采用齒輪齒條和錐齒輪傳動(dòng)進(jìn)行能量采集的磁流變阻尼器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種采用齒輪齒條和錐齒輪傳動(dòng)進(jìn)行能量采集的磁流變阻尼器，主要由發(fā)電機(jī)、錐齒輪、直齒輪、直齒條、活塞桿、阻尼器端蓋、阻尼器缸體、活塞頭端蓋、活塞頭、勵(lì)磁線圈、活塞套筒、浮動(dòng)活塞及活動(dòng)擋板等組成。工作時(shí)，活塞桿在阻尼器缸體中的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)與活動(dòng)擋板固定連接的直齒條運(yùn)動(dòng)，通過(guò)直齒條與直齒輪齒嚙合，經(jīng)錐齒輪Ⅱ與直齒輪嚙合傳動(dòng)，將活塞桿的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為與錐齒輪Ⅰ和錐齒輪Ⅲ相連接的軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子固定在軸的輸出端上，因而轉(zhuǎn)子也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，通過(guò)導(dǎo)線輸給勵(lì)磁線圈，起到自供能作用。本實(shí)用新型具有能量采集功能，適用于斷電情況下的半主動(dòng)減振系統(tǒng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
采用齒輪齒條和錐齒輪傳動(dòng)進(jìn)行能量采集的磁流變阻尼器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種磁流變阻尼器，尤其涉及一種采用齒輪齒條和錐齒輪傳動(dòng)進(jìn)行能量采集的磁流變阻尼器。
【背景技術(shù)】
[0002]磁流變阻尼器是根據(jù)磁流變液在磁場(chǎng)作用下具有可控的高屈服應(yīng)力從而使阻尼力可控來(lái)工作的，它是一種廣泛應(yīng)用于半主動(dòng)控制系統(tǒng)中的新型智能阻尼器件，具有毫秒級(jí)響應(yīng)速度、大控制范圍和大阻尼力輸出等特點(diǎn)。
[0003]目前，磁流變阻尼器已廣泛應(yīng)用在建筑物及橋梁的減振抗震系統(tǒng)、鐵路機(jī)車(chē)車(chē)輛及汽車(chē)懸架系統(tǒng)的減振等方面。但傳統(tǒng)磁流變阻尼器在工作時(shí)需要外部輸入電流來(lái)給磁流變液提供磁場(chǎng)，這無(wú)疑增加了能量損耗，也不利于磁流變阻尼器的應(yīng)用推廣。阻尼器工作目的是緩沖振動(dòng)，而在實(shí)際工作中，來(lái)自阻尼器的運(yùn)動(dòng)損耗也是能量損耗的一個(gè)重大因素，然而傳統(tǒng)的磁流變阻尼器并不具有能量回收裝置，不能使工作部件產(chǎn)生的振動(dòng)能得到有效的回收利用，因此研究一種在理論上可以收集阻尼器運(yùn)動(dòng)中損耗的能量來(lái)實(shí)現(xiàn)能量自供應(yīng)的磁流變阻尼器，將外界環(huán)境的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為電能，并供給磁流變阻尼器自身工作使用，一直是人們期待解決的重要課題。傳統(tǒng)阻尼器受到結(jié)構(gòu)和功能的限制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)能量回收利用，只能任由能量隨零件的運(yùn)動(dòng)散失，不符合可持續(xù)發(fā)展的理念，也不滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)效益最大化的工業(yè)生產(chǎn)需求，因此對(duì)磁流變阻尼器的應(yīng)用和推廣造成很大局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服【背景技術(shù)】中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種采用齒輪齒條和錐齒輪傳動(dòng)進(jìn)行能量采集的磁流變阻尼器，當(dāng)阻尼器活塞桿與阻尼器缸體相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)固定在活動(dòng)擋板上的齒條和與其嚙合的直齒輪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