CN1482376A - 结构可变的旋转式磁流变液制动器 - Google Patents

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结构可变的旋转式磁流变液制动器主要包括轴承端盖，密封盖，导磁内、外筒，电磁线圈，转轴，定位键，轴承，磁流变液，转盘，密封材料。导磁内、外筒均是由导磁材料制成的圆筒体；导磁内筒增加了分隔结构。转轴穿过导磁内筒与转盘相接；电磁线圈附在导磁外筒壳体内，再一起套在导磁内筒上；磁流变液注入导磁内筒；将密封盖固定于导磁内筒上，用密封材料密封后用支撑轴承压紧，再通过螺栓将轴承端盖连接于密封盖上。导磁内、外筒将电磁线圈产生的磁路封闭在制动器结构内部，保证磁场集中地作用在磁流变液上。导磁内筒的分隔结构，将制动器分为两个腔体，可以决定安装一个或两个转盘，有效地提高磁流变效率，保证该制动器能提供较大的阻尼力矩。

Description

结构可变的旋转式磁流变液制动器
技术领域
本发明涉及的是一种旋转式制动器，特别是一种通过转盘与定位键灵活改变制动器结构的旋转式磁流变液制动器，属于动力机械工程技术领域。
背景技术
磁流变液是由基液、悬浮于基液的磁性材料和稳定剂组成，具有磁性材料的特性和液体流动性。在外加磁场作用下，磁流变液的流变特性可发生急剧变化，并且流变特性随着外加磁场强度的变化而变化。磁流变液的表观粘度的变化是连续的、可逆的、迅速的且易于控制，即磁流变液的表观粘度具有无级可调的特性，从而使磁流变液在汽车、机械、建筑、医疗等领域得到了相应的应用，并且成为当前智能材料研究的一个重要分支。
制动器使运转中的机构或机器迅速减速、停止并保持停止状态；有时也用作调节或限制机构或机器的运行速度，是保证机构或机器安全工作的重要部件。磁流变液制动器是磁流变液的一种重要应用方面，磁流变液制动器具有体积小，工耗少，阻尼力矩较大，动态范围广，频率响应高以及适应面宽的优点，特别是磁流变液制动器避免了传统的制动器适应性差、散热条件差和安全可靠性问题，被认为是传统制动器的理想替代装置。
已有技术中美国Lord公司制造的旋转式制动器(Anon.Brake cusexercise-equipment cost.Design News，1995，50(23)：39)具有可控回转阻力、结构紧凑、运行平稳、功耗较低等特点；但在较高转速时，会引起极高的流变速度和剪应变率，使磁流变效率降低，从而间接造成了制动器的工作转矩降低；同时该制动器也存在着结构不可变的问题。
发明内容
为了克服已有技术的不足和缺陷，本发明提出了一种通过转盘与定位键灵活改变制动器结构的旋转式磁流变液制动器。主要包括两个转盘、转轴、电磁线圈、导磁外筒、导磁内筒、磁流变液、轴承、轴承端盖、密封盖、密封材料、定位键等。导磁内筒和导磁外筒均是由导磁材料制成的圆筒体，其中，导磁内筒增加了园盘形的分隔结构，该结构中心加工有供转轴运行的圆孔。
转轴穿过导磁内筒后，通过定位键与两个转盘相接；电磁线圈附在导磁外筒壳体内，其导线引出导磁外筒外，将电磁线圈与导磁外筒一起套在导磁内筒上；将磁流变液注入导磁内筒内；通过螺栓将密封盖固定于导磁内筒上，将密封材料密封于密封盖外后用支撑轴承压紧，最后通过螺栓将轴承端盖连接于密封盖上。
电磁线圈以导磁内筒为支撑，从而减少了结构的复杂性，并增加了磁场区域的有效流体量；电磁线圈的匝数和施加的电压对磁通量有着明显的影响，因而，也间接决定了本发明所能承受的阻尼力矩，电磁线圈匝数较多、施加的电压较大则制动器承受的阻尼力矩就大，线圈的匝数和施加的电压应保证电磁线圈产生足够的磁场强度从而可以有效地控制和改变磁流变液的表观粘度。
导磁内筒和导磁外筒可以将电磁线圈产生的磁路封闭在制动器结构内部，保证电磁线圈产生的磁场尽可能集中地作用在磁流变液上，从而减少电磁线圈的电流。
