一种U型惯容管道布局的液力式惯容器.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115899148A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211688047.2(22)申请日2022.12.27(71)申请人中国农业大学地址100083北京市海淀区清华东路17号中国农业大学(东区)(72)发明人刘骁夫李鑫李华春(51)Int.Cl.F16F9/32(2006.01)F16F9/34(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种U型惯容管道布局的液力式惯容器(57)摘要本发明涉及一种U型惯容管道布局的液力式惯容器，包括液压缸、活塞、活塞杆、惯容管道。活塞将液压缸分为两液室，液压缸外侧缠绕一条U型布局的惯容管道，管道的两端分别与液压缸内两液室相连。本发明通过调整U型惯容管道的管道直径和长度，改变惯容管道的惯容量和阻尼大小；调整管道弯曲部分和直道部分的长度比例以及管道弯曲的半径，改变管道阻尼大小。本发明既能够在不改变惯容量的情况下调节阻尼，又能在不改变阻尼的情况下改变惯容量，达到独立调节阻尼或惯容量的效果。CN115899148ACN115899148A权利要求书1/1页1.一种U型惯容管道布局的液力式惯容器，其特征在于，包括：液压缸(1)、活塞杆(3)、工作流体(5)；液压缸内设有活塞(2)，活塞(2)将液压缸分为两液室，活塞(2)与活塞杆(3)相连；液压缸(2)的两液室缸壁上分别开设有一个液体进出口，U型惯容管道(4)的两端分别与两液室缸壁上的液体进出口连接；U型惯容管道(4)和液压缸(1)内充满工作流体(5)。2.根据权利要求1所述的U型惯容管道布局的液力式惯容器，其特征在于：所述U型惯容管道(4)还可布置在活塞(2)内部。3.根据权利要求1所述的U型惯容管道布局的液力式惯容器，其特征在于：所述U型惯容管道(4)还可增设一条，两条U型惯容管道分别布置在液压缸(1)外侧和活塞(2)内部。4.根据权利要求1所述的U型惯容管道布局的液力式惯容器，其特征在于：所述活塞(2)还可增设阻尼孔。5.根据权利要求1所述的U型惯容管道布局的液力式惯容器，其特征在于：所述液压缸(1)与活塞(2)和活塞杆(3)之间为密封配合。6.根据权利要求1所述的U型惯容管道布局的液力式惯容器，其特征在于：所述液压缸(1)直径远大于U型惯容管道(4)的横截面直径。7.根据权利要求1所述的U型惯容管道布局的液力式惯容器，其特征在于：所述U型惯容管道(4)的尺寸和弯曲半径可根据需求在一定范围内调节。2CN115899148A说明书1/4页一种U型惯容管道布局的液力式惯容器技术领域[0001]本发明涉及一种液力式惯容器装置，特指一种U型惯容管道布局的液力式惯容器。背景技术[0002]2002年剑桥大学Smith教授最早提出“惯容器”这一概念，惯容器作为双端点机械元件，具有作用力正比于两端相对加速度的动力学特性。通过引入这一新型元件，可以完全实现机械与电子网络之间的类比，拓展传统机械结构的应用范围，进一步提升机械设备的性能。近年来，通过在传统减振系统中加入惯容器，一系列的理论研究成果在多个领域均验证了其显著的性能优势，包括汽车悬架、火车多级悬架、楼宇和桥梁减振以及飞机起落架等。[0003]Smith教授团队基于飞轮原理研制了齿轮齿条式惯容器和滚珠丝杠式惯容器，并对其进行了性能测试，通过实验发现这两种原型样机都与理想惯容器存在不同程度的非线性误差。同时由于机械飞轮式惯容器承载能力差，并且长时间的工作会导致过度的磨损，难以得到广泛的应用。Swift等人提出液力式惯容器，通过液体在螺旋管道中加速流动，产生具有使轴向力正比于两端的相对加速度的动力学特性。液力式惯容器不仅拥有足够的载荷承载能力，而且结构简单，稳定性高，被视为最具有潜力的实际量产的惯容器形式。更重要的是，由于液体在流动过程中产生的多种自带阻尼效应，使其具有能够结合多种阻尼和惯容效应于一体的结构拓展性，如可以利用限流阀和活塞油孔增加不同拓扑结构的阻尼。中国专利201180015595.2提出缸外螺旋式和缸内螺旋式惯容器。[0004]当前，虽然有诸多关于液力式惯容器的理论和实际应用能够证明其显著提升振动控制的效果，但液力式惯容器的惯容量和惯容管道自带阻尼相互耦合，设备的性能参数调节范围有限，阻碍了其发展应用。发明内容[0005]本发明的目的是：针对液力式惯容器的惯容量和惯容管道自带阻尼相互耦合的问题，提供一种U型惯容管道布局的设计方案，实现一定范围内的惯容量和惯容管道自带阻尼独立调节，增大设备的性能参数调节范围，促使液力式惯容器获得更广的振动控制范围。[0006]本发明是通过以下方案实现上述技术目的。[0007]方案一，一种U型惯容管道布局的液力式惯容器，包括液压缸、活塞、活塞杆、U型惯容管