及錐齒輪副的嚙合傳動(dòng)，將齒條的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成錐齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)中的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而產(chǎn)生電流;再由引線將產(chǎn)生的電流輸送給勵(lì)磁線圈，勵(lì)磁線圈通電后會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，從而使在磁場(chǎng)范圍內(nèi)的磁流變液工作，產(chǎn)生可控阻尼力。直齒條、直齒輪、錐齒輪副和發(fā)電機(jī)構(gòu)成能量回收裝置，以滿(mǎn)足能量回收利用、提高能量利用效率和實(shí)現(xiàn)磁流變阻尼器自供能的目的。本實(shí)用新型通過(guò)齒輪齒條運(yùn)動(dòng)和錐齒輪副的嚙合傳動(dòng)，將外部振動(dòng)機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，可實(shí)現(xiàn)能量的自供應(yīng)。這種采用齒輪齒條和錐齒輪傳動(dòng)進(jìn)行能量采集的磁流變阻尼器不僅有助于實(shí)現(xiàn)磁流變阻尼器在各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用推廣，并且大大減少能量損耗，具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案包括:活塞桿(1)、發(fā)電機(jī)(2)、阻尼器缸體(3)、錐齒輪1(4)、錐齒輪Π (5)、錐齒輪ΙΠ(6)、直齒輪(7)、直齒條(8)、活塞頭上端蓋
(9)、活塞套筒(10)、活塞頭下端蓋(11)、阻尼器下端蓋(12)、下吊耳(13)、螺釘1(14)、浮動(dòng)活塞(I5)、活塞頭(16)、螺釘Π (17)、勵(lì)磁線圈(18)、螺釘ΙΠ(19)、活動(dòng)擋板(20)、螺釘IV
(21)、阻尼器上端蓋(22)和上吊耳(23);活塞桿(I)上端與上吊耳(23)通過(guò)螺紋緊固連接；阻尼器上端蓋(22)中間加工有圓形通孔，活塞桿(I)與阻尼器上端蓋(22)圓形通孔內(nèi)表面通過(guò)密封圈進(jìn)行密封;阻尼器上端蓋(22)與阻尼器缸體(3)間隙配合;阻尼器上端蓋(22)與阻尼器缸體(3)通過(guò)螺釘IV(21)固定連接，并通過(guò)密封圈密封;發(fā)電機(jī)(2)固定在阻尼器上端蓋(22)上;錐齒輪1(4)與錐齒輪ΙΠ(6)分別與發(fā)電機(jī)(2)的輸出軸剛性連接;錐齒輪1(4)與錐齒輪ΙΠ(6)分別與錐齒輪Π (5)嚙合;錐齒輪Π (5)與直齒輪(7)通過(guò)軸剛性連接;直齒輪(7)與直齒條(8)嚙合;直齒條(8)與活動(dòng)擋板(20)固定連接;活動(dòng)擋板(20)與活塞桿(I)固定連接;活動(dòng)擋板(20)與阻尼器缸體(3)間隙配合，并通過(guò)密封圈密封;活塞頭上端蓋(9)與活塞套筒(10)通過(guò)螺釘ΙΠ(19)固定連接;活塞頭(16)與活塞桿(I)螺紋固定連接;活塞頭
(16)上加工有圓環(huán)形凹槽，勵(lì)磁線圈(18)纏繞在凹槽內(nèi)；勵(lì)磁線圈(18)的引線通過(guò)活塞頭
(16)表面的引線槽、活塞桿(I)中的引線孔與發(fā)電機(jī)(2)的輸出線相連;活塞頭下端蓋(11)與活塞套筒(10)通過(guò)螺釘Π (17)固定連接;浮動(dòng)活塞(15)與阻尼器缸體(3)間隙配合，并通過(guò)密封圈進(jìn)行密封;阻尼器下端蓋(12)與阻尼器缸體(3)通過(guò)螺釘1(14)固定連接；下吊耳
(13)和阻尼器下端蓋(12)通過(guò)螺紋緊固連接?；钊麠U(I)在阻尼器缸體(3)中往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)與活塞桿(I)固定連接的活動(dòng)擋板(20)也作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，并傳遞給與活動(dòng)擋板
(20)固定連接的直齒條(8);與直齒條(8)嚙合的直齒輪(7)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)錐齒輪Π
