專(zhuān)利名稱(chēng)：具有沉淀穩(wěn)定性的磁性流變流體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可控流體裝置領(lǐng)域，特別是涉及一種使用磁性可控流體的可控流體裝置。
背景技術(shù)：
在緩沖裝置中使用液壓流體作為工作介質(zhì)來(lái)形成緩沖力以控制運(yùn)動(dòng)、沖擊和/或振動(dòng)是一種公知技術(shù)。這些裝置中的一個(gè)具體的種類(lèi)就是包括磁性流變(magnetorheological)(MR)流體的裝置。MR流體裝置引起人們興趣的原因在于它們只是需要較小的電流(重重幾個(gè)安培或者更少)并且不會(huì)產(chǎn)生潛在的電擊危險(xiǎn)，因?yàn)樗鼈兪窃诘蛪?通常12伏特或者更少)下工作。MR流體裝置例如象緩沖裝置、制動(dòng)器和離合器使用一種可控的磁性流變(MR)流體，該磁性流變流體由分散在一個(gè)載液中的小的軟磁顆粒構(gòu)成。典型的軟磁顆粒包括羥基鐵或者類(lèi)似物，這些顆?？梢跃哂懈鞣N形狀但是其形狀最好為球形的，并且其平均直徑在0.1um到500um之間，優(yōu)選為1um到100um之間。載液包括各種已知的液壓油或者類(lèi)似物。在暴露在足夠強(qiáng)度的磁場(chǎng)中后，這些MR流體表現(xiàn)出一種稠化行為(一種流變變化)，有時(shí)又稱(chēng)為“顯式粘度變化”。施加到MR流體上的磁場(chǎng)強(qiáng)度越高，通過(guò)具體的MR流體裝置所實(shí)現(xiàn)的阻力(緩沖力、制動(dòng)或者鎖定扭矩)越高。MR流體裝置的例子可以參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利US5578238和US5382373。
MR流體尤其可以通過(guò)施加到磁場(chǎng)發(fā)生器(一般為一個(gè)電磁線圈)上的電流的簡(jiǎn)單波動(dòng)來(lái)進(jìn)行控制?，F(xiàn)有技術(shù)中的MR裝置和緩沖裝置的例子參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利US5492312、US5398917、US5284330、US5277281和尚未授權(quán)的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)08/674371(題目是“可控振動(dòng)設(shè)備”)。而可控制動(dòng)器的描述參見(jiàn)尚未授權(quán)的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)08674371(題目是“可控制動(dòng)器”)和08/304005(題目是“磁性流變流體裝置以及利用該磁性流變流體裝置控制鍛煉設(shè)備的控制力的方法”)。
最近，有人提出用MR緩沖裝置控制民用工程結(jié)構(gòu)，以降低地震危險(xiǎn)。由于MR緩沖裝置只是需要較低的功率，因此MR緩沖裝置適合用蓄電池進(jìn)行供電。值得注意的是，在地震發(fā)生時(shí)一個(gè)現(xiàn)實(shí)情況就是市電電源的斷電，這使得MR緩沖裝置更具有吸引力。在這些應(yīng)用中，MR流體必須能夠耐受相對(duì)較長(zhǎng)的靜止周期(長(zhǎng)達(dá)20年或者更長(zhǎng))。尤其是MR流體的沉淀可以對(duì)裝置的性能產(chǎn)生傷害。人們已經(jīng)做了大量工作來(lái)研究減小MR液體中的沉淀的方法，有些方法比其它方法更為有效。例如，題目為“磁性流變流體的地震緩沖裝置”的PCT/US97/02743申請(qǐng)中描述了一個(gè)“甘草蛋奶糕”流體，該流體具有蛋奶糕一樣的防止沉淀的粘滯性。