CN101225859A - 磁流变液制动器 - Google Patents

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Abstract

一种磁流变液制动器，包括转子、定子、密封盖以及传动轴，上述转子周围具有封闭腔，封闭腔中充有磁流变液，所述定子包括环状中空壳体、环状固定保持架和环状活动保持架，固定保持架和活动保持架的内侧面上各固定有周向均匀分布并以相同规律排列的永磁铁，上述带有永磁铁的固定保持架和带有永磁铁的活动保持架以轴向并列于壳体内，在壳体的内侧面上均匀分布有窗口，分属于固定保持架和活动保持架的两轴向相邻的永磁铁对着同一窗口，各窗口上嵌置有导磁板，而壳体的其它部位是非导磁材料制成，固定保持架和活动保持架采用导磁材料制成。本发明采用永磁铁作为磁源，活动保持架的转动而改变闭合磁路的方向，即可实现制动，不但节电，而且实施方便、制动性能可靠，操作方便。

Description

磁流变液制动器
技术领域
本发明涉及一种液体阻力制动器。
背景技术
中国专利授权公告号为1231686C、名称为“结构可变的旋转式磁流变液制动器”的发明专利说明书公开了一种制动器，它包括轴承端盖，密封盖，导磁内、外筒，电磁线圈，转轴，定位键，轴承，磁流变液，转盘，密封材料。导磁内、外筒均是由导磁材料制成的圆筒体；导磁内筒具有圆盘形的分隔结构，转轴穿过导磁内筒与转盘相接；电磁线圈附在导磁外筒壳体内，再一起套装在导磁内筒上；磁流变液注入导磁内筒；将密封盖固定于导磁内筒上，用密封材料密封后用支撑轴承压紧，通过螺栓将轴承端盖连接于密封盖上。导磁内、外筒将电磁线圈产生的磁路封闭在制动器结构内部，保证磁场集中地作用磁流变液。导磁内筒的分隔结构，将制动器分为两个腔体，可以决定安装一个或两个转盘，有效地提高磁流变效率，保证该制动器能提供较大的阻尼力矩。由于磁流变液具有磁性材料的特性和液体流动性，在外加磁场作用下磁流变液的流变特性迅速改变，并且流变特性随着外加磁场强度的变化而变化。磁流变液的粘度变化是可逆的、迅速的且易于控制的，使得磁流变液在汽车、机械、建筑、矿山等领域得到广泛应用。上述发明专利利用通电的电磁线圈作为磁源，在制动时需要直接向制动器提供较大的电流，耗电能高。上述制动器虽然通过结构变化可输出不同的制动力矩，但结构变化时需将制动器全部零件拆卸，并需要更换导磁外筒等相关部件，所以上述结构的磁流变液制动器不方便实施输出不同的制动力矩。
发明内容
本发明的目的是提出一种使用节电的磁流变液制动器，本发明的进一步目的是所述磁流变液制动器能方便地实施分挡制动。
为达到上述目的，本实用新型采取如下技术方案：本实用新型包括转子、处于转子外周的定子、覆盖在定子两侧的密封盖以及与转子固定连接并由固定在两密封盖上的轴承支撑的传动轴，上述转子与其周围的定子部分、两侧密封盖部分之间具有封闭腔，封闭腔中充有磁流变液，所述定子包括环状中空壳体、环状固定保持架和环状活动保持架，固定保持架和活动保持架的内侧面上各固定有周向均匀分布并以相同规律排列的永磁铁，上述带有永磁铁的固定保持架和带有永磁铁的活动保持架以轴向即X向并列于壳体内，在壳体的内侧面上均匀分布有窗口，分属于固定保持架和活动保持架的两轴向相邻的永磁铁对着同一窗口，各窗口上嵌置有导磁板，壳体的其它部位是非导磁材料制成，固定保持架和活动保持架采用导磁材料制成，活动保持架设有控制臂。
所述活动保持架与壳体之间、活动保持架与固定保持架之间设有滑动片。
所述控制臂连接有气缸或液压缸。
上述永磁铁的极性以径向即Y向设置，同一保持架中相邻永磁铁之间极性相异。
上述永磁铁的极性以径向即Y向设置，同一保持架中2至3块永磁铁为一组，同组中的永磁铁极性相同，同一保持架中相邻组永磁铁极性相异。
本发明具有如下积极效果：
1、本发明采用永磁铁作为磁源，利用所处环境中存在的液压系统或气压系统提供的液力或气力来推动控制臂，由控制臂带动活动保持架转动一个角度而改变闭合磁路的方向，即可实现制动，也可实现分挡制动，不但节电，而且实施方便、制动性能可靠，操作方便。
2、本发明利用了磁流变液特性，当磁路不穿过磁流变液时，磁流变液恢复致常态，即此时的粘性系数较低，不会因制动导致磁流变液的磨损，磁流变液较摩擦片具有较大的比热容，可以有效降低制动温升，提高制动安全性。
附图说明
