CN205423620U - 一种形状记忆合金补偿磁流变制动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种形状记忆合金补偿磁流变制动器，包括左壳体、右壳体、左端盖、右端盖、制动内圆筒以及制动轴；在左壳体和右壳体相连的一端内侧形成线圈槽，在该线圈槽内设有励磁线圈；在线圈槽与制动内圆筒之间设有一隔磁环；在线圈槽的两侧分别设有两密封圈，密封圈分别与左壳体和制动内圆筒，以及右壳体和制动内圆筒之间形成磁流变液腔，两磁流变液腔均由磁流变液填充；在制动内圆筒上还沿其径向设有至少一通孔，在通孔的两端分别设有一摩擦块，在摩擦块与制动轴之间设有形状记忆合金弹簧。本实用新型有效的利用了磁流变液和形状记忆合金的热力学性能，能够满足不同温度下的制动需求，并且稳定性好。

Description

一种形状记忆合金补偿磁流变制动器

技术领域

本实用新型涉及制动器装置技术领域，尤其涉及机械制动技术领域，具体来说涉及一种形状记忆合金补偿磁流变制动器。

背景技术

形状记忆合金(SMA)和磁流变液(MRF)是两种力学性能可由外部激励源(如热场、磁场等)进行连续控制的智能材料。由于磁流变器件具有结构简单，响应速度快、无极调速、自动控制等特点，因此对磁流变液在磁流变器件的研究越来越多。但是温度对磁流变液影响较大，随着环境温度的升高，磁流变液的粘度变化非常大，而黏度的变化又引起剪切应力的变化，从而导致高温条件下磁流变器件传递性能不稳定甚至是传动失效。而形状记忆合金的形状记忆效应可以用于弥补磁流变液在制动方面存在的缺陷。虽然研究人员对形状记忆合金和磁流变液在传动工程领域的单独应用作了大量研究，但是对于形状记忆合金和磁流变液在制动装置中的联合应用研究还很少。

基于形状记忆合金的形状记忆效应和磁流变液的流变特性，使其在机械制动技术领域具有广泛的应用前景。如CN103453053A公开了一种磁流变制动器，该制动器利用拉伸弹簧组和密封腔压力油的作用将励磁线圈供磁制动模式快速切换至永磁铁供磁制动模式，保证磁流变制动器持续的制动力矩；如CN103089863A公开了一种径向挤压式磁流变液制动器，该制动器结构简单，在提供更大的制动力矩的同时，增强装置的可靠性，降低能耗。如CN102146968A公开了一种多盘式磁流变制动器，通过改变线圈数量增大励磁电流，从而增加制动力矩；如CN103277471A公开了一种磁流变液与形状记忆合金交替传动装置，它利用形状记忆合金弹簧可在高温条件下实现磁流变液和形状记忆合金交替协同传动。

因此，如何将磁流变液和形状记忆合金应用到自动器中，以提高自动器的制动效果和稳定性，已成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于怎样解决现有制动器受温度影响大，制动效果差，稳定性低的问题，提供一种形状记忆合金补偿磁流变制动器，有效的利用了磁流变液和形状记忆合金的热力学性能，能够满足不同温度下的制动需求，并且稳定性好。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是这样的：一种形状记忆合金补偿磁流变制动器，包括左壳体、右壳体、左端盖、右端盖、制动内圆筒以及制动轴；所述左壳体与右壳体通过连接螺栓相连在一起并形成筒状结构制动外圆筒，所述左端盖和右端盖分别通过连接螺栓与左壳体和右壳体相连；所述制动内圆筒设于制动外圆筒内，所述制动轴沿制动内圆筒的轴心线贯穿制动内圆筒，并与制动内圆筒紧固在一起，通过制动轴能够带动制动内圆筒一起转动；该制动轴通过轴承分别与左端盖和右端盖相连，其轴心线与制动外圆筒轴心线重合，且制动内圆筒与制动外圆筒之间具有间隙；在左端盖上设有制动底座，该制动底座通过连接螺栓与左端盖固定连接，制动轴的右端从右端盖伸出；其特征在于：在左壳体和右壳体相连的一端内侧分别设有一环形槽，两环形槽相连通形成线圈槽，在该线圈槽内设有励磁线圈；在左壳体和/或右壳体上，对应线圈槽的位置设有导线孔；在线圈槽与制动内圆筒之间设有一隔磁环，所述隔磁环与制动外圆筒过盈配合在一起，并将励磁线圈封闭在线圈槽内；

