小型精密仪器的自供电磁流变液阻尼型减振器技术领域
本发明属于机械振动力学领域，具体涉及自供电磁流变液阻尼型减振器，特别应
用于小型精密仪器工作过程中的减振。
背景技术
为了减小外界环境振动对小型精密仪器工作过程中的影响，通常在小型精密仪器
与设备之间安装有减振缓冲装置。由于结构简单，安装方便，价格低廉等因素，阻尼型减振
器是目前应用最为广泛的减振装置。
传统的阻尼性减振器的阻尼与刚度都是不变的，工作过程中振幅较宽，消除振动
的时间比较长，减振器的效果并不令人十分满意，很多情况下无法满足实际需求；而目前的
自适应主动控制减振器需要外接控制器、电源等因素，价格昂贵，并且使用并不方便。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种小型精密仪器的自供电磁流变液阻尼型减振
器，该减振器无需外接电源及控制器，安装简单，其自身可以根据工作环境的振动情况，能
够将外界的振动能量转化为电能，电能直接驱动漆包线线圈，调节磁流变液的粘度，进而调
整自供电磁流变液阻尼器的阻尼与刚度，即自适应地调整减振器的阻尼和刚度，从而适应
工作环境的变化。
为解决上述问题，本发明提供的方案为：
小型精密仪器的自供电磁流变液阻尼型减振器，包括减振器工作台面、外壳体、压
电夹层板、密封圈、磁流变液缸体、活塞连杆、弹簧、活塞、漆包线圈、磁流变液。
所述的活塞连杆与活塞的材料为不锈钢或与不锈钢类似的非导磁材料；所述的磁
流变液缸体为纯铁或与纯铁类似的导磁材料；所述的密封圈为U型密封圈，或L型密封圈，或
J型密封圈，或V型密封圈；所述的压电夹层板为锆钛酸铅压电陶瓷PZT制作；所述的外壳体
由不锈钢或与不锈钢类似的非导磁金属材料制作，以防止磁场泄露，并用于安装磁流变液
缸体、压电夹层板、漆包线圈。
所述的漆包线圈的铜线匝数及直径根据减振器的性能参数及磁流变液的阻尼特
性确定。
所述的减振器工作台面用于安装需要减振的仪器设备或者装置。
所述的活塞连杆的底端与活塞连接，活塞连杆的顶端与减振器工作台面连接；所
述活塞安装于磁流变液缸体内；所述的弹簧有两个，为减振器的弹性单元，分别连接于活塞
的上部与磁流变液缸体内部的顶端、活塞的下部与磁流变液缸体的底端；所述的磁流变液
缸体内部充满磁流变液；所述的磁流变液为减振器的阻尼单元；所述的密封圈安装于磁流
变腔体顶端与活塞连杆之间，用于防止磁流变液泄露。
所述的漆包线圈缠绕于磁流变液缸体外部，材质为铜线，接通电流后可以产生磁
场，控制磁流变液的粘度。
所述的压电夹层板有两块，为减振器的产生电能单元，分别安装于磁流变液缸体
外部顶端与外壳体内部顶端之间、磁流变液缸体外部底端与外壳体内部底端之间，且压电
夹层板与外壳体的顶端与底端留有一定间隙。
本发明的小型精密仪器的自供电磁流变液阻尼型减振器工作原理为：当自供电磁
流变液阻尼型减振器工作台面相对外壳体运动时，工作台面通过活塞连杆带动活塞在磁流
变液缸体内往复运动，活塞带动磁流变液缸体内的磁流变液往复流动，磁流变液会对磁流
变液缸体顶端和底端产生交变的作用力；因此，磁流变液缸体会对两端的压电晶体产生交
变作用力，受到交变作用力的压电晶体产生交变电压，通过导线驱动漆包线圈产生交变磁
场；在磁场的作用下，磁流变液的剪切屈服强度会增加，粘度亦会增强；从而，活塞相对磁流
变缸体的相对运动的阻力会增大，整个系统的阻尼与刚度会增大。活塞相对磁流变液缸体
的相对运动的加速度越大，压电晶体产生的交变电压越大；从而漆包线圈产生的磁场强度
越大，磁流变液的粘度会越大，从而整个电磁流变阻尼型减振器构成了一个自调节阻尼与
刚度系统。
与传统的阻尼型减振器相比，本发明的小型精密仪器的自供电磁流变液阻尼型减
振器具有以下有益效果：
(1)能够自我提供电能，无需外部供电；
(2)可以对工作环境的改变，自我调整阻尼与刚度，无需外部控制器调控；
(3)结构简单、造价低廉、安装方便。
附图说明
图1为小型精密仪器的自供电磁流变液阻尼型减振器结构示意图。
图中：1、减振器工作台面，2、外壳体，3、顶端压电夹层板，4、密封圈，5、磁流变液缸
体，6、活塞连杆，7、顶端弹簧，8、活塞，9、漆包线圈，10、底端弹簧，11、磁流变液，12、底端压
电夹层板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方法作进一步说明。
如图1所示，本发明的小型精密仪器的自供电磁流变液阻尼型减振器包括减振器
工作台面1、外壳体2；顶端压电夹层板3、密封圈4、磁流变液缸体5、活塞连杆6、顶端弹簧7、
活塞8、漆包线圈9、底端弹簧10、磁流变液11、底端压电夹层板12。活塞连杆6连接减振器工
作台面1与活塞8，构成了自供电磁流变液阻尼型减振器的运动单元，活塞连杆6与活塞8可
以为螺纹或焊接连接；活塞连杆6与减振器工作台面1为螺纹连接。密封圈4安装在磁流变液
缸体5与活塞连杆6之间，其功能为防止磁流变液11泄露。顶端压电夹层板3安装在磁流变液
缸体5外部顶端与外壳体2内部顶端之间，底端压电夹层板12安装在磁流变液缸体5外部底
端与外壳体2内部底端之间；顶端压电夹层板3和底端压电夹层板12为供电装置，其受外部
作用力作用时会产生电能。顶端弹簧7安装在磁流变液缸体5的内部顶端和活塞8的顶端之
间，底端弹簧10安装磁流变液缸体5的内部底端和活塞8的底端之间，它们为自供电磁流变
液阻尼型减振器的线性弹性单元。漆包线圈9缠绕在磁流变液缸体5周围，其通电后会产生
磁场，为自供电磁流变液阻尼型减振器的控制单元。磁流变液11充满整个磁流变液缸体5，
在磁场的作用下，其粘度会改变，系统的刚度和阻尼亦会改变，其为自供电磁流变液阻尼型
减振器的执行单元。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是
按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围
之内。