KR100311735B1 - Brake apparatus used as load unit by using magneto-rheological fluid - Google Patents

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    • F16D2121/18Electric or magnetic
    • F16D2121/20Electric or magnetic using electromagnets

Abstract

PURPOSE: A brake device used as a load unit by using magneto-rheological fluid is provided to keep normal speed of a rotary machine, and to control braking force conveniently by plural electric circuit parts and an electromagnet part. CONSTITUTION: A brake apparatus as a load unit is composed of MR(magneto-rheological) fluid having ferromagnetic particles; electromagnetic parts generating the magnetic field to change the viscosity of MR fluid; and a rotating shaft having a disk applying load and braking force to the magnetic field. The control system of the brake has a detecting sensor unit(20) outputting a voltage signal according to rotation of the rotating shaft, a comparator(30) outputting the difference value by comparing the voltage signal with the reference voltage, a control unit(40) controlling the value from the comparator, and a converter unit(50) supplying to electromagnetic parts by converting voltage into current. Load and braking force are controlled accurately by feedback controlling rotational speed of the rotating shaft.

Description

자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치Braking system for both load device using magnetorheological fluid

본 발명은 회전 기계 시스템의 정밀 위치 제어에 적용이 용이한 자기유변유체(magnetorheological fluid)를 이용한 부하장치 겸용 제동장치에 관한 것이며, 특히, 자기장내에서 항복응력을 갖는 자기유변유체의 특성을 이용하여 자동차의 ABS 브레이크 장치와 같은 제동장치나, 엔진 등과 같은 동력 전달장치의 모의 실험 또는 각종 시뮬레이터의 구동에도 정확한 부하 조절이 가능한 부하장치에 동일하게 사용될 수 있는 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a braking device for a combined load device using a magnetorheological fluid that is easy to apply to precise position control of a rotating mechanical system. In particular, the present invention uses a characteristic of a magnetorheological fluid having a yield stress in a magnetic field. Braking system such as ABS brake system of automobiles, simulation of power transmission system such as engine, etc., or the braking system using a magnetorheological fluid that can be used equally to the load device capable of precise load control even when driving various simulators. It is about.

최근의 회전 기계 기술의 응용 분야를 살펴보면, 회전 기계 시스템의 고출력 및 고속회전과 같은 성능의 향상뿐만 아니라 회전체의 정밀한 위치 제어, 회전기계에 걸리는 부하 변동시의 정속도 유지, 회전 시스템의 운전 중 발생하는 진동의 효과적인 억제가 큰 관심의 영역이 되고 있다.Looking at the application of the recent rotary machine technology, it is possible not only to improve the performance such as high power and high-speed rotation of the rotary machine system, but also to precisely control the position of the rotating body, to maintain a constant speed when the load changes to the rotary machine, and to operate the rotary system. Effective suppression of the generated vibrations has been of great interest.

통상적으로 자동차나 자전거의 제동장치에서는 회전하는 물체에 제동을 걸어야 하는 경우, 보통 브레이크 드럼에 금속이나 고무 패드를 회전체에 직접 마찰시키는 방법으로 제동력을 가한다. 또한, 동력전달 장치의 모의 실험 등과 같은 부하장치에서는 발전기의 원리를 응용하여 기계적인 회전 에너지를 전기 에너지로 강제로 변환시키는 방법으로 회전 시스템에 부하를 가한다.In general, in a brake system of a car or a bicycle, braking force is applied to a brake drum by directly rubbing metal or rubber pads on a rotating body when braking is required on a rotating object. In addition, in a load device such as a simulation of a power transmission device, a load is applied to a rotating system by forcibly converting mechanical rotational energy into electrical energy by applying the principle of a generator.

그러나, 상기와 같은 방법을 사용한 제동장치는 기계적 마찰을 이용하게 되므로 마찰열에 의한 재질의 변화가 일어난다. 즉, 제동장치의 속도 및 토크를 감속시키기 위해 기계적 마찰을 이용할 경우 소실되는 에너지는 모두 열 에너지로 변화되기 때문에 마찰이 일어나는 부분에서의 온도가 급격히 상승하게 되고, 이러한 온도 상승은 시스템을 구성하는 재질의 변화를 초래할 수 있다. 또한, 이러한 재질변화는 제품의 성능을 떨어뜨리고, 극단적으로는 제품의 파단까지 초래할 수 있다.However, since the braking device using the method described above uses mechanical friction, the material changes due to frictional heat. In other words, when mechanical friction is used to reduce the speed and torque of the braking device, all the energy lost is converted into thermal energy, so the temperature at the frictional part is rapidly increased. Can cause a change. In addition, such material changes may degrade the performance of the product, and may even cause the product to break.

또한, 상기와 같은 방법을 사용한 부하장치는 발전기의 비선형성 때문에 원하는 부하를 정확하게 걸어 줄 수 없고, 또한 큰 부하를 걸어 주기 위해서는 발전기의 용량도 커져야 하므로 전체 부피가 매우 커지게 된다. 또한, 상황에 따라 걸어 주는 부하를 달리해야 하는 경우가 생길 때, 발전기 원리를 이용한 방식은 장치의 하드웨어를 다시 교체해야 하는 불편함이 있기 때문에 임의로 원하는 부하를 변화시키는데에는 많은 어려움이 따른다.In addition, the load device using the method as described above is not able to accurately apply the desired load due to the nonlinearity of the generator, and also to increase the large load because the capacity of the generator must be large to apply a large load. In addition, when there is a need to change the load depending on the situation, the method using the generator principle has a lot of difficulty in arbitrarily changing the desired load because the inconvenience of having to replace the hardware of the device again.

따라서, 상기의 단점들을 해소시키기 위해서 기존의 유압장치나 모터보다 매우 안정되고 효과적이며 시스템의 반응속도가 빠른 지능형 재료(smart material)중 자기유변유체가 사용된다.Therefore, in order to alleviate the above disadvantages, magnetorheological fluids are used among smart materials which are much more stable and effective than conventional hydraulic devices and motors, and the reaction speed of the system is faster.