在线圈槽的两侧分别设有两密封圈，线圈槽两侧的密封圈分别与左壳体和制动内圆筒，以及右壳体和制动内圆筒之间形成磁流变液腔，在左壳体和右壳体上对应两磁流变液腔分别设有一注液孔，所述注液孔由螺塞封闭，两磁流变液腔均由磁流变液填充；

在制动内圆筒上还沿其径向设有至少一通孔，所述通孔位于两磁流变液腔之间；在通孔的两端分别设有一摩擦块，在摩擦块与制动轴之间设有形状记忆合金弹簧。

进一步地，所述摩擦块的内侧与一推杆相连，所述形状记忆合金弹簧套设于该推杆上。

进一步地，在该通孔内设有一连接基座，所述连接基座套设在制动轴上，并与制动轴过盈配合在一起；在该连接基座上对应推杆的位置设有一导向孔，所述推杆远离摩擦块的一端伸入该导向孔内。

进一步地，所述摩擦块外侧的弧度与隔磁环内侧的弧度一致。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、制动效果更好，有效的利用了磁流变液和形状记忆合金的热力学性能，能够满足不同温度下的制动需求，并且稳定性好。

2、制动内圆筒中部的通孔设置有形状记忆合金弹簧和摩擦块，该制动器在工作工程中，由于环境温度升高导致磁流变制动效果下降；而形状记忆合金弹簧在热效应作用下推动摩擦块与隔磁环内壁贴合并产生摩擦力矩，补偿磁流变液因温度升高而失效的制动力矩；从而使制动器的制动效果受温度的影响较小。

3、当形状记忆合金弹簧随主动内圆筒转动的同时，摩擦块在离心力的作用下进一步与壳体内壁贴紧产生摩擦力矩，有效提高了制动器的制动效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1沿A—A向的剖视图。

图中：1—左壳体，2—右壳体，3—左端盖，4—右端盖，5—制动内圆筒，6—制动轴，7—制动底座，8—励磁线圈，9—导线孔，10—隔磁环，11—密封圈，12—螺塞，13—通孔，14—摩擦块，15—形状记忆合金驱动器，16—推杆，17—连接基座，18—密封盖。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例：参见图1、图2，一种形状记忆合金补偿磁流变制动器，包括左壳体1、右壳体2、左端盖3、右端盖4、制动内圆筒5以及制动轴6。所述左壳体1与右壳体2通过连接螺栓相连在一起并形成筒状结构制动外圆筒，所述左端盖3和右端盖4分别通过连接螺栓与左壳体1和右壳体2相连。所述制动内圆筒5设于制动外圆筒内，所述制动轴6沿制动内圆筒5的轴心线贯穿制动内圆筒5，并与制动内圆筒5紧固在一起，通过制动内圆筒5能够带动制动轴6转动；该制动轴6通过轴承分别与左端盖3和右端盖4相连，其轴心线与制动外圆筒轴心线重合，且制动内圆筒5与制动外圆筒之间具有间隙。在左端盖3上设有制动底座7，该制动底座7通过连接螺栓与左端盖3固定连接，制动轴6的右端从右端盖4伸出。在右端盖4上设有密封盖18，通过该密封盖18，将轴承封闭。

在左壳体1和右壳体2相连的一端内侧分别设有一环形槽，两环形槽相连通形成线圈槽，在该线圈槽内设有励磁线圈8；在左壳体1和/或右壳体2上，对应线圈槽的位置设有导线孔9，用来引出励磁线圈8的导线。在线圈槽与制动内圆筒5之间设有一隔磁环10，所述隔磁环10与制动外圆筒过盈配合在一起，并将励磁线圈8封闭在线圈槽内。

在线圈槽的两侧分别设有两密封圈11，线圈槽的两侧的密封圈11分别与左壳体1和制动内圆筒5，以及右壳体2和制动内圆筒5之间形成磁流变液腔，制动内圆筒5与左壳体1、右壳体2之间的间隙通过密封圈11密封形成磁流变液腔，可减少磁流变液的浪费，增大磁流变效应的有效作用间隙，提高制动力矩。在左壳体1和右壳体2上对应两磁流变液腔分别设有一注液孔，所述注液孔由螺塞12封闭，在螺栓与注液孔之间设有密封环；两磁流变液腔均由磁流变液填充。当给励磁线圈8导线通电时，励磁线圈8会产生磁场作用于磁流变液腔中的磁流变液，增大了磁流变液的剪切应力，依靠这种剪切应力来产生制动力矩，实现制动工作。

