CN104019153A - 连通磁流变离合器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了连通磁流变离合器，包括内设空腔的壳体、与壳体一端转动连接输入轴、与壳体另一端固定连接的输出轴，所述输入轴伸入空腔内的一端中左部设有至少两根沿径向凸出的左凸条和右凸条，所述左凸条和右凸条沿输入轴外圆交错设置；所述壳体包括左盘、左极、右极和右盘固定为一体，所述左极和右极之间开有设置线圈的环槽，所述左极和右极上开连通的U形槽，U形槽两端分别设有活塞，所述两个活塞之间设有磁流变液。本发明的优点是：在磁流变液受线圈磁场作用变为固态后，通过活塞与输入轴上凸条的作用使整个壳体和输出轴转动，可以根据负载的情况设定多个U形槽来提高输出的扭矩，自动化程度高，可靠性高离合器控制简单可靠。

Description

连通磁流变离合器
技术领域
本发明涉及连通磁流变离合器。
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连通磁流变离合器，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：连通磁流变离合器，包括内设空腔的壳体、与壳体一端转动连接且一端伸入空腔内的输入轴、与壳体另一端固定连接的输出轴，所述输入轴伸入空腔内的一端中左部设有至少两根沿径向凸出的左凸条，所述输入轴伸入空腔内的一端中右部设有至少两根沿径向凸出的右凸条，所述左凸条和右凸条沿输入轴外圆交错设置；
所述壳体包括与输入轴转动连接的左盘、与输出轴固定连接的右盘、并列设置在左盘和右盘之间的左极和右极，所述左极和右极为圆环形，所述左盘、左极、右极和右盘固定为一体，所述左极和右极之间开有设置线圈的环槽，所述左极上开有至少一个横截面为L形的左槽，每个所述左槽内设有与输入轴伸入空腔内的一端中左部接触的左活塞，所述右极上开有与左槽数量相等且横截面为反L形的右槽，每个所述右槽内设有与输入轴伸入空腔内的一端中右部接触的右活塞，所述左槽与右槽连通形成U形槽，所述左活塞与右活塞之间的U形槽内设有磁流变液。
优选的，所述左凸条和右凸条横截面一致，同为半圆形或者三角形或者四边形；在离合器处于非工作状态时，便于触动活塞往复运动，不会卡死，离合器处于工作状态时，又能够给活塞足够的推动力。
优选的，所述输入轴与左盘之间通过左轴承连接，所述输入轴位于空腔内的部分设有卡住左轴承内圈的台阶，所述左盘上还设有封住左轴承的端盖，所述端盖上设有卡住左轴承外圈的凸圈；所述输入轴的一端还与右盘通过右轴承转动连接；便于输入轴的固定，使其能长期稳定的工作。
与现有技术相比，本发明的优点是：本装置利用U形槽连通来控制两个活塞的运动，在磁流变液受线圈磁场作用变为固态后，通过活塞与输入轴上凸条的作用使整个壳体和输出轴转动，可以根据负载的情况设定多个U形槽来提高输出的扭矩，自动化程度高，可靠性高离合器控制简单可靠。
附图说明
图1为本发明连通磁流变离合器的结构示意图；
图2为图1中A-A剖视图离合器处于非工作状态时的示意图；
图3为图1中A-A剖视图离合器处于工作状态时的示意图。
具体实施方式
参阅图1为本发明连通磁流变离合器的实施例，连通磁流变离合器，包括内设空腔19的壳体、与壳体一端转动连接且一端伸入空腔19内的输入轴1、与壳体另一端固定连接的输出轴12，所述输入轴1伸入空腔19内的一端中左部设有至少两根沿径向凸出的左凸条15，所述输入轴1伸入空腔19内的一端中右部设有至少两根沿径向凸出的右凸条16，所述左凸条15和右凸条16沿输入轴1外圆交错设置；所述左凸条15和右凸条16横截面一致，同为半圆形或者三角形或者四边形。
所述壳体包括与输入轴1转动连接的左盘4、与输出轴12固定连接的右盘7、并列设置在左盘4和右盘7之间的左极5和右极6，所述左极5和右极6为圆环形，所述左盘4、左极5、右极6和右盘7固定为一体，所述左极5和右极6之间开有设置线圈13的环槽20，所述左极5上开有至少一个横截面为L形的左槽21，每个所述左槽21内设有与输入轴1伸入空腔19内的一端中左部接触的左活塞3，所述右极6上开有与左槽21数量相等且横截面为反L形的右槽22，每个所述右槽22内设有与输入轴1伸入空腔19内的一端中右部接触的右活塞10，所述左槽21与右槽22连通形成U形槽23，所述左活塞3与右活塞10之间的U形槽23内设有磁流变液9。
所述输入轴1与左盘4之间通过左轴承24连接，所述输入轴1位于空腔19内的部分设有卡住左轴承24内圈的台阶26，所述左盘4上还设有封住左轴承24的端盖2，所述端盖2上设有卡住左轴承24外圈的凸圈27；所述输入轴1的一端还与右盘7通过右轴承25转动连接。
如图2所示，线圈13在没有通电即无磁场的情况下，磁流变液9为液态，当左凸条15与左活塞3接触时，左活塞3在左凸条15的作用下推动U形槽23内的磁流变液9，因液体不可压缩性，右活塞10在磁流变液9的作用下向下伸出，相邻两个右凸条16之间的凹谷深度要大于或等于右活塞10向下伸出的长度。相反当右活塞10在右凸条16作用下使左活塞3向下运动，周而复始，离合器处于非工作状态。
如图3所示，在线圈13通电产生磁场后，U形槽23内的磁流变液9受磁场作用，由液态瞬间变为类固态，将U形槽23阻塞，此时左右活塞10停止运动，活塞处于卡死状态，左凸条15将顶着左活塞3或者右凸条16顶着右凸条16带动壳体转动，从而使输出轴12开始转动。
本装置利用U形槽23连通来控制两个活塞的运动，在磁流变液9受线圈13磁场作用变为固态后，通过活塞与输入轴1上凸条的作用使整个壳体和输出轴12转动，可以根据负载的情况设定多个U形槽23来提高输出的扭矩，自动化程度高，可靠性高离合器控制简单可靠。
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 (3)

