CN104019152A - 活塞式磁流变离合器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了活塞式磁流变离合器，包括带有内腔室的壳体、缸体、磁流变液、通过推杆与缸体的活塞相连的输入曲轴、电机、输出轴；所述壳体包括左圆盘、右圆盘和外壳，所述内腔室内设有缸体座，所述缸体座上开有至少设置缸体的放置孔，所述左圆盘和右圆盘均设有支撑输入曲轴的轴承，所述左通孔外侧由输出轴封闭，所述右通孔外侧由端盖封闭；所述缸体的活塞上开有流液孔，所述活塞内设有使磁流变液状态改变的线圈。本发明的优点是：在处于工作状态时，线圈通电，通过活塞的磁流变液转为固体状态，使活塞两侧的磁流变液不再流通，输入曲杆与推杆卡死，本装置自动化高、可控性好，可以根据需要设置多个活塞和缸体，提高输出轴的扭矩。

Description

活塞式磁流变离合器
技术领域
本发明涉及活塞式磁流变离合器。
背景技术
磁流变液以其响应快(毫秒级)、能耗低、易于控制、耐用性好、工作温度范围宽、使用寿命长等优势而被广泛用于航空航天/机械加工/精密工程/建筑/医疗等领域。
磁流变离合器是通过对外加磁场强度的控制实现离合器结合、分离功能，甚至可以实现扭矩传递的无级变化控制。它克服了传统离合器易磨损，噪音大等缺点，以其结构简单、无机械磨损、低噪音、响应迅速(10毫秒内)、能耗不高、可实现无级调速以及更利于与计算机技术结合实现智能化控制等优点引起了国内外学者和工业界的广泛研究，近年来取得了显著进展。但磁流变液剪切屈服应力不足问题从磁流变技术诞辰时起就一直困扰着磁流变液材料和技术的发展，依据现有的磁流变液剪切屈服应力设计的磁流变离合器，因其传递转矩较小而体积庞大，无法满足工业需求。
发明内容
本发明的目的在于提供活塞式磁流变离合器，能够有效解决现有磁流变液离合器只能采用剪切模式工作，传输转矩低的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：活塞式磁流变离合器，包括带有内腔室的壳体、设置在内腔室的缸体、设置在缸体内的磁流变液、通过推杆与缸体的活塞相连的输入曲轴、驱动输入曲轴转动的电机、与壳体固定连接的输出轴；
所述壳体包括左圆盘、右圆盘和设置在左圆盘与右圆盘之间外壳，由左圆盘、右圆盘和外壳围成内腔室，所述内腔室内设有圆环形的缸体座，所述缸体座上开有至少两个设置缸体的放置孔，所述左圆盘的圆心开有左通孔，所述右圆盘的圆心开有右通孔，所述左通孔和右通孔内均设有支撑输入曲轴的轴承，所述左通孔外侧由输出轴封闭，所述右通孔外侧由端盖封闭；
所述缸体的活塞上开有若干便于磁流变液流动的流液孔，所述活塞内设有使磁流变液状态改变的线圈。
优选的，所述活塞上的流液孔内壁设有螺旋线槽；在离合器处于非工作状态的时候，使磁流变液能快速有效的通过流液孔。
优选的，所述活塞的正面和背面均开有与流液孔相接喇叭状的导流部，所述每个导流部均和相邻的导流部相切；减小离合器处于非工作状态时与磁流变液之间的阻力。
优选的，所述输入曲轴右侧设有顶住右圆盘内轴承内环的右凸台，所述端盖上设有顶住右圆盘内轴承外环的右顶圈；
所述输入曲轴左侧设有顶住左圆盘内轴承内环的左凸台，所述左圆盘内的左通孔为台阶孔，所述左通孔的台阶顶住左圆盘内轴承外环；保证输入曲轴能长期稳定的工作。
与现有技术相比，本发明的优点是：利用磁流变液受磁力改变状态的特性，在非工作状态时活塞正常工作，磁流变液不断通过活塞，在处于工作状态时，线圈通电，通过活塞的磁流变液转为固体状态，使活塞两侧的磁流变液不再流通，输入曲杆与推杆卡死，本装置自动化高、可控性好，可以根据需要设置多个活塞和缸体，提高输出轴的扭矩。
附图说明
图1为本发明活塞式磁流变离合器的结构示意图；
图2为图1的A-A音视图；
图3为本发明活塞式磁流变离合器中活塞的结构示意图。
具体实施方式
参阅图1、图2为本发明活塞式磁流变离合器的实施例，活塞式磁流变离合器，包括带有内腔室14的壳体、设置在内腔室14的缸体9、设置在缸体9内的磁流变液13、通过推杆2与缸体9的活塞5相连的输入曲轴11、驱动输入曲轴11转动的电机12、与壳体固定连接的输出轴1；
所述壳体包括左圆盘3、右圆盘7和设置在左圆盘3与右圆盘7之间外壳6，由左圆盘3、右圆盘7和外壳6围成内腔室14，所述内腔室14内设有圆环形的缸体座8，所述缸体座8上开有至少两个设置缸体9的放置孔15，所述左圆盘3的圆心开有左通孔16，所述右圆盘7的圆心开有右通孔17，所述左通孔16和右通孔17内均设有支撑输入曲轴11的轴承18，所述左通孔16外侧由输出轴1封闭，所述右通孔17外侧由端盖10封闭；
所述缸体9的活塞5上开有若干便于磁流变液13流动的流液孔19，所述活塞5内设有使磁流变液13状态改变的线圈4，所述活塞5上的流液孔19内壁设有螺旋线槽，如图3所示，所述活塞5的正面和背面均开有与流液孔19相接喇叭状的导流部20，所述每个导流部20均和相邻的导流部20相切。
所述输入曲轴11右侧设有顶住右圆盘7内轴承18内环的右凸台21，所述端盖10上设有顶住右圆盘7内轴承18外环的右顶圈22；
所述输入曲轴左侧设有顶住左圆盘3内轴承18内环的左凸台23，所述左圆盘3内的左通孔16为台阶孔，所述左通孔的台阶顶住左圆盘3内轴承18外环。
在线圈4没有通电即无磁场的情况下，当电机12带动输入曲轴11旋转，活塞5可以自动在缸体9内运动，磁流变液13可以自由通过流液孔19，此时离合器不工作。
在线圈4通电产生磁场，通过流液孔19的磁流变液13在磁场的作用下，由液体转变为类固体，将流液孔19阻塞，使活塞5两侧的磁流变液13无法流通，活塞5无法继续运动与缸体座8、左圆盘3、输出轴1、右圆盘7、外壳6成为一体，输入曲轴11与推杆2成卡死状态，当输入曲轴11旋转时，输出轴1一同转动，此时离合器处于工作状态。
利用磁流变液13受磁力改变状态的特性，在非工作状态时活塞5正常工作，磁流变液13不断通过活塞5，在处于工作状态时，线圈4通电，通过活塞5的磁流变液13转为固体状态，使活塞5两侧的磁流变液13不再流通，输入曲杆与推杆2卡死，本装置自动化高、可控性好，可以根据需要设置多个活塞5和缸体9，提高输出轴1的扭矩。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (4)

