CN201866135U - 一种基于磁流变液的制动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于磁流变液的制动装置，属于液体阻力制动器领域，其结构包括转子、定子、密封盖以及传动轴，上述转子周围具有封闭腔，封闭腔中充有磁流变液，所述定子包括环状中空壳体、环状固定保持架和环状活动保持架，固定保持架和活动保持架的内侧面上各固定有周向均匀分布并以相同规律排列的永磁铁，上述带有永磁铁的固定保持架和带有永磁铁的活动保持架以轴向并列于壳体内，在壳体的内侧面上均匀分布有窗口，分属于固定保持架和活动保持架的两轴向相邻的永磁铁对着同一窗口，各窗口上嵌置有导磁板，而壳体的其它部位是非导磁材料制成，固定保持架和活动保持架采用导磁材料制成。本实用新型采用永磁铁作为磁源，活动保持架的转动而改变闭合磁路的方向，即可实现制动，不但节电，而且实施方便、制动性能可靠，操作方便。

Description

一种基于磁流变液的制动装置

(一)技术领域

本实用新型涉及一种液体阻力制动器，具体地说是一种基于磁流变液的制动装置。

(二)背景技术

中国专利授权公告号为1231686C、名称为“结构可变的旋转式磁流变液制动器”的发明专利说明书公开了一种制动器，它包括轴承端盖，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；导磁内筒具有圆盘形的分隔结构，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，再一起套装在导磁内筒上；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，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磁流变液。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。由于磁流变液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迅速改变，并且流变特性随着外加磁场强度的变化而变化。磁流变液的粘度变化是可逆的、迅速的且易于控制的，使得磁流变液在汽车、机械、建筑、矿山等领域得到广泛应用。上述发明专利利用通电的电磁线圈作为磁源，在制动时需要直接向制动器提供较大的电流，耗能高。虽然通过结构变化可输出不同的制动力矩，但结构变化时需将制动器全部零件拆卸，并需要更换导磁外筒等相关部件，所以上述结构的一种基于磁流变液的制动装置不方便实施输出不同的制动力矩。

(三)发明内容

本实用新型的技术任务是针对现有技术的不足，提供一种节电的基于磁流变液的制动装置，特别是能方便地实施分挡制动。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于磁流变液的制动装置，包括转子、处于转子外周的定子、覆盖在定子两侧的密封盖以及与转子固定连接并由固定在两密封盖上的轴承支撑的传动轴，上述转子与其周围的定子部分、两侧密封盖部分之间具有封闭腔，封闭腔中充有磁流变液，所述定子包括环状中空壳体、环状固定保持架和环状活动保持架，固定保持架和活动保持架的内侧面上各固定有周向均匀分布并以相同规律排列的永磁铁，上述带有永磁铁的固定保持架和带有永磁铁的活动保持架以轴向即X向并列于壳体内，在壳体的内侧面上均匀分布有窗口，分属于固定保持架和活动保持架的两轴向相邻的永磁铁对着同一窗口，各窗口上嵌置有导磁板，而壳体的其它部位是非导磁材料制成，活动保持架设有控制臂。

上述基于磁流变液的制动装置，所述控制臂连接有气缸或液压缸。

上述基于磁流变液的制动装置，所述活动保持架与壳体之间、活动保持架与固定保持架之间设有滑动片。

上述基于磁流变液的制动装置，上述永磁铁的极性以径向即Y向设置，同一保持架中相邻永磁铁之间极性相异。

上述基于磁流变液的制动装置，上述永磁铁的极性以径向即Y向设置，同一保持架中2至3块永磁铁为一组，同组中的永磁铁极性相同，同一保持架中相邻组永磁铁极性相异。

本实用新型的基于磁流变液的制动装置与现有技术相比，所产生的有益效果是：

1)本实用新型采用永磁铁作为磁源，利用所处环境中存在的液压系统或气压系统提供的液力或气力来推动控制臂，控制臂带动活动保持架转动一个角度而改变闭合磁路的方向，即可实现制动和分挡制动，不但节电，而且实施方便、制动性能可靠，操作方便。