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明常态时即非制动状态时磁力线的走向示意图；
图3是本发明工作时即制动状态时磁力线的走向示意图；
图4是实施例2在非制动状态时活动磁铁与固定磁铁的排列示意图；
图5是实施例2在处于一档制动时活动磁铁与固定磁铁的排列示意图；
图6是实施例2在处于完全制动时活动磁铁与固定磁铁的排列示意图。
具体实施方式
实施例1
图1至图3所示的实施例包括转子5、处于转子5外周的定子7、覆盖在定子7两侧的密封盖3、10以及与转子5固定连接并由固定在两密封盖3、10上的轴承2支撑的传动轴1，上述转子5与其周围的定子部分、两侧密封盖之间具有封闭腔4，封闭腔4中充有磁流变液。所述定子7包括环状中空壳体7-1、环状固定保持架7-2和环状活动保持架7-3。两侧的密封盖3、10由螺钉6固定在壳体7-1两侧。固定保持架7-2的内侧面上固定有周向均匀分布的永磁铁7-4，活动保持架7-3的内侧面上固定有周向均匀分布永磁铁7-5，固定保持架7-2上的永磁铁7-4的排列和活动保持架7-3的永磁铁7-4的排列以相同规律排列。上述带有永磁铁7-4的固定保持架7-2和带有永磁铁7-5的活动保持架7-3以轴向即X向并列于壳体7-1内，固定保持架7-2通过螺钉与壳体7-1相连。活动保持架7-3与壳体7-1之间、活动保持架7-3与固定保持架7-2之间均设有滑动片7-6，活动保持架7-3可在壳体7-1内内转动一定角度。上述壳体7-1的内侧面上设有均匀分布的窗口，分属于固定保持架7-2和活动保持架7-3的两轴向相邻的永磁铁处于同一窗口中，窗口上嵌置导磁板7-6，壳体7-1的其它部位是非导磁材料制成。固定保持架7-2和活动保持架7-3采用导磁材料制成。活动保持架7-3设有控制臂8。控制臂8与外部控制件连接，外部控制件是气缸或液压缸。
本实施例中永磁铁的排列采取极性以径向即Y向设置，即顶面是一个极、底面是一个极，同一保持架中相邻永磁铁之间极性相异。当活动保持架7-3上的永磁铁7-5与轴向相邻的固定磁铁保持架7-2的永磁铁7-4极性相异时(见图2)，活动保持架7-3上的永磁铁7-5、轴向相邻的固定磁铁保持架7-2的永磁铁7-4的磁力线通过壳体7-1的同一窗口导磁板7-6形成闭合磁路，由于磁力线没有穿过磁流变液，磁流变液流变特性未发生改变，此时制动器处于常态即非制动状态。通过气缸或液压缸旋转活动保持架7-3一个角度，使活动保持架7-3上的永磁铁7-5与轴向相邻的固定磁铁保持架7-2的永磁铁7-4极性相同(见图3)，固定保持架上的永磁铁7-4通过壳体7-1的窗口导磁板7-6、磁流变液、相邻窗口导磁板与相邻永磁铁7-4之间形成闭合磁路；同样，活动保持架上的两相邻永磁铁7-5通过磁流变液形成闭合磁路。由于各闭合磁路均穿过磁流变液，因此磁流变液的流变性能因磁场强度的变化而发生改变，此时制动器处于工作状态。
实施例2
见图4，永磁铁的极性以径向即Y向设置，同一保持架中两块永磁铁为一组，同组中的永磁铁极性相同，相邻组永磁铁极性相异；其余与实施例1相同。
本实施例当活动保持架7-3上的永磁铁组与相对的固定磁铁保持架7-2的永磁铁组极性相异时，分属于两保持架上且轴向相邻的永磁铁的磁力线形成闭合磁路，闭合磁路的走向可参考图2中的闭合磁路的走向，磁力线没有穿过磁流变液，制动器处于非制动状态。
当活动保持架7-3旋转一个档位，相当旋转一块永磁铁和两永磁铁之间的节距，原两保持架上的处于非制动状态时相对的永磁铁组错位，见图5，分别属于两保持架中且轴向相邻的极性相异的永磁铁之间形成闭合磁路，其磁力线不穿过磁流变液，而处于同一保持架中相邻极性相异的永磁铁形成闭合磁路，磁力线穿过磁流变液，这样形成部分磁力线穿过磁流变液，产生较小的制动力矩，制动器处于一档制动状态。
当活动保持架7-3旋转二个档位，见图6，活动保持架7-3上的永磁铁组与相对的固定磁铁保持架7-2的永磁铁组极性相同，同一保持架中相邻极性相异的永磁铁之间形成闭合磁路，闭合磁路的走向参考图3中的闭合磁路的走向，全部磁力线穿过磁流变液，产生较大的制动力矩，制动器处于完全制动状态。
实施例3
参照实施例2，与实施例2不同的是同一保持架中三块永磁铁为一组，制动器能实现一档制动、二档制动和完全制动。这对于所属领域的普通技术人员来说，在上述实施例2的基础上的实现是显而易见的，不再在本文中细述。