여기에서, 자기유변유체는 10-4∼10-3㎝크기의 강자성 입자를 포함하는 비콜로이드 용액으로 자기장을 인가하지 않을 경우 상온에서 0.20∼0.30Pa-sec의 점성을 가지고 150∼250㎄/m(2∼3kOe)의 자기장이 가해지면 50∼100㎪의 높은 항복응력을 갖는다. 또한, 자기유변유체는 자기 포화(magnetic saturation)에 의해 최대 항복 응력이 제한되기는 하지만, 빠른 응답시간[1∼2msec(msec ; 10-3sec)]을 가지며, 또한 -40∼150℃의 작동 범위와 유입되는 불순물에 대해서 상당히 둔감한 특성을 갖는다.Here, the magnetorheological fluid is a non-colloidal solution containing ferromagnetic particles having a size of 10 -4 to 10 -3 cm and has a viscosity of 0.20 to 0.30 Pa-sec at room temperature without applying a magnetic field at 150 to 250 kPa / m. When a magnetic field of (2-3kOe) is applied, it has a high yield stress of 50-100 kPa. In addition, magnetorheological fluids have a fast response time [1-2 msec (msec; 10 -3 sec)], although the maximum yield stress is limited by magnetic saturation, and also has an operating range of -40 to 150 ° C. And insensitive to incoming impurities.

이런 특성을 갖는 자기유변유체는 자기장이 가해질 경우에 유체에 포함된 입자가 체인을 형성하게 되어 유체의 전단 항복 응력이 변화하게 된다. 따라서, 자기장 비인가 시에 뉴토니안 유체(newtonian fluid)의 거동을 나타내지만 자기장 인가 시에는 유체중에 분산된 입자가 체인을 형성하게 되어 전단 변형률이 발생하지 않은 상태에서도 항복 응력을 가지며 각속도의 증가에 따라서 소산되는 토크가 증가하는 빙햄 유체(bingham fluid)의 거동을 나타낸다. 즉, 자기유변유체는 자기장 비인가시 액체 상태이던 것이 자기장 인가시 젤 상태로 변하게 된다.In a magnetorheological fluid having such a property, when a magnetic field is applied, particles contained in the fluid form a chain, thereby changing the shear yield stress of the fluid. Therefore, when the magnetic field is not applied, it shows the behavior of Newtonian fluid, but when the magnetic field is applied, the particles dispersed in the fluid form a chain, which has yield stress even in the absence of shear strain and increases the angular velocity. It shows the behavior of the Bingham fluid with increasing dissipation torque. That is, the magnetorheological fluid changes from a liquid state to a gel state when the magnetic field is not applied.

종래의 발명에 따른 자기유변유체를 이용한 감쇠장치로는 예를 들면, 자기유변댐퍼의 미국특허 제4,200,003호와, 직선운동을 제한하기 위해 영구자석 및 전자 코일 사용한 미국특허 제4,942,947호와, 자기유변유체의 설계방법중 밸브 모드를 이용한 미국특허 제5,284,330호와, 자기유변유체를 이용한 부하장치로 왕복운동을 제한하는 미국특허 제5,492,312호 및, 회전디스크와 솔레노이드에 의한 자기장을 발생시켜 자기유변유체의 점성을 변화시킨 토크로드 시뮬레이터 시스템인 미국특허 제5,598,908호 등이 있다.As a damping device using a magnetorheological fluid according to the related art, for example, US Patent No. 4,200,003 of a magnetorheological damper, US Patent No. 4,942,947 using a permanent magnet and an electromagnetic coil to limit linear motion, and magnetorheological US Patent No. 5,284,330 using a valve mode of the fluid design method, US Patent No. 5,492,312 using a magnetorheological fluid to limit the reciprocating motion, and a magnetic field generated by the rotating disk and the solenoid US Patent No. 5,598,908, which is a torque rod simulator system with varying viscosity.

통상적으로 이런 종래의 자기유변유체를 이용한 감쇠장치중에서 회전 기계에 사용되는 장치는 외부에서 전달된 회전력이 인가되는 디스크를 포함하는 회전축과, 상기 디스크를 감싸는 자기유변유체가 채워진 본체부와, 이런 본체부의 자기유변유체에 자기장을 작용시켜 직접전단모드로 점성을 변화시킬 수 있는 전자코일로 구성되어 있다.Typically, a device used in a rotating machine in such a conventional magnetorheological fluid damping device includes a rotating shaft including a disk to which an externally transmitted rotational force is applied, a body part filled with a magnetorheological fluid surrounding the disk, and such a body. It consists of an electromagnetic coil that can change the viscosity in direct shear mode by applying a magnetic field to the negative magnetorheological fluid.

그러나, 상기 다수의 자기유변유체를 이용한 시스템들은 단순히 점성을 변화시키는 자기장을 발생시켜 단순히 왕복운동이나 회전운동을 억제시키는 감쇠장치 및 제동장치로만 사용되고 있을 뿐이다.However, the systems using a plurality of magnetorheological fluids are merely used as damping devices and braking devices that simply generate a magnetic field that changes viscosity and thus suppress reciprocation or rotational motion.

또한, 상기 시스템들은 기계 장치를 정속도로 회전시키는 부하장치에 응용함에 있어서 자기유변유체의 점성변화의 원리만을 이용하기 때문에 구체적인 부하장치의 정속도 조정 및 제동장치의 제동력 조정을 위한 구성에 있어서 미약한 단점이 있다.In addition, the systems use only the principle of the change of the viscosity of the magnetorheological fluid in application to a load device that rotates the mechanical device at a constant speed. Therefore, the systems are weak in the configuration for adjusting the constant speed of the load device and the braking force of the braking device. There are disadvantages.

본 발명의 목적은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 궤환형 폐회로로 구성된 다수의 전기적 회로부와 자기유변유체를 점성변화시키는 전자석부로 회전기계의 임의의 정속도 유지 및 제동력의 용이한 제어가 가능한 자기유변유체를 이용한 부하장치 및 제동장치를 제공하려는 것이다.An object of the present invention is to maintain any constant speed of a rotating machine and to easily control braking force with a plurality of electric circuit parts composed of a feedback closed circuit and an electromagnet part for changing the viscosity of a magnetorheological fluid to solve the problems of the prior art as described above. To provide a load device and a braking device using a magnetorheological fluid.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치의 제어 시스템을 설명하기 위한 블록도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a block diagram illustrating a control system of a braking device for a combined load device using a magnetorheological fluid according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치의 구성을 설명하기 위한 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view for explaining the configuration of the braking device for a combined load device using a magnetorheological fluid shown in FIG.