而題目為“包括一個(gè)流體儲(chǔ)藏室的可控流體康復(fù)裝置”P(pán)CT/US97/02322申請(qǐng)中提示可以施加一個(gè)低強(qiáng)度磁場(chǎng)到鍛煉設(shè)備的一個(gè)較大的流體儲(chǔ)藏室內(nèi)以防止顆粒沉淀，使用者將身體的一部分插入到該鍛煉設(shè)備的內(nèi)部。值得注意的是，MR流體中的顆粒的沉淀所產(chǎn)生的一個(gè)問(wèn)題是這種沉淀很難僅通過(guò)公式化方法來(lái)進(jìn)行解決。而且在緩沖裝置和制動(dòng)器內(nèi)的顆粒的沉淀的問(wèn)題遠(yuǎn)還沒(méi)有解決。因此，需要提供一種長(zhǎng)期穩(wěn)定并且其流體不發(fā)生沉淀的裝置。
技術(shù)方案注意到現(xiàn)有技術(shù)中的系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和不足，本發(fā)明提供一個(gè)磁性流變流體裝置。該流體裝置包括一個(gè)殼體、一個(gè)可移動(dòng)元件、一個(gè)磁性流變流體、一個(gè)用于產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)以作用到容納在所述的至少一個(gè)工作部分內(nèi)的磁性流變流體上的裝置，以及一個(gè)用于產(chǎn)生一個(gè)低強(qiáng)度磁場(chǎng)以作用到容納在所述的至少一個(gè)腔室內(nèi)的磁性流變流體上，以減少容納在所述的腔室內(nèi)的磁性流變流體沉淀的裝置；所述的殼體包括一個(gè)空腔；所述的可移動(dòng)元件位于所述的空腔內(nèi)，所述的殼體和所述的可移動(dòng)元件進(jìn)行用于形成位于所述的空腔內(nèi)的至少一個(gè)工作部分和至少一個(gè)腔室；所述的磁性流變流體容納在所述的至少一個(gè)工作部分和所述的至少一個(gè)腔室內(nèi)。該裝置可以是一個(gè)具有可移動(dòng)元件的緩沖裝置，所述的可移動(dòng)元件包括一個(gè)緩沖活塞裝置，所述的緩沖活塞裝置包括一個(gè)第一端、一個(gè)第二端和一個(gè)至少包括一個(gè)第一腔室和一個(gè)第二腔室的腔室，所述的第一腔室和所述的第二腔室分開(kāi)一定距離并位于所述的活塞裝置的兩端。本發(fā)明的裝置與一個(gè)包括一個(gè)第一和第二可移動(dòng)結(jié)構(gòu)件的一個(gè)結(jié)構(gòu)結(jié)合，其中所述的體連接到所述的第一結(jié)構(gòu)件，而所述的移動(dòng)部分通過(guò)一個(gè)活塞桿連接到所述的第二結(jié)構(gòu)件。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具有新穎性的方面，所述的用于產(chǎn)生低強(qiáng)度磁場(chǎng)的裝置包括至少一個(gè)電磁鐵。所述的至少一個(gè)電磁鐵安裝到所述的殼體的所述的一個(gè)壁部分上或者安裝到所述的活塞裝置的所述的第一端和所述的第二端上。根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)方面，所述的用于產(chǎn)生低強(qiáng)度磁場(chǎng)的裝置包括至少一個(gè)永磁鐵。所述永磁鐵容納在每一個(gè)所述的第一腔室和所述的第二腔室內(nèi)，并且連接到所述的緩沖裝置活塞裝置的所述的第一端和所述的第二端上或者安裝到所述的殼體的所述的一個(gè)壁部分上，或者是上述兩種方式的結(jié)合。根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)方面，所述的至少一個(gè)電磁鐵是設(shè)置在所述的殼體的外表面上的帶型磁鐵。本發(fā)明還可以應(yīng)用于制動(dòng)器和離合器，其中所述的殼體是一個(gè)外側(cè)元件而所述的移動(dòng)元件是一個(gè)放置在外側(cè)元件內(nèi)的轉(zhuǎn)子。因此，用于產(chǎn)生低強(qiáng)度磁場(chǎng)的裝置可以安裝到所述的轉(zhuǎn)子或者所述的殼體的一個(gè)壁部分上。
