CN102817939A - 一种磁流体碟刹 - Google Patents

Abstract

一种磁流体碟刹包括磁流体刹车驱动装置以及刹车装置，磁流体刹车驱动装置包括有刹车缸、磁流体、浮动件、弹性元件、电磁线圈以及控制器；利用刹车脚踏以及刹车开关将刹车信号传输给控制器，利用控制器以及电磁线圈控制刹车缸内磁流体的磁场，利用磁流体的磁场变化控制磁流体内浮动件的浮力，利用浮动件的浮力驱动活塞以及活塞杆移动，利用活塞杆带动刹车座以及刹车片与刹车盘接触摩擦刹车，实施了利用控制器控制刹车的目的。

Description

一种磁流体碟刹

技术领域

本发明涉及一种刹车装置，特别是一种磁流体碟刹。

背景技术

现有的机动车以及许多设备的刹车装置，刹车时是利用液压系统驱动刹车片与刹车盘摩擦的阻力来刹车的，由于液压系统的油管、密封件容易老化，油压接头容易松动等，造成液压系统容易漏油等故障，不利于刹车的安全，同时，液压油的普遍使用，不利于环境保护。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种磁流体碟刹，利用控制器磁流体的比重，利用浮动件在磁流体中受到浮力来驱动刹车片来实施刹车，提供一种不使用液压油的机动车刹车装置；同时，一种磁流体碟刹也可以用于其他机械设备转动轴的刹车。

本发明所采用的技术方案是：一种磁流体碟刹包括磁流体刹车驱动装置以及刹车装置，磁流体刹车驱动装置包括有刹车缸、磁流体、浮动件、弹性元件、电磁线圈以及控制器；刹车缸包括有缸体、活塞以及活塞杆，活塞与活塞杆连接；刹车装置包括有刹车座以及刹车片，刹车座与刹车片连接，活塞杆与刹车座连接，磁流体以及浮动件设于缸体内，弹性元件设于活塞与缸体的缸顶之间，电磁线圈安装于刹车缸，控制器设有控制线与电磁线圈连接；活塞的下端面为斜面，浮动件位于活塞的下端面的下端，浮动件的一端与刹车缸的缸底接触，浮动件的另一端与活塞的下端面接触；以保证浮动件浮起时，浮动件可以压活塞移动，浮动件下沉于磁流体的底部。

使用时，刹车缸与机动车的车架固定连接，刹车片位于机动车的刹车盘的旁边，控制器与机动车的刹车开关或者刹车电路连接，刹车开关或者刹车电路与机动车的刹车脚踏连接。一种磁流体碟刹作为其他设备的刹车使用时，刹车缸与设备的车架固定连接，刹车片安装于设备的刹车盘的旁边。利用刹车开关或者刹车电路将刹车信号传输给控制器，利用控制器控制通过电磁线圈的电流，利用通过电磁线圈的电流控制电磁线圈的磁场强度，利用电磁线圈的磁场强度控制磁流体的比重，利用磁流体的比重控制浮动件的浮力，利用浮动件的浮力控制活塞杆施加于刹车片的压力，利用刹车片压接刹车盘刹车，以达到利用刹车开关或者刹车电路控制刹车的目的。

刹车时，控制器控制电磁线圈通电，电磁线圈产生磁场，磁场将刹车缸的磁流体磁化，使磁流体的比重不断增加，使磁流体的比重大于浮动件的比重，使浮动件向上浮动压迫活塞移动，活塞克服弹性元件的弹力推活塞杆向缸外移动，活塞杆推刹车座以及刹车片向刹车盘移动，使刹车片与刹车盘摩擦刹车；刹车解除时，刹车开关将刹车解除信号传输给控制器，控制器控制电磁线圈断电，电磁线圈的磁场消失，刹车缸的磁流体失去磁化作用，磁流体的比重恢复到未磁化前的状态，磁流体的比重小于浮动件的比重，浮动件下沉，活塞在弹性元件的弹力作用下复位，活塞带动活塞杆复位，活塞杆带动刹车座以及刹车片复位，使刹车片离开刹车盘，刹车解除。

