CN207470647U - 一种形状记忆合金协同鼓形式磁流变液制动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种形状记忆合金协同鼓形式磁流变液制动装置，包括主动轴、制动壳体和制动底座，所述制动壳体包括左端盖、左壳体、右壳体以及右端盖，所述主动轴位于制动壳体内的部分的中部扩大形成传动段，所述传动段的两端及侧面与制动壳体之间均填充有磁流变液；在左壳体内侧靠近左端处和右壳体内侧靠近右端处分别嵌设有一励磁线圈；在传动段的侧面中部绕其一周设有数个沿传动段径向设置的容置槽，在容置槽内设有摩擦滑块、导向杆以及形状记忆合金弹簧。本实用新型能够有效增大制动装置传递的制动转矩，并提高制动转矩传递效率，且能满足不同温度下的制动性能的稳定性，从而使制动传递稳定性更好。

Description

一种形状记忆合金协同鼓形式磁流变液制动装置

技术领域

本实用新型涉及一种制动装置，尤其涉及一种形状记忆合金协同鼓形式磁流变液制动装置。

背景技术

形状记忆合金和磁流变液作为两种力学性能可由外部激励（如磁场或热场等）进行连续控制的新型智能材料；磁流变液在强磁场作用下，则呈现出高粘度、低流动性的Bingham体特性，但在高温情况下磁流变液器件在传动方面也存在缺陷，比如传动不稳定甚至是传动失效。而形状记忆合金的记忆效应恰好可以弥补磁流变液在这方面的缺陷，虽然目前国内外对磁流变液和形状记忆合金进行了大量单独的研究，但是他们在传动这一方面配合的研究还有欠缺。

由于形状记忆合金和磁流变液的各自特点，使其在机械领域中具有广泛的应有前景。例如，CN103089863A公开的一种径向挤压式磁流变液制动器，该制动器在结构上相对来说比较简单，不仅能提供较大的制动力矩，而且还加强了装置的可靠性，减少了能耗。如CN103453053A公开的一种磁流变制动器装置，它利用拉伸弹簧组和密封腔压力油的作用将励磁线圈提供磁制动模式迅速切换至永磁供磁制动模式，这样就保证了制动器的持续制动。

但在现有技术中，对形状记忆合金和磁流变液在联合制动技术上的研究应用相对较少，使得目前的磁流变制动装置和形状记忆合金制动装置传递的转矩较小，传递效率也低，并且不能随温度的变化自动调节传递性能，导致转矩传递稳定性也较差；因此怎样更好的将形状记忆合金和磁流变液应用到制动器中，提高制动器的制动稳定性和效果，已成为本领域技术人员迫切需要解决的技术问题。

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解决现有制动装置传递的制动转矩较小，制动效率也低，制动稳定性也较差的问题，提供一种形状记忆合金协同鼓形式磁流变液制动装置，能够有效增大制动装置传递的制动转矩，并提高制动转矩传递效率，且能满足不同温度下的制动性能的稳定性，从而使制动传递稳定性更好。

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：一种形状记忆合金协同鼓形式磁流变液制动装置，包括主动轴、制动壳体和制动底座，所述制动壳体包括左端盖、左壳体、右壳体以及右端盖，所述左壳体和右壳体固定连接，左端盖与左壳体的左端固定连接，右端盖与右壳体的右端固定连接，且右端盖通过连接座与制动底座相连；所述主动轴穿过左端盖后伸入制动壳体内，并通过轴承与左端盖和右端盖相连；其特征在于：所述主动轴位于制动壳体内的部分的中部扩大形成传动段，且该传动段的侧面呈凸出的弧形，使整个传动段呈圆鼓形；所述制动壳体的内侧向外侧方向凹陷形成与传动段的侧面相对应的弧形槽，使整个制动壳体内腔也呈圆鼓形；

所述传动段的两端及侧面与制动壳体之间均具有间隙，在该间隙内填充有磁流变液；在左壳体内侧靠近左端处和右壳体内侧靠近右端处分别嵌设有一励磁线圈；

在传动段的侧面中部绕其一周设有数个沿传动段径向设置的容置槽，在容置槽内设有摩擦滑块、导向杆以及形状记忆合金弹簧；其中，所述导向杆沿传动段径向设置，其长度小于等于容置槽的深度，且导向杆的里端与容置槽底部固定连接；所述摩擦滑块与容置槽滑动连接，其外侧面为摩擦面，且该摩擦面的形状与弧形槽相对应；该摩擦滑块内侧面具有一导向槽，摩擦滑块通过该凹槽套设在导向杆的外端；所述形状记忆合金弹簧位于摩擦滑块与容置槽底部之间，并套设在导向杆上，且该形状记忆合金弹簧的两端分别与摩擦滑块的内侧面和容置槽底部固定连接。