本發(fā)明MR裝置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明的裝置具有一定的時(shí)間穩(wěn)定性，本發(fā)明的裝置可以使用多年而工作MR流體中的顆粒不會(huì)沉淀。
本發(fā)明MR裝置的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在該裝置內(nèi)的流體不會(huì)沉淀，并且其所產(chǎn)生的靜態(tài)阻抗(off state resistance)也不會(huì)受顯著影響。
參考附圖和優(yōu)選實(shí)施方式的描述，本發(fā)明的上述的和其它的特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)和特性將會(huì)更加清楚。
附圖簡(jiǎn)介附圖為說(shuō)明書(shū)的一部分，用于說(shuō)明本發(fā)明的幾個(gè)關(guān)鍵的實(shí)施例。附圖和說(shuō)明書(shū)一起來(lái)解釋本發(fā)明。這些附圖包括

圖1a所示為一個(gè)MR緩沖裝置局部剖側(cè)視圖；圖1b所示為一個(gè)安裝到圖1a中的腔室內(nèi)的環(huán)形磁鐵的立體圖；圖2a所示為MR緩沖裝置的第一個(gè)實(shí)施例的局部剖側(cè)視圖；圖2b所示為安裝到圖2a中的緩沖裝置的腔室內(nèi)的鈕扣型磁鐵的立體圖；圖3a所示為MR緩沖裝置的第二個(gè)實(shí)施例的部分的局部剖側(cè)視圖；圖3b所示為書(shū)安裝到圖3a中的緩沖裝置的腔室內(nèi)或者壁部分上的電磁鐵的立體圖；圖4a和4b所示為MR制動(dòng)器的第一個(gè)和第二個(gè)實(shí)施例的側(cè)剖視圖；以及圖5所示為一個(gè)單管MR緩沖裝置的局部剖側(cè)視圖。
實(shí)施方式參考附圖，其中在附圖中相同的標(biāo)號(hào)表述類(lèi)似的部件。在圖1中，如圖中20所示，為MR裝置，特別是一個(gè)MR緩沖裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。該緩沖裝置20最好在一個(gè)第一結(jié)構(gòu)件21(例如象一個(gè)建筑物的或者橋梁的一部分)和一個(gè)第二結(jié)構(gòu)件23(例如象一個(gè)建筑物或者橋梁的另外一部分)之間形成可控緩沖力。同樣地，該緩沖裝置20可以用于控制其它的民用工程結(jié)構(gòu)或者任何兩個(gè)相對(duì)移動(dòng)的結(jié)構(gòu)之間的振動(dòng)和移動(dòng)。該緩沖裝置20包括一個(gè)通常為圓筒形殼體或者圓筒形體22，該圓筒形殼體最好為一個(gè)兩端部分封閉的空腔圓筒，該圓筒用軟磁材料例如象低碳鋼制成。圓筒形殼體22內(nèi)部形成一個(gè)空腔33并且該圓筒形殼體22在殼體的端部具有一個(gè)圓形孔、最好具有兩個(gè)圓形孔28、28′。
至少一個(gè)活塞桿、最好兩個(gè)活塞桿24、24′軸向可滑動(dòng)地容納在至少一個(gè)、最好兩個(gè)圓形孔28、28′內(nèi)。圓形孔28、28′最好包括軸承和密封組件，以使一個(gè)活塞裝置26處于中心，并防止MR流體38溢出。用于將殼體22連接到第一結(jié)構(gòu)件21的裝置包括凸緣和螺栓、螺釘、焊接件和類(lèi)似物。類(lèi)似地，將至少一個(gè)、最好兩個(gè)活塞桿24、24′連接到第二結(jié)構(gòu)件23上的裝置包括螺紋連接到活塞桿24、24′上端的桿端，和通過(guò)螺栓、銷(xiāo)釘、焊接件或者類(lèi)似物固定到第二結(jié)構(gòu)件23上的托架33、33′。
