CN110486408B - 电流变阻尼电极结构、电流变阻尼器及电流变式离合器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及阻尼器技术领域，具体提供了一种电流变阻尼电极结构、电流变阻尼器及电流变式离合器。电极结构包括至少一电极对，所述电极对包括极性相反的第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极的表面相对设置，且所述第一电极和所述第二电极的表面的形心的连线在电流变液的流动方向具有第一投影分量，在垂直于所述流动方向的平面上具有相互垂直的第二投影分量和第三投影分量。从而第一电极和第二电极通电后产生三维电场，相较现有阻尼器的一维和二维电场，对电流变液的控制效果更好，尤其在负载高速冲击时，对电流变液的三维运动状态控制能力更高，从而实现更大阻尼调节区间，提高阻尼器的调节能力。

Description

电流变阻尼电极结构、电流变阻尼器及电流变式离合器

技术领域

本发明涉及阻尼器技术领域，具体涉及一种电流变阻尼电极结构、电流变阻尼器及电流变式离合器。

背景技术

电流变阻尼缓冲器是指以智能材料电流变液为阻尼介质，通过施加控制电场改变电流变液表观粘度和屈服应力的阻尼缓冲器。与传统液压阻尼缓冲器相比，由于电流变阻尼缓冲器可由外加电场控制，具有更为宽泛的阻尼调节特性，且可根据负载情况实时调整阻尼性能，因此电流变阻尼缓冲器广泛应用于机械、建筑等领域。

电流变阻尼缓冲器一般可分为平行板状电极结构和同心圆柱状电极结构两种，但是这两种电极结构的电流变阻尼缓冲器只能提供与电流变液流动方向垂直的一维控制电场。而在电流变阻尼调节时，当电场强度与电流变液流动方向相同时，电场对电流变液的控制效率更高，因此在使用现有的垂直电场的电流变阻尼器时，当负载冲击速度增加，电流变液的剪切速率提高时，电流变阻尼调节区间变小、调节能力降低，直至丧失电流变阻尼调节能力。为解决上述问题，公开号为CN1694338A的中国专利申请提供了一种具有平行场电极结构的电流变阻尼器，该阻尼器的正负电极平行设置可提供二维正交的控制电场，即具有平行于电流变液的运动方向的电场分量和垂直于电流变液运动方向的电场分量，从而扩大电流变阻尼缓冲器在大剪切速率下的电流变阻尼调节区间，提高电流变阻尼调节能力。

但是电流变阻尼缓冲器在实际使用中，在负载高速冲击作用下，电流变液不再是层流运动，其运动状态难以用二维向量进行表示，因此采用二维电场强度分量来控制电流变液的三维运动，显然缺少足够的控制能力。因此导致上述平行电极结构的阻尼器在实际使用过程中对电流变液的调节有限，难以实现大剪切速率区间控制电场对电流变阻尼的调节。

发明内容

为解决现有的电流变阻尼器的电场结构在大剪切速率区间难以对电流变阻尼进行有效调节的技术问题，本发明提供了一种具有三维正交电场分量，从而实现对电流变阻尼有效调节的电流变阻尼电极结构、及具有该电极结构的电流变阻尼器和电流变式离合器。

第一方面，本发明提供了一种电流变阻尼电极结构，

包括至少一电极对，所述电极对包括极性相反的第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极的表面相对设置，且所述第一电极和所述第二电极的表面的形心的连线在电流变液的流动方向具有第一投影分量，在垂直于所述流动方向的平面上具有相互垂直的第二投影分量和第三投影分量。

在一些实施方式中，所述的电流变阻尼电极结构，还包括：

第一基板，表面设有若干所述第一电极；

第二基板，表面设有与所述第一电极数量相同的所述第二电极，所述若干第一电极和所述若干第二电极形成若干所述电极对。

在一些实施方式中，若干所述第一电极在所述第一基板表面依次间隔设置，若干所述第二电极在所述第二基板表面依次间隔设置，所述第一电极在所述第二基板上的投影与所述第二电极依次间错排列。