本发明的有益效果是：一种磁流体碟刹利用刹车脚踏以及刹车开关将刹车信号传输给控制器，利用控制器以及电磁线圈控制刹车缸内磁流体的磁场，利用磁流体的磁场变化控制磁流体内浮动件的浮力，利用浮动件的浮力驱动活塞以及活塞杆移动，利用活塞杆带动刹车座以及刹车片与刹车盘接触摩擦刹车，实施了利用控制器控制刹车的目的；利用控制器控制浮力的大小，实施了控制器控制刹车片刹车力的大小，以达软刹车以自动化控制的目的，一种磁流体碟刹不使用液压油，有利于节省有限的液压油资源，有利于环境保护；同时，一种磁流体碟刹也可以用于其他的机械设备的刹车。

附图说明

图1是一种磁流体碟刹的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步的说明：

图1所示的一种磁流体碟刹的结构示意图，一种磁流体碟刹包括磁流体刹车驱动装置1以及刹车装置2，磁流体刹车驱动装置1包括有刹车缸3、磁流体4、浮动件5、弹性元件6、电磁线圈7以及控制器8；刹车缸3包括有缸体9、活塞10以及活塞杆11，活塞10与活塞杆11连接；刹车装置2包括有刹车座12以及刹车片13，刹车座12与刹车片13连接，活塞杆10与刹车座12连接，磁流体4以及浮动件5设于缸体9内，弹性元件6设于活塞10与缸体9的缸顶14之间，电磁线圈7安装于刹车缸3，控制器8设有控制线15与电磁线圈7连接；活塞10的下端面16为斜面，浮动件5位于活塞10的下端面16的下端19，浮动件5的一端与刹车缸3的缸底18接触，浮动件5的另一端与活塞10的下端面16接触，浮动件5位于活塞10的下端面16的下端19；以保证浮动件5浮起时，浮动件5可以压活塞10移动，浮动件5下沉于磁流体4的底部；使用时，刹车缸3与车架20固定连接，刹车片2位于刹车盘21的旁边，控制器8与刹车开关或者刹车电路连接，刹车开关或者刹车电路与刹车脚踏连接。

为了实施利用浮动件5浮起驱动刹车装置刹车，活塞10的下端面16的上端17到刹车缸3的缸底18的距离小于活塞10的下端面16的下端19到刹车缸3的缸底18的距离，浮动件5位于活塞10的下端面16与缸底18之间，浮动件5的尺寸大于活塞10下端面16的上端17到刹车缸3的缸底18的距离，以保证浮动件5浮起时，浮动件5可以压活塞10以及活塞杆11移动，活塞杆11推动刹车装置2的刹车片13与刹车盘21摩擦刹车；活塞杆11与刹车盘21的刹车平面垂直，刹车片13的刹车面与刹车盘21的刹车平面平行，以提高刹车的效果。

为了实施刹车盘21的双向刹车，磁流体刹车驱动装置1包括有左磁流体刹车驱动装置22以及右磁流体刹车驱动装置23，刹车装置2包括有左刹车装置24以及右刹车装置25，左磁流体刹车驱动装置22的左刹车缸27固定连接有缸座28，缸座28与车架20固定连接，右磁流体刹车驱动装置23的右刹车缸29与缸座28固定连接；左刹车装置24的左刹车座30与左磁流体刹车驱动装置22的左活塞杆31连接，左刹车装置24的左刹车片32位于刹车盘21的左边；右刹车装置25的右刹车座33与右磁流体刹车驱动装置23的右活塞杆34连接，右刹车装置25的右刹车片35位于刹车盘21的右边。

