一種基于磁控形狀記憶合金的半主動懸架的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及車輛的懸架機構，具體涉及一種基于磁控形狀記憶合金的減振器。
【背景技術】
[0002]懸架是車架與車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱，其主要作用是傳遞力和力扭，緩沖由路面產生沖擊力，并減少由此引起的振動，以保證汽車能平順地行駛。目前，在車輛上廣泛使用的仍然是被動懸架，其剛度與阻尼不可調，只適用于單一的路面情況。
[0003]隨著汽車產業的發展，人們提出了性能更加優越的半主動懸架和主動懸架。雖然主動懸架和半主動懸架都可以根據不同的路面來優化車輛平順性，但主動懸架控制器結構復雜、成本高、可靠性低，短時間還不能廣泛運用。半主動懸架控制器結構簡單，可靠性好，具有較好的應用前景。
[0004]智能材料的出現，為懸架的設計提供了新思路。目前常用到的智能材料有形狀記憶合金、壓電材料、磁致伸縮材料、電磁流變流體和近年來開始發展的磁控形狀記憶合金材料。中國專利200820142653.3公開了一種基于磁致伸縮材料的新型懸架，通過磁致伸縮頭的形變改變阻尼。然而，磁致伸縮材料的響應速度慢，形變率低，也無法進行懸架高度的調節，具有一定的局限性。
[0005]磁控形狀記憶合金，具有受磁場控制的磁性形狀記憶效應，兼有大恢復應變、大輸出應力、高響應頻率和精確可控的綜合特性，因此其作動頻率也遠遠超過普通智能材料，可以滿足一般自動控制系統對驅動器動態響應速度的要求。

【發明內容】

[0006]本發明所要解決的技術問題是:設計一種基于磁控形狀記憶合金的半主動懸架，能夠提高車輛的平順性與舒適性、衰減振動，同時還能調節車身高度與過彎姿態，并消除傳統雙筒液壓減振器液壓油外泄的隱患。
[0007]本發明解決該技術問題所采用的技術方案是:一種基于磁控形狀記憶合金的半主動懸架，包括上連接環、下連接環、傳感器、控制器和減振器殼體，所述減振器殼體上半腔內固定有上部鐵芯，所述上部鐵芯上填充有第一磁控形狀記憶合金棒，所述減振器殼體下半腔內固定有下部鐵芯，所述下部鐵芯上填充有第二磁控形狀記憶合金棒，所述上部鐵芯和所述下部鐵芯上均繞有勵磁線圈，所述傳感器用來將信號傳送給所述控制器，所述控制器用來控制所述勵磁線圈內的電流的大小;減振器上挺桿一端與所述上連接環相連，另一端與所述第一磁控形狀記憶合金棒相接觸，所述第一磁控形狀記憶合金棒另一端與上頂桿相連，所述上頂桿固定在所述上部鐵芯內部;減振器下挺桿一端與所述下連接環相連，另一端與所述第二磁控形狀記憶合金棒相接觸，所述第二磁控形狀記憶合金棒另一端與下頂桿相連，所述下頂桿固定在所述下部鐵芯的內部。
[0008]上述方案中，所述減振器上挺桿和所述第一磁控形狀記憶合金棒之間設有上端碟形彈簧，上調節螺母安裝在所述減振器上挺桿上;所述減振器下挺桿和所述第二磁控形狀記憶合金棒之間設有下端碟形彈簧，下調節螺母安裝在所述減振器下挺桿上。
[0009]上述方案中，所述上連接環和所述減振器殼體之間設有彈簧上支座，所述減振器上挺桿穿過所述彈簧上支座;所述下連接環和所述減振器殼體之間設有彈簧下支座，所述減振器下挺桿穿過所述彈簧下支座，所述彈簧上支座和所述彈簧下支座之間安裝有螺旋彈
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[0010]上述方案中，所述彈簧上支座固定在上連接環上，所述彈簧下支座固定在下連接環上。
[0011]上述方案中，所述上頂桿的端面與所述上部鐵芯的表面貼合，所述下頂桿的端面與所述下部鐵芯的表面貼合。
[0012]上述方案中，所述減速器上挺桿、所述上頂桿、所述減振器殼體、所述下頂桿和所述減速器下挺桿都由非導磁材料制成。
[0013]上述方案中，所述上連接環連接車身，所述下連接環連接轉向節。
