CN207687220U - 一种形状记忆合金驱动的自发电磁流变液软启动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种形状记忆合金驱动的自发电磁流变液软启动装置，包括主动轴、从动轴和从动壳体，其特征在于：所述主动轴扩大形成传动段，且传动段与从动壳体之间填充有磁流变液；在左壳体和右壳体内壁分别嵌设有励磁线圈；在传动段的周面靠近两端处分别饶其一周设有数个滑槽，在滑槽内设有摩擦滑块、导向杆和形状记忆合金弹簧，在从动轴上设有一发电机总成，所述发电机总成包括定子壳体和转子线圈；所述转子线圈的一端与两励磁线圈的一端相连，另一端与两励磁线圈的另一端相连。本实用新型通过自发电对线圈进行供电产生磁场，从而能够有效降低能耗；能使从动轴的转速更加接近主动轴的转速，并且转矩传递的稳定性更好。

Description

一种形状记忆合金驱动的自发电磁流变液软启动装置

技术领域

本实用新型涉及机械动力传动装置，尤其涉及一种形状记忆合金驱动的自发电磁流变液软启动装置。

背景技术

磁流变液(MRF)是一种新型材料，磁流变液在无外磁场作用时，表现为流动良好的液体状态，在外加磁场的作用下可在短时间内呈现出类似固体的力学性质，其强度可由剪切屈服应力来表征，而且粘度的变化是连续的、可逆的，即一旦撤去磁场后，又变成可流动的液体。磁流变效应连续、可逆、迅速和易于控制的特点，使得磁流变液在机械传动领域得到应用。

磁流变液传动技术是基于磁流变液的流变效应，以磁流变液为动力传递介质，通过调节外加磁场的强度以改变磁流变液的剪切屈服应力，进而调节传递转矩或转速的大小。如CN103174771A公开的“一种多盘式磁流变液离合器”，它利用磁流变液的的特点可长时间工作在滑差状态下的特性；如CN1424516A公开的“离心式磁流变液离合器”，它利用磁流变液固化后带动输出部件转动，而输出部件转动后在离心力的作用下，对磁流变液进行挤压，使磁流变液的剪切应力增加，从而使传递的力与力矩增加；如CN103161846A公开的“一种层叠式大功率磁流变液离合器”它利用磁流变液的固化特性，使得传动产生更大的功率，从而产生更大的力矩。

但由于磁流变液的磁流变效应随温度的升高会减弱，从而影响转矩传递的稳定性；并且，现有技术中，对磁流变液施加磁场都是通过对线圈供电产生，其所产生的磁场为固定的，不仅能耗较大，并且传递的最大转矩有限，使得转矩传递效率较低。

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提供一种形状记忆合金驱动的自发电磁流变液软启动装置，通过自发电对线圈进行供电产生磁场，从而能够有效降低能耗；并且自发电电流能够随着从动轴的转速增大而增大，从而提高传递的最大转矩，进而提高转矩的传递效率；能使从动轴的转速更加接近主动轴的转速，并且转矩传递的稳定性更好。

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：一种形状记忆合金驱动的自发电磁流变液软启动装置，包括主动轴、从动轴和从动壳体，所述从动壳体包括左端盖、左壳体和右壳体，所述从动轴的左端扩大形成右端盖，所述左端盖、左壳体、右壳体和右端盖依次相连；所述主动轴的右端穿过左端盖后伸入从动壳体内，并通过轴承与左端盖和右端盖相连；其特征在于：所述主动轴位于从动壳体内的部分扩大形成柱状结构的传动段，且传动段与从动壳体之间形成磁流变液工作腔，在磁流变液工作腔内填充有磁流变液；在左壳体内壁靠近左端处和右壳体内壁靠近右端处分别嵌设有励磁线圈；

在传动段的周面靠近两端处分别饶其一周设有数个滑槽，所述滑槽的深度方向与传动段的径向一致；在滑槽内设有摩擦滑块、导向杆和形状记忆合金弹簧，所述摩擦滑块与滑槽滑动配合连接，所述导向杆沿传动段的径向设置，其里端与滑槽的槽底固定连接，所述形状记忆合金弹簧套设在导向杆上，其一段与滑槽的槽底固定连接，另一端与摩擦滑块固定连接；