在一些实施方式中，所述第一电极与所述第二电极为矩形且大小相同，若干所述第一电极在所述第一基板的第一方向和第二方向上均匀排列，若干所述第二电极在所述第二基板的第一方向和第二方向上均匀排列，所述第一方向和所述第二方向垂直。

在一些实施方式中，所述第一电极在所述第二基板上的投影与所述第二电极在第一方向和/或第二方向上具有偏移距离，所述偏移距离小于相邻两所述第二电极在相同方向上的间隔。

在一些实施方式中，还包括至少一第一电极层和至少一第二电极层，所述第一电极层和所述第二电极层中部开设有供电流变液轴向流动的通道，所述第一电极层和所述第二电极层沿轴向依次并列设置；

沿所述第一电极层内壁的周向依次间隔设有若干第一突出部，所述第一突出部的端面形成所述第一电极的表面，沿所述第二电极层内壁的周向依次间隔设有若干第二突出部，所述第二突出部的端面形成所述第二电极的表面，所述第一突出部在所述轴向的投影与所述第二突出部偏移设置，分别位于所述第一电极层的轴线两侧且相对的一所述第一电极和一所述第二电极形成一所述电极对。

在一些实施方式中，所述第一电极层为圆环板状结构，其中部形成圆柱状的所述通道，若干所述第一突出部在所述第一电极层的内壁沿圆周方向依次均匀间隔设置，所述第二电极层与所述第一电极层形状相同。

在一些实施方式中，所述第一突出部在所述轴向的投影与所述第二突出部具有偏移角α，相邻两第二突出部的夹角为θ，

在一些实施方式中，所述第一电极层和所述第二电极层之间设有第一绝缘层，相邻两所述第一突出部之间和相邻两所述第二突出部之间设有第二绝缘层。

在一些实施方式中，所述第一电极层、所述第二电极层、以及所述第一绝缘层的端面上开设有若干装配孔，且所述第一电极层的外周设有第一电极接耳，所述第二电极层的外周设有第二电极接耳。

在一些实施方式中，所述的电流变阻尼电极结构，还包括：

至少一第一基层，为圆环板状结构；

至少一第二基层，同心套设于所述第一基层内，所述第一基层与所述第二基层之间形成供电流变液流动的流道，沿所述第一基层内壁的周向依次间隔设有若干所述第一电极，沿所述第二基层外壁的周向依次间隔设有与所述第一电极数量相同的所述第二电极，在垂直于所述轴向方向上，所述第一基层与所述第二基层不共面，且在所述第一基层的径向方向上，所述第一电极与所述第二电极偏移设置。

第二方面，本发明提供了一种电流变阻尼器，包括根据第一方面中任一实施方式所述的电流变阻尼电极结构。

第三方面，本发明还提供了一种电流变式离合器，其特征在于，包括上述的电流变电极结构，所述第一基层或所述第二基层可受驱动地绕轴向转动，所述电流变液沿流道周向流动，所述第一电极和所述第二电极的表面的形心的连线在电流变液的流动方向上具有所述第一投影分量，在沿所述第一基层的轴向和径向分别具有所述第二投影分量和所述第三投影分量。

本发明的技术方案，具有如下有益效果：

1)本发明提供的电流变阻尼电极结构，包括至少一电极对，电极对包括极性相反的第一电极和第二电极，即阳极和阴极，第一电极和第二电极的表面相对设置从而在通电时可产生电场，第一电极和第二电极的表面的形心的连线在电流变液的流动方向具有第一投影分量，在垂直于流动方向的平面上具有相互垂直的第二投影分量和第三投影分量，即两个电极的形心的连线在以电流变液流动方向为轴的三维正交坐标系中具有三个分量，从而第一电极和第二电极通电后在相同坐标系内产生三维电场，相较现有阻尼器的一维和二维电场，对电流变液的控制效果更好，尤其在负载高速冲击时，对电流变液的三维运动状态控制能力更高，从而实现更大阻尼调节区间，提高阻尼器的调节能力。