[0014]上述方案中，所述傳感器為加速度傳感器和位移傳感器;所述加速度傳感器用以實時測量懸架加速度，所述位移傳感器用于測量車身懸架的高度變化。
[0015]上述方案中，所述第一磁控形狀記憶合金棒和所述第二磁控形狀記憶合金棒的材WSNi48.4Mn29.7Ga21.5。
[0016]上述方案中，在駕駛者易于接觸的地方，設有車身高度調節按鈕，所述車身高度調節按鈕與所述控制器連接，駕駛員可以根據需要調整車身高度。
[0017]本發明的有益效果為:
(I)利用磁控形狀記憶合金的特性，實現了懸架的阻尼與車身高度的主動調節。
[0018](2)與其他應用智能材料設計的懸架相比，本發明設計的基于磁控形狀記憶合金的懸架形變更大，響應頻率更快，控制精度更高。
[0019](3)與現有技術相比，本發明通過改變勵磁電流大小即可實現車身高度、過彎姿態的實時調節，并消除了減振器液壓油外泄的隱患。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明懸架系統的結構示意圖。
[0021 ]圖2是本發明中的車身高度調節系統示意圖。
[0022]圖中:1.上連接環，2.彈簧上支座，3.螺旋彈簧，4.減振器上挺桿，5-1.上調節螺母，5-2.下調節螺母，6-1.上端碟形彈簧，6-2.下端碟形彈簧，7.減振器殼體，8.第一磁控形狀記憶合金棒，9-1.上頂桿，9-2.下頂桿，10.勵磁線圈，11.上部鐵芯，12-1.傳感器，12_2.控制器，13.下部鐵芯，14.第二磁控形狀記憶合金棒，15.彈簧下支座，16.減振器下挺桿，
17.下連接環。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0024]其中，其中，所述的勵磁線圈中的電流大小可通過控制器主動調節，勵磁電流越大，通過鐵芯產生的磁場越強。
[0025]其中，所述的上下頂桿由剛度極大的非導磁材料制成，一段與鐵芯相抵，另一端與磁控記憶合金棒接觸，用以保證合金棒只向減振器挺桿方向產生形變。
[0026]
其中，所述的磁控形狀記憶合金棒通過碟形彈簧施加的預緊力與減振器挺桿和頂桿緊密連接。并且磁控記憶合金棒恰好和鐵芯構成閉合磁路，磁力線沿鐵芯路徑通過，均勻穿過合金棒，并與其形變方向垂直。勵磁線圈通電時，合金棒受磁場影響產生垂直于磁場方向的形變，并且形變程度隨著勵磁電流的增大而增大。當勵磁線圈中電流中斷后，合金棒在碟形彈簧的反力作用下，恢復到原本的長度。
[0027]其中，所述的傳感器包括加速度傳感器和位移傳感器，加速度傳感器用以實時測量懸架加速度，位移傳感器用于測量車身懸架的高度變化。
[0028]其中，所述的磁控形狀記憶合金棒材料為Ni48.4Mn29.7Ga21.5。
[0029]其中，所述的減振器殼體、減振器上下挺桿、上下頂桿都為非導磁材料制成。
[0030]如圖1所示，依據本發明的技術方案實施的一種基于磁控形狀記憶合金的半主動懸架，包括上連接環1、彈簧上支座2、螺旋彈簧3、減振器上挺桿4、上調節螺母5-1、下調節螺母5-2、上端碟形彈簧6-1、下端碟形彈簧6-2、減振器殼體7、第一磁控形狀記憶合金棒8、上頂桿9-1、下頂桿9-2、勵磁線圈10、上部鐵芯11、加速度和位移傳感器12-1、控制器12-2、下部鐵芯13、第二磁控形狀記憶合金棒14、彈簧下支座15、減振器下挺桿16、下連接環17。
[0031]上連接環I用于連接車身，下連接環17用于連接轉向節，螺旋彈簧3上端和下端分別頂在彈簧上支座2和彈簧下支座15上，彈簧上支座2和彈簧下支座15分別固定在上連接環I和下連接環17上。
[0032]減振器上挺桿4上端與上連接環I相連，下端與第一磁控形狀記憶合金棒8相接觸，上調節螺母5-1與上端碟形彈簧6-1相接觸，將上端碟形彈簧6-1的預緊力傳遞給第一磁控形狀記憶合金棒8。第一磁控形狀記憶合金棒8下端與上頂桿9-1相連，上頂桿9-1是由具有很大剛度的非導磁材