活塞裝置26通過(guò)活塞桿24、24′上的螺紋端部用螺紋連接到至少一個(gè)、最好兩個(gè)活塞桿24、24′。該活塞裝置26可以在空腔30內(nèi)軸向移動(dòng)，因此將該空腔30分成一個(gè)第一腔室32和一個(gè)第二腔室34。值得注意的是，在活塞裝置26和圓筒形殼體22的內(nèi)壁之間形成一個(gè)工作部分(間隙)36。
該工作部分36最好為環(huán)形并且由圓筒形殼體22和活塞裝置26的相互作用以及取向形成。值得注意的是，該工作部分26也可以穿過(guò)活塞裝置26，這是MR緩沖裝置領(lǐng)域的普通技術(shù)人員的公知技術(shù)。通過(guò)用適當(dāng)?shù)碾娏?通常為約1安培，這約需22瓦特的功率)而激勵(lì)多個(gè)交替纏繞的線圈40而產(chǎn)生足夠強(qiáng)度的磁場(chǎng)以控制第一腔室32和第二腔室34之間的MR流體38的流動(dòng)。這就提供了一個(gè)可控緩沖力，這種可控緩沖力可以通過(guò)任何公知的算法進(jìn)行控制。
可以使用任何合適的磁性流變流體38。該MR流體38容納在工作部分36、第一腔室32和第二腔室34以及一個(gè)外部補(bǔ)償腔室44內(nèi)。該外部補(bǔ)償腔室44容納在一個(gè)儲(chǔ)存裝置46內(nèi)，該儲(chǔ)存裝置46還包括一個(gè)充氣腔室48，用于將緩沖裝置20內(nèi)的MR流體38時(shí)間壓力。儲(chǔ)存裝置46還允許緩沖裝置20內(nèi)的MR流體膨脹或者收縮，從而減少了空穴的發(fā)生。
活塞裝置26包括多個(gè)軸向分隔并且交替纏繞的線圈40，用于產(chǎn)生多個(gè)磁場(chǎng)，這些磁場(chǎng)由軟磁極件42引導(dǎo)而作用到工作部分36內(nèi)的MR流體38上，因此產(chǎn)生流變變化(顯式粘度變化)，而這種變化將限制MR流體穿過(guò)工作部分36進(jìn)行流動(dòng)。這就形成可變的緩沖力。用于制造軟磁極塊體42和圓筒形殼體22的合適材料包括軟磁材料例如象12L14低碳鋼。
一個(gè)數(shù)字控制器50最好通過(guò)任何公知算法控制MR緩沖裝置。這包括利用加速度傳感器采集代表第一結(jié)構(gòu)件21和第二結(jié)構(gòu)件23移動(dòng)的傳感器信息，所述的加速度傳感器檢測(cè)所述的結(jié)構(gòu)件21、23的水平加速度。另外，通過(guò)一個(gè)位于所述的結(jié)構(gòu)件21、23之間的水平位移或者速度傳感器可以直接測(cè)量和提供位移或者速度信息。值得注意的是，如果斷電，一個(gè)蓄電池將提供MR緩沖裝置和控制器50所需的電能。
控制器50根據(jù)合適的算法60處理來(lái)自一個(gè)或者多個(gè)傳感器的信號(hào)，然后給MR緩沖裝置20提供合適的輸出信號(hào)。各種控制算法對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是公知的，例如象基于加速度反饋的限幅優(yōu)化控制，參見(jiàn)“降低地震反應(yīng)的磁性流變緩沖裝置的模型和控制”，Dyke，Spenver，Sain和Carlson(1996年8月1日)。也可以使用其它的基于速度和/或者位移輸入的算法。值得注意的是，在地震發(fā)生時(shí)，由于可能馬上斷電或者在地震開(kāi)始發(fā)生的短時(shí)間內(nèi)斷電，該裝置依靠蓄電池54的DC直流電進(jìn)行操作。一個(gè)通過(guò)電源58驅(qū)動(dòng)的充電器定期對(duì)蓄電池54進(jìn)行充電以保證電源充足。
