CN106949211B - 电磁挤压与磁流变液复合传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁挤压与磁流变液复合传动装置，包括外壳、主动轴、从动轴以及内筒，在外壳的内侧靠近其两端处分别设有一第一励磁线圈；在左壳体与右壳体连接处的内侧绕外壳一周设有数个容置槽，在各容置槽内均设置有一磁流变液挤压装置；所述磁流变液挤压装置包括底座、固定圆筒、衔铁、限位板、复位弹簧以及第二励磁线圈；在衔铁背离复位弹簧的一侧设有一推杆，该推杆的另一端穿过限位板后扩大形成一球头；在内筒上，对应球头设有数个半球形凹槽；所述外壳、内筒以及限位板之间形成磁流变液工作腔，在磁流变液工作腔内填充有磁流变液。本发明结构简单，传动响应快，稳定性高，可靠性高。

Description

电磁挤压与磁流变液复合传动装置

技术领域

本发明涉及一种传动装置，尤其涉及一种电磁挤压与磁流变液复合传动装置。

背景技术

磁流变液是能够在外加磁场作用下，从流体变为类似固体或凝胶状态的两相悬浮液，磁流变液的变化是可逆的，在不加磁场时，它表现为牛顿流体。由于磁流变液在传动方面具有良好的性能，如可实现主从动件间的柔性传动，可实现高灵敏度、高精度、平稳地无级调速，易实现调速过程的遥控和自动控制等，因此近年来对磁流变液在传动方面的应用研究越来越多，如CN102562857A公开的“一种锥形挤压-剪切式磁流变离合器”，它利用线圈产生的磁场对衔铁输出盘的吸引，减小装有磁流变液的工作腔体积，同时对磁流变液产生挤压和剪切力从而传递更大转矩；如CN103109103A公开的“磁流变传动装置”，它在转动体和部件之间设有含有磁流变介质的锐角区域，该锐角区域可承受该磁场产生机构的磁场以便选择性地将这些颗粒链化和/或与 该转动体楔紧或释放；如CN202451656U公 开的“离心式闸块挤压磁流变离合器”，它在装有磁流变液的封闭腔体内的主动套筒上设置 随主动套筒转动而挤压磁流变液的闸块，利用旋转时产生的离心力使闸块与壳体之间产生 挤压从而传递更大转矩。但现有的磁流变驱动反应较慢，并且转矩传递过程中，尤其在温度升高时，稳定性和可靠性较低。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于解决现有传动装置反应慢，稳定性差，可靠性低的问题，提供一种电磁挤压与磁流变液复合传动装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种电磁挤压与磁流变液复合传动装置，包括外壳、主动轴、从动轴以及内筒，所述外壳包括左壳体、右壳体、左端盖和右端盖，所述左壳体的右端和右壳体的左端固定连接在一起，所述左端盖和右端盖分别与左壳体的左端和右壳体的右端固定连接；所述主动轴的右端穿过左端盖后伸入外壳内，并通过轴承同时与左端盖和右端盖转动连接；所述从动轴的左端与右端盖固定连接；所述内筒设于外壳内，并套设在主动轴上，且与主动轴固定连接；其特征在于：在外壳的内侧靠近其两端处分别设有一第一励磁线圈，所述第一励磁线圈的轴心线与外壳的轴心线重合；

在左壳体与右壳体连接处的内侧绕外壳一周设有数个容置槽，所述容置槽与外壳的内腔相连通，在各容置槽内均设置有一磁流变液挤压装置；所述磁流变液挤压装置包括底座、固定圆筒、衔铁、限位板、复位弹簧以及第二励磁线圈；所述底座与固定圆筒的底部固定连接，且固定圆筒的开放端朝向外壳内侧，所述限位板设于固定圆筒的开放端并将固定圆筒的开放端封闭，使固定圆筒内部形成一储液室；在限位板的作用下，底座与容置槽底部紧贴在一起，在限位板上设有数个与储液室相连通的导油孔；所述衔铁设于固定圆筒内，并与固定圆筒滑动相连；在固定圆筒的底部设有一弹簧安装孔，所述复位弹簧位于该弹簧安装孔内，其一端与底座固定连接，另一端与衔铁固定连接，在复位弹簧的作用下，衔铁与固定圆筒底部紧贴；所述第二励磁线圈套设于固定圆筒上，当第二励磁线圈通电时，能够带动衔铁向外壳内侧方向移动；

在衔铁背离复位弹簧的一侧设有一推杆，该推杆的一端与衔铁固定连接，另一端穿过限位板后扩大形成一球头；在内筒上，对应球头设有数个半球形凹槽，且所述半球形凹槽绕内筒一周连续分布；

