CN212250903U - 一种基于磁流变效应的制动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于磁流变效应的制动装置，涉及制动器技术领域，包括：壳体、制动执行件以及导磁组件；所述壳体大致呈圆盘状，由相互配置的两端盖组成，两所述端盖之间盖合形成内部容置腔，所述容置腔内填充有磁流变液；所述制动执行件包含横置穿设于所述壳体的传动轴以及与所述传动轴相固连的制动盘，所述制动盘可转动的配置在所述容置腔内，且所述制动盘的两端面布设有多个呈鱼鳍状的凸起；所述导磁组件具有一电磁线圈，所述电磁线圈位于所述容置腔外且贴紧配置于其中一所述端盖上。通过制动盘的两端面布设有呈鱼鳍状的凸起，经由多个凸起与磁流变液相配合，以提高磁流变液对制动盘的制动力矩。

Description

一种基于磁流变效应的制动装置

技术领域

本实用新型涉及制动器技术领域，具体而言，涉及一种基于磁流变效应的制动装置。

背景技术

磁流变液是一种智能材料，其在外加磁场的作用时，发生流变效应，由初始的牛顿流体特性瞬间呈现出类固体特性。磁流变液主要由软磁性颗粒、基载液和表面添加剂等组成，其中，包覆有表面添加剂的软磁性颗粒在基载液中处于悬浮状态，这种悬浮液在无外加磁场作用时，呈现自由流动状态(液态)，而在外加磁场作用下，发生“固化”现象，表现为具有一定剪切力的粘塑性流体(半固态)。该磁流变过程具有反应迅速、效果可逆而且能耗低、适应性强等优点。

磁流变液制动系统是以磁流变液为工作介质开发出的一种新型制动技术，采用调节磁流变液外加磁场强度的方法，改变其剪切屈服应力，以实现制动力矩的无级控制。

现阶段，国内外出现众多磁流变液制动系统，但是在现有的磁流变液制动系统中，励磁线圈多为整体圆筒式结构，励磁线圈放置在装置内部，拆装复杂。并且，现有的制动盘与磁流变液之间的配置较为繁琐，难以获得较大的制动力矩，同时之间还存在较大的能量耗损，不能满足设计要求。

实用新型内容

本实用新型公开了一种基于磁流变效应的制动装置，旨在改善现有的磁流变液制动系统中结构复杂且制动力矩不足等问题。

本实用新型采用了如下方案：

本申请提供了一种基于磁流变效应的制动装置，包括：壳体、制动执行件以及导磁组件；所述壳体大致呈圆盘状，由相互配置的两端盖组成，两所述端盖之间盖合形成内部容置腔，所述容置腔内填充有磁流变液；所述制动执行件包含横置穿设于所述壳体的传动轴以及与所述传动轴相固连的制动盘，所述制动盘可转动的配置在所述容置腔内，且所述制动盘的两端面布设有多个呈鱼鳍状的凸起；所述导磁组件具有一电磁线圈，所述电磁线圈位于所述容置腔外且贴紧配置于其中一所述端盖上。