2)本发明提供的电流变阻尼电极结构，为平行板状电极结构，具体包括第一基板和第二基板，若干第一电极在第一基板表面依次间隔设置，若干第二电极在第二基板表面依次间隔设置，第一基板与第二基板相对设置时，第一电极在第二基板上的投影与第二电极依次间错排列，从而在第一电极和第二电极形成的电极对通电时，两个电极之间产生具有三维正交分量的电场，而现有的平行板状电极只能产生一维电场，相较之下，本发明的电极结构对电流变液的控制能力更好。第一电极在第二基板上的投影与第二电极在第一方向和/或第二方向上具有偏移距离，且偏移距离小于相邻两第二电极在相同方向上的间隔，保证在若干第一电极和若干第二电极形成的周期性结构中，第二电极不进入下一周期的间隔结构。

3)本发明提供的电流变阻尼电极结构，包括至少一第一电极层和至少一第二电极层，第一电极层和第二电极层中部开设有供电流变液轴向流动的通道，第一电极层和第二电极层沿轴向并列设置，沿第一电极层内壁的周向依次间隔设有若干第一突出部，沿第二电极层内壁的周向依次间隔设有若干第二突出部，第一突出部和第二突出部的端面形成第一电极和第二电极的表面，第一突出部在轴向的投影与第二突出部偏移设置，即第一电极和第二电极的中线具有偏移角度，分别位于轴线两侧且相对的第一电极和第二电极形成一电极对，从而在通电时，相对的第一电极和第二电极之间形成三维电场，三维电场的三个分量分别为沿电流变液流动方向(即轴向)的第一分量、沿第一电极层径向的第二分量、及沿周向的第三分量，三维电场对电流变液在高负载流动状态下控制效果更好。第一突出部在轴向的投影与第二突出部具有偏移角α，相邻两第二突出部的夹角为θ，

从而在若干第一电极和若干第二电极形成的周期性结构中，第二电极设置的位置不进入下一周期的间隔结构中。

4)本发明提供的电流变阻尼电极结构，还包括至少一第一基层和至少一第二基层，第一基层为圆环板状结构，第二基层套设于第一基层的圆环孔内，第一基层与第二基层之间形成供电流变液轴向流动的流道，沿第一集成内壁的轴向依次间隔设有若干第一电极，沿第二基层外壁的周向依次间隔设有与第一电极数量相同的第二电极，在垂直于轴向方向上，第一基层与第二基层不同面，从而在通电状态下，第一电极与第二电极产生的电场具有沿液体流动方向的第一分量和径向的第二分量，且在第一基层径向方向上，第一电极与第二电极偏移设置，使得电场还具有沿周向切线方向上的第三分量，形成三维电场。

5)本发明提供的电流变阻尼器，包括上述的电流变阻尼电极结构，从而形成三维电场，电流变液控制效果更好，具有上述有益效果。

6)本发明提供的电流变式离合器，包括上述的电流变阻尼电极结构，因此具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明一些实施方式中电极结构的第一基板的结构示意图。

图2是根据本发明一些实施方式中电极结构的第二基板的结构示意图。

图3是根据本发明一些实施方式中电极结构的第一基板与第二基板的位置关系示意图。

图4是根据本发明另一些实施方式中电极结构的第一基板与第二基板的位置关系示意图。

图5是根据本发明再一些实施方式中第一电极层的结构示意图。

图6是根据本发明再一些实施方式中第一电极层和第二电极层的位置关系示意图。

图7是根据本发明再一些实施方式中电极结构的示意图。

图8是根据本发明再一些实施方式中电极结构的装配结构图。

图9是根据本发明又一些实施方式中第一基层的结构示意图。

图10是根据本发明又一些实施方式中第二基层的结构示意图。

图11是根据本发明又一些实施方式中第二基层的装配结构示意图。

图12是根据本发明又一些实施方式中第一基层的装配结构示意图。

图13是根据本发明又一些实施方式中电极结构的装配结构图。

附图标记说明：

1-第一基板；10-第一电极；2-第二基板；20-第二电极；21-第二电极在第一基板上的投影；3-第一电极层；31-装配孔；32-第一突出部；4-第二电极层；5-第一绝缘层；6-第二绝缘层；7-第一基层；8-第二基层。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施例，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

