基于Halbach永磁阵列的电磁式馈能减震器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103016589A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN103016589A(43)申请公布日2013.04.03(21)申请号201210558518.8(22)申请日2012.12.20(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市御道街29号(72)发明人任龙周金波陈仁文(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人张惠忠(51)Int.Cl.F16F6/00(2006.01)B60G13/14(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书22页页附图附图22页(54)发明名称基于Halbach永磁阵列的电磁式馈能减震器(57)摘要本发明公开了一种基于Halbach永磁阵列的电磁式馈能减震器，它是在软磁材料的带槽外筒中布置多组线圈绕组，由导线引出接入整流电路；在内筒上安装由不同极化方向的环形永磁体构成的Halbach永磁阵列；内筒和外筒之间由弹簧连接。当该减震器安装于行驶中的汽车悬架上时，受车桥或车轮传递的路面振动激励作用，内筒和外筒间产生轴向的相对位移，外筒中的线圈绕组磁链产生变化，产生感应电动势。由于Halbach永磁阵列具有显著的单边加强特性，磁感应强度增强一侧的磁场成正弦分布并且高次谐波小，因而该减震器体积、质量均较小，能量回收性能好。CN1036589ACN103016589A权利要求书1/1页1.一种基于Halbach永磁阵列的电磁式馈能减震器，其特征在于：包括Halbach永磁阵列、线圈绕组、弹簧、内筒、外筒、与内筒固定连接的内筒端盖、以及与外筒固定连接的外筒端盖，内筒与外筒密封同轴设置且可相对移动，Halbach永磁阵列套设固定在内筒上，外筒包括内部的线圈安装槽和外筒轴肩，线圈绕组设置在线圈安装槽内；弹簧串在內筒外，位于内筒端盖与外筒轴肩之间；所述Halbach永磁阵列由不同极化方向的环形永磁铁组成。2.如权利要求1所述基于Halbach永磁阵列的电磁式馈能减震器，其特征在于：所述外筒端盖上开设开孔，同时外筒端盖内固联有导向杆，导向杆插入內筒内部导向槽中，导向杆接近外筒端盖的一端开设导向杆空气通道，并且与外筒端盖上的开孔连通。3.如权利要求1或2所述基于Halbach永磁阵列的电磁式馈能减震器，其特征在于：所述内筒端盖上设置内筒端盖空气通道。4.如权利要求3所述基于Halbach永磁阵列的电磁式馈能减震器，其特征在于：布置于外筒槽内的相间隔的线圈绕组接入同一个全波整流桥中，余下的相间隔的线圈绕组接入另一个全波整流桥中，其中一个整流桥的另外的极性为正的引脚和另一个整流桥的另外的极性为负的引脚连接串联，两个整流桥余下的两个引脚通过导线引出，作为整个系统感应电动势的输出端。5.如权利要求4所述基于Halbach永磁阵列的电磁式馈能减震器，其特征在于：所述绕组线圈根据不同位置为依次排布的0º相位线圈绕组、90º相位线圈绕组、180º相位线圈绕组和270º相位线圈绕组。2CN103016589A说明书1/2页基于Halbach永磁阵列的电磁式馈能减震器技术领域[0001]本发明涉及一种基于Halbach永磁阵列的电磁式馈能减震器，能够将回收的能量向车载电瓶充电，向车载用电器供能或者用于悬架的振动主动控制，属于振动能量回收技术领域。背景技术[0002]目前，传统的汽车悬架减震器利用流体粘性阻尼吸收并且耗散垂直方向运动的动能，其本质是一种能量消耗的部件，汽车在路面行驶过程中甚至有多达20%至40%的发动机输出功率消耗于此类传统减震器。因此，从节能环保方面考虑馈能减震器是以后发展的趋势。当前有一些学者开始着手于汽车悬挂馈能减震器的研究，主要分为液压式和电磁式两种工作方式，然而具有实用性的不多。其原因是液压式馈能减震器造价高，体积和自重较大，回收的能量不便于再次利用，同时液压式馈能减震器的迟滞和密封问题也对其应用有不利影响；电磁式馈能减震器又可主要分为旋转电机式和直线电机式，旋转电机式需要一套相对复杂的传动结构将垂直方向的振动转化为电机旋转运动，因此机械摩擦损耗较大，容易产生故障，影响寿命，而目前已经提出的直线电机式电磁馈能减震器结构简单可靠，但是又存在结构内磁场强度不强等缺点，影响其能量回收性能。发明内容[0003]为了克服传统减震器的能量损耗以及一般馈能减震器结构复杂、能量回收性能不高的缺点，本发明提出了一种的基于Halbach永磁阵列的电磁式馈能减震器，该减震器不仅具有直线电机式减震器的所有优点，同时还能取消结构内部永磁体之间的磁轭，减小永磁体体积，具有更好的能量回收性能，结构简单可靠。[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于Halbach永磁阵列的电磁式馈能减震器，包括Halbach永磁阵列、线圈绕组、弹