作为进一步改进，所述制动盘大致居中置于所述容置腔内，且所述传动轴贯穿所述壳体，并通过密封轴承与所述端盖转动连接。

作为进一步改进，所述凸起沿所述制动盘的转动方向呈间距规则布设且配置于整个端面位置上，位于所述制动盘的两端面的凸起之间相互对称设置。

作为进一步改进，所述凸起为渐变式凸部，每一所述凸部沿制动盘的周向其厚度逐步增大，且沿制动盘的径向其宽度逐步增大。

作为进一步改进，所述凸部厚度增大的方向与所述制动盘的转动方向相反，所述凸部的宽度自远离所述传动轴的方向增大。

作为进一步改进，所述电磁线圈所在端盖的端面上盖合有一保护壳，所述保护壳与端盖之间形成有用于放置所述电磁线圈的安装腔。

作为进一步改进，所述保护壳的尺寸小于所述端盖的尺寸。

作为进一步改进，两所述端盖为不同材质；位于所述电磁线圈一侧的所述端盖为导磁材质，另一所述端盖为隔磁材质。

作为进一步改进，所述电磁线圈的内部设有铁芯，所述电磁线圈经通电以产生同向布置的磁场，使得填充于所述容置腔的磁流变液产生的剪切应力，进而对所述制动盘提供制动力矩。

作为进一步改进，两所述端盖之间以快拆方式相配合设置。

通过采用上述技术方案，本实用新型可以取得以下技术效果：

本申请的制动装置，是基于磁流变效应而设计的新型制动技术。其结构简单且操作便利，通过在壳体的容置腔内填充有磁流变液，且制动盘可转动的配置在容置腔内，其中一端盖处且位于容置腔外的电磁线圈在通电后产生磁场，使得磁流变液产生的剪切应力，进而对制动盘提供制动力矩。其中，制动盘的两端面布设有呈鱼鳍状的凸起，经由多个凸起与磁流变液相配合，以提高磁流变液对制动盘的制动力矩，在相同通电情况下产生的磁场中，本申请的制动效率更高且更为稳定，极大的避免了能量耗损。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例的制动装置的结构示意图；

图2是图1中的拆解示意图；

图3是本实用新型实施例的制动装置在另一视角下的结构示意图；

图4是图3中的拆解示意图；

图5是是本实用新型实施例的制动装置的剖示图；

图6是是本实用新型实施例的制动装置的制动执行件的结构示意图；

图7是图6在另一视角下的结构示意图。

图标：1-壳体；11-端盖；2-制动执行件；21-传动轴；22-制动盘；221-凸起；3-导磁组件；31-电磁线圈；4-密封轴承；5-保护壳。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

结合图1至图4，本实施例提供了一种基于磁流变效应的制动装置，包括：壳体1、制动执行件2以及导磁组件3。该制动装置是基于磁流变效应而设计的新型制动技术，适用于汽车制动或旋转设备等制动领域。

在本实施例中，壳体1大致呈圆盘状，由相互配置的两端盖11组成。两端盖11之间盖合形成内部容置腔，容置腔内填充有磁流变液(未图示)。制动执行件2包含横置穿设于壳体1的传动轴21以及与传动轴21相固连的制动盘22。制动盘22可转动的配置在容置腔内，且制动盘22的两端面布设有多个呈鱼鳍状的凸起221。导磁组件3具有一电磁线圈31，电磁线圈31位于容置腔外且贴紧配置于其中一端盖11上。

本实施例中通过在壳体1的容置腔内填充有磁流变液，且制动盘22可转动的配置在容置腔内，其中一端盖11处且位于容置腔外的电磁线圈31在通电后产生磁场，使得磁流变液产生的剪切应力，进而对制动盘22提供制动力矩。其中，制动盘22的两端面布设有呈鱼鳍状的凸起221，经由多个凸起221与磁流变液相配合，以提高磁流变液对制动盘22的制动力矩，在相同通电情况下产生的磁场中，本申请的制动效率更高且更为稳定，极大的避免了能量耗损。

其中，较佳地，制动盘22大致居中置于容置腔内，且传动轴21贯穿壳体1，并通过密封轴承4与端盖11转动连接。传动轴21与壳体1之间为转动连接使得传动轴21带动制动盘22在壳体1内相对转动时不受与端盖11间的摩擦阻力影响，且居中配置的制动盘22，使得填充在容置腔中的磁流变液能够充分与制动盘22的端面相接触，进一步提升了制动效果。

请参阅图4至图7，凸起221沿制动盘22的转动方向呈间距规则布设且配置于整个端面位置上，位于制动盘22的两端面的凸起221之间相互对称设置。具体地，凸起221为渐变式凸部，每一凸部沿制动盘22的周向其厚度逐步增大，且沿制动盘22的径向其宽度逐步增大。渐变式的鳍型状凸起221使得制动盘22转动过程中的流体阻力可控，且使其与磁流变液之间的接触面积增大。

特别的，凸部厚度增大的方向与制动盘22的转动方向相反，凸部的宽度自远离传动轴21的方向增大。厚度沿制动盘22的转动方向逐步减小，从而降低了制动盘22在转动过程中的流体阻力，进一步使得在零磁场时(电磁线圈31未通电)的粘滞阻力很小，使磁流变液与壳体1、制动盘22之间的发热量降低，不仅降低了能量损耗，还有效保证了制动装置的稳定性。并且，凸部的宽度沿靠近制动盘22的周缘逐渐增大，从而使得在同一转速下，位于制动盘22的转动圆心较远一端的宽度大于靠近圆心一端的凸部宽度，在同一凸部的不同位置的线速度存在差异的情况下，通过各自与磁流变液的不同接触面积从而达成受力相对一致的状态，保证了制动盘22处于平稳状态。