在从动轴上设有一发电机总成，所述发电机总成包括定子壳体和转子线圈；所述定子壳体套设在从动轴上，并通过轴承与从动轴相连；所述转子线圈位于定子壳体内，并套设在从动轴上，且与从动轴固定连接，通过从动轴能够带动转子线圈同步转动；该转子线圈的一端通过导线与两励磁线圈的一端相连，另一端通过导线与两励磁线圈的另一端相连。

进一步地，在左端盖上设有注液孔，在注液孔内配合设置有注液螺塞。

进一步地，在主动轴的传动段上设有数个贯穿传动段两端的通孔Ⅰ，在传动段的周面上对应各通孔Ⅰ设有通孔Ⅱ，所述通孔Ⅱ的里端与通孔Ⅰ相连通；便于磁流变液的流通，并能够让磁流变液快速充满整个磁流变液工作腔。

进一步地，在左端盖与主动轴之间设有毛毡圈。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、当主动轴转动时，摩擦滑块在离心力的作用下紧顶从动壳体的内壁，依靠摩擦滑块与从动壳体的摩擦转矩带动从动轴缓慢转动，实现启动装置缓慢启动。

2、从动轴转动后，发电机总成开始发电，使励磁线圈通电而产生磁场，磁通穿过工作间隙，磁流变液产生磁流变效应，其剪切屈服应力增大，依靠磁流变液的剪切屈服应力传递的转矩和摩擦滑块与从动壳体之间的摩擦转矩共同作用，而带动从动轴快速转动，传递较大的转矩；并且通过发电机总成自动进行发电，从而无需进行额外供电，从而大大降低了整个启动装置的工作能耗。

3、随着从动轴转速的增大，发电的电流也增大，使磁场进一步增强，进而使磁流变液传递的转矩增大，并且滑块摩擦转矩也增大；使整个启动装置传递的转矩接近极限，即从动轴转速与主动轴转速几乎一致。

4、当温度升高，磁流变液的性能开始下降，形状记忆合金弹簧在热效应作用下，所产生的驱动力增大摩擦滑块与从动壳体内壁的摩擦转矩，以弥补高温下磁流变液传递转矩下降部分的影响，从而保证转矩传递的稳定性。

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—从动轴；3—左端盖；4—左壳体；5—右壳体；6—右端盖；7—传动段；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—定子壳体；14—转子线圈；15—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驱动的自发电磁流变液软启动装置，包括主动轴1、从动轴2和从动壳体。所述从动壳体包括左端盖3、左壳体4和右壳体5，所述从动轴2的左端扩大形成右端盖6，所述左端盖3、左壳体4、右壳体5和右端盖6依次相连。所述主动轴1的右端穿过左端盖3后伸入从动壳体内，并通过轴承与左端盖3和右端盖6相连。在左端盖3与主动轴1之间设有毛毡圈；从而将左端盖3和输入轴之间的间隙密封。

所述主动轴1位于从动壳体内的部分扩大形成柱状结构的传动段7，且传动段7与从动壳体之间形成磁流变液工作腔，在磁流变液工作腔内填充有磁流变液8。在左端盖3上设有注液孔，在注液孔内配合设置有注液螺塞15，以便于注入或更换磁流变液8。具体实施时，在主动轴1的传动段7上设有数个贯穿传动段7两端的通孔Ⅰ，在传动段7的周面上对应各通孔Ⅰ设有通孔Ⅱ，所述通孔Ⅱ的里端与通孔Ⅰ相连通；其中，通孔Ⅰ的轴向与主动轴1的轴向一致，通孔Ⅱ的轴向与主动轴1的径向一致；从而便于磁流变液8的流通，并能够让磁流变液8快速充满整个磁流变液工作腔。在左壳体4内壁靠近左端处和右壳体5内壁靠近右端处分别嵌设有励磁线圈9。

在传动段7的周面靠近两端处分别饶其一周设有数个滑槽，所述滑槽的深度方向与传动段7的径向一致；在滑槽内设有摩擦滑块10、导向杆11和形状记忆合金弹簧12。所述摩擦滑块10与滑槽滑动配合连接；所述导向杆11沿传动段7的径向设置，其里端与滑槽的槽底固定连接；所述形状记忆合金弹簧12套设在导向杆11上，其一段与滑槽的槽底固定连接，另一端与摩擦滑块10固定连接；初始状态时，摩擦滑块10的外侧面与从动壳体之间具有间隙。