用于在第一腔室32和第二腔室34內(nèi)產(chǎn)生低強(qiáng)度磁場(chǎng)的裝置最好包括至少一個(gè)固定到活塞裝置26的端部27、27′上的一個(gè)永磁鐵25或者至少一個(gè)安裝到圓筒形殼體22的壁部分29、29′上的永磁鐵25′。作為一種優(yōu)選方式，永磁鐵25、25′安裝到活塞裝置26的兩個(gè)軸向相對(duì)的端部27、27′上以及圓筒形殼體22的內(nèi)側(cè)壁部分29、29′上。然而只是采用一種方式或者另外一種方式也是足夠的。例如，只是在活塞裝置26或者只是在圓筒形殼體22的壁部分29、29′上設(shè)置永磁鐵也是足夠的。永磁鐵最好為如圖1所示的環(huán)形磁鐵，這些永磁鐵具有足夠的強(qiáng)度以產(chǎn)生磁場(chǎng)來(lái)控制沉淀。本文所述的磁鐵和永磁鐵應(yīng)該產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度最好為5～500奧斯特(400～40000A/m)、尤其是25～200奧斯特(2000～16000A/m)、特別是75～125奧斯特(6000～10000A/m)以防止第一腔室32和第二腔室34內(nèi)的MR流體38內(nèi)的鐵顆粒沉淀。最好選擇用鋇或者鐵酸鍶制成的磁鐵。另外可以使用的磁鐵可以由釹鐵硼、粘結(jié)的釹鐵硼、鎳鈷合金和磁鋼制成。永磁鐵25依靠其引力而固定到端部27、27′和壁部分29、29′上，但是也可以使用膠進(jìn)行固定。
作為另外一種形式，多個(gè)圓盤(pán)型或者說(shuō)鈕扣型磁鐵25、25′可以按照?qǐng)A形方式在第一腔室32和第二腔室34內(nèi)進(jìn)行排列(例如位于12點(diǎn)、3點(diǎn)、6點(diǎn)和9點(diǎn)鐘位置)，并位于活塞裝置26的軸向端部27、27′和/或如圖2a所示者安裝在殼體22的壁部分29上，用于提供一種能夠在第一腔室32和第二腔室34內(nèi)產(chǎn)生具有上述強(qiáng)度的低強(qiáng)度磁場(chǎng)的裝置。一個(gè)鈕扣型的磁鐵如圖2b所示。
作為另外一種形式，殼體22的端部41可以用硬磁材料制成例如象1040系列碳鋼。當(dāng)置于較高強(qiáng)度磁場(chǎng)中時(shí)這些材料將會(huì)被磁化到一定的磁場(chǎng)強(qiáng)度從而可以防止第一腔室32和第二腔室34內(nèi)的流體的沉淀。
參考圖3a，根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)方面，用于在腔室32、34內(nèi)產(chǎn)生上述的低強(qiáng)度磁場(chǎng)的裝置包括至少一個(gè)電磁鐵31，作為一種優(yōu)選方式，多個(gè)電磁鐵在活塞裝置26的軸向端部27、27′排列成圓形(例如位于12點(diǎn)、3點(diǎn)、6點(diǎn)和9點(diǎn)鐘位置)，并且也安裝到殼體22的壁部分29、29′。如圖3b所示，電磁鐵31最好包括一個(gè)軟磁聚焦元件33，該軟磁聚焦元件33被擠壓到一個(gè)塑性線圈架35內(nèi)，并用足夠數(shù)量的電線纏繞以形成一個(gè)低強(qiáng)度線圈37。電接線頭39、39′按照合適方式連接到電源或者接地。作為一種優(yōu)選方式，在腔室32、34內(nèi)的多個(gè)電磁鐵的電線按照電串聯(lián)關(guān)系進(jìn)行排列。電磁鐵的優(yōu)點(diǎn)是它可以在啟動(dòng)控制算法(例如在地震發(fā)生時(shí))時(shí)完全關(guān)閉，因此和前面所述的永磁鐵的實(shí)施例相比可以形成一個(gè)較低的靜止態(tài)(lower off state)。正如前面所述，電磁鐵31也可以安裝到殼體22的壁部分29′上，如圖中的虛線31′、31″所示。如圖所示，用于提供低強(qiáng)度磁場(chǎng)的裝置可以安裝在空腔內(nèi)壁或者從該空腔外部進(jìn)行安裝。如果從外部進(jìn)行安裝，殼體的端部應(yīng)該是非磁性的。