在制动内圆筒5上还沿其径向设有至少一通孔13，所述通孔13位于两磁流变液腔之间；在通孔13的两端分别设有一摩擦块14，在摩擦块14与制动轴6之间设有形状记忆合金弹簧15。

具体实施时，所述摩擦块14的外侧的弧度与隔磁环10内侧的弧度一致。该摩擦块14的内侧与一推杆16相连，所述形状记忆合金弹簧15套设于该推杆16上。在该通孔13内设有一连接基座17，所述连接基座17套设在制动轴6上，并与制动轴6过盈配合在一起；在该连接基座17上对应推杆16的位置设有一导向孔，所述推杆16远离摩擦块14的一端伸入该导向孔内；从而使推杆16始终保持轴向移动，进一步提高制动效果。

工作过程中，随着制动器受到高剪切作用和励磁线圈8功率损耗会使得环境温度升高，磁流变液制动效果下降，这时形状记忆合金弹簧15在感知温度的情况下轴向伸长推动摩擦块14，摩擦块14和隔磁环10内壁贴合产生摩擦力矩，补偿磁流变液因温度升高而损失的制动力矩，温度越高摩擦力矩越大；当制动器停止工作，磁流变液温度下降，形状记忆合金弹簧15拉动摩擦块14回位。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型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，那些对本实用新型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，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种形状记忆合金补偿磁流变制动器，包括左壳体、右壳体、左端盖、右端盖、制动内圆筒以及制动轴；所述左壳体与右壳体通过连接螺栓相连在一起并形成筒状结构制动外圆筒，所述左端盖和右端盖分别通过连接螺栓与左壳体和右壳体相连；所述制动内圆筒设于制动外圆筒内，所述制动轴沿制动内圆筒的轴心线贯穿制动内圆筒，并与制动内圆筒紧固在一起，通过制动轴能够带动制动内圆筒一起转动；该制动轴通过轴承分别与左端盖和右端盖相连，其轴心线与制动外圆筒轴心线重合，且制动内圆筒与制动外圆筒之间具有间隙；在左端盖上设有制动底座，该制动底座通过连接螺栓与左端盖固定连接，制动轴的右端从右端盖伸出；其特征在于：在左壳体和右壳体相连的一端内侧分别设有一环形槽，两环形槽相连通形成线圈槽，在该线圈槽内设有励磁线圈；在左壳体和/或右壳体上，对应线圈槽的位置设有导线孔；在线圈槽与制动内圆筒之间设有一隔磁环，所述隔磁环与制动外圆筒过盈配合在一起，并将励磁线圈封闭在线圈槽内；

在线圈槽的两侧分别设有两密封圈，线圈槽两侧的密封圈分别与左壳体和制动内圆筒，以及右壳体和制动内圆筒之间形成磁流变液腔，在左壳体和右壳体上对应两磁流变液腔分别设有一注液孔，所述注液孔由螺塞封闭，两磁流变液腔均由磁流变液填充；

在制动内圆筒上还沿其径向设有至少一通孔，所述通孔位于两磁流变液腔之间；在通孔的两端分别设有一摩擦块，在摩擦块与制动轴之间设有形状记忆合金弹簧。

2.根据权利要求1所述的一种形状记忆合金补偿磁流变制动器，其特征在于：所述摩擦块的内侧与一推杆相连，所述形状记忆合金弹簧套设于该推杆上。

3.根据权利要求2所述的一种形状记忆合金补偿磁流变制动器，其特征在于：在该通孔内设有一连接基座，所述连接基座套设在制动轴上，并与制动轴过盈配合在一起；在该连接基座上对应推杆的位置设有一导向孔，所述推杆远离摩擦块的一端伸入该导向孔内。

4.根据权利要求1所述的一种形状记忆合金补偿磁流变制动器，其特征在于：所述摩擦块外侧的弧度与隔磁环内侧的弧度一致。