一种磁流体碟刹的刹车状态是：控制器8控制电磁线圈7通电，电磁线圈7产生磁场，磁场将刹车缸3的磁流体4磁化，使磁流体4的比重不断增加，使磁流体4的比重大于浮动件5的比重，使浮动件5向上浮动压迫活塞10移动，活塞10克服弹性元件6的弹力推活塞杆11向缸外移动，活塞杆11推刹车座12以及刹车片13向刹车盘21移动，使刹车片13与刹车盘21摩擦刹车；一种磁流体碟刹解除刹车的状态是：控制器8控制电磁线圈7断电，电磁线圈7的磁场消失，刹车缸3的磁流体4失去磁化作用，磁流体4的比重恢复到未磁化前的状态，磁流体4的比重小于浮动件5的比重，浮动件5下沉，活塞10在弹性元件6的弹力作用下复位，活塞10带动活塞杆11复位，活塞杆11带动刹车座12以及刹车片13复位，使刹车片13离开刹车盘21，刹车解除。

为了防止刹车座12以及刹车片13转动，刹车缸3设有导向座36，导向座36设有导轨，刹车座12设有导向平面，导向座36的导轨与刹车座12的导向平面动配合连接，导向座36与刹车缸3固定连接。

为了调节刹车片13到刹车盘21的距离，导向座36设有螺孔37，螺孔37设有螺丝38，螺丝38与螺孔37动配合连接，螺丝38与刹车座12接触，螺丝38设有锁紧螺母26，用于转动螺丝38克服弹性元件6的弹力推动刹车座12移动，用于调节刹车片13与刹车盘21的距离。

为了达到利用控制器控制刹车，控制器8与电磁线圈7连接，浮动件5的浮力与磁流体4的比重成正比，磁流体4的比重与电磁线圈7产生的磁场强度成正比，电磁线圈7的磁场强度与电磁线圈7通过的电流成正比；活塞10以及活塞杆11对刹车座12以及刹车片13施加的压力与浮动件5的浮力成正比，刹车片13对刹车盘21施加的压力与活塞杆11对刹车座12施加的压力成正比；控制器8与刹车开关或者刹车电路连接，通过电磁线圈7的电流由控制器8控制，利用控制器8控制通过电磁线圈7的电流，利用通过电磁线圈7的电流控制电磁线圈7的磁场强度，利用电磁线圈7的磁场强度控制磁流体4的比重，利用磁流体4的比重控制浮动件5的浮力，利用浮动件5的浮力控制活塞杆11施加于刹车片13的压力，利用刹车片13压接刹车盘21刹车，以达到利用刹车开关或者刹车电路控制刹车的目的。

为了实施利用刹车脚踏以及控制器控制刹车的目的，控制器8连接有角度位移传感器，角度位移传感器与刹车脚踏连接，角度位移传感器转动的角度与刹车脚踏摆动的角度成正比，控制器8根据角度位移传感器输入的信号向电磁线圈7输出电流，控制器8向电磁线圈7输出的电流与刹车脚踏摆动的角度成正比，利用刹车脚踏摆动的角度控制通过电磁线圈7的电流，利用通过电磁线圈7的电流控制电磁线圈7的磁场强度，利用电磁线圈7的磁场强度控制磁流体4的比重，利用磁流体4的比重控制浮动件5的浮力，利用浮动件5的浮力控制活塞杆11施加于刹车片13的压力，利用刹车片13压接刹车盘21刹车，以达到利用刹车脚踏控制刹车的目的。

为了减少铁磁体对磁场的干扰，刹车缸3为非铁磁体，非铁磁体包括有不锈钢、铜合金以及铝合金。

一种磁流体碟刹的工作原理是：行车时，浮动件5位于刹车缸3活塞10的下端面16的下端19位置，活塞10在弹性元件6弹力的作用下处于非刹车的位置，与活塞10连接的活塞杆11带动刹车座12以及刹车片13向非刹车方向移动，使刹车片13离开刹车盘21；

刹车时，刹车开关将刹车信号传输给控制器8，控制器8控制输入电磁线圈7的电流，电磁线圈7产生的磁场强度随电流的增加而增加，密封于刹车缸3的磁流体4的比重随磁场强度的增加而增加，当磁流体4的比重大于浮动件5的比重后，浮动件5浮起，浮动件5的浮力随磁流体4的比重的增加而增加，利用浮动件5推压活塞10斜面，利用浮动件5的浮力克服弹性元件6的弹力推动活塞10向刹车方向移动，使与活塞10连接的活塞杆11带动刹车座12以及刹车片13向刹车方向移动，利用刹车片13夹紧刹车盘21刹车，刹车片13夹紧刹车盘21的压力与浮动件5的浮力成正比，以达到利用刹车开关以及控制器控制刹车的目的