圖4a和4b說(shuō)明一個(gè)MR裝置20a、20a′的制動(dòng)器實(shí)施例。每一個(gè)實(shí)施例均包括一個(gè)殼體22a，該殼體22a包括一個(gè)空腔30a、一個(gè)容納在所述的空腔30a內(nèi)的移動(dòng)元件例如象轉(zhuǎn)子26a；所述的殼體22a和所述的轉(zhuǎn)子26a定向以形成至少一個(gè)工作部分，該工作部分的形式為多個(gè)位于所述的空腔30a內(nèi)壁的空隙36a、36a′和至少一個(gè)腔室、最好兩個(gè)腔室32a、34a；一個(gè)MR液體38創(chuàng)造者在空隙36a、36a′和腔室32a、34a內(nèi)。該實(shí)施例還包括一個(gè)用于產(chǎn)生磁場(chǎng)以作用到在所述的空隙36a、36a′內(nèi)的MR流體38a上以在MR流體38a內(nèi)部產(chǎn)生流變變化的磁場(chǎng)的裝置和一個(gè)用于產(chǎn)生低強(qiáng)度磁場(chǎng)以作用到所述的腔室32a、34a內(nèi)的MR流體38a以減少在MR流體38a內(nèi)部的沉淀。
在圖4a的實(shí)施例中，用于產(chǎn)生穿過(guò)空隙36a、36a′的一個(gè)磁場(chǎng)的裝置包括一個(gè)環(huán)形永磁鐵25a，該永磁鐵25a構(gòu)成了轉(zhuǎn)子26a的內(nèi)側(cè)部分，該內(nèi)側(cè)部分鄰近所述的腔室32a、34a。對(duì)北極(n)和南極(s)進(jìn)行定向設(shè)置從而使得在腔室32a、34a內(nèi)的MR流體38a暴露在上述強(qiáng)度的低強(qiáng)度磁場(chǎng)內(nèi)。這可以減少制動(dòng)器20a未使用時(shí)在其內(nèi)壁的MR流體38a的沉淀。作為一種選擇，轉(zhuǎn)子26a的最內(nèi)側(cè)部分可以包括一種硬磁材料，該硬磁材料可以被磁化到合適強(qiáng)度以導(dǎo)致顆粒進(jìn)行微小對(duì)齊，因此可以防止顆粒的沉淀。在如圖4b中，安裝到殼體22a的壁部分29a、29a′上的永磁鐵25a、25a′提供用于產(chǎn)生低強(qiáng)度磁場(chǎng)的裝置。盡管如圖所示使用環(huán)形磁鐵25a、25a′，也可以使用其它類(lèi)型例如象帶狀、圓盤(pán)型/鈕扣型或電磁鐵可以用來(lái)代替環(huán)形磁鐵25a、25a′，這從前面所述的例子可以看出來(lái)。盡管所說(shuō)明的是關(guān)于制動(dòng)器的實(shí)施例，但是本發(fā)明同樣適用于離合器中的防止其流體的沉淀。
圖5說(shuō)明本發(fā)明的裝置特別是一個(gè)單管MR緩沖裝置20b的另外一個(gè)實(shí)施例。該MR緩沖裝置20b包括一個(gè)基本上圓筒形殼體(緩沖裝置體)22b，該殼體內(nèi)部形成一個(gè)空腔30b，對(duì)所述的殼體20b和活塞裝置26b進(jìn)行設(shè)置以形成一個(gè)環(huán)形可控通道36b形式的工作部分，并將所述的空腔30b分成一個(gè)第一腔室和32b和一個(gè)第二腔室34b。該緩沖裝置20b還包括一個(gè)容納在所述的可控通道36b和第一腔室32b和第二腔室34b內(nèi)的MR液體38b、用于產(chǎn)生作用到環(huán)形可控通道36b內(nèi)的MR流體38b上的磁場(chǎng)以在MR流體38b內(nèi)產(chǎn)生流變變化的裝置和一個(gè)用于產(chǎn)生作用到第一腔室32b和第二腔室34b內(nèi)的MR流體38b的絕大部分上的低強(qiáng)度磁場(chǎng)以減少在MR流體38b內(nèi)部產(chǎn)生的沉淀的分離的裝置。作為一種優(yōu)選方式，用于產(chǎn)生暴露在環(huán)形可控通道36b上的磁場(chǎng)的裝置包括一個(gè)纏繞線圈40b或者類(lèi)似物，但是也可以包括一個(gè)永磁鐵。用于產(chǎn)生低強(qiáng)度磁場(chǎng)的裝置最好包括一個(gè)安裝到殼體22b的外側(cè)壁部分29b上的帶型永磁鐵25b。該帶型永磁鐵25b可以可以是沿著圓周或者軸向延伸的帶。在該實(shí)施例中，低強(qiáng)度磁場(chǎng)也暴露在環(huán)形可控通道36b上。作為另外一種形式，磁鐵25b′、25b″和25b也可以包括用于產(chǎn)生低強(qiáng)度磁場(chǎng)的裝置。