도 3은 도 2에 도시된 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치의 중요부위를 설명한 단면도.FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating important parts of a combined brake device using a magnetorheological fluid shown in FIG. 2.

도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치의 구성을 설명하기 위한 단면도.Figure 4 is a cross-sectional view for explaining the configuration of a braking device for a load device using a magnetorheological fluid according to a second embodiment of the present invention.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠♠ Explanation of symbols on the main parts of the drawing ♠

10 : 본체부 11 : 회전축10: main body 11: rotation axis

14 : 전자코일보빈 14a : 전자코일14: electromagnetic coil bobbin 14a: electronic coil

15 : 원판 16,16' : 자기유변유체15: negative 16,16 ': magnetorheological fluid

20 : 감지센서부 30 : 비교회로부20: sensor unit 30: comparison circuit

40 : 제어부 50 : 전압/전류 컨버터40: control unit 50: voltage / current converter

60 : 영구자석 70 : 발전기60: permanent magnet 70: generator

앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 강자성 입자를 갖는 자기유변유체(magnetorheological fluid)와, 상기 자기유변유체의 점성을 변화시키기 위한 자기장을 발생시키는 전자석부와, 상기 자기장에 부하 및 제동력을 인가하기 위한 원판이 형성된 회전축을 구비한 본체부로 외부에서 전달된 회전력을 감쇠시키는 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치에 있어서, 상기 상기 회전축의 회전속도 또는 회전력을 감지하여 그에 따른 전압신호를 발생하는 감지센서부와, 상기 감지센서부의 전압신호를 기준입력전압과 비교하여 차이값을출력하는 비교회로부와, 상기 비교회로부의 출력값을 제어하는 제어부와, 상기 제어부의 출력제어전압에 비례한 외부전원의 전압을 전류로 변환하여 상기 본체부의 전자석부에 공급하는 컨버터부가 궤환형 폐회로를 구성하며, 외부 회전력에 의한 상기 회전축의 회전속도 또는 회전력을 상기 감지센서부와 비교회로부와 제어부 및 컨버터부로 피드백(feed back)함으로써 정확한 부하량 및 제동력을 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치가 제공된다.According to the present invention for achieving the object as described above, a magnetorheological fluid having ferromagnetic particles, an electromagnet portion for generating a magnetic field for changing the viscosity of the magnetorheological fluid, a load and A braking device for a combined load device using a magnetorheological fluid that attenuates the rotational force transmitted from the outside to a main body having a rotating shaft on which a disk for applying braking force is provided, wherein the rotational speed or the rotational force of the rotating shaft is sensed and a voltage signal accordingly is detected. A sensing sensor unit for generating a; and a comparison circuit unit for outputting a difference value by comparing the voltage signal of the sensing sensor unit with a reference input voltage, a controller for controlling an output value of the comparison circuit unit, and a proportional to the output control voltage of the controller. The controller converts the voltage of the external power supply into a current and supplies it to the electromagnet of the main body. The rotor part constitutes a feedback closed circuit, and by feeding back the rotational speed or the rotational force of the rotary shaft by an external rotational force to the sensing sensor unit, the comparison circuit unit, the control unit and the converter unit, it is possible to accurately control the amount of load and braking force. Provided is a braking device for a load device using a magnetorheological fluid.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 본체부에는 상기 회전축의 대원주면과 상기 본체부에 고정된 베어링의 내원주면에서 누유되는 자기유변유체를 억제시키기 위해 자기장을 발생하는 영구자석이 부착되어 있는 것이 바람직하다.In addition, according to the present invention, it is preferable that the main body portion is attached to a permanent magnet for generating a magnetic field in order to suppress the magnetorheological fluid leaked from the large circumferential surface of the rotating shaft and the inner circumferential surface of the bearing fixed to the body portion. .

또한, 본 발명에 따르면, 상기 회전축에는 상기 영구자석의 자기방이 베어링의 내원주면에서 누유되는 자기유변유체의 점성을 변화시킬 수 있게 소원주면이 형성되어 있는 것이 바람직하다.In addition, according to the present invention, it is preferable that a small peripheral surface is formed on the rotating shaft so that the magnetic room of the permanent magnet can change the viscosity of the magnetorheological fluid leaked from the inner peripheral surface of the bearing.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 강자성 입자를 갖는 자기유변유체와, 상기 자기유변유체의 점성을 변화시키기 위한 자기장을 발생시키는 전자석부와, 상기 자기장에 부하 및 제동력을 인가하기 위한 원판이 형성된 회전축을 구비한 본체부로 외부에서 상기 회전축에 전달된 회전력을 감쇠시키는 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치에 있어서, 상기 회전축의 단부에는 상기 전자석부의 자기장을 발생시키는 전류를 공급하는 코일부와 자석부를 구비한 발전기가 결합되며, 상기 발전기는 상기 회전축의 회전력에 비례한 전류를 상기 전자석부에 공급함으로써 상기 회전축이 정속도로 회전할 수 있는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치가 제공된다.In addition, according to the present invention, there is provided a magnetorheological fluid having ferromagnetic particles, an electromagnet portion for generating a magnetic field for changing the viscosity of the magnetorheological fluid, and a rotating shaft having a disk for applying load and braking force to the magnetic field. In the braking device for a combined load device using a magnetorheological fluid that attenuates the rotational force transmitted from the outside to the rotating shaft to the main body provided, the coil portion and the magnet portion for supplying a current to generate a magnetic field of the electromagnet portion at the end of the rotating shaft The generator is coupled to the generator, the generator is provided with a load device combined braking device using a magnetorheological fluid, characterized in that the rotating shaft can rotate at a constant speed by supplying a current proportional to the rotational force of the rotating shaft to the electromagnet. do.

아래에서, 본 발명에 따른 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치의양호한 실시예들을 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.In the following, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the braking device combined load device using a magnetorheological fluid according to the present invention will be described in detail.