1.连通磁流变离合器，其特征在于：包括内设空腔(19)的壳体、与壳体一端转动连接且一端伸入空腔(19)内的输入轴(1)、与壳体另一端固定连接的输出轴(12)，所述输入轴(1)伸入空腔(19)内的一端中左部设有至少两根沿径向凸出的左凸条(15)，所述输入轴(1)伸入空腔(19)内的一端中右部设有至少两根沿径向凸出的右凸条(16)，所述左凸条(15)和右凸条(16)沿输入轴(1)外圆交错设置；
所述壳体包括与输入轴(1)转动连接的左盘(4)、与输出轴(12)固定连接的右盘(7)、并列设置在左盘(4)和右盘(7)之间的左极(5)和右极(6)，所述左极(5)和右极(6)为圆环形，所述左盘(4)、左极(5)、右极(6)和右盘(7)固定为一体，所述左极(5)和右极(6)之间开有设置线圈(13)的环槽(20)，所述左极(5)上开有至少一个横截面为L形的左槽(21)，每个所述左槽(21)内设有与输入轴(1)伸入空腔(19)内的一端中左部接触的左活塞(3)，所述右极(6)上开有与左槽(21)数量相等且横截面为反L形的右槽(22)，每个所述右槽(22)内设有与输入轴(1)伸入空腔(19)内的一端中右部接触的右活塞(10)，所述左槽(21)与右槽(22)连通形成U形槽(23)，所述左活塞(3)与右活塞(10)之间的U形槽(23)内设有磁流变液(9)。
2.如权利要求1所述的连通磁流变离合器，其特征在于：所述左凸条(15)和右凸条(16)横截面一致，同为半圆形或者三角形或者四边形。
3.如权利要求1所述的连通磁流变离合器，其特征在于：所述输入轴(1)与左盘(4)之间通过左轴承(24)连接，所述输入轴(1)位于空腔(19)内的部分设有卡住左轴承(24)内圈的台阶(26)，所述左盘(4)上还设有封住左轴承(24)的端盖(2)，所述端盖(2)上设有卡住左轴承(24)外圈的凸圈(27)；所述输入轴(1)的一端还与右盘(7)通过右轴承(25)转动连接。
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