盡管包括本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的幾個(gè)實(shí)施例已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)描述，在上述范圍內(nèi)可以作出各種改進(jìn)、變化、改變和修改而不偏離本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)所定義的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。應(yīng)該認(rèn)為這些改進(jìn)、變化、改變均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種磁性流變流體裝置，包括(a)一個(gè)殼體(22)，該殼體包括一個(gè)空腔(30)；(b)一個(gè)可移動(dòng)元件，該可移動(dòng)元件位于所述的空腔(30)內(nèi)，所述的殼體(22)和所述的可移動(dòng)元件進(jìn)行定向以形成位于所述的空腔(30)內(nèi)的至少一個(gè)工作部分和至少一個(gè)腔室；(c)一個(gè)磁性流變流體，所述的磁性流變流體容納在所述的至少一個(gè)工作部分和所述的至少一個(gè)腔室內(nèi)；(d)用于產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)以作用到容納在所述的至少一個(gè)工作部分內(nèi)的磁性流變流體上的裝置；(e)用于產(chǎn)生一個(gè)低強(qiáng)度磁場(chǎng)以作用到容納在所述的至少一個(gè)腔室內(nèi)的磁性流變流體基本部分上以減少容納在該腔室內(nèi)的磁性流變流體沉淀的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，該裝置是一個(gè)具有可移動(dòng)元件的緩沖裝置，所述的可移動(dòng)元件包括一個(gè)緩沖活塞裝置，所述的緩沖活塞裝置包括一個(gè)第一端、一個(gè)第二端和一個(gè)至少包括一個(gè)第一腔室和一個(gè)第二腔室的腔室，所述的第一腔室和所述的第二腔室分開(kāi)一定距離并位于所述的活塞裝置的兩端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其特征在于，該裝置與一個(gè)包括一個(gè)第一和第二可移動(dòng)結(jié)構(gòu)件的一個(gè)結(jié)構(gòu)結(jié)合，其中所述的殼體(22)連接到所述的第一結(jié)構(gòu)件，而所述的移動(dòng)部分通過(guò)一個(gè)活塞桿連接到所述的第二結(jié)構(gòu)件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的緩沖裝置，其特征在于，所述的用于產(chǎn)生低強(qiáng)度磁場(chǎng)的裝置包括至少一個(gè)電磁鐵。
5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的緩沖裝置，其特征在于，所述的至少一個(gè)電磁鐵安裝到所述的殼體的所述的一個(gè)壁部分上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的緩沖裝置，其特征在于，所述的至少一個(gè)電磁鐵安裝到所述的活塞裝置的所述的第一端和所述的第二端上。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的緩沖裝置，其特征在于，所述的用于產(chǎn)生低強(qiáng)度磁場(chǎng)的裝置包括至少一個(gè)永磁鐵。