<제 1실시예><First Embodiment>

도면에서, 도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치의 제어 시스템을 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.In the drawings, FIG. 1 is a block diagram illustrating a control system of a brake device using a magnetorheological fluid according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a load using a magnetorheological fluid shown in FIG. It is sectional drawing for demonstrating the structure of a combined brake apparatus.

이 실시예에서 설명하는 본 발명의 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치는 본체부에 외부력이 인가된 축의 회전속도를 측정하는 센서감지부가 부착되어 있고, 기준입력전압을 공급하는 비교회로부인 비교기와, 제어부 및, 전압/전류 변환부를 포함하고 있는 것과, 또한 영구자석을 이용하여 자기유변유체를 밀봉시키는 것을 제외하고는 종래 기술과 동일하다.The braking device for a load device using the magnetorheological fluid of the present invention described in this embodiment is provided with a sensor detecting unit for measuring a rotational speed of an axis to which an external force is applied, and a comparison circuit unit for supplying a reference input voltage. It is the same as the prior art except for including a comparator, a control unit, and a voltage / current converting unit and sealing the magnetorheological fluid using a permanent magnet.

도 1 및 도 2에 있어서, 본 발명의 제 1실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치는 외부에서 전달된 회전력을 자기유변유체(16) 및 소정크기의 자기장(m)으로 감쇠시키는 본체부(10)와, 이런 본체부(10)를 피드백 제어식으로 제어할 수 있게 감지센서부(20)와 비교기(30)와 제어부(40) 및 전압/전류 컨버터(50)로 구성된 궤환형 폐회로를 형성하고 있다.1 and 2, the braking device using the magnetorheological fluid according to the first embodiment of the present invention attenuates the rotational force transmitted from the outside to the magnetorheological fluid 16 and a magnetic field m of a predetermined size Feedback unit consisting of a main body unit 10, a sensor unit 20, a comparator 30, a control unit 40, and a voltage / current converter 50 so as to control the main body unit 10 in a feedback-controlled manner. It forms a closed circuit.

이런 본체부(10)의 회전축(11)에는 감지센서부(20)가 배치되어 있다. 이런 감지센서부(20)는 회전축(11)의 회전속도를 감지하여 소정크기의 전압을 갖는 신호를 발생시키는 통상의 엔코더와 같은 종류이다.The sensor unit 20 is disposed on the rotation shaft 11 of the main body 10. The sensor 20 is of the same type as a conventional encoder that detects the rotational speed of the rotary shaft 11 and generates a signal having a voltage of a predetermined size.

또한, 이런 감지센서부(20)와 전기적으로 접속된 비교기(30)에는 상기 회전축(11)이 정속도 또는 설계자의 의도대로 작동될 수 있게 하는 기준입력전압(35)이 전기적으로 접속되어 있다. 이런 비교기(30)는 상기 감지센서부(20)에서 피드백된 전압의 크기와 상기 기준입력전압(35)의 차이를 비교하여 양 신호의 차를 제어부(40)에 전달할 수 있게 구성되어 있다.In addition, the comparator 30 electrically connected to the sensing sensor unit 20 is electrically connected to a reference input voltage 35 that allows the rotary shaft 11 to operate at a constant speed or as intended by the designer. The comparator 30 is configured to transmit the difference between the two signals to the controller 40 by comparing the difference between the magnitude of the voltage fed back from the sensing sensor unit 20 and the reference input voltage 35.

또한, 이런 제어부(40)는 상기 본체부(10)의 자기장의 크기를 조정할 수 있게 궤환형 폐회로 전체를 제어할 수 있는 통상적인 제어회로이다. 이런 제어부 (40)는 설계자의 의도대로 상기 본체부(10)의 작동을 조절하는 다수의 제어방법으로 설계될 수 있다. 예를 들면, 제어부(40)는 상기 본체부(10)의 작동을 타임 테이블의 데이터로 프로그램화된 작동을 제어하는 방법이나, 상기 본체부(10)가 일정 토크값 및 일정 속도를 갖게 상기 비교기(30)에서 입력된 전압신호를 제어한다. 또한, 이런 제어부(40)는 비교기(30)의 전압신호를 제어하여 제어전압신호를 발생시키고, 또한 전기적으로 접속된 전압/전류 컨버터(50)에 상기 제어전압신호를 공급할 수 있게 전기적으로 접속되어 있다.In addition, the control unit 40 is a conventional control circuit that can control the entire feedback type closed circuit to adjust the size of the magnetic field of the main body unit 10. The control unit 40 may be designed in a number of control methods for adjusting the operation of the main body unit 10 as the designer intended. For example, the controller 40 controls the operation of the operation of the main body 10 programmed with the data of the time table, or the comparator such that the main body 10 has a constant torque value and a constant speed. The voltage signal input at 30 is controlled. In addition, the control unit 40 is electrically connected to control the voltage signal of the comparator 30 to generate a control voltage signal, and to supply the control voltage signal to the electrically connected voltage / current converter 50. have.

또한, 이런 전압/전류 컨버터(50)는 본체부(10)의 전자코일보빈(14)에서 자기장(m)을 형성시킬 수 있게 외부전원(55)과 전자코일보빈(14)의 전자코일(14a)에 전기적으로 접속되어 있다. 이런 전압/전류 컨버터(50)는 제어부(40)로부터 공급된 제어전압신호에 비례한 증폭된 전압신호를 외부전원(55)으로부터 공급받고, 이런 증폭된 전압신호를 전류신호로 변환시키게 된다.In addition, such a voltage / current converter 50 is an electromagnetic coil 14a of the external power source 55 and the electromagnetic coil bobbin 14 to form a magnetic field m in the electromagnetic coil bobbin 14 of the main body 10. Is electrically connected). The voltage / current converter 50 receives an amplified voltage signal proportional to the control voltage signal supplied from the controller 40 from the external power supply 55 and converts the amplified voltage signal into a current signal.

