CN208764185U - 一种具有多液流通道的旋转式磁流变制动器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有多液流通道的旋转式磁流变制动器，主要由端盖、缸筒、励磁线圈、励磁铁芯、隔磁套筒、旋转套筒、转子以及轴承等组成。转子带动旋转套筒转动，励磁线圈通电产生磁场，此时磁流变液在磁场作用下，在旋转套筒内外两段阻尼间隙内产生磁流变效应，磁流变液剪切应力增大，进而产生较大转动转矩，阻碍旋转套筒以及转子的转动，从而实现制动目的。本实用新型采用转子与旋转套筒组合的设计方式，将制动器的有效阻尼间隙增加为两段，显著提高了制动器的制动转矩以及工作范围。本实用新型特别适用于半主动控制的制动场合，以及座椅悬架等转动场合的减震抗震。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种磁流变制动器，尤其涉及一种具有多液流通道的旋转式磁流变制动器。
背景技术
磁流变制动器是一种基于磁流变液可控特性的新型半主动制动器件，该器件可以对运动产生阻力，并用来耗散运动的能量，在其工作范围内拥有响应速度快、结构简单、体积小、容易控制和能耗低等优点，是一种理想的隔振、抗震装置，在建筑、机械、军工等方面具有广泛应用前景。
由于工作环境和运动方式的不同，可将磁流变制动器划分为直线式和旋转式两种。直线式磁流变制动器具有许多显而易见的优点，使得它在汽车，房屋等建筑物的减震抗震上也有着不俗的表现。但是直线式磁流变制动器也存在着它无法逾越的缺陷和不足，内部结构笨重，且依靠只在直线式中出现的老式阀结构，而且活塞杆并不能保持十分轻巧和高效快速且保有一定的流畅度的运动，活塞杆在运动过程中特别容易发生一些卡死和在高速移动过程中被打弯的现象，且使用磁流变液相对较多，增加了成本。
转动式磁流变制动器的出现在一定程度上解决了上述直线式磁流变制动器存在的问题。转动式磁流变制动器一般重量更轻，设计更加紧凑，更加适合应用在要求轻量化并以旋转运动为基础的装置中。
发明内容
为了克服背景技术中存在的问题，本实用新型提出一种具有多液流通道的旋转式磁流变制动器。本实用新型旋转式磁流变制动器产生的阻尼转矩可有效降低转子以及旋转套筒的转向速度，从而实现减速或减小振动等效果。安装在电动机或其他旋转动力装置的转子被带动旋转，从而带动旋转套筒转动。分别给励磁线圈通电I和II时，磁流变液在旋转套筒内外两段阻尼间隙内产生磁流变效应，磁流变液剪切屈服应力增大，产生较大转动转矩，阻碍转子以及旋转套筒转动，从而实现制动目的；通过改变励磁线圈I和II通电电流的大小和方向，可以改变制动器的制动转矩大小，拓宽了制动转矩的调节范围。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案包括：左端盖(1)、励磁线圈I(2)、励磁铁芯(3)、励磁线圈II(4)、隔磁套筒(5)、右端盖(6)、右轴承(7)、旋转套筒(8)、转子(9)、缸筒 (10)以及左轴承(11)；左端盖(1)中间加工有圆形盲孔，左端盖(1)与缸筒(10)通过螺栓紧固连接；励磁铁芯(3)圆周表面左右两端分别加工有两个圆环形凹槽；励磁线圈I(2)和励磁线圈II(4)分别缠绕在左端和右端的圆环形凹槽内；励磁铁芯(3)左端阶梯孔内圆周表面与左端盖(1)右端凸台外圆周表面过盈配合，励磁铁芯(3)与左端盖(1)通过螺钉紧固连接；隔磁套筒(5)外圆周表面与缸筒(10)内圆周表面过盈配合，隔磁套筒(5)内圆周表面与转子(9)外圆周表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；隔磁套筒(5)左端通过旋转套筒(8)右端面轴向定位，隔磁套筒(5)右端通过右端盖(6)左端面轴向定位；右端盖(6)中间加工圆形通孔，圆形通孔内表面与转子(9)圆周外表面间隙配合，并通过螺栓与缸筒(10)紧固连接；旋转套筒(8)右端加工有阶梯通孔，旋转套筒(8)右端通孔内表面与转子(9)外圆周表面过盈配合；旋转套筒(8)左端通过转子(9)凸环右端面轴向定位，旋转套筒(8)右端通过隔磁套筒(5)左端面轴向定位；旋转套筒(8)与转子(9)通过螺栓紧固连接；转子(9)右端加工有凸环；转子(9)左端通过左轴承(11)右端面轴向定位，转子 (9)右端通过右轴承(7)左端面轴向定位；缸筒(10)内圆周表面与左端盖(1)凸台外表面过渡配合，并通过密封圈进行密封；缸筒(10)内圆周表面与右端盖(6)凸台外表面过渡配合，并通过密封圈进行密封；右轴承(7)右端通过右端盖(6)轴肩左端面轴向定位，右轴承(7)左端通过转子 (9)轴肩右端面轴向定位；右轴承(7)内圈与转子(9)右端外圆周表面过盈配合；左轴承(11)左端通过左端盖(1)轴肩右端面轴向固定，左轴承(11)右端通过转子(9)轴肩左端面轴向定位；左轴承(11)内圈与转子(9)外圆周表面过盈配合。磁流变液工作腔分为轴向圆环工作腔与径向圆盘工作腔；缸筒(10)与旋转套筒(8)之间的轴向圆环间隙形成轴向圆环工作腔一(12)；旋转套筒(8) 与励磁铁芯(3)之间的轴向圆环间隙形成轴向圆环工作腔二(13)；励磁铁芯(3)与转子(9)之间的轴向圆环间隙形成轴向圆环工作腔三(14)；励磁铁芯(3)与旋转套筒(8)之间的径向圆盘间隙形成径向圆盘工作腔一(15)；旋转套筒(8)与隔磁套筒(5)之间的径向圆盘间隙形成径向圆盘工作腔二(16)；磁流变液填充在轴向圆环工作腔一(12)、轴向圆环工作腔二(13)、轴向圆环工作腔三(14)、径向圆盘工作腔一(15)以及径向圆盘工作腔二(16)内。
本实用新型与背景技术相比，具有的有益效果是：
(1)本实用新型采用转子与旋转套筒组合的设计方式，将制动器的有效阻尼间隙增加为两段，同时采用双线圈的结构设计，有效增强了制动器的磁场强度，显著提高了制动器的制动转矩以及工作范围。
(2)与直线式磁流变制动器相比，本实用新型体积小，重量轻，结构简单，设计紧凑，便于维修，节省了安装空间。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图2是本实用新型磁流变液液流通道示意图。
图3是本实用新型励磁线圈I与励磁线圈II产生磁场方向相同时的磁力线分布示意图。
图4是本实用新型励磁线圈I与励磁线圈II产生磁场方向相反时的磁力线分布示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
图1是本实用新型结构示意图，主要包括左端盖1、励磁线圈I2、励磁铁芯3、励磁线圈II4、隔磁套筒5、右端盖6、右轴承7、旋转套筒8、转子9、缸筒10以及左轴承11。
图2是本实用新型磁流变液工作腔分布示意图。磁流变液工作腔分为轴向圆环工作腔与径向圆盘工作腔。缸筒10与旋转套筒8之间的轴向圆环间隙形成轴向圆环工作腔一12；旋转套筒8与励磁铁芯3之间的轴向圆环间隙形成轴向圆环工作腔二13；励磁铁芯3与转子 9之间的轴向圆环间隙形成轴向圆环工作腔三14，励磁铁芯3与旋转套筒8之间的径向圆盘间隙形成径向圆盘工作腔一15，旋转套筒8与隔磁套筒5之间的径向圆盘间隙形成径向圆盘工作腔二16；磁流变液填充在轴向圆环工作腔一12、轴向圆环工作腔二13、轴向圆环工作腔三14、径向圆盘工作腔一15以及径向圆盘工作腔二16内。
图3是本实用新型励磁线圈I与励磁线圈II产生磁场方向相同时的磁力线分布示意图。励磁线圈I2与励磁线圈II4产生的磁力线依次穿过励磁铁芯3、轴向圆环工作腔二13、旋转套筒8、轴向圆环工作腔一12、缸筒10、轴向圆环工作腔一12、旋转套筒8以及轴向圆环工作腔二13，最后返回励磁铁芯3处形成闭合回路。
图4是本实用新型励磁线圈I与励磁线圈II产生磁场方向相反时的磁力线分布示意图。励磁线圈I2产生的磁力线依次穿过励磁铁芯3、轴向圆环工作腔二13、旋转套筒8、轴向圆环工作腔一12、缸筒10、轴向圆环工作腔一12、旋转套筒8以及轴向圆环工作腔二13，最后返回励磁铁芯3处形成闭合回路。励磁线圈II4产生的磁力线依次穿过励磁铁芯3、轴向圆环工作腔二13、旋转套筒8、轴向圆环工作腔一12、缸筒10、轴向圆环工作腔一12、旋转套筒8以及轴向圆环工作腔二13，最后返回励磁铁芯3处形成闭合回路。励磁线圈I2与励磁线圈II4磁场方向相反时，充分利用了制动器阻尼间隙长度，进一步增强了有效阻尼间隙中的磁场强度，提高了制动器制动转矩和工作性能。
本实用新型工作原理如下：