导磁内筒的分隔结构，将制动器分为左右两个腔体，可以根据实际需要灵活地改变制动器的结构，决定安装一个或两个转盘；分隔结构还能有效地提高磁流变效率，保证该制动器能提供较大的阻尼力矩。
本发明提高了磁流变效率，增加了制动器所能提供的阻尼力矩，并改善了制动器结构的灵活性，具有较高的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是结构可变的旋转式磁流变液制动器的结构示意图。
图中，1为轴承端盖，2为密封盖，3为导磁内筒，4为电磁线圈，5为导磁外筒，6为转轴，7为定位键，8为轴承，9为磁流变液，10为转盘，11为密封材料。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施作进一步的描述。
如图1所示，本发明主要包括：轴承端盖1，密封盖2，导磁内筒3，电磁线圈4，导磁外筒5，转轴6，定位键7，轴承8，磁流变液9，转盘10，密封材料11。导磁内筒3和导磁外筒5均是由导磁材料制成的圆筒体，其中，导磁内筒3增加了园盘形的分隔结构，该结构中心开有供转轴6运行的圆孔。
转轴6穿过导磁内筒3后，通过定位键7与两个转盘10相接；电磁线圈4附在导磁外筒5壳体内，其导线引出导磁外筒5外，然后将电磁线圈4与导磁外筒5一起套在导磁内筒3上；将左端的密封盖2通过螺栓与导磁内筒3左端连接，用轴承8压紧密封材料11后，使用螺栓将左端的轴承端盖1连接于左端的密封盖2上；在导磁内筒3内注满磁流变液9，并按相同的方法将右端的密封盖2、密封材料11、轴承8、轴承端盖1连接好。
应用时，转轴6的两端与待制动的机构相连接；根据制动器所承受阻尼力矩的大小决定是否全部安装两个转盘10。当实际中所需要的阻尼力矩较大或可能承受的力矩情形不明时，可考虑安装两个转盘10；而当实际中所需的阻尼力矩较小时，则仅仅需要安装一个转盘10；同时，所制动结构的运动速度较快时，为提高磁流变效率，则需要考虑安装两个转盘10，这样就保证了本发明结构的可变性与灵活性。
当无外加电压时，电磁线圈4无磁场产生，此时，该制动器不提供阻尼力矩，从而使转轴6可以自由运转；当外加电压给电磁线圈4通电，使电磁线圈4产生磁场，导磁内筒3、导磁外筒5使磁场集中地作用于磁流变液9，在磁场的作用下，磁流变液9迅速类固化，使磁流变液9的流动性减弱，形成链状物或固状物，抗剪能力提高，即转盘10运动受到的阻尼力矩增加，根据工程实际控制磁场的强度，使磁流变液9的表观粘度满足相应阻尼力矩的要求，从而达到控制支撑于该制动器上的工程系统运行速度的目的。

Claims (1)

1.一种结构可变的旋转式磁流变液制动器，主要包括轴承端盖(1)，密封盖(2)，导磁内筒(3)，电磁线圈(4)，导磁外筒(5)，转轴(6)，定位键(7)，轴承(8)，磁流变液(9)，两个转盘(10)，密封材料(11)，其特征在于，导磁内筒(3)和导磁外筒(5)均是由导磁材料制成的圆筒体，导磁内筒(3)增加了园盘形的分隔结构，该结构中心开有供转轴(6)运行的圆孔，转轴(6)穿过导磁内筒(3)后，通过定位键(7)与两个转盘(10)相接；电磁线圈(4)附在导磁外筒(5)壳体内，其导线引出导磁外筒(5)外，将电磁线圈(4)与导磁外筒(5)一起套在导磁内筒(3)上；左端的密封盖(2)通过螺栓与导磁内筒(3)左端连接，用轴承(8)压紧密封材料(11)后，使用螺栓将左端的轴承端盖(1)连接于左端的密封盖(2)上；在导磁内筒(3)内注满磁流变液(9)，并按相同的方法将右端的密封盖(2)、密封材料(11)、轴承(8)、轴承端盖(1)连接好。
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