所述外壳、内筒以及限位板之间形成磁流变液工作腔，在磁流变液工作腔内填充有磁流变液；在左壳体或右壳体上，对应磁流变液工作腔设有一注液螺孔，在该注液螺孔上配合安装有注液螺塞。

进一步地，所述容置槽为4个，并绕外壳内侧一周均匀分布。

进一步地，所述球头顶部到半球形凹槽底部的距离与所述储液室的高度相等。

进一步地，在左端盖与主动轴之间设有毛毡圈。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、当第一励磁线圈和第二励磁线圈不通电时，磁流变液在离心力的作用下被挤入储液室内，从而使工作腔内的磁流变液减少；当第一励磁线圈通电后，能够使磁流变液快速产生磁流变效应；同时，采用两个第一励磁线圈，从而能够快速进行转矩传递，响应速度更快；当第二励磁线圈通电后，带动衔铁向外壳内侧方向移动，从而将储液室内的磁流变液压入磁流变液工作腔内，从而增加磁流变液工作腔内的磁流变液压强，提高磁流变效应的效果，从而增强转矩的传递。

2、当第二励磁线圈通电后，衔铁推动推杆向外壳内侧方向（内筒方向）移动，当推杆的球头进入半球形凹槽后，与内筒之间形成配合，同时配合磁流变效应，从而大大增强转矩传递效果，并保证转矩传递的稳定性和可靠性。

3、当温度升高导致磁流变效应降低是，推杆的球头与半球形凹槽贴合更加，从而使摩擦力增加，从而保证转矩传递的稳定性和可靠性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1沿A—A向的剖视图。

图中：11—左壳体，12—右壳体，13—左端盖，14—右端盖，2—主动轴，3—从动轴，4—内筒，5—第一励磁线圈，61—底座，62—固定圆筒，63—衔铁，64—限位板，65—复位弹簧，66—第二励磁线圈，7—球头，8—磁流变液，9—注液螺塞。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例：参见图1、图2，一种电磁挤压与磁流变液复合传动装置，包括外壳、主动轴2、从动轴3以及内筒4，所述外壳包括左壳体11、右壳体12、左端盖13和右端盖14。所述左壳体11的右端和右壳体12的左端固定连接在一起，所述左端盖13和右端盖14分别与左壳体11的左端和右壳体12的右端固定连接；其中，所述从动轴3与右端盖14一体成型，从而提高外壳的强度和稳定性。所述主动轴2的右端穿过左端盖13后伸入外壳内，并通过轴承同时与左端盖13和右端盖14转动连接；具体实施时，在左端盖13与主动轴2之间设有毛毡圈，从而是外壳的密封性更好。所述从动轴3的左端与右端盖14固定连接；所述内筒4设于外壳内，并套设在主动轴2上，且与主动轴2固定连接。在外壳的内侧靠近其两端处分别设有一第一励磁线圈5，所述第一励磁线圈5的轴心线与外壳的轴心线重合。

在左壳体11与右壳体12连接处的内侧绕外壳一周设有数个容置槽，实际制作是，所述容置槽为4个，并绕外壳内侧一周均匀分布，从而使装置整体稳定性更好。所述容置槽与外壳的内腔相连通，在各容置槽内均设置有一磁流变液挤压装置。所述磁流变液挤压装置包括底座61、固定圆筒62、衔铁63、限位板64、复位弹簧65以及第二励磁线圈66。所述底座61与固定圆筒62的底部固定连接，且固定圆筒62的开放端朝向外壳内侧；所述限位板64设于固定圆筒62的开放端并将固定圆筒62的开放端封闭，使固定圆筒62内部形成一储液室；在限位板64的作用下，底座61与容置槽底部紧贴在一起，在限位板64上设有数个与储液室相连通的导油孔。所述衔铁63设于固定圆筒62内，并与固定圆筒62滑动相连；在固定圆筒62的底部设有一弹簧安装孔，所述复位弹簧65位于该弹簧安装孔内，其一端与底座61固定连接，另一端与衔铁63固定连接，在复位弹簧65的作用下，衔铁63与固定圆筒62底部紧贴。所述第二励磁线圈66套设于固定圆筒62上，当第二励磁线圈66通电时，能够带动衔铁63向外壳内侧方向移动。

