CN218844920U - 一种新型旋转式抗沉降磁流变制动器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型旋转式抗沉降磁流变制动器，主要由基座、上端盖、旋转轴、轴套、励磁线圈、内筒、密封圈等组成。轴承通过上端盖盲孔进行轴向定位，旋转轴通过轴承内圈进行轴向定位，所述旋转轴通过螺纹与轴套连接，并伸进内筒中，在基座内底部加工有凹槽与内筒相连接进行轴向定位，上端盖与基座之间通过螺纹连接固定，所述轴套主体为圆柱状，下方位置均匀环形分布有若干螺旋面。通过电机等动力装置带动旋转轴和轴套转，电源通过励磁线圈产生磁场，磁流变液在带有螺旋面的轴套的作用下在内筒间隙中进行主动分散，并在磁场作用下发生磁流变效应，使得磁流变液的剪切应力增加，产生较大的制动力矩。
Description
技术领域
本申请涉及一种磁流变制动器，尤其涉及一种新型旋转式抗沉降磁流变制动器。
背景技术
随着社会的发展，各种具有不同特性的新材料正在不断涌现，其中，磁流变液因其独特的流变特性展现了客观的应用前景和价值，正在受到研究界的持续关注。磁流变液具有较好的流动性，加上外磁场后，磁流变液内部可在极短的时间内发生链化，表现出固体特性，从而产生很高的屈服应力，而且其固体特性还可由外加磁场强度调节，磁场撤去后，磁流变液可以立即恢复流动性。旋转式磁流变制动器作为一种基于磁流变液可控特性的半主动制动器件，该器件可以对运动产生制动转矩，在其工作范围中，具有响应速度快、结构简单、可控性能高和能耗低等优点，同时，相对于传统的直线式磁流变制动器，旋转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。
目前，虽然旋转式磁流变制动器已在土木、机械、军工等领域应用广泛，但在半主动控制中，磁流变液的沉降性能直接影响着磁流变制动器的工作性能和使用寿命。截止目前，磁流变制动器尚未大规模商业化的主要原因之一是其内部磁流变液沉降稳定性问题一直未能得到有效解决。由于磁流变液磁性颗粒仅靠布朗运动不足以抵抗其重力作用，所以沉降问题不可避免。目前，国内外学者在提高磁流变液沉降稳定性上做了大量工作，其中，主要研究能够改善磁流变液沉降性能的相关物理化学方法，以提高制动器工作的长期稳定性及使用寿命。
发明内容
本申请针对现有的旋转式磁流变制动器内部的磁流变液沉降稳定性不足，易沉降使用寿命短的问题提出一种新型旋转式抗沉降磁流变制动器。本申请中的旋转式抗沉降磁流变制动器可以在磁流变液量不变的情况下通过增大螺旋面接触面积增大制动转矩，从而达到制动的目的。同时，在轴套旋转的过程中，针对磁流变液沉降稳定性不足等问题，在不改变磁流变液物质特性的情况下提高磁流变液的抗沉降性能，从而确保磁流变的剪切屈服应力和可控性能，而且使用方便，适用范围广。
本申请公开的一种新型旋转式抗沉降磁流变制动器，主要包括：基座(8)、上端盖(9)、旋转轴(1)、轴承(2)、内筒(7)以及励磁线圈(4)；在基座(8)内底部加工有凹槽与内筒(7)相连接进行轴向定位，上端盖(9)与基座(8)之间通过螺纹连接固定，上端盖(9)下端加工有圆形凸台与内筒(7)间隙配合，上端盖(9)中间加工有圆形盲孔，轴承(2)通过上端盖(9)盲孔进行轴向定位，旋转轴(1)通过轴承(2)内圈进行轴向定位，轴承(2)外圈与上端盖(9)盲孔内表面进行过盈配合，轴承(2)内圈与旋转轴(1)外表面进行过盈配合。
进一步的，基座上加工有导线通孔(5)，励磁线圈(4)导线通过导线通孔引出。
进一步的，所述基座(8)、上端盖(9)使用导磁材料Q235低碳钢，内筒(7)使用非导磁材料铝。
进一步的，上端盖(9)与内筒(7)间隙配合，旋转轴轴承(2)与上端盖(9)过盈配合并通过密封圈(2)密封以确保磁流变装置的密封性。