상기와 같이 구성된 본 발명의 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치의 본체부(10)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 자기유변유체(16)와 회전축 (11)과 원판(15) 및 원형링 형상의 전자코일보빈(14)이 배치될 수 있게 형성되어 있다. 이런 본체부(10)의 중앙에는 회전축(11)이 베어링(13)에 의해 회전이 가능하게 배치되어 있다. 이렇게 배치된 회전축(11)은 대원주면(11a)과 소원주면 (11b)으로 서로 다른 직경을 갖게 형성되어 있다. 또한 이런 회전축(11)의 중심부에는 원판(15)이 일체형으로 형성되어 있다.As shown in FIGS. 2 and 3, the main body 10 of the braking device using the magnetorheological fluid of the present invention configured as described above has a magnetorheological fluid 16, a rotating shaft 11, and a disc 15. And the electromagnetic coil bobbin 14 having a circular ring shape are formed. In the center of the main body portion 10, the rotating shaft 11 is arranged to be rotatable by the bearing 13. The rotary shafts 11 thus arranged are formed to have different diameters as the major circumferential surface 11a and the minor circumferential surface 11b. In addition, the disc 15 is integrally formed at the center of the rotating shaft 11.

이런 회전축(11)의 원판(15)을 감싸는 자기유변유체(16)는 본체부(10)의 내부에 형성된 소정공간에 채워져 있으며, 이런 자기유변유체(16)는 회전축(11)의 원판(15)표면과 본체부(10)의 내부에 형성된 소정공간에서 얇은 유층을 형성하고 있다. 이런 회전축(11)의 상방향의 끝단부에는 외부의 부하가 전달될 수 있는 풀리와 같은 통상적인 기계 결합수단(12)이 부착되어 있으며, 하방향의 소원주면(11b)의 단부에는 감지센서부(20)가 배치되어 있다.The magnetorheological fluid 16 surrounding the disc 15 of the rotary shaft 11 is filled in a predetermined space formed inside the main body 10, the magnetorheological fluid 16 is the disc 15 of the rotary shaft 11 A thin oil layer is formed in a predetermined space formed on the surface and inside the main body portion 10. The upper end of the rotary shaft 11 is attached with a conventional mechanical coupling means 12, such as a pulley to which an external load can be transmitted, and a sensing sensor unit at the end of the downward circumferential surface 11b. 20 is arranged.

또한, 본체부(10)에는 이런 회전축(11)의 원판(15)의 직경보다 상대적으로 큰 직경을 갖는 원형링 형상의 전자코일보빈(14)이 배치되어 있다. 이런 전자코일보빈(14)에는 상기 전압/전류 컨버터(50)에서 공급되는 전류량에 따라 자기장(m)을 발생시킬 수 있게 전자코일(14a)이 감겨져 있다. 또한, 이런 전자코일보빈 (14)을 감싸는 본체부(10)는 전자코일보빈(14)에서 발생하는 자기장(m)의 흐름을 좋게 하기 위해서 강자성체로 싸여져 있다.In addition, the main body portion 10 is disposed with a circular ring-shaped electromagnetic coil bobbin 14 having a diameter relatively larger than the diameter of the disk 15 of the rotating shaft 11. The electromagnetic coil 14a is wound around the electromagnetic coil bobbin 14 so as to generate a magnetic field m according to the amount of current supplied from the voltage / current converter 50. In addition, the body portion 10 surrounding the electromagnetic coil bobbin 14 is wrapped with a ferromagnetic material in order to improve the flow of the magnetic field (m) generated in the electromagnetic coil bobbin 14.

아래에서, 상기와 같이 배치된 본 발명의 제 1실시예에 따른 자기유변유체를이용한 부하장치 겸용 제동장치의 본체부의 중요부위의 결합관계에 대해서 설명하겠다.In the following, the coupling relationship between the main parts of the main body of the braking device for the combined load device using the magnetorheological fluid according to the first embodiment of the present invention arranged as described above will be described.

먼저, 도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치의 실링을 설명하기 위해 도 2에 도시된 원 A를 확대한 도면이다.First, FIG. 3 is an enlarged view of a circle A shown in FIG. 2 to explain a sealing of a brake device using a magnetorheological fluid according to a first embodiment of the present invention.

도 3에 보이듯이, 원 A에는 본체부(10)에 회전축(11)을 자유롭게 회전시킬 수 있는 베어링(13)들이 부착되어 있다. 또한, 이런 베어링(13)들의 내원주면은 상기 회전축(11)의 대원주면(11a)에 각각 억지끼워맞춤식으로 결합되어 있다. 또한, 하부방향으로 상기 회전축(11)의 소원주면(11b)이 관통하는 입구(17)를 갖는 본체부(10)의 외표면에는 링형상의 영구자석(60)이 부착되어 있다. 이런 영구자석(60)은 소정크기의 자기장(f)을 발생시켜서 본체부(10)의 외부로 상기 자기유변유체(16)가 누유되는 것을 방지하는 실링부재이다. 따라서, 이런 영구자석(60)의 자기장(f)은 상기 회전축(11)의 소원주면(11b)과 베어링(13)이 억지끼워맞춤식으로 결합된 부위에서 누유되는 자기유변유체(16')를 통과하게 되며, 이런 영구자석(60)의 자기장(f)에 의해서 상기 자기유변유체(16')의 점성을 변화시킨다.As shown in FIG. 3, the circle A is attached to the main body portion 10 with bearings 13 capable of freely rotating the rotating shaft 11. In addition, the inner circumferential surface of these bearings 13 is coupled to the large circumferential surface 11a of the rotary shaft 11 by fitting fit. In addition, a ring-shaped permanent magnet 60 is attached to the outer surface of the main body portion 10 having the inlet 17 through which the small circumferential surface 11b of the rotary shaft 11 penetrates downward. The permanent magnet 60 generates a magnetic field f of a predetermined size to prevent leakage of the magnetorheological fluid 16 to the outside of the main body 10. Therefore, the magnetic field f of the permanent magnet 60 passes through the magnetorheological fluid 16 'leaked at the site where the small circumferential surface 11b of the rotating shaft 11 and the bearing 13 are fitted by fitting. The magnetic field f of the permanent magnet 60 changes the viscosity of the magnetorheological fluid 16 ′.

아래에서, 앞서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명의 제 1실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치의 작동방법에 대해 상세히 설명하겠다.In the following, the operation method of the combined brake device using the load device using the magnetorheological fluid according to the first embodiment of the present invention as described above will be described in detail.