进一步地，所述左端盖的右侧和右端盖的左侧分别具有一环形轴承座，左壳体和右壳体分别与轴承座的外圈紧贴；在左壳体和右壳体与轴承座贴合处分别设有绕左壳体和右壳体一周的线圈槽，所述励磁线圈设于该线圈槽内。

进一步地，在传动段与左壳体和右壳体之间分别设有一密封圈，两密封圈靠近传动段的中部，并位于容置槽所在圆的两侧。

进一步地，在左壳体和右壳体上分别设有一注液孔，在该注液孔内配合设有注液螺塞。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、结构简单，传动段与制动壳体之间的间隙呈圆鼓形，从而大大增加了传动段和制动壳体与磁流变液的接触面积，从而能够大大增加传递的制动转矩。

2、当摩擦滑块随着主动轴转动时，摩擦滑块在离心力的作用下进一步地与制动壳体内壁贴合并产生较大的摩擦力矩，非常有效的提高了制动效果。

3、在摩擦滑块与容置槽之间设置形状记忆合金弹簧，当工作过程中工作环境的温度随着时间升高到一定值后，形状记忆合金弹簧在热效应的作用下推动摩擦块与内壁贴合产生摩擦力矩，有效的补偿了磁流变液因热效应而失效的制动力矩，从而使制动一直持续，非常有效地利用了形状记忆合金和磁流变液的特点，把其优点结合到一起，从而能够解决不同温度下的制动要求，确保了制动器制动过程中的制动效果和制动稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1—主动轴，2—左端盖，3—左壳体，4—右壳体，5—右端盖，6—制动底座，7—连接座，8—磁流变液，9—励磁线圈，10—摩擦滑块，11—导向杆，12—形状记忆合金弹簧，13—密封圈，14—注液螺塞。

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1，一种形状记忆合金协同鼓形式磁流变液制动装置，包括主动轴1、制动壳体和制动底座6。所述制动壳体包括左端盖2、左壳体3、右壳体4以及右端盖5，所述左壳体3和右壳体4固定连接，左端盖2与左壳体3的左端固定连接，右端盖5与右壳体4的右端固定连接，且右端盖5通过连接座7与制动底座6相连。所述主动轴1穿过左端盖2后伸入制动壳体内，并通过轴承与左端盖2和右端盖5相连。

所述主动轴1位于制动壳体内的部分的中部扩大形成传动段，且该传动段的侧面（圆周面）呈凸出的弧形，使整个传动段呈圆鼓形。所述制动壳体的内侧向外侧方向凹陷形成与传动段的侧面相对应的弧形槽，使整个制动壳体内腔也呈圆鼓形。

所述传动段的两端及侧面与制动壳体之间均具有间隙，且传动段与壳体之间的间隙也呈圆鼓形，在该间隙内填充有磁流变液8；这样大大增加了传动段和制动壳体与磁流变液8的接触面积，从而能够大大增加传递的制动转矩。在左壳体3内侧靠近左端处和右壳体4内侧靠近右端处分别嵌设有一励磁线圈9；具体实施时，所述左端盖2的右侧和右端盖5的左侧分别具有一环形轴承座，左壳体3和右壳体4分别与轴承座的外圈紧贴；在左壳体3和右壳体4与轴承座贴合处分别设有绕左壳体3和右壳体4一周的线圈槽，所述励磁线圈9设于该线圈槽内；这样将励磁线圈9封闭在制动壳体与轴承座之间，使整个制动器的稳定性更好。在左壳体3和右壳体4上分别设有一注液孔，在该注液孔内配合设有注液螺塞14；以便于磁流变液8的注入及更换。