2)本实用新型利用了磁流变液特性，当磁路不穿过磁流变液时，磁流变液恢复致常态，即此时的粘性系数较低，不会因制动导致磁流变液的磨损，磁流变液较摩擦片具有较大的比热容，可以有效降低制动温升，提高制动安全性。

(四)附图说明

附图1是本实用新型的结构示意图；

附图2是本本实用新型常态时即非制动状态时磁力线的走向示意图；

附图3是本本实用新型工作时即制动状态时磁力线的走向示意图；

附图4是具有二档变速的制动器在常态时活动磁铁与固定磁铁的排列示意图；

附图5是具有二档变速的制动器处于第一档变速工作时活动磁铁与固定磁铁的排列示意图；

附图6是具有二档变速的制动器处于第二档变速工作时活动磁铁与固定磁铁的排列示意图。

图中，1、传动轴，2、轴承，3、密封盖，4、封闭腔，5、转子，6、螺钉，7、定子，7-1、壳体，7-2、固定保持架，7-3、活动保持架，7-4、永磁铁，7-5、永磁铁，7-6、滑动片，7-7、导磁板，8、控制臂，8-1、气缸活塞，8-2、气缸体，9、密封盖。

(五)具体实施方式

下面结合附图1-6对本实用新型的一种基于磁流变液的制动装置作以下详细地说明。

实施例1：

如附图1-3所示，本实用新型的一种基于磁流变液的制动装置，其结构包括转子5、处于转子5外周的定子7、覆盖在定子7两侧的密封盖3、9以及与转子5固定连接并由固定在两密封盖3、9上的轴承2支撑的传动轴1，上述转子5与其周围的定子部分、两侧密封盖之间具有封闭腔4，封闭腔4中充有磁流变液。所述定子7包括环状中空壳体7-1、环状固定保持架7-2和环状活动保持架7-3。两侧的密封盖3、9由螺钉6固定在壳体7-1两侧。固定保持架7-2的内侧面上固定有周向均匀分布的永磁铁7-4，活动保持架7-3的内侧面上固定有周向均匀分布永磁铁7-5，固定保持架7-2上的永磁铁7-4的排列和活动保持架7-3的永磁铁7-4的排列以相同规律排列。上述带有永磁铁7-4的固定保持架7-2和带有永磁铁7-5的活动保持架7-3以轴向即X向并列于壳体7-1内，固定保持架7-2通过螺钉与壳体7-1相连。活动保持架7-3与壳体7-1之间、活动保持架7-3与固定保持架7-2之间设有滑动片7-6，活动保持架7-3可在壳体7-1内内转动一定角度。上述壳体7-1的内侧面上设有均匀分布的窗口，分属于固定保持架7-2和活动保持架7-3的两轴向相邻的永磁铁处于同一窗口中，窗口上嵌置导磁板7-7，而壳体7-1的其它部位是非导磁材料制成。活动保持架7-3设有控制臂8。控制臂8与外部控制件连接，外部控制件是气缸或液压缸。

本实施例中永磁铁的排列采取极性以径向即Y向设置即顶面是一个极、底面是一个极，同一保持架中相邻永磁铁之间极性相异。当活动保持架7-3上的永磁铁7-5与轴向相邻的固定磁铁保持架7-2的永磁铁7-4极性相异时(见图2)，活动保持架7-3上的永磁铁7-5、轴向相邻的固定磁铁保持架7-2的永磁铁7-4和壳体7-1的导磁板7-7形成闭合磁路，此时磁力线并没有穿过磁流变液，磁流变液流变特性未发生改变，此时制动器处于常态即非制动状态。通过气缸或液压缸旋转活动保持架7-3一个角度，使活动保持架7-3上的永磁铁7-5与轴向相邻的固定磁铁保持架7-2的永磁铁7-4极性相同(见图3)，固定保持架上的两相邻永磁铁7-4、壳体7-1的导磁板7-7和磁流变液形成闭合磁路；活动保持架上的两相邻永磁铁7-5、壳体7-1的导磁板7-7和磁流变液形成闭合磁路；各闭合磁路均穿过磁流变液，因此磁流变液的流变性能因磁场强度的变化而发生改变，此时制动器处于工作状态。