먼저, 본체부(10)의 회전축(11)은 외부에서 회전력이 인가되어 소정방향(a)으로 회전하고 있다. 이때, 작업자가 본 발명의 제 1실시예에 따른 부하장치 겸용 제동장치를 ON 할 경우, 전압/전류 컨버터(50)는 회전 기계 시스템의 정밀 위치 제어에 적용할 수 있는 1∼2A 크기의 전류를 본체부(10)의 전자코일보빈(14)에 공급한다. 또한, 이런 본체부(10)의 전자코일보빈(14)은 소정크기의 튜브형상의 자기장(m)을 발생시킨다. 이런 자기장(m)은 본체부(10)의 내부에 채워진 자기유변유체(16)와 회전축(11)의 원판(15)을 통과한다. 이때, 외부 회전력이 인가되어 a방향으로 회전하는 상기 회전축(11)은 상기 전자코일보빈(14)에서 발생된 자기장 (m)에 의해서 상당크기의 제동력이 발생하게 된다.First, the rotating shaft 11 of the main body portion 10 is rotated in a predetermined direction (a) by applying a rotational force from the outside. At this time, when the operator turns on the combined braking device of the load device according to the first embodiment of the present invention, the voltage / current converter 50 is a current of 1 ~ 2A that can be applied to the precise position control of the rotating mechanical system Supply to the electromagnetic coil bobbin 14 of the body portion 10. In addition, the electromagnetic coil bobbin 14 of the body portion 10 generates a tubular magnetic field m of a predetermined size. This magnetic field (m) passes through the magnetorheological fluid 16 and the disk 15 of the rotating shaft 11 filled in the body portion 10. At this time, the external rotating force is applied to the rotating shaft 11 is rotated in the a direction by the magnetic field (m) generated in the electromagnetic coil bobbin 14 is generated a considerable amount of braking force.

또한, 이런 회전축(11)에 불규칙한 부하 및 회전력이 또다시 인가될 경우에, 이런 회전축(11)은 속도가 불규칙하게 변화하게 된다. 이와 동시에, 회전축(11)에 결합된 감지센서부(20)는 상기 회전축(11)의 속도량을 전압신호로 변환시켜 전기적으로 접속된 비교기(30)로 보낸다. 이런 비교기(30)는 상기 본체부(10)의 회전축(11)이 정속도로 회전할 수 있게 입력된 기준입력전압(35)과 상기 전압신호를 비교하여 그 차이값을 제어부(40)에 보낸다. 이런 제어부(40)는 상기 비교기(30)의 차이값에 대응한 제어전압을 다시 전압/전류 컨버터(50)로 보낸다. 이런 전압 /전류 컨버터(50)는 상기 제어전압에 비례한 외부전원(55)의 전압을 전류로 변환시켜 본체부(10)로 보낸다. 이렇게 상기 제어전압에 비례한 외부전원(55)에 의한 전류값에 의해서 본체부(10)의 전자코일보빈(14)은 상기 불규칙한 부하 및 외부 회전력을 감소시킬 수 있는 크기의 자기장(m)을 발생시킨다. 따라서, 상기 본체부 (10)의 회전축(11)은 정속도로 회전하게 된다.In addition, when an irregular load and rotational force are applied to the rotary shaft 11 again, the rotary shaft 11 changes in an irregular speed. At the same time, the sensor unit 20 coupled to the rotating shaft 11 converts the speed of the rotating shaft 11 into a voltage signal and sends the converted voltage signal to the comparator 30 electrically connected thereto. The comparator 30 compares the input voltage 35 and the voltage signal input so that the rotating shaft 11 of the main body 10 rotates at a constant speed, and sends the difference value to the controller 40. The controller 40 sends the control voltage corresponding to the difference value of the comparator 30 to the voltage / current converter 50 again. The voltage / current converter 50 converts the voltage of the external power source 55 proportional to the control voltage into a current and sends it to the main body 10. In this way, the electromagnetic coil bobbin 14 of the main body unit 10 generates a magnetic field m of a size capable of reducing the irregular load and the external rotational force by the current value by the external power source 55 proportional to the control voltage. Let's do it. Therefore, the rotating shaft 11 of the main body portion 10 is rotated at a constant speed.

또한, 본체부(10)에 부착된 영구자석(60)의 자기장(f)은 상기 베어링(13)과 상기 회전축(11)의 소원주면(11b)이 결합된 부위에서 누유된 자기유변유체(16')를 수직하게 관통하여 점성을 크게한다. 따라서, 이런 영구자석(60)의 자기장(f)은이런 자기유변유체(16')의 누유된 양과 내압력이 상기 소원주면(11b)의 표면상에서 상대적으로 작기 때문에 상기 점성이 크게 변화된 자기유변유체(16')를 본체부(10)의 외부로 누출시키지 않게 한다.In addition, the magnetic field f of the permanent magnet 60 attached to the main body 10 is the magnetorheological fluid 16 leaked at the site where the bearing 13 and the major circumferential surface 11b of the rotary shaft 11 are coupled. ') Penetrates vertically to increase the viscosity. Therefore, the magnetic field f of the permanent magnet 60 is a magnetorheological fluid whose viscosity is largely changed because the amount of leakage and internal pressure of the magnetorheological fluid 16 'is relatively small on the surface of the major circumferential surface 11b. The 16 'is not allowed to leak out of the main body portion 10.

또한, 상기와 동일한 방법으로 본 발명의 제 1실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치는 전자코일보빈(14)의 자기장(m)에 의한 자기유변유체의 점성변화로 회전축(11)에 제동력을 발생시킨다. 또한, 이런 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치는 상기 본체부(10)의 회전축(11)의 회전을 감지센서부(20)에 의해 전기적 신호로 제어되기 때문에 이런 전기적 신호에 매우 빠르게 반응하는 자기유변유체(16)의 점성변화로 외부 회전력의 변화를 민감하게 제어할 수 있다. 따라서, 본 발명의 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치는 1초에 수십번씩 제동력의 변화가 필요한 ABS장치와 같은 브레이크계통에 장착되어 상대적으로 매우 빠르고 반복적인 제동력을 가할 수 있게 된다.In addition, in the same manner as described above, the braking device using the magnetorheological fluid according to the first embodiment of the present invention uses the rotating shaft 11 due to the viscosity change of the magnetorheological fluid caused by the magnetic field m of the electromagnetic coil bobbin 14. To generate braking force. In addition, such a braking device using a magnetorheological fluid reacts to such an electrical signal very quickly since the rotation of the rotating shaft 11 of the main body 10 is controlled by an electrical signal by the sensing sensor unit 20. Viscosity change of the magnetorheological fluid 16 can be sensitively controlled to change in external rotational force. Therefore, the braking device for the combined load device using the magnetorheological fluid of the present invention can be applied to a brake system such as an ABS device that requires a change in braking force for several tens of times per second to apply a relatively very fast and repetitive braking force.