需要说明的是，电流变(ER)液是由高介电常数的微、纳米颗粒分散在低介电常数的绝缘溶剂中形成的混合液体，电流变液在外加电场作用下可以在瞬时使固体颗粒极化而互相作用，沿电场方向形成链状或者柱状结构，从而使液体表现为具有一定屈服应力的类似固体的本构状态，使表观粘度增大几个数量级，这种使流体改变状态的效应叫做电流变效应。由于固体颗粒在电场作用下形成平行于电场线的结构，因此可知，当电场方向与电流变液流动方向平行时，电场对电流变液的控制效率更高，因此现有电流变阻尼的电极结构在液体的流动方向提供电场分量，提高电流变液控制能力。但是经过发明人研究发现，当电流变液在负载高速冲击作用下，电流变液的运动状态不再是层流运动，其内部颗粒形成的结构为三维运动状态，因此现有技术中的电场对电流变液高速冲击下缺乏控制能力，无论一维还是二维电场均难以实现大剪切速率区间对电流变液的调节。

正是基于上述，本发明提供了一种电流变阻尼电极结构，包括至少一电极对，电极对包括极性相反的第一电极和第二电极，第一电极和第二电极的表面相对设置，从而在通电状态下产生控制电场。需要说明的是，第一电极和第二电极接直流电或者交流电均可，本发明对此不作限制。第一电极和第二电极的表面的形心的连线在电流变液的流动方向具有第一投影分量，在垂直于流动方向的平面上具有相互垂直的第二投影分量和第三投影分量。第一电极和第二电极形成具有三维正交电场分量的空间结构，从而在电流变液以大剪切速率运动的条件下，确保电流变液在每一个速度分量的方向上都有一个对应的电场强度分量与其相对应，达到电场对电流变液三维运动状态的有效控制，实现大剪切速率区间控制电场对电流变阻尼的有效调节。

第一方面，图1至3中示出了根据本发明一些实施方式中的电极结构，在这些实施方式中，电极结构为平行板结构，平行板电极是指平行相对设置的阳极板和阴极板，电流变液位于二者之间，阳极板和阴极板通电产生电场控制电流变液。

如图1至3所示，本发明的电极结构包括了第一基板1和第二基板2，第一基板1的表面上设置有若干均匀间隔排列的第一电极10，第二基板2的表面上均匀间隔设置有与第一电极10数量相同的第二电极20，第一电极10和第二电极20极性相反，本发明对此不作限制。在本实施方式中，第一电极10和第二电极20采用相同大小和形状的矩形电极结构，需要说明的是，电极的结构形状还可以是其他任何适于实施的结构，例如圆形、环形、圆角矩形、菱形等，本发明对此不作限制。第一基板1和第二基板2相对平行设置，一第一电极10与相对的一第二电极20形成一电极对，即第一基板1上的若干第一电极10与第二基板2上的若干第二电极20形成若干电极对。

如图1所示，在第一基板1与第二基板2相对设置时，每一电极对的第一电极10和第二电极20错位设置，图1中的虚线框表示第二电极20在第一基板1上的投影，由图可知，投影21与第一电极10依次间错排列，且投影21的位置与第一电极10具有横向和纵向的偏移，即投影21的中线与第一电极10的中线不共线。由此结构，可对电场进行分析，为便于理解，以图1中横向为x方向，纵向为y方向，垂直于纸面的方向为z方向，同时假设电流变液的主流动方向为x方向，在第一电极10和第二电极20产生的电场中，对电场线(虚拟未示出)在xyz坐标系投影即可知，其势必具有沿x方向的电场分量、沿y方向的电场分量、以及沿z方向的电场分量，即第一电极10和第二电极20在xyz三维坐标系下形成三维电场，从而可实现对电流变液三维运动状态的控制。