直流伺服电机带动转子9产生大小不同的旋转速度，当转子9转动时，可带动旋转套筒8转动。当励磁线圈I2与励磁线圈II4通电时，磁流变液在磁场作用下，在旋转套筒8与缸筒10、旋转套筒8与励磁铁芯3之间的两段阻尼间隙内产生磁流变效应，此时磁流变液表观黏度变大，剪切应力增大，进而产生较大转动转矩，阻碍旋转套筒8以及转子9的转动，从而实现制动目的。通过改变励磁线圈I2与励磁线圈II4中通电电流的大小和方向，可以改变制动器的制动转矩大小。当励磁线圈I2产生磁场方向与励磁线圈II4产生磁场方向相反时，可充分利用制动器阻尼间隙长度，进一步增强有效阻尼间隙中的磁场强度，提高了制动器制动转矩调节范围和工作性能。
Claims (2)
1.一种具有多液流通道的旋转式磁流变制动器，其特征在于包括：左端盖(1)、励磁线圈I(2)、励磁铁芯(3)、励磁线圈II(4)、隔磁套筒(5)、右端盖(6)、右轴承(7)、旋转套筒(8)、转子(9)、缸筒(10)以及左轴承(11)；左端盖(1)中间加工有圆形盲孔，左端盖(1)与缸筒(10)通过螺栓紧固连接；励磁铁芯(3)圆周表面左右两端分别加工有两个圆环形凹槽；励磁线圈I(2)和励磁线圈II(4)分别缠绕在左端和右端的圆环形凹槽内；励磁铁芯(3)左端阶梯孔内圆周表面与左端盖(1)右端凸台外圆周表面过盈配合，励磁铁芯(3)与左端盖(1)通过螺钉紧固连接；隔磁套筒(5)外圆周表面与缸筒(10)内圆周表面过盈配合，隔磁套筒(5)内圆周表面与转子(9)外圆周表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；隔磁套筒(5)左端通过旋转套筒(8)右端面轴向定位，隔磁套筒(5)右端通过右端盖(6)左端面轴向定位；右端盖(6)中间加工圆形通孔，圆形通孔内表面与转子(9)圆周外表面间隙配合，并通过螺栓与缸筒(10)紧固连接；旋转套筒(8)右端加工有阶梯通孔，旋转套筒(8)右端通孔内表面与转子(9)外圆周表面过盈配合；旋转套筒(8)左端通过转子(9)凸环右端面轴向定位，旋转套筒(8)右端通过隔磁套筒(5)左端面轴向定位；旋转套筒(8)与转子(9)通过螺栓紧固连接；转子(9)右端加工有凸环；转子(9)左端通过左轴承(11)右端面轴向定位，转子(9)右端通过右轴承(7)左端面轴向定位；缸筒(10)内圆周表面与左端盖(1)凸台外表面过渡配合，并通过密封圈进行密封；缸筒(10)内圆周表面与右端盖(6)凸台外表面过渡配合，并通过密封圈进行密封；右轴承(7)右端通过右端盖(6)轴肩左端面轴向定位，右轴承(7)左端通过转子(9)轴肩右端面轴向定位；右轴承(7)内圈与转子(9)右端外圆周表面过盈配合；左轴承(11)左端通过左端盖(1)轴肩右端面轴向固定，左轴承(11)右端通过转子(9)轴肩左端面轴向定位；左轴承(11)内圈与转子(9)外圆周表面过盈配合。
2.根据权利要求1所述的一种具有多液流通道的旋转式磁流变制动器，其特征在于：磁流变液工作腔分为轴向圆环工作腔与径向圆盘工作腔；缸筒(10)与旋转套筒(8)之间的轴向圆环间隙形成轴向圆环工作腔一(12)；旋转套筒(8)与励磁铁芯(3)之间的轴向圆环间隙形成轴向圆环工作腔二(13)；励磁铁芯(3)与转子(9)之间的轴向圆环间隙形成轴向圆环工作腔三(14)；励磁铁芯(3)与旋转套筒(8)之间的径向圆盘间隙形成径向圆盘工作腔一(15)；旋转套筒(8)与隔磁套筒(5)之间的径向圆盘间隙形成径向圆盘工作腔二(16)；磁流变液填充在轴向圆环工作腔一(12)、轴向圆环工作腔二(13)、轴向圆环工作腔三(14)、径向圆盘工作腔一(15)以及径向圆盘工作腔二(16)内。
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|---|---|---|---|---|
| CN112211925A (zh) * | 2019-07-10 | 2021-01-12 | 佳能株式会社 | 旋转阻力设备和电子设备 |
| CN112855803A (zh) * | 2021-01-04 | 2021-05-28 | 北京理工大学 | 一种具有多磁极的磁流变流体制动器 |
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