在从动轴2上设有一（直流）发电机总成，所述发电机总成包括定子壳体13和转子线圈14。所述定子壳体13套设在从动轴2上，并通过轴承与从动轴2相连；所述转子线圈14位于定子壳体13内，并套设在从动轴2上，且与从动轴2固定连接，通过从动轴2能够带动转子线圈14同步转动。该转子线圈14的一端通过导线与两励磁线圈9的一端相连，另一端通过导线与两励磁线圈9的另一端相连。

本实施例的工作过程如下：

当主动轴1转动时，摩擦滑块10在离心力的作用下紧顶从动壳体的内壁，依靠摩擦滑块10与从动壳体的摩擦转矩带动从动轴2缓慢转动；从动轴2转动后，（直流）发电机总成开始发电，使励磁线圈9通电而产生磁场，磁通穿过磁流变液工作腔，使磁流变液8产生磁流变效应，其剪切屈服应力增大，依靠磁流变液8的剪切屈服应力传递的转矩和摩擦滑块10与从动壳体的摩擦转矩共同作用而带动从动轴2转动加快；随着从动轴2转速增大，发电机总成产生的电流增大，磁场也随之增强，磁流变液8的磁流变效应增强，传递的转矩增大，并且摩擦滑块10摩擦转矩也增大；如此循环，最终使从动轴2转速与主动轴1转速几乎一致；传递转矩达到最大。当温度升高，磁流变液8的性能开始下降，形状记忆合金弹簧12在热效应作用下，所产生的驱动力增大摩擦滑块10与从动壳体内壁的摩擦转矩，以弥补高温下磁流变液8传递转矩下降部分的影响，从而保证传动性能的稳定性。

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驱动的自发电磁流变液软启动装置，包括主动轴、从动轴和从动壳体，所述从动壳体包括左端盖、左壳体和右壳体，所述从动轴的左端扩大形成右端盖，所述左端盖、左壳体、右壳体和右端盖依次相连；所述主动轴的右端穿过左端盖后伸入从动壳体内，并通过轴承与左端盖和右端盖相连；其特征在于：所述主动轴位于从动壳体内的部分扩大形成柱状结构的传动段，且传动段与从动壳体之间形成磁流变液工作腔，在磁流变液工作腔内填充有磁流变液；在左壳体内壁靠近左端处和右壳体内壁靠近右端处分别嵌设有励磁线圈；

在传动段的周面靠近两端处分别饶其一周设有数个滑槽，所述滑槽的深度方向与传动段的径向一致；在滑槽内设有摩擦滑块、导向杆和形状记忆合金弹簧，所述摩擦滑块与滑槽滑动配合连接，所述导向杆沿传动段的径向设置，其里端与滑槽的槽底固定连接，所述形状记忆合金弹簧套设在导向杆上，其一段与滑槽的槽底固定连接，另一端与摩擦滑块固定连接；

在从动轴上设有一发电机总成，所述发电机总成包括定子壳体和转子线圈；所述定子壳体套设在从动轴上，并通过轴承与从动轴相连；所述转子线圈位于定子壳体内，并套设在从动轴上，且与从动轴固定连接，通过从动轴能够带动转子线圈同步转动；该转子线圈的一端通过导线与两励磁线圈的一端相连，另一端通过导线与两励磁线圈的另一端相连。

2.根据权利要求1所述的一种形状记忆合金驱动的自发电磁流变液软启动装置，其特征在于：在左端盖上设有注液孔，在注液孔内配合设置有注液螺塞。

3.根据权利要求1所述的一种形状记忆合金驱动的自发电磁流变液软启动装置，其特征在于：在主动轴的传动段上设有数个贯穿传动段两端的通孔Ⅰ，在传动段的周面上对应各通孔Ⅰ设有通孔Ⅱ，所述通孔Ⅱ的里端与通孔Ⅰ相连通。

4.根据权利要求1所述的一种形状记忆合金驱动的自发电磁流变液软启动装置，其特征在于：在左端盖与主动轴之间设有毛毡圈。