如图3所示，在本实施方式中，第二电极20在第一基板1上的投影在x方向和y方向均有偏移距离，偏移距离小于相邻两第一电极10在x方向和y方向的间隔距离。如图所示，投影21在x方向的偏移量为x₀，相邻两第一电极10在x方向的间隔距离为x₁,优选地，0＜x₀＜x₁。同理，投影21在y方向的偏移量为y₀，相邻两第一电极10在y方向的间隔距离为y₁,优选地，0＜y₀＜y₁。

图4示出了区别于上述实施方式的平行板电极结构，可作为上述实施方式的替代实施方式，在图4所示实施方式中，第二电极20在第一基板1上的投影21相对于第一电极10仅具有y方向的偏移，由上述分析可知，本实施方式的电极结构同样可以产生在xyz坐标系下的三维电场，在此不再赘述。优选地，投影21在y方向的偏移量为y₀，相邻两第一电极10在y方向的间隔距离为y₁，0＜y₀＜y₁。需要说明的是，上述x、y方向仅用于对本发明实施例进行说明，并不限制电极的位置结构，只要使得电极对产生沿电流变液主流动方向的电场分量、和垂直于主流动方向且相互垂直的两个电场分量，第一电极10和第二电极20的结构还可以采用其他任何适于实施的形式。

需要说明的是，在上述实施方式中，若干第一电极和若干第二电极在基板上均匀分布，然而本领域技术人员应当理解，在其他可替代实施方式中，第一电极和第二电极也可设置为非均匀分布的结构，非均匀分布结构不会影响三维电场的产生，并且这种分布方式会针对一些负载情况下有更好的应用，本发明电极的分布结构不作限制。

第二方面，本发明还提供了一种电流变液阻尼器，电流变液阻尼器是以上述电流变效应为原理作为阻尼调节的缓冲器，在一些实施方式中，本发明的电流变液阻尼器采用第一方面任一实施方式中的电极结构，从而产生三维电场，实现在大剪切速率区间对电流变阻尼的有效调节。

第三方面，图5至图8示出了本发明另一些实施方式中的电极结构，在这些实施方式中，电极结构为圆柱式电极结构。

如图5至8所示，电极结构包括第一电极层3和第二电极层4，在本实施方式中，第一电极层3和第二电极层4结构相同，因此以图5中第一电极层3为例进行说明。如图5所示，第一电极层3为类似圆环内齿圈的形状，其圆环状的中部为电流变液的流动通道，电流变液的主流动方向沿第一电极层3的轴向流动。第一电极层3的内壁上沿周向依次均匀间隔设有第一突出部32，第一突出部32可为阶梯状的凸台，凸台朝向圆心的端面形成第一电极10。在本实施方式中，第二电极层4的形状及结构与第一电极层3相同，区别在于第二电极层4的内壁上沿周向依次均匀间隔设有第二突出部，第二突出部朝向圆心的端面形成第二电极20。

如图6所示，第一电极层3和第二电极层4沿轴向并列设置，使得第一电极10和第二电极20在轴向上位于不同平面，同时，第一突出部32在沿轴向的投影与第二突出部具有偏移角，例如在图6所示位置，第一突出部32正对相邻两第二突出部之间的凹陷位置，分别位于圆环轴线两侧且相对的一第一电极10和第二电极20形成一电极对。基于上述结构，以圆环形状的径向为x方向，切向为y方向，电流变液的主流动方向(即轴线方向)为z方向建立xyz三维极坐标系，对电极对形成的电场在xyz三维极坐标系进行投影，电场的电场线(虚拟未示出)势必具有位于x方向的电场分量、位于y方向的电场分量、以及位于z方向上的电场分量，即第一电极10和第二电极20在xyz三维极坐标下形成三维电场，从而可实现对电流变液三维运动状态的控制。