본 발명의 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치의 감지센서부는 회전축의 회전속도를 전압신호로 변환시키는 것만을 국한하지 않고, 회전축에 관련된 토크와 같은 물리량을 측정하여 전압 또는 전류로 바꿀 수 있는 센서임을 밝힌다.The sensing sensor unit of the braking device for the combined load device using the magnetorheological fluid of the present invention is not limited to converting the rotational speed of the rotating shaft into a voltage signal, and can measure a physical quantity such as torque related to the rotating shaft to be changed into voltage or current. Identify the sensor.

<제 2실시예>Second Embodiment

도면에서, 도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.4 is a cross-sectional view for explaining the configuration of a brake device combined with a load device using a magnetorheological fluid according to a second embodiment of the present invention.

이 실시예에서 설명하는 본 발명의 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치는 제 1실시예에서 사용한 감지센서부 대신에 회전속도에 비례하는 전류를 발생시키는 소형 발전기가 사용되는 것을 제외하고는 본 발명의 제 1실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치와 동일하다. 그러므로, 도 1 내지 도 4에서 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일하거나 유사한 도면부호가 부여될 것이며, 이것들에 대한 설명은 여기에서 생략될 것이다.The braking device for the combined load device using the magnetorheological fluid of the present invention described in this embodiment has the exception that a small generator which generates a current proportional to the rotational speed is used in place of the sensor unit used in the first embodiment. It is the same as the braking device combined with the load device using the magnetorheological fluid according to the first embodiment of the present invention. Therefore, the same or similar reference numerals will be given to the same or corresponding components in FIGS. 1 to 4, and the description thereof will be omitted here.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치는 회전축의 하방향의 단부에 통상적인 발전기가 배치되어 있다.As shown in FIG. 4, in the braking device for a load device using the magnetorheological fluid according to the second embodiment of the present invention, a conventional generator is disposed at an end portion of the rotary shaft in a downward direction.

이런 발전기(70)는 통상적인 모터의 반대형식으로서 상기 회전축(11)의 단부에 결합될 수 있는 코일부(71)와 통상적인 영구작석으로 N극과 S극을 갖는 자석부 (72)로 구성되어 있으며, 상기 코일부(71)를 자석부(72)내에서 회전시킬 경우, 상기 회전축(11)의 회전 속도에 비례하는 전류가 코일부(71)의 내부로 흐르게 되는 원리를 이용한다. 이런 발전기(70)는 상기 코일부(71)의 내부로 흐르는 전류량의 증가 및 감소가 상기 회전축(11)의 회전 속도에 비례하기 때문에 속도 센서로서의 사용이 가능하며, 또한 이런 발전기(70)에 간단한 회로 구성으로 전류를 전압으로 변환시킬 수 있기 때문에 기존의 속도 감지센서부(20)와 동일한 기능을 할 수 있다.This generator 70 is composed of a coil portion 71 which can be coupled to the end of the rotating shaft 11 as a reverse type of a conventional motor and a magnet portion 72 having an N pole and an S pole in a normal permanent stone. When the coil part 71 is rotated in the magnet part 72, a current that is proportional to the rotational speed of the rotating shaft 11 flows into the coil part 71. Such a generator 70 can be used as a speed sensor because the increase and decrease of the amount of current flowing into the coil portion 71 is proportional to the rotational speed of the rotating shaft 11, and is also simple for such a generator 70. Since the circuit can convert the current into a voltage, it can perform the same function as the existing speed sensor 20.

또한, 이런 발전기(70)는 단순한 속도 측정기로서만이 아니라 상기 제 2실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치의 전류원으로 사용된다. 이런 발전기(70)는 상기 부하장치 겸용 제동장치의 본체부(10)에서 전자코일(14a)을 따라 흐르는 1∼2A의 전류보다 큰 크기의 전류를 발생시킬 수 있는 용량이다. 따라서, 상기 발전기(70)는 제 2실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치의 전류원이 됨과 동시에 속도 센서로서의 역할도 겸할 수 있다.In addition, such a generator 70 is used not only as a speed measuring device but also as a current source of a braking device for a combined load device using a magnetorheological fluid according to the second embodiment. This generator 70 is a capacity capable of generating a current of a magnitude greater than the current of 1 to 2A flowing along the electromagnetic coil 14a in the main body portion 10 of the combined brake device. Accordingly, the generator 70 may serve as a current sensor and a speed sensor as well as serve as a current source of the braking device for a load device using the magnetorheological fluid according to the second embodiment.

아래에서, 앞서 설명한 바와 같은 본 발명의 제 2실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치의 결합관계 및 작동방법에 대해서 설명하겠다.In the following, the coupling relationship and the operating method of the combined braking device of the load device using the magnetorheological fluid according to the second embodiment of the present invention as described above will be described.

도 4에 보이듯이, 상기 발전기(70)의 코일부(71)는 제 1실시예와 동일한 본체부의 회전축(11)의 소원주면(11a)에 삽입되어 부착되어 있다. 이런 발전기(70)의 코일부(71)는 자석부(72)의 내부에서 비접촉식으로 회전하게 결합되어 있다. 또한, 통상적인 브러쉬 접촉방법으로 코일부(71)는 전류를 외부로 흐르게 전선(73)을 통하여 상기 본체부(10)의 전자코일보빈(14)의 전자코일(14a)과 접속되어 있다.As shown in Fig. 4, the coil portion 71 of the generator 70 is inserted into and attached to the small circumferential surface 11a of the rotating shaft 11 of the same main body as in the first embodiment. The coil portion 71 of the generator 70 is coupled to rotate in a non-contact manner inside the magnet portion 72. In addition, the coil part 71 is connected with the electromagnetic coil 14a of the electromagnetic coil bobbin 14 of the said main-body part 10 through the electric wire 73 so that an electric current may flow to the exterior by the conventional brush contact method.