进一步的，所述旋转轴(1)螺纹连接有伸进内筒(7)的轴套(6)，轴套(6)主体形状为圆柱状，当旋转轴(1)转动时，带动轴套(6)转动。
进一步的，所述轴套(6)上带有若干螺旋面，所述螺旋面均匀环形分布于轴套(6)下方位置。
进一步的，所述轴套(6)材料选用导磁材料Q235低碳钢。
本申请的有益效果：该制动器可以实现制动器的半主动控制，满足工况应用，与传统直线式磁流变制动器相比，结构简单，体积质量小，所需成本较低，可在磁流变液量不变的情况下，通过增大接触面积增大制动力矩，并可以在不改变磁流变液自身物质特性的情况下，提高磁流变液的悬浮稳定性，增加磁流变液的抗沉降性，达到抗沉降的目的，从而增加了制动器的使用寿命以及保持更加持久的稳定性能。
附图说明
图1为本申请专利结构示意图
图2为本申请专利抗沉降结构示意图
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细说明
图1是本申请结构整体示意图，参考附图所示，本实施例中一种新型旋转式抗沉降磁流变制动器，主要包括基座8、上端盖9、旋转轴1、内筒7，所述基座8与所述内筒7过盈配合，所述内筒7填充有磁流变液，所述内筒7外表面设置有环状的励磁线圈6，所述上端盖1与内筒7间隙配合并通过密封圈3密封，所述旋转轴与上端盖经轴承2连接，所述旋转轴外套有的轴套，所述轴套6通过螺纹与旋转轴1连接固定。
本实施例中，上端盖9与内筒7采用间隙配合，旋转轴轴承2与上端盖9之间采用过盈配合，并通过密封圈3密封保证磁流变装置的密封性能良好。
在制动器工作的过程中，励磁线圈4作为激励源，提供磁能，基座8、轴套6、上端盖9作为闭环磁路导磁重要的一部分材料选择导磁性较强的Q235，内筒4不作为闭环磁路的环节，材料选择为不导磁的铝合金。
图2是本申请抗沉降结构示意图，轴套6通过螺纹连接与旋转轴1固定，电机或其他动力装置带动旋转轴1和轴套6一起转动，共同组成了旋转式磁流变制动器的抗沉降结构。轴套上制有若干螺旋面，在轴套6随旋转轴转动的过程中，对磁流变液进行主动分散作用，将磁流变液中的沉降颗粒进行分散，为其提供抗沉降力，从而抵抗了磁性颗粒的沉降，提高了磁流变材料的悬浮稳定性。
本申请工作原理如下：
直流电机或其他动力装置带动旋转轴1产生不同的旋转速度，旋转轴1带动轴套6旋转，轴套6在旋转过程中，其中的若干螺旋面对沉降的磁性颗粒进行主动分散，提升磁流变液的抗沉降性能。电源通过励磁线圈4产生磁场，此时磁流变液在磁场的作用下，在内筒7中产生磁流变效应，磁流变液表观黏度变大，剪切应力增大，从而产生较大的制动转矩，阻碍轴套6和旋转轴1的转动，从而达到制动的目的。
Claims (4)
1.一种新型旋转式抗沉降磁流变制动器，主要包括：旋转轴(1)、轴承(2)、上端盖(9)、内筒(7)、基座(8)、励磁线圈(4)和轴套(6)，所述轴承(2)通过上端盖(9)盲孔进行轴向定位，旋转轴(1)通过轴承(2)内圈进行轴向定位，所述旋转轴(1)通过螺纹与轴套(6)连接，并伸进内筒(7)中，在基座(8)内底部加工有凹槽与内筒(7)相连接进行轴向定位，上端盖(9)与基座(8)之间通过螺纹连接固定，其特征在于，所述轴套(6)主体为圆柱状，下方位置均匀环形分布有若干螺旋面。
2.根据权利要求1所述的一种新型旋转式抗沉降磁流变制动器，其特征在于：所述轴套(6)材料选用导磁材料Q235低碳钢。
3.根据权利要求1所述的一种新型旋转式抗沉降磁流变制动器，其特征在于：所述基座(8)、上端盖(9)使用导磁材料Q235低碳钢，内筒(7)使用非导磁材料铝。
4.根据权利要求1所述的一种新型旋转式抗沉降磁流变制动器，其特征在于：上端盖(9)下端加工有圆形凸台与内筒(7)间隙配合，旋转轴(1)、轴承(2)与上端盖(9)过盈配合并通过密封圈(3)密封以确保磁流变装置的密封性。
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