在一些实施方式中，第一突出部32在轴向的投影的中线与第二突出部的中线具有偏移角α，相邻两第二突出部的中线的夹角为θ，优选地，

上述为本发明一些较为优选的实施方式，需要说明的是，在上述公开的基础上，本发明还可以有其它结构的环形电极结构。例如在一些替代实施方式中，第一电极层和第二电极层的形状不局限于圆环状，还可以是矩形环、菱形环等任何适于实施的形状。第一突出部和第二突出部也不局限于对称开设的阶梯凸台结构，其它任何适于实施的非对称结构也可实现本发明原理，因此本发明在一些替代实施方式中对此不作限制。

第四方面，图7、图8中示出了本发明提供的一种电流变阻尼器的结构，在该阻尼器中，采用第三方面任一实施方式中的圆环状电极结构，第一电极层3和第二电极层4之间设置有第一绝缘层5，第一绝缘层5的作用是对同一侧邻近的第一电极10和第二电极20之间绝缘，防止不同极性电极间短路或者击穿，因此在一些优选实施方式中，第一绝缘层5在设置时，其内圈的直径应最大不能超过第一电极层3或第二电极层4的内圈的直径。同时在相邻两第一突出部、相邻两第二突出部之间还设置有第二绝缘层6，第一绝缘层5和第二绝缘层6均采用绝缘材料制成。需要说明的是，设置第二绝缘层6可在一定程度上节省电流变液，在一些实施方式中，第二绝缘层6也可不设置，由电流变液填充突出部之间的凹陷位置。

在一些实施方式中，阻尼器不局限设置为一对第一电极层3和第二电极层4，还可根据需要设置为多组电极结构，即第一电极层3、第一绝缘层5、第二电极层4、第一绝缘层5依次循环交替设置。多个第一电极层3的外周设有第一电极接耳，多个第二电极层4的外周设有第二电极接耳，第一电极接耳和第二电极接耳通入直流电或交流电均可。且第一电极层3、第二电极层4和第一绝缘层5的端面上开设有若干装配孔31，多层结构通过装配孔固定安装在一起。同时在具体实施中，阻尼器具有多个可调参数，通过这些可调参数，本领域技术人员可实现对不同使用环境下电场的控制调整。例如：第一电极10和第二电极20之间的偏移角α，第一电极层3与第二电极层4之间的电极间距、第一突出部32和第二突出部的电极对数、第一突出部32和第二突出部沿圆周方向的电极长度、沿轴向的电极厚度等，本领域技术人员在具体设置时，可根据具体的使用环境对上述参数进行调整，在本发明上述公开的基础上，通过有限次试验即可获得满足需求的电极结构，本发明在此不再赘述。

第五方面，图9至13中示出了本发明再一些实施方式中的电极结构，在这些实施方式中，电极结构为同心圆柱状电极，电流变液位于内外电极之间。

如图9所示，电极结构包括第一基层7，第一基层7结构与上述实施方式中第一电极层3结构类似，第一基层7为圆环状结构，其圆环的中部为电流变液流道的流道，电流变液的主流动方向沿第一基层7的轴向流动。第一基层7的内壁上沿周向依次均匀间隔设有若干第一电极10。如图10所示，电极结构还包括第二基层8，第二基层8大致为圆形板状，其外壁上沿周向依次间隔设有与第一电极10数量相同的第二电极20。在电极结构装配时，第二基层8同轴套设于第一基层7的内部，两者之间形成供电流变液流动的空间，且在轴向方向上，第一基层7和第二基层8不共面，从而使得第一电极10与第二电极20在轴向具有高度差，同时在径向方向上，第一电极10的中线与第二电极20的中线具有偏移角。