刹车解除时，刹车开关将刹车解除信号传输给控制器8，控制器8控制减少输入电磁线圈7的电流，电磁线圈7产生的磁场强度随电流的减少而减少，密封于刹车缸3的磁流体4的比重随磁场强度的减少而减少，当磁流体4的比重少于浮动件5的比重后，浮动件5下沉，浮动件5的浮力随磁流体4的比重的减少而减少，活塞10在弹性元件6弹力的作用下复位向非刹车方向移动，使与活塞10连接的活塞杆11带动刹车座12以及刹车片13向非刹车方向移动，使刹车片13离开刹车盘21，以达到利用刹车开关以及控制器解除刹车的目的。

Claims (6)

1.一种磁流体碟刹，一种磁流体碟刹包括磁流体刹车驱动装置(1)以及刹车装置(2)，磁流体刹车驱动装置(1)包括有刹车缸(3)、磁流体(4)、浮动件(5)、弹性元件(6)、电磁线圈(7)以及控制器(8)；刹车缸(3)包括有缸体(9)、活塞(10)以及活塞杆(11)，活塞(10)与活塞杆(11)连接；刹车装置(2)包括有刹车座(12)以及刹车片(13)，刹车座(12)与刹车片(13)连接，活塞杆(10)与刹车座(12)连接，磁流体(4)以及浮动件(5)设于缸体(9)内，弹性元件(6)设于活塞(10)与缸体(9)的缸顶(14)之间，电磁线圈(7)安装于刹车缸(3)，控制器(8)设有控制线(15)与电磁线圈(7)连接；活塞(10)的下端面(16)为斜面，浮动件(5)位于活塞(10)的下端面(16)的下端(19)，浮动件(5)的一端与刹车缸(3)的缸底(18)接触，浮动件(5)的另一端与活塞(10)的下端面(16)接触；以保证浮动件(5)浮起时，浮动件(5)可以压活塞(10)移动，浮动件(5)下沉于磁流体(4)的底部；使用时，刹车缸(3)与车架(20)固定连接，刹车片(2)位于刹车盘(21)的旁边，控制器(8)与刹车开关或者刹车电路连接，刹车开关或者刹车电路与刹车脚踏连接；其特征在于：利用刹车开关或者刹车电路将刹车信号传输给控制器(8)，利用控制器(8)控制通过电磁线圈(7)的电流，利用通过电磁线圈(7)的电流控制电磁线圈(7)的磁场强度，利用电磁线圈(7)的磁场强度控制磁流体(4)的比重，利用磁流体(4)的比重控制浮动件(5)的浮力，利用浮动件(5)的浮力控制活塞杆(11)施加于刹车片(13)的压力，利用刹车片(13)压接刹车盘(21)刹车，以达到利用刹车开关或者刹车电路控制刹车的目的。

2.根据权利要求1所述的一种磁流体碟刹，其特征在于：所述的一种磁流体碟刹的刹车状态是：控制器(8)控制电磁线圈(7)通电，电磁线圈(7)产生磁场，磁场将刹车缸(3)的磁流体(4)磁化，使磁流体(4)的比重不断增加，使磁流体(4)的比重大于浮动件(5)的比重，使浮动件(5)向上浮动压迫活塞(10)移动，活塞(10)克服弹性元件(6)的弹力推活塞杆(11)向缸外移动，活塞杆(11)推刹车座(12)以及刹车片(13)向刹车盘(21)移动，使刹车片(13)与刹车盘(21)摩擦刹车。

3.根据权利要求1所述的一种磁流体碟刹，其特征在于：所述的一种磁流体碟刹解除刹车的状态是：控制器(8)控制电磁线圈(7)断电，电磁线圈(7)的磁场消失，刹车缸(3)的磁流体(4)失去磁化作用，磁流体(4)的比重恢复到未磁化前的状态，磁流体(4)的比重小于浮动件(5)的比重，浮动件(5)下沉，活塞(10)在弹性元件(6)的弹力作用下复位，活塞(10)带动活塞杆(11)复位，活塞杆(11)带动刹车座(12)以及刹车片(13)复位，使刹车片(13)离开刹车盘(21)，刹车解除。

