一種采用磁流變液的新型閥控缸裝置的制作方法

本發明涉及一種采用磁流變液的新型閥控缸裝置，該閥控缸裝置采用兩個磁流變阻尼閥控制，當阻尼閥線圈通電時，阻尼小孔兩端壓差變大，從而使得液壓缸在壓力的作用下向外動作。

背景技術：

目前，普通液壓缸正常工作時一般由換向閥控制，閥控缸系統由于換向閥閥芯需要先動作，遮擋閥孔開度才能起到控制液壓缸動作的作用。而閥芯發生位移需要時間，且閥控缸系統需要電磁換向閥及多余管路，系統響應速度慢，系統復雜。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種采用磁流變液的新型閥控缸裝置，該新型閥控缸裝置采用兩個磁流變電磁阻尼閥，分別控制進油口和出油口。當磁流變電磁阻尼器得電、失電或者保持一定電壓時，液壓缸能實現不同的動作。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種采用磁流變液的新型閥控缸裝置，該裝置包括活塞缸，磁流變電磁阻尼閥，液壓回路，磁流變液等。

活塞安裝在活塞缸中，用來隔絕低壓油腔和高壓油腔；活塞靠螺母限定其在活塞桿上的軸向位置，同時利用另外一個螺母防松。當活塞右端受到的力大于左端時，活塞右移，反之亦然。

上述活塞缸由活塞、缸體、活塞桿、后端蓋、前端蓋、前端蓋擋板組成。活塞安裝在活塞缸中，用來隔絕低壓油腔和高壓油腔；活塞靠螺母限定其在活塞桿上的軸向位置，同時利用另外一個螺母防松。當活塞右端受到的力大于左端時，活塞右移，反之亦然。在后端蓋上開有安裝小孔，用于與缸體靠螺栓連接在一起，后端蓋上安裝有O型密封圈，在后端蓋中心位置有出油小孔，出油小孔與磁流變電磁阻尼閥靠管螺紋連接在一起。磁流變液經過出油小孔，流經磁流變電磁阻尼閥后回到油箱。前端蓋安裝于缸體前部，通過兩個密封圈與缸體活塞桿形成一個密閉容積腔，前端蓋擋板安裝在前端蓋的前端，并用螺栓連接活塞缸缸體。

上述磁流變電磁阻尼閥由閥體接頭、內螺紋螺旋外套、閥芯擋板、閥芯、閥體、線圈、內螺紋螺旋外套及密封圈組成。閥芯安裝在閥體內，閥芯兩端由閥芯擋板固定位置，閥芯擋板兩側都安裝有密封圈，兩個閥體接頭分別安裝在兩個閥芯擋板的外側，并用兩個螺旋將所有零件的軸向及徑向位置固定。閥芯與閥體之間形成間隙，磁流變液流經閥芯與閥體間隙時形成典型的平板流，當位于閥體上的線圈得電時，磁流變液粘度變大，使得磁流變液通過磁流變阻尼閥的壓力差變大，流量減少。

上述液壓回路中，活塞缸缸體上有兩個進油口，有桿腔一側直接接動力源，無桿腔一側通過一磁流變電磁阻尼閥后接動力源。活塞缸后端蓋中心位置有出油小孔，出油小孔與另外一磁流變液電磁阻尼閥相連后接油箱。

上述磁流變液為一般磁流變液，能隨磁場強度大小改變自身的阻尼系數。

當只有出油口磁流變液電磁阻尼閥得電時，該阻尼閥相當于被關斷，活塞桿相當于差動連接，活塞桿在壓力的作用下伸出。當只有進油口磁流變電磁阻尼閥得電時，活塞缸無桿腔與油箱連接，活塞缸有桿腔與壓力源連接，活塞桿收縮。

本發明的系統簡單，系統響應速度快。磁流變液是一種特殊的流體材料，在無磁場的作用下，呈現牛頓流體狀態，可以自由流動。而在外加磁場的作用下，由良好的流動狀態轉變成為半固態，其粘度瞬間提高好幾個數量級，并能夠承受一定的剪力。當撤去磁場時，磁流變液又由半固態轉變成為液態。利用這種特性，當磁流變液流經環狀間隙時，附加電磁場后會產生巨大的壓差,利用壓力差推動活塞缸動作。

附圖說明

附圖用來提供對本發明的進一步理解，是構成說明書的一部分，并不構成對本發明的限制。

圖1是本發明所述的一種采用磁流變液的新型閥控缸裝置。

圖2是本發明所述的磁流變電磁阻尼閥。

圖3是本發明所述磁流變電磁阻尼閥的閥芯擋板。

具體實施方式

如圖1所示，一種采用磁流變液的新型閥控缸裝置，該裝置包括活塞缸，液壓回路，磁流變電磁阻尼閥，磁流變液等。

如圖1所示，上述活塞缸由后端蓋（1）、螺栓（2）、O型密封圈（3）、防松螺母（4）、緊定螺母（5）、活塞（6）、O型圈（7）、活塞桿（8）、缸體（9）、前端蓋（10）、前端蓋密封圈（11）和前端蓋蓋板（12）組成。活塞（6）安裝在活塞缸缸體（9）中，用來隔絕低壓油腔和高壓油腔；活塞靠緊定螺母（5）限定其在活塞桿（8）上的軸向位置，同時利用防松螺母（4）防止緊定螺母（5）發生松動。活塞缸缸體（9）后端安裝有后端蓋（1），并通過螺栓（2）連接在一起，在后端蓋（1）上開有密封圈槽，安裝O密封圈（3）以防止油液泄露。在后端蓋（1）中心位置有出油小孔，出油小孔與磁流變電磁阻尼閥靠管螺紋連接在一起。磁流變液經過出油小孔，流經磁流變電磁阻尼閥后回到油箱。前端蓋（10）安裝于缸體（9）前部，前端蓋外緣處開有密封圈槽，安裝O型圈（7）用于密封前端蓋（10）與缸體（9）之間的間隙，前端蓋（10）內緣與活塞桿（8）連接處安裝前端蓋密封圈（11），活塞桿（8）能在前端蓋（10）內自由的沿軸向滑動并因前端蓋密封圈（11）的存在防止油液發生泄漏。密封圈（11）前部安裝有前端蓋擋板（12）用以軸向定位，前端蓋擋板（12）安裝在前端蓋（10）頂端，并與缸體（9）靠螺栓連接在一起。

如圖1所示，上述液壓回路包括進油口I（13）、進油管（14）、三通管接頭（15）、進油口電磁阻尼閥（16）、進油口II（17）和出油口磁流變電磁阻尼閥（18）。進油口I（13）與進油口II（17）都開在活塞桿缸體（9）上，進油口（13）為活塞桿的有桿腔，進油口II（17）為活塞缸的無桿腔，進油口I（13）與進油管（14）相連，進油管（14）的另外一端與三通管接頭（15）連接在一起。三通管接頭（15）的另外一個接頭與進油口電磁阻尼閥（16）相連后與進油口II（17）相連，剩下最后一個接頭與壓力源相連接，為整個裝置的進油口，進油口磁流變阻尼閥（16）為加壓閥。出油口磁流變電磁阻尼閥（18）與活塞桿后端蓋中心出油孔相連，為整個裝置的出油口，出油口磁流變電磁阻尼閥（18）為泄壓閥。

如圖1所示，上述進油口磁流變電磁阻尼閥（16）與出油口磁流變電磁阻尼閥（18）為同一類型電磁阻尼閥，其工作介質為磁流變液，電磁阻尼閥內部無運動的閥芯部件，其結構示意圖如圖2所示，主要結構包括閥體接頭（19）、外螺紋螺旋外套（20）、閥芯擋板（21）、閥芯（22）、閥體（23）、線圈（24）、內螺紋螺旋外套（25）和密封圈（26）。閥芯（22）安裝在閥體（23）內，閥芯（22）兩端由閥芯擋板（21）固定位置，閥芯（22）擋板兩側都安裝有密封圈（26），兩個閥體接頭（19）分別安裝在兩個閥芯擋板的外側，并用兩個螺旋外套（20、25）將所有零件的軸向及徑向位置固定。當線圈（24）得電，磁流變液流過阻尼閥閥芯（22）與閥體（23）圍成的環形間隙時會由良好的流動狀態轉變成為半固態，其粘度瞬間提高好幾個數量級，并能夠承受一定的剪力，磁流變電磁阻尼閥兩端壓力差變大。當線圈（24）失電時，磁流變液順利從閥芯（22）與閥體（23）的環形間隙中流過。

上述閥芯擋板（21）結構如圖3所示，閥芯擋板（21）為一中間開有圓孔的圓柱形擋板，中間小孔用于限定閥芯位置，小孔周圍開窗便于磁流變液流過。

其具體工作過程如下：

當只有出油口磁流變液電磁阻尼閥（18）得電時，磁流變液在磁場的作用下由液態轉變成半固態，阻尼增大，該電磁阻尼閥進油口壓力與出油口壓力差值變大，相當于該阻尼閥被關斷。進油口磁流變電磁阻尼閥（16）不得電，油液經過三通管接頭，分別向進油口磁流變電磁阻尼閥（16）和進油管供壓力油，這時活塞桿相當于差動連接，活塞無桿腔側因受力面積大，受到的力比有桿腔側大，活塞桿在壓力的作用下伸出。當只有進油口磁流變電磁阻尼閥（16）得電時，而出油口磁流變電磁阻尼閥（18）失電，出油口處磁流變液由半固態恢復成液態，磁流變液經出油口磁流變電磁阻尼閥（18）流出，相當于活塞缸無桿腔與油箱連接，進油口磁流變電磁阻尼閥（16）進出有口的壓力差變大，活塞缸有桿腔比無桿腔壓力大，活塞桿收縮。