在本实施方式中，以圆柱形状的径向为x方向，切向为y方向，电流变液的主流动方向(即轴线方向)为z方向建立xyz三维极坐标系，对第一电极10和第二电极20形成的电场在xyz三维极坐标系进行投影，电场的电场线(虚拟未示出)势必具有位于x方向的电场分量、位于y方向的电场分量、以及位于z方向上的电场分量，即第一电极10和第二电极20在xyz三维极坐标下形成三维电场，从而可实现对电流变液三维运动状态的控制。

优选地，第一电极10在轴向的投影的中线与第二电极20的中线具有偏移角α，相邻两第二电极20的中线的夹角为θ，优选地，

在一些实施方式中，可包括多组第一基层7和第二基层8，如图11和图12所示，第二基层8在轴向依次设置多个，且相邻两第二基层8之间设置第一绝缘层5隔离。同理，第一基层7也相应在轴向依次设置相同数量，相邻两第一基层7之间设置第一绝缘层5隔离。装配后结构如图13所示，每一组的第一基层7和第二基层8在轴向上位于不同高度，从而多层第一基层7与多层第二基层8形成多个复合的三维电场对电流变液进行控制。多层第一基层7和多层第二基层8以及第一绝缘层5可通过装配孔固定装配。

需要说明的是，在一些实施方式中，多个第一基层7的电性可设置为同性，而多个第二基层8的电性设置为同性。在另一些实施方式中，多个第一基层7的电性可依次交错设置，同时对应的内部的多个第二基层8的电性相应依次交错设置。这些实施方式均可实现本发明电极结构，因此对此不作限制。例如在图13所示的实施方式中，外侧的多层第一基层7的电性依次交错设置，具有第一极性的第一基层外壁设置第一电极接耳，而具有第二极性的第一基层外壁设置第二电极结构，内侧的多层第二基层8的电性对应交错设置，在此不再赘述。

第六方面，本发明提供了一种电流变阻尼器的结构，在该阻尼器中，采用第五方面任一实施方式中的同心圆柱状电极结构，其工作原理与上述相同，本领域技术人员在上述公开的基础上结合现有技术可以实现，在此不再赘述。

第七方面，本发明还提供了一种电流变式离合器，该离合器采用第五方面任一实施方式中的同心圆柱状电极结构，第一基层或第二基层可受驱动地绕轴向转动。电流变式离合器是指通过电场控制电流变液表观粘度和屈服应力从而实现扭矩传递。如图13所示，在一些实施方式中，例如内部的第二基层8采用联轴器连接主动轴，在主动轴驱动下转动，在施加电场的情况下，位于第二基层8和第一基层7之间的电流变液表观粘度和屈服应力增加，电流变液趋近于固体，从而传递扭矩至外部的第一基层7上，带动第一基层7转动，通过改变电场特性，即可实现不同的扭矩传递。本发明的电流变式离合器采用三维电场结构，对电流变液的控制效果更好，从而可实现大剪切速率区间的电流变阻尼的调节，使得离合器调节效果更好。

显然，上述实施方式仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种电流变阻尼电极结构，其特征在于，

包括至少一电极对，所述电极对包括极性相反的第一电极(10)和第二电极(20)，所述第一电极(10)和所述第二电极(20)的表面相对设置，且所述第一电极(10)和所述第二电极(20)的表面的形心的连线在电流变液的流动方向具有第一投影分量，在垂直于所述流动方向的平面上具有相互垂直的第二投影分量和第三投影分量；

还包括至少一第一电极层(3)和至少一第二电极层(4)，所述第一电极层(3)和所述第二电极层(4)中部开设有供电流变液轴向流动的通道，所述第一电极层(3)和所述第二电极层(4)沿轴向并列设置；

沿所述第一电极层(3)内壁的周向依次间隔设有若干第一突出部(32)，所述第一突出部(32)的端面形成所述第一电极(10)的表面，沿所述第二电极层(4)内壁的周向依次间隔设有若干第二突出部，所述第二突出部的端面形成所述第二电极(20)的表面，所述第一突出部(32)在所述轴向的投影与所述第二突出部偏移设置，分别位于所述第一电极层(3)的轴线两侧且相对的一所述第一电极(10)和一所述第二电极(20)形成一所述电极对。