4.根据权利要求1所述的一种磁流体碟刹，其特征在于：所述的控制器(8)与电磁线圈(7)连接，浮动件(5)的浮力与磁流体(4)的比重成正比，磁流体(4)的比重与电磁线圈(7)产生的磁场强度成正比，电磁线圈(7)的磁场强度与电磁线圈(7)通过的电流成正比；活塞(10)以及活塞杆(11)对刹车座(12)以及刹车片(13)施加的压力与浮动件(5)的浮力成正比，刹车片(13)对刹车盘(21)施加的压力与活塞杆(11)对刹车座(12)施加的压力成正比。

5.根据权利要求1所述的一种磁流体碟刹，其特征在于：所述的控制器(8)连接有角度位移传感器，角度位移传感器与刹车脚踏连接，角度位移传感器转动的角度与刹车脚踏摆动的角度成正比，控制器(8)根据角度位移传感器输入的信号向电磁线圈(7)输出电流，控制器(8)向电磁线圈(7)输出的电流与刹车脚踏摆动的角度成正比，利用刹车脚踏摆动的角度控制通过电磁线圈(7)的电流，利用通过电磁线圈(7)的电流控制电磁线圈(7)的磁场强度，利用电磁线圈(7)的磁场强度控制磁流体(4)的比重，利用磁流体(4)的比重控制浮动件(5)的浮力，利用浮动件(5)的浮力控制活塞杆(11)施加于刹车片(13)的压力，利用刹车片(13)压接刹车盘(21)刹车，以达到利用刹车脚踏控制刹车的目的。

6.根据权利要求1所述的一种磁流体碟刹，其特征在于：所述的一种磁流体碟刹的工作原理是：

行车时，浮动件(5)位于刹车缸(3)活塞(10)的下端面(16)的下端(19)位置，活塞(10)在弹性元件(6)弹力的作用下处于非刹车的位置，与活塞(10)连接的活塞杆(11)带动刹车座(12)以及刹车片(13)向非刹车方向移动，使刹车片(13)离开刹车盘(21)；

刹车时，刹车开关将刹车信号传输给控制器(8)，控制器(8)控制输入电磁线圈(7)的电流，电磁线圈(7)产生的磁场强度随电流的增加而增加，密封于刹车缸(3)的磁流体(4)的比重随磁场强度的增加而增加，当磁流体(4)的比重大于浮动件(5)的比重后，浮动件(5)浮起，浮动件(5)的浮力随磁流体(4)的比重的增加而增加，利用浮动件(5)推压活塞(10)斜面，利用浮动件(5)的浮力克服弹性元件(6)的弹力推动活塞(10)向刹车方向移动，使与活塞(10)连接的活塞杆(11)带动刹车座(12)以及刹车片(13)向刹车方向移动，利用刹车片(13)夹紧刹车盘(21)刹车，刹车片(13)夹紧刹车盘(21)的压力与浮动件(5)的浮力成正比，以达到利用刹车开关以及控制器控制刹车的目的

刹车解除时，刹车开关将刹车解除信号传输给控制器(8)，控制器(8)控制减少输入电磁线圈(7)的电流，电磁线圈(7)产生的磁场强度随电流的减少而减少，密封于刹车缸(3)的磁流体(4)的比重随磁场强度的减少而减少，当磁流体(4)的比重少于浮动件(5)的比重后，浮动件(5)下沉，浮动件(5)的浮力随磁流体(4)的比重的减少而减少，活塞(10)在弹性元件(6)弹力的作用下复位向非刹车方向移动，使与活塞(10)连接的活塞杆(11)带动刹车座(12)以及刹车片(13)向非刹车方向移动，使刹车片(13)离开刹车盘(21)，以达到利用刹车开关以及控制器解除刹车的目的。

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