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的緩沖裝置，其特征在于，所述的至少一個(gè)永磁鐵容納在每一個(gè)所述的第一腔室和所述的第二腔室內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的緩沖裝置，其特征在于，所述的至少一個(gè)永磁鐵連接到所述的緩沖裝置活塞裝置的所述的第一端和所述的第二端上。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的緩沖裝置，其特征在于，所述的至少一個(gè)永磁鐵安裝到所述的殼體的所述的一個(gè)壁部分上。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的緩沖裝置，其特征在于，所述的至少一個(gè)電磁鐵是設(shè)置在所述的殼體的外表面上的帶型磁鐵。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，所述的殼體是一個(gè)制動(dòng)器的一個(gè)外側(cè)元件，而所述的移動(dòng)元件是一個(gè)轉(zhuǎn)子。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其特征在于，所述的用于產(chǎn)生低強(qiáng)度磁場(chǎng)的裝置包括一個(gè)永磁鐵。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的裝置，其特征在于，所述的永磁鐵安裝到所述的一個(gè)形成至少一個(gè)腔室的壁部分上。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的裝置，其特征在于，所述的永磁鐵安裝到所述的轉(zhuǎn)子上。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，所述的用于產(chǎn)生一個(gè)低強(qiáng)度磁場(chǎng)的裝置包括對(duì)靠近至少一個(gè)腔室的硬磁材料進(jìn)行磁化。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種具有沉淀穩(wěn)定性的磁性流變(MR)裝置(20)。該MR流體裝置(20)包括一個(gè)殼體(22),而該殼體(22)包括一個(gè)空腔(30)、一個(gè)容納在所述的空腔(30)內(nèi)的移動(dòng)元件(26)、一個(gè)MR流體(38)、一個(gè)線圈(40)和一個(gè)磁鐵(25)或者電磁鐵(31)。所述的殼體(22)和所述的移動(dòng)元件(26)配合以形成位于所述的空腔(30)內(nèi)的一個(gè)工作部分(36)和一個(gè)腔室(32)。所述的MR流體(38)容納在所述的工作部分(36)和所述的腔室(32)內(nèi)。所述的線圈(40)或者類(lèi)似物用于產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)以作用到所述的工作部分(36)內(nèi)的MR流體(38)上從而產(chǎn)生流變變化。所述的磁鐵(25)或者電磁鐵(31)用于產(chǎn)生一個(gè)低強(qiáng)度磁場(chǎng)以作用到容納在所述的腔室(32)內(nèi)的MR流體(38)上以減少M(fèi)R流體的沉淀。本發(fā)明還公開(kāi)了直線和旋轉(zhuǎn)作用的實(shí)施例。
文檔編號(hào)F16F9/53GK1260031SQ97182336
公開(kāi)日2000年7月12日 申請(qǐng)日期1997年8月4日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月4日
發(fā)明者J·戴維·卡爾森 申請(qǐng)人:勞德公司