电控可变阻尼液压阻尼器的结构示意图。
图2是图1中沿A-A剖视图。
图3是图1中沿B-B剖视图。
图4是本发明电控可变阻尼液压阻尼器的分解结构示意图。
图5是本发明中三个叶片的结构示意图。
图6导轨过渡曲线计算原理示意图。
图7导轨过渡曲线计算实例图。
图8是导轨曲线实例。
图中所示：1-电机；2-电机轴；3-阀芯；4-阀体；5-壳体；6-轴；7-第一叶片；8-压缩
弹簧；9-端盖；10-第三叶片；11-导轨；12-第二叶片；T-流体通道。
具体实施方式
结合图1-图4所示，进一步描述本发明如下：一种电控可变阻尼旋转液压阻尼器，
包括3个叶片、阀体4、阀芯3、轴6、壳体5、端盖9、压缩弹簧8、电机1，3个叶片分别为第一叶片
7、第二叶片12、第三叶片10，端盖9与壳体5连接，轴6位于端盖与壳体之间的空腔中，轴6的
输入端从端盖伸出，
在壳体和底盖上加工有导轨11，导轨11的最小直径与轴的外径相等，导轨11的最大直
径与壳体内腔直径相等，导轨的最大直径圆弧的夹角大于120°，导轨的最大直径圆弧与最
小直径同心圆弧线采用过渡曲线连接；
第一叶片7、第二叶片12、第三叶片10沿圆周均布设置，（第一叶片7、第二叶片12、第三
叶片10）叶片为长方形平板，叶片的前端部采用圆弧面以保证与导轨贴合紧密，叶片的后端
部设有弹簧安装轴；轴上沿圆周均布设有叶片导向槽，导向槽上设有径向弹簧安装孔，压缩
弹簧8 安装在轴的径向弹簧安装孔内，一端与径向弹簧安装孔底部壁相贴，另一端套在弹
簧安装轴并顶在叶片后端，保证叶片紧贴在导轨上；
在壳体5和端盖上加工凹槽，凹槽截面尺寸与阀体4外形一致，阀体4安装在凹槽中；
电机1通过螺栓安装在壳体5上；阀体4外柱面和内柱面分别与导轨的最大直径和最小
直径相等，阀体内在圆周方向设有流体通道T，阀体外侧柱面径向向内加工一个用于安装阀
芯的孔；阀芯带径向通孔的端部安装在该孔内，阀芯通过键连接与电机轴相连，阀芯的径向
通孔与流体通道直径相等，阀芯在电机的带动下转动，使阀芯的径向通孔与流体通道相交
的阻尼孔截面从最大减小到0。图2所示的状态为阻尼孔截面为0的状态，此时流体无法通过
流体通道内的阻尼孔，阻尼处于最大状态；当电机驱动阀芯转动90°时，阻尼孔截面最大，流
体畅通的通过流体通道实现循环，阻尼最小。
叶片（第一叶片7、第二叶片12、第三叶片10）沿导轨方向绕轴旋转时，在导轨作用
下沿径向方向伸缩滑动，改变了叶片驱动的流体的体积，实现了压缩腔和伸张腔的创建。
所述多个径向阀芯安装孔在轴向方向是交错设置的，如图5所示，多个叶片（第一
叶片7、第二叶片12、第三叶片10）上的弹簧安装轴是与多个径向阀芯安装孔相对应设置的，
避免运动干涉，安装干涉，达到容易设置的目的。
所述叶片为3个，导轨的最大直径圆弧的夹角为160°，导轨的最大直径圆弧与最小
直径同心圆弧线采用过渡曲线连接。这种结构便于制造，容易实现，能更好实现压缩腔和伸
张腔的创建。
如图1、图4所示，在壳体和端盖上均预留有螺栓安装孔，轴6的输出端预留键连接
接口。采用螺栓连接方式将该装置的端盖与旋转机构的壳体固定在一起，采用键连接方式
将轴与旋转元件固定，则该阻尼器正确安装到旋转机构中，当旋转元件带动轴转动时，叶片
在弹簧的作用下紧贴导轨转动，驱动液压油通过阻尼孔，产生减缓旋转元件运动效果的阻
尼。阻尼孔通过步进电机驱动调节，其截面大小与电机转过的角度存在严格的对应关系。控
制电机转动的角度，实现了阻尼的实时调节。
如图6所示，令导轨的最大直径为，过渡曲线的点P(x,y)到原点的距离为，线
OP与纵坐标的夹角为θ，令叶片伸缩方向与过渡曲线法向的夹角为δ，该角度设计成关于θ的
函数，所述导轨的过渡曲线根据期望的的变化规律设计，则可通过图6得到曲线方
程为：
；
其中，е是自然常数，其值约为2.71828；d是积分表达式中的“微分负号”；
角变化规律采用余弦曲线、抛物线，如角设计为定值，过渡曲线两端需通过圆
角过渡。
壳体及端盖的导轨采用数控加工方案加工，曲线采用Matlab数值计算得到；如取
，令角的最大值为δ0，轨迹曲线转过角度为θ0，设计的曲线分别为余弦曲
线（δ1）、抛物线（δ2）、定值（δ3），如下式所示：
取δ0=20°，θ0=70°，可得到如图7所示三种不同的导轨过渡曲线（该曲线在Matlab中进
行了旋转变换）。