需要提到的是，电磁线圈31的内部设有铁芯(图未示)，电磁线圈31经通电以产生同向布置的磁场，使得填充于容置腔的磁流变液产生的剪切应力，进而对制动盘22提供制动力矩。在外加磁场的作用下，磁流变液发生“固化”。使其呈具有一定剪切力的粘塑性流体。处于该状态的磁流变液与制动盘22上的凸起221相充分接触配合，以提供剪切应力，使得转动的制动盘22在与之反向的应力的作用下减速至达到制动效果。

请参阅图3至图5，电磁线圈31所在端盖11的端面上盖合有一保护壳5，保护壳5与端盖11之间形成有用于放置电磁线圈31的安装腔。在本实施例中，电磁线圈31用于通电的两端经由保护壳5开设的通孔暴露在外部，以便于外部电源接入。由于壳体1与传动轴21通过轴承相转动配合，从而处于相对静置状态，避免了对电磁线圈31与外部电源的连接产生干涉。

其中，保护壳5的尺寸小于端盖11的尺寸。使得保护壳5依附置于壳体1的外侧位置，在不影响整体外观的情况下，且保证了制动装置的一体性。特别的，两端盖11为不同材质。位于电磁线圈31一侧的端盖11为导磁材质，另一端盖11为隔磁材质。导磁材质为导磁率大的材料，优选为铁、钴、镍及其合金。隔磁材质为非导磁材料，为导磁率小的材料，优选为铝、铜材料。使用导磁性能佳的端盖11，以利于电磁线圈31中提供的磁场进行有效传递。

需要提到的是，两端盖11之间以快拆方式相配合设置。两端盖11之间打开以暴露出内部的制动执行件2和磁流变液，便于更换及维护。可以是通过螺栓等紧固件实现之间的拆装连接，亦或是通过卡扣式按压装配连接。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于磁流变效应的制动装置，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体大致呈圆盘状，由相互配置的两端盖组成，两所述端盖之间盖合形成内部容置腔，所述容置腔内填充有磁流变液；

制动执行件，包含横置穿设于所述壳体的传动轴以及与所述传动轴相固连的制动盘，所述制动盘可转动的配置在所述容置腔内，且所述制动盘的两端面布设有多个呈鱼鳍状的凸起；

导磁组件，所述导磁组件具有一电磁线圈，所述电磁线圈位于所述容置腔外且贴紧配置于其中一所述端盖上。

2.根据权利要求1所述的制动装置，其特征在于，所述制动盘大致居中置于所述容置腔内，且所述传动轴贯穿所述壳体，并通过密封轴承与所述端盖转动连接。

3.根据权利要求1所述的制动装置，其特征在于，所述凸起沿所述制动盘的转动方向呈间距规则布设且配置于整个端面位置上，位于所述制动盘的两端面的凸起之间相互对称设置。

4.根据权利要求3所述的制动装置，其特征在于，所述凸起为渐变式凸部，每一所述凸部沿制动盘的周向其厚度逐步增大，且沿制动盘的径向其宽度逐步增大。

5.根据权利要求4所述的制动装置，其特征在于，所述凸部厚度增大的方向与所述制动盘的转动方向相反，所述凸部的宽度自远离所述传动轴的方向增大。

6.根据权利要求1所述的制动装置，其特征在于，所述电磁线圈所在端盖的端面上盖合有一保护壳，所述保护壳与端盖之间形成有用于放置所述电磁线圈的安装腔。

7.根据权利要求6所述的制动装置，其特征在于，所述保护壳的尺寸小于所述端盖的尺寸。

8.根据权利要求1所述的制动装置，其特征在于，两所述端盖为不同材质；位于所述电磁线圈一侧的所述端盖为导磁材质，另一所述端盖为隔磁材质。

9.根据权利要求1所述的制动装置，其特征在于，所述电磁线圈的内部设有铁芯，所述电磁线圈经通电以产生同向布置的磁场，使得填充于所述容置腔的磁流变液产生的剪切应力，进而对所述制动盘提供制动力矩。

10.根据权利要求1所述的制动装置，其特征在于，两所述端盖之间以快拆方式相配合设置。

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