1.活塞式磁流变离合器，其特征在于：包括带有内腔室(14)的壳体、设置在内腔室(14)的缸体(9)、设置在缸体(9)内的磁流变液(13)、通过推杆(2)与缸体(9)的活塞(5)相连的输入曲轴(11)、驱动输入曲轴(11)转动的电机(12)、与壳体固定连接的输出轴(1)；
所述壳体包括左圆盘(3)、右圆盘(7)和设置在左圆盘(3)与右圆盘(7)之间外壳(6)，由左圆盘(3)、右圆盘(7)和外壳(6)围成内腔室(14)，所述内腔室(14)内设有圆环形的缸体座(8)，所述缸体座(8)上开有至少两个设置缸体(9)的放置孔(15)，所述左圆盘(3)的圆心开有左通孔(16)，所述右圆盘(7)的圆心开有右通孔(17)，所述左通孔(16)和右通孔(17)内均设有支撑输入曲轴(11)的轴承(18)，所述左通孔(16)外侧由输出轴(1)封闭，所述右通孔(17)外侧由端盖(10)封闭；
所述缸体(9)的活塞(5)上开有若干便于磁流变液(13)流动的流液孔(19)，所述活塞(5)内设有使磁流变液(13)状态改变的线圈(4)。
2.如权利要求1所述的活塞式磁流变离合器，其特征在于：所述活塞(5)上的流液孔(19)内壁设有螺旋线槽。
3.如权利要求1或2所述的活塞式磁流变离合器，其特征在于：所述活塞(5)的正面和背面均开有与流液孔(19)相接喇叭状的导流部(20)，所述每个导流部(20)均和相邻的导流部(20)相切。
4.如权利要求1所述的活塞式磁流变离合器，其特征在于：所述输入曲轴(11)右侧设有顶住右圆盘(7)内轴承(18)内环的右凸台(21)，所述端盖(10)上设有顶住右圆盘(7)内轴承(18)外环的右顶圈(22)；
所述输入曲轴左侧设有顶住左圆盘(3)内轴承(18)内环的左凸台(23)，所述左圆盘(3)内的左通孔(16)为台阶孔，所述左通孔的台阶顶住左圆盘(3)内轴承(18)外环。
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