实施例2：

如附图4所示，永磁铁的极性以径向即Y向设置，同一保持架中两块永磁铁为一组，同组中的永磁铁极性相同，相邻组永磁铁极性相异；其余与实施例1相同。

本实施例当活动保持架7-3上的永磁铁组与相对的固定磁铁保持架7-2的永磁铁组极性相异时，闭合磁路的走向可参考图2中的闭合磁路的走向，磁力线并没有穿过磁流变液，制动器处于制动状态。

当活动保持架7-3旋转一个档位，相当旋转一块永磁铁和两永磁铁之间的间距。见图5，同一保持架中相邻的极性相异的永磁铁形成闭合磁路，两保持架中轴向相邻极性相异的永磁铁形成闭合磁路，这样永磁铁部分磁力线穿过磁流变液，制动器处于一档工作位置，产生较小的制动力矩；

当活动保持架7-3旋转二个档位，见图6，闭合磁路的走向参考图3中的闭合磁路的走向，全部磁力线穿过磁流变液，制动器处于二档工作位置，产生较大的制动力矩。

实施例3：

同一保持架中三块永磁铁为一组，其余与实施例2相同，不再细述。

本实用新型的一种基于磁流变液的制动装置其加工制作简单方便，按说明书附图所示加工制作即可。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (5)

1.一种基于磁流变液的制动装置，包括转子(5)、处于转子(5)外周的定子(7)、覆盖在定子(7)两侧的密封盖(3、9)以及与转子(5)固定连接并由固定在两密封盖(3、9)上的轴承(2)支撑的传动轴(1)，上述转子(5)与其周围的定子部分、两侧密封盖部分之间具有封闭腔(4)，封闭腔(4)中充有磁流变液，其特征在于，所述定子(7)包括环状中空壳体(7-1)、环状固定保持架(7-2)和环状活动保持架(7-3)，固定保持架(7-2)和活动保持架(7-3)的内侧面上各固定有周向均匀分布并以相同规律排列的永磁铁(7-4、7-5)，上述带有永磁铁(7-4)的固定保持架(7-2)和带有永磁铁(7-5)的活动保持架(7-3)以轴向即X向并列于壳体(7-1)内，在壳体(7-1)的内侧面上均匀分布有窗口，分属于固定保持架(7-2)和活动保持架(7-3)的两轴向相邻的永磁铁对着同一窗口，各窗口上嵌置有导磁板(7-7)，而壳体(7-1)的其它部位是非导磁材料制成，活动保持架(7-3)设有控制臂(8)。

2.根据权利要求1所述的一种基于磁流变液的制动装置，其特征在于：所述控制臂(8)连接有气缸或液压缸。

3.根据权利要求1所述的一种基于磁流变液的制动装置，其特征在于：所述活动保持架(7-3)与壳体(7-1)之间、活动保持架(7-3)与固定保持架(7-2)之间设有滑动片(7-6)。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种基于磁流变液的制动装置，其特征在于：上述永磁铁的极性以径向即Y向设置，同一保持架中相邻永磁铁之间极性相异。

5.根据权利要求1、2或3所述的一种基于磁流变液的制动装置，其特征在于：上述永磁铁的极性以径向即Y向设置，同一保持架中2至3块永磁铁为一组，同组中的永磁铁极性相同，同一保持架中相邻组永磁铁极性相异。

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