[5]轉(zhuǎn)動(dòng);與錐齒輪Π(5)嚙合的錐齒輪I(4)與錐齒輪ΙΠ(6)也隨之轉(zhuǎn)動(dòng);錐齒輪1(4)與錐齒輪ΙΠ(6)分別與發(fā)電機(jī)(2)的輸出軸剛性連接；由于發(fā)電機(jī)(2)的轉(zhuǎn)子也固定在輸出軸上，因而轉(zhuǎn)子也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，發(fā)電機(jī)(2)產(chǎn)生電能，可通過(guò)引線輸出給勵(lì)磁線圈(18)，起到自供能作用。
[0006]本實(shí)用新型與【背景技術(shù)】相比，具有的有益效果是:
[0007](I)本實(shí)用新型通過(guò)固定在活動(dòng)擋板上的齒條和與其嚙合的直齒輪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及錐齒輪副的嚙合傳動(dòng)，將齒條的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成錐齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)中的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而產(chǎn)生電流;再由導(dǎo)線將產(chǎn)生的電流輸送給勵(lì)磁線圈，勵(lì)磁線圈通電后會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，產(chǎn)生可控阻尼力，從而滿(mǎn)足磁流變阻尼器在不同振動(dòng)環(huán)境下的工作需求。
[0008](2)與傳統(tǒng)磁流變阻尼器相比，本實(shí)用新型具有能量回收裝置，在不需要外界提供額外能量的前提下，達(dá)到磁流變阻尼器自供能目的。
[0009](3)本實(shí)用新型能量回收裝置采用的是齒輪齒條傳動(dòng)和雙錐齒輪副嚙合傳動(dòng)，提高了能量轉(zhuǎn)換效率，減少了能量損耗，并且克服了工作環(huán)境引起的不利沖擊，能量傳遞更加平穩(wěn)。
【附圖說(shuō)明】
[00?0]圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)不意圖。
[0011 ]圖2是本實(shí)用活塞頭上端蓋示意圖。
[0012]圖3是本實(shí)用磁力線分布示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1所示，本實(shí)用新型包括活塞桿(1)、發(fā)電機(jī)(2)、阻尼器缸體(3)、錐齒輪1(4)、錐齒輪Π (5)、錐齒輪ΙΠ(6)、直齒輪(7)、直齒條(8)、活塞頭上端蓋(9)、活塞套筒(10)、活塞頭下端蓋(11)、阻尼器下端蓋(12)、下吊耳(13)、螺釘1(14)、浮動(dòng)活塞(15)、活塞頭(16)、螺釘Π(17)、勵(lì)磁線圈(18)、螺釘ΙΠ(19)、活動(dòng)擋板(20)、螺釘IV(21)、阻尼器上端蓋(22)和上吊耳(23) ο
[0014]圖2所示為本實(shí)用活塞頭上端蓋示意圖，圖3所示為本實(shí)用磁力線分布示意圖。當(dāng)阻尼器正常工作時(shí)，從發(fā)電機(jī)(2)中產(chǎn)生的電能通過(guò)引線輸送到勵(lì)磁線圈(18)中，產(chǎn)生磁場(chǎng)，使磁流變液正常工作，從而產(chǎn)生可控阻尼力，滿(mǎn)足磁流變阻尼器在不同振動(dòng)環(huán)境下的工作需求。
[0015]本實(shí)用新型工作原理如下:
[0016]如圖1和圖3所示，直齒條(8)與活動(dòng)擋板(20)剛性固定聯(lián)接在一起，活動(dòng)擋板(20)與活塞桿(I)固定連接，直齒條(8)與直齒輪(7)嚙合，錐齒輪Π (5)與直齒輪(7)通過(guò)軸剛性連接;活塞桿(I)在阻尼器缸體(3)中往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，活動(dòng)擋板(20)帶動(dòng)直齒條(8)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng);直齒條(8)通過(guò)直齒輪(7)傳遞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為與錐齒輪I (4)和錐齒輪ΙΠ (6)相連接的軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；由于發(fā)電機(jī)(2)的轉(zhuǎn)子也固定在軸的輸出端上，因而轉(zhuǎn)子也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，發(fā)電機(jī)(2)產(chǎn)生電能，然后通過(guò)引線輸出給勵(lì)磁線圈(18)，產(chǎn)生磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)阻尼力可控，起到自供能作用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種采用齒輪齒條和錐齒輪傳動(dòng)進(jìn)行能量采集的磁流變阻尼器，其特征在于包括:活塞桿(I)、發(fā)電機(jī)(2)、阻尼器缸體(3)、錐齒輪1(4)、錐齒輪Π (5)、錐齒輪m(6)、直齒輪(7)、直齒條(8)、活塞頭上端蓋(9)、活塞套筒(10)、活塞頭下端蓋(11)、阻尼器下端蓋(12)、下吊耳(13)、螺釘1( 14)、浮動(dòng)活塞(15)、活塞頭(16)、螺釘Π (17)、勵(lì)磁線圈(18)、螺釘ΙΠ(19)、活動(dòng)擋板(20)、螺釘IV(21)、阻尼器上端蓋(22)和上吊耳(23);活塞桿(I)上端與上吊耳(23)通過(guò)螺紋緊固連接;阻尼器上端蓋(22)中間加工有圓形通孔，活塞桿(I)與阻尼器上端蓋(22)圓形通孔內(nèi)表面通過(guò)密封圈進(jìn)行密封;阻尼器上端蓋(22)與阻尼器缸體(3)間隙配合;阻尼器上端蓋(22)與阻尼器缸體(3)通過(guò)螺釘IV(21)固定連接，并通過(guò)密封圈密封；發(fā)電機(jī)(2)固定在阻尼器上端蓋(22)上;錐齒輪1(4)與錐齒輪ΙΠ(6)分別與發(fā)電機(jī)(2)的輸出軸剛性連接;錐齒輪1(4)與錐齒輪ΙΠ(6)分別與錐齒輪Π (5)嚙合;錐齒輪Π (5)與直齒輪(7)通過(guò)軸剛性連接;直齒輪(7)與直齒條(8)嚙合;直齒條(8)與活動(dòng)擋板(20)固定連接;活動(dòng)擋板(20)與活塞桿(I)固定連接;活動(dòng)擋板(20)與阻尼器缸體(3)間隙配合，并通過(guò)密封圈密封;活塞頭上端蓋(9)與活塞套筒(10)通過(guò)螺釘ΙΠ(19)固定連接;活塞頭(16)與活塞桿(I)螺紋固定連接;活塞頭(16)上加工有圓環(huán)形凹槽，勵(lì)磁線圈(18)纏繞在凹槽內(nèi)；勵(lì)磁線圈(18)的引線通過(guò)活塞頭(16)表面的引線槽、活塞桿(I)中的引線孔與發(fā)電機(jī)(2)的輸出線相連;活塞頭下端蓋(11)與活塞套筒(10)通過(guò)螺釘Π (17)固定連接;浮動(dòng)活塞(15)與阻尼器缸體(3)間隙配合，并通過(guò)密封圈進(jìn)行密封;阻尼器下端蓋(12)與阻尼器缸體(3)通過(guò)螺釘1(14)固定連接;下吊耳(13)和阻尼器下端蓋(12)通過(guò)螺紋緊固連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用齒輪齒條和錐齒輪傳動(dòng)進(jìn)行能量采集的磁流變阻尼器，其特征在于:活塞桿(I)在阻尼器缸體(3)中往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)與活塞桿(I)固定連接的活動(dòng)擋板(20)也作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，并傳遞給與活動(dòng)擋板(20)固定連接的直齒條(8);與直齒條(8)嚙合的直齒輪(7)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)錐齒輪Π (5)轉(zhuǎn)動(dòng)；與錐齒輪Π (5)嚙合的錐齒輪1(4)與錐齒輪ΙΠ(6)也隨之轉(zhuǎn)動(dòng);錐齒輪1(4)與錐齒輪ΙΠ(6)分別與發(fā)電機(jī)(2)的輸出軸剛性連接；由于發(fā)電機(jī)(2)的轉(zhuǎn)子也固定在輸出軸上，因而轉(zhuǎn)子也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，發(fā)電機(jī)(2)產(chǎn)生電能，可通過(guò)引線輸出給勵(lì)磁線圈(18)，起到自供能作用。
【文檔編號(hào)】F03D15/10GK205559672SQ201620412778
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月6日
【發(fā)明人】胡國(guó)良, 李丙丙, 鐘芳
【申請(qǐng)人】華東交通大學(xué)