Claims (5)

1.一种磁流变液制动器，包括转子(5)、处于转子(5)外周的定子(7)、覆盖在定子(7)两侧的密封盖(3、10)以及与转子(5)固定连接并由固定在两密封盖(3、10)上的轴承(2)支撑的传动轴(1)，上述转子(5)与其周围的定子部分、两侧密封盖部分之间具有封闭腔(4)，封闭腔(4)中充有磁流变液，其特征在于：所述定子(7)包括环状中空壳体(7-1)、环状固定保持架(7-2)和环状活动保持架(7-3)，固定保持架(7-2)和活动保持架(7-3)的内侧面上各固定有周向均匀分布并以相同规律排列的永磁铁(7-4、7-5)，上述带有永磁铁(7-4)的固定保持架(7-2)和带有永磁铁(7-5)的活动保持架(7-3)以轴向即X向并列于壳体(7-1)内，在壳体(7-1)的内侧面上均匀分布有窗口，分属于固定保持架(7-2)和活动保持架(7-3)的两轴向相邻的永磁铁对着同一窗口，各窗口上嵌置有导磁板(7-6)，壳体(7-1)的其它部位是非导磁材料制成，固定保持架(7-2)和活动保持架(7-3)采用导磁材料制成，活动保持架(7-3)设有控制臂(8)。
2.根据权利要求1所述的磁流变液制动器，其特征在于：所述活动保持架(7-3)与壳体(7-1)之间、活动保持架(7-3)与固定保持架(7-2)之间设有滑动片(7-6)。
3.根据权利要求2所述的磁流变液制动器，其特征在于：所述控制臂(8)连接有气缸或液压缸。
4.根据权利要求1、2或3所述的磁流变液制动器，其特征在于：上述永磁铁的极性以径向即Y向设置，同一保持架中相邻永磁铁之间极性相异。
5.根据权利要求1、2或3所述的磁流变液制动器，其特征在于：上述永磁铁的极性以径向即Y向设置，同一保持架中2至3块永磁铁为一组，同组中的永磁铁极性相同，同一保持架中相邻组永磁铁极性相异。
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