在传动段的侧面中部绕其一周设有数个沿传动段径向设置的容置槽，在容置槽内设有摩擦滑块10、导向杆11以及形状记忆合金弹簧12。其中，所述导向杆11沿传动段径向设置，其长度小于等于容置槽的深度，且导向杆11的里端与容置槽底部固定连接。所述摩擦滑块10与容置槽滑动连接，其外侧面为摩擦面，且该摩擦面的形状与弧形槽相对应；该摩擦滑块10内侧面具有一导向槽，摩擦滑块10通过该凹槽套设在导向杆11的外端。所述形状记忆合金弹簧12位于摩擦滑块10与容置槽底部之间，并套设在导向杆11上，且该形状记忆合金弹簧12的两端分别与摩擦滑块10的内侧面和容置槽底部固定连接。当工作过程中工作环境的温度随着时间升高到一定值后，形状记忆合金弹簧12在热效应的作用下推动摩擦块与内壁贴合产生摩擦力矩，有效的补偿了磁流变液8因热效应而失效的制动力矩，从而使制动一直持续，非常有效地利用了形状记忆合金和磁流变液8的特点，把其优点结合到一起，从而能够解决不同温度下的制动要求，确保了制动器制动过程中的制动效果和制动稳定性。

在传动段与左壳体3和右壳体4之间分别设有一密封圈13，两密封圈13靠近传动段的中部，并位于容置槽所在圆的两侧；从而避免磁流变液8进入容置槽内。

工作过程中：

主动轴1在动力装置带动下转动：

励磁线圈9未通电时，磁流变液8未产生流变效应，仅靠磁流变液8黏度来产生制动转矩不能对主动轴1进行制动。

励磁线圈9通电后，产生磁场作用于磁流变液8，使其产生流变效应，开始进行制动工作；由于磁流变液8的整体形状呈圆鼓形，从而增大了磁流变液8的作用面积，进一步增大了磁流变液8的制动转矩。

随着持续的制动，制动装置的温度升高，磁流变液8性能下降，与此同时，形状记忆合金弹簧12在装置温度达到一定程度时，开始产生奥氏体相变，推动摩擦滑块10与制动壳体内壁（弧形槽）接触产生摩擦力矩，以弥补制动转矩的下降；从而保证制动效果及制动稳定性。

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协同鼓形式磁流变液制动装置，包括主动轴、制动壳体和制动底座，所述制动壳体包括左端盖、左壳体、右壳体以及右端盖，所述左壳体和右壳体固定连接，左端盖与左壳体的左端固定连接，右端盖与右壳体的右端固定连接，且右端盖通过连接座与制动底座相连；所述主动轴穿过左端盖后伸入制动壳体内，并通过轴承与左端盖和右端盖相连；其特征在于：所述主动轴位于制动壳体内的部分的中部扩大形成传动段，且该传动段的侧面呈凸出的弧形，使整个传动段呈圆鼓形；所述制动壳体的内侧向外侧方向凹陷形成与传动段的侧面相对应的弧形槽，使整个制动壳体内腔也呈圆鼓形；

所述传动段的两端及侧面与制动壳体之间均具有间隙，在该间隙内填充有磁流变液；在左壳体内侧靠近左端处和右壳体内侧靠近右端处分别嵌设有一励磁线圈；

在传动段的侧面中部绕其一周设有数个沿传动段径向设置的容置槽，在容置槽内设有摩擦滑块、导向杆以及形状记忆合金弹簧；其中，所述导向杆沿传动段径向设置，其长度小于等于容置槽的深度，且导向杆的里端与容置槽底部固定连接；所述摩擦滑块与容置槽滑动连接，其外侧面为摩擦面，且该摩擦面的形状与弧形槽相对应；该摩擦滑块内侧面具有一导向槽，摩擦滑块通过该凹槽套设在导向杆的外端；所述形状记忆合金弹簧位于摩擦滑块与容置槽底部之间，并套设在导向杆上，且该形状记忆合金弹簧的两端分别与摩擦滑块的内侧面和容置槽底部固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种形状记忆合金协同鼓形式磁流变液制动装置，其特征在于：所述左端盖的右侧和右端盖的左侧分别具有一环形轴承座，左壳体和右壳体分别与轴承座的外圈紧贴；在左壳体和右壳体与轴承座贴合处分别设有绕左壳体和右壳体一周的线圈槽，所述励磁线圈设于该线圈槽内。

3.根据权利要求1所述的一种形状记忆合金协同鼓形式磁流变液制动装置，其特征在于：在传动段与左壳体和右壳体之间分别设有一密封圈，两密封圈靠近传动段的中部，并位于容置槽所在圆的两侧。

4.根据权利要求1所述的一种形状记忆合金协同鼓形式磁流变液制动装置，其特征在于：在左壳体和右壳体上分别设有一注液孔，在该注液孔内配合设有注液螺塞。