2.根据权利要求1所述的电流变阻尼电极结构，其特征在于，还包括：

第一基板(1)，表面设有若干所述第一电极(10)；

第二基板(2)，表面设有与所述第一电极(10)数量相同的所述第二电极(20)，若干所述第一电极(10)和若干所述第二电极(20)形成若干所述电极对。

3.根据权利要求2所述的电流变阻尼电极结构，其特征在于，

若干所述第一电极(10)在所述第一基板(1)表面依次间隔设置，若干所述第二电极(20)在所述第二基板(2)表面依次间隔设置，所述第一电极(10)在所述第二基板(2)上的投影与所述第二电极(20)依次间错排列。

4.根据权利要求3所述的电流变阻尼电极结构，其特征在于，

所述第一电极(10)与所述第二电极(20)为矩形且大小相同，若干所述第一电极(10)在所述第一基板(1)的第一方向和第二方向上均匀排列，若干所述第二电极(20)在所述第二基板(2)的第一方向和第二方向上均匀排列，所述第一方向和所述第二方向垂直。

5.根据权利要求4所述的电流变阻尼电极结构，其特征在于，

所述第一电极(10)在所述第二基板(2)上的投影与所述第二电极(20)在第一方向和/或第二方向上具有偏移距离，所述偏移距离小于相邻两所述第二电极(20)在相同方向上的间隔。

6.根据权利要求1所述的电流变阻尼电极结构，其特征在于，

所述第一电极层(3)为圆环板状结构，其中部形成圆柱状的所述通道，若干所述第一突出部(32)在所述第一电极层(3)的内壁沿圆周方向依次均匀间隔设置，所述第二电极层(4)与所述第一电极层(3)形状相同。

7.根据权利要求6所述的电流变阻尼电极结构，其特征在于，

所述第一突出部(32)在所述轴向的投影与所述第二突出部具有偏移角α，相邻两第二突出部的夹角为θ，

8.根据权利要求1、6、7任一项所述的电流变阻尼电极结构，其特征在于，

所述第一电极层(3)和所述第二电极层(4)之间设有第一绝缘层(5)，相邻两所述第一突出部(32)之间和相邻两所述第二突出部之间设有第二绝缘层(6)。

9.根据权利要求8所述的电流变阻尼电极结构，其特征在于，

所述第一电极层(3)、所述第二电极层(4)、以及所述第一绝缘层(5)的端面上开设有若干装配孔(31)，且所述第一电极层(3)的外周设有第一电极接耳，所述第二电极层(4)的外周设有第二电极接耳。

10.根据权利要求1所述的电流变阻尼电极结构，其特征在于，还包括：

至少一第一基层(7)，为圆环板状结构；

至少一第二基层(8)，同心套设于所述第一基层(7)内，所述第一基层(7)与所述第二基层(8)之间形成供电流变液流动的流道，沿所述第一基层(7)内壁的周向依次间隔设有若干所述第一电极(10)，沿所述第二基层(8)外壁的周向依次间隔设有与所述第一电极(10)数量相同的所述第二电极(20)，在垂直于轴向方向上，所述第一基层(7)与所述第二基层(8)不共面，且在所述第一基层(7)的径向方向上，所述第一电极(10)与所述第二电极(20)偏移设置。

11.一种电流变阻尼器，其特征在于，包括根据权利要求1至10任一项所述的电流变阻尼电极结构。

12.一种电流变式离合器，其特征在于，

包括根据权利要求10所述的电流变阻尼电极结构，所述第一基层(7)或所述第二基层(8)可受驱动地绕轴向转动，所述电流变液沿流道周向流动，所述第一电极(10)和所述第二电极(20)的表面的形心的连线在电流变液的流动方向上具有所述第一投影分量，在沿所述第一基层(7)的轴向和径向分别具有所述第二投影分量和所述第三投影分量。

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