在衔铁63背离复位弹簧65的一侧设有一推杆，该推杆的一端与衔铁63固定连接，另一端穿过限位板64后扩大形成一球头7；在内筒4上，对应球头7设有数个半球形凹槽，且所述半球形凹槽绕内筒4一周连续分布；当励磁线圈通电后，球头7能够伸入半球形凹槽内，并与半球形凹槽紧贴。其中，所述球头7顶部到半球形凹槽底部的距离与所述储液室的高度相等，且大于等于半球形凹槽的深度；这样，当励磁线圈未通电时，球头7与半球形凹槽完全脱离，不影响内筒4的转动，且整个传动装置运行的稳定性更好。

所述外壳、内筒4以及限位板64之间形成磁流变液8工作腔，在磁流变液工作腔内填充有磁流变液8；在左壳体11或右壳体12上，对应磁流变液工作腔设有一注液螺孔，在该注液螺孔上配合安装有注液螺塞9。

工作过程中：

当主动轴2转动，第一励磁线圈5和第二励磁线圈66都未通电时，工作腔中的部分磁流变液8在离心力作用下，被挤入储液室，球头7与内筒4的半球形凹槽未接触，靠磁流变液零磁场的粘性转矩不能带动从动装置转动。

当第一励磁线圈5和第二励磁线圈66通电后，衔铁63在电磁力的作用下，把储液室中的磁流变液8挤入工作间隙中，同时也推动球头7与内筒4的凹槽接触；磁流变液8在磁场强度作用下，产生磁流变效应，传动装置依靠磁流变液剪切应力和球头7与半球形凹槽之间的配合共同作用传递转矩，从而带动从动装置转动。

励磁线圈都断电时，衔铁63在复位弹簧65作用下，回复在原先位置，球头7与内筒4的半球形凹槽脱开接触，磁流变液8在离心力作用下，又被挤入储液室内，不再进行转矩传递。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种电磁挤压与磁流变液复合传动装置，包括外壳、主动轴、从动轴以及内筒，所述外壳包括左壳体、右壳体、左端盖和右端盖，所述左壳体的右端和右壳体的左端固定连接在一起，所述左端盖和右端盖分别与左壳体的左端和右壳体的右端固定连接；所述主动轴的右端穿过左端盖后伸入外壳内，并通过轴承同时与左端盖和右端盖转动连接；所述从动轴的左端与右端盖固定连接；所述内筒设于外壳内，并套设在主动轴上，且与主动轴固定连接；其特征在于：在外壳的内侧靠近其两端处分别设有一第一励磁线圈，所述第一励磁线圈的轴心线与外壳的轴心线重合；

在左壳体与右壳体连接处的内侧绕外壳一周设有数个容置槽，所述容置槽与外壳的内腔相连通，在各容置槽内均设置有一磁流变液挤压装置；所述磁流变液挤压装置包括底座、固定圆筒、衔铁、限位板、复位弹簧以及第二励磁线圈；所述底座与固定圆筒的底部固定连接，且固定圆筒的开放端朝向外壳内侧，所述限位板设于固定圆筒的开放端并将固定圆筒的开放端封闭，使固定圆筒内部形成一储液室；在限位板的作用下，底座与容置槽底部紧贴在一起，在限位板上设有数个与储液室相连通的导油孔；所述衔铁设于固定圆筒内，并与固定圆筒滑动相连；在固定圆筒的底部设有一弹簧安装孔，所述复位弹簧位于该弹簧安装孔内，其一端与底座固定连接，另一端与衔铁固定连接，在复位弹簧的作用下，衔铁与固定圆筒底部紧贴；所述第二励磁线圈套设于固定圆筒上，当第二励磁线圈通电时，能够带动衔铁向外壳内侧方向移动；

在衔铁背离复位弹簧的一侧设有一推杆，该推杆的一端与衔铁固定连接，另一端穿过限位板后扩大形成一球头；在内筒上，对应球头设有数个半球形凹槽，且所述半球形凹槽绕内筒一周连续分布；

所述外壳、内筒以及限位板之间形成磁流变液工作腔，在磁流变液工作腔内填充有磁流变液；在左壳体或右壳体上，对应磁流变液工作腔设有一注液螺孔，在该注液螺孔上配合安装有注液螺塞。

2.根据权利要求1所述的电磁挤压与磁流变液复合传动装置，其特征在于：所述容置槽为4个，并绕外壳内侧一周均匀分布。

3.根据权利要求1所述的电磁挤压与磁流变液复合传动装置，其特征在于：所述球头顶部到半球形凹槽底部的距离与所述储液室的高度相等。

4.根据权利要求1所述的电磁挤压与磁流变液复合传动装置，其特征在于：在左端盖与主动轴之间设有毛毡圈。