이렇게 결합된 발전기(70)는 외부 회전력이나 외란(disturbance)에 의해 회전축(11)이 소정방향(a)과 소정 속도로 회전할 경우, 이런 회전축(11)의 소정 속도에 비례하는 크기의 전류를 발생시킨다. 이렇게 발생된 전류는 상기 전선(73)을 통하여 다시 본체부(10)의 전자코일(14a)에 흐르게 되며, 상기 본체부(10)의 전자코일보빈(14)에서 자기장(m')이 형성되게 한다. 이런 자기장(m')은 본체부(10) 내부에 채워진 자기유변유체(16)의 점성을 변환시켜 불규칙한 부하 및 외부 회전력을 감소시킨다. 따라서, 이런 자체 전류원인 발전기(70)를 갖는 본 발명의 제 2실시예에 따른 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치는 효율적으로 회전축(11)을 정속도로 회전시켜 부하 및 제동력을 발생시킨다.The generator 70 coupled as described above has a current proportional to the predetermined speed of the rotating shaft 11 when the rotating shaft 11 rotates at a predetermined speed with a predetermined direction by external rotational force or disturbance. Generate. The generated current flows back to the electromagnetic coil 14a of the main body 10 through the electric wire 73, and the magnetic field m 'is formed in the electromagnetic coil bobbin 14 of the main body 10. do. This magnetic field m 'converts the viscosity of the magnetorheological fluid 16 filled in the body portion 10 to reduce the irregular load and external rotational force. Therefore, the combined brake device using the magnetorheological fluid according to the second embodiment of the present invention having the generator 70 as its own current source efficiently rotates the rotary shaft 11 at a constant speed to generate load and braking force.

본 발명의 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치의 발전기는 회전축에 결합시키는 것으로만 국한하는 것이 아니라, 본체부의 어느 부위에서도 회전축의 회전력을 얻을 수 있는 부위에 결합될 수 있음을 밝힌다.The generator of the braking device of the combined load device using the magnetorheological fluid of the present invention is not limited to only coupling to the rotating shaft, but it can be coupled to any part of the main body to obtain the rotating force of the rotating shaft.

앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치는 작은 부피와 간단한 구성으로 종래의 기계적 부하장치 및 제동장치의 역할을 동시에 수행할 수 있으며, 마찰에 의한 열과 소음 및 진동이 발생되지 않기 대문에 구성장치의 안전성과 제품의 질을 크게 높일 수 있다.As described in detail above, the combined braking device using the magnetorheological fluid of the present invention can simultaneously perform the role of the conventional mechanical load device and the braking device with a small volume and a simple configuration, and heat, noise, and vibration caused by friction Since it does not occur, the safety of the device and the quality of the product can be greatly improved.

또한, 본 발명의 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치는 자기유변유체 및 전자코일을 이용한 본체부의 작동을 정확하게 제어하기 위해서 폐루프로 궤환되는 감지센서부와 비교기와 제어부 및 전압/전류컨버터를 포함하고 있기 때문에 회전축에 인가된 회전력을 정확하게 제어하여 원하는 크기의 부하 및 제동력을 발생시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, the braking device for a load device using the magnetorheological fluid includes a sensor unit, a comparator, a controller and a voltage / current converter fed back to the closed loop in order to accurately control the operation of the main body using the magnetorheological fluid and the electromagnetic coil. Since it includes a precise control of the rotational force applied to the rotating shaft has the advantage of generating a load and braking force of the desired size.

또한, 본 발명의 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치는 회전축의 회전력을 이용한 발전기로 자기유변유체의 점성변화에 필요한 자기장을 만들어 자체 공급하기 때문에 매우 효율적인 역할 수행이 가능한 장점이 있다.In addition, the braking device for the combined load device using the magnetorheological fluid of the present invention has a merit that a very efficient role can be performed because a generator using the rotational force of the rotating shaft makes a magnetic field necessary for the viscosity change of the magnetorheological fluid.

또한, 본 발명의 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치는 회전축이 결합된 본체부의 외부에 영구자석이 부착되어있기 때문에 큰 마찰력을 가하지 않으면서 자기유변유체를 밀봉시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, the braking device for the combined load device using the magnetorheological fluid of the present invention has the advantage of sealing the magnetorheological fluid without applying a large friction force because the permanent magnet is attached to the outside of the main body portion coupled to the rotating shaft.

또한, 본 발명의 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치는 그 응용분야가 매우 넓으므로, 산업분야로의 파급 효과가 매우 큰 장점이 있다.In addition, the combined braking device of the load device using the magnetorheological fluid of the present invention has a very wide application field, and thus has a great ripple effect in the industrial field.

이상에서 본 발명의 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.In the above description, the technical idea of the braking device for a combined load device using the magnetorheological fluid of the present invention has been described with the accompanying drawings. However, the present invention has been described by way of example and is not intended to limit the present invention. In addition, it is obvious that any person skilled in the art can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.

Claims (4)

강자성 입자를 갖는 자기유변유체(16 ; magnetorheological fluid)와, 상기 자기유변유체(16)의 점성을 변화시키기 위한 자기장(m)을 발생시키는 전자석부 (14,14a)와, 상기 자기장(m)에 부하 및 제동력을 인가하기 위한 원판(15)이 형성된 회전축(11)을 구비한 본체부(10)로 외부에서 전달된 회전력을 감쇠시키는 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치에 있어서,Magnetorheological fluid (16) having ferromagnetic particles, electromagnet parts (14,14a) for generating a magnetic field (m) for changing the viscosity of the magnetorheological fluid (16), and the magnetic field (m). In the braking device for a combined load device using a magnetorheological fluid that attenuates the rotational force transmitted from the outside to the main body portion 10 having a rotating shaft 11 having a disc 15 for applying the load and braking force, 상기 회전축(11)의 회전속도 또는 회전력을 감지하여 그에 따른 전압신호를 발생하는 감지센서부(20)와, 상기 감지센서부(20)의 전압신호를 기준입력전압(35)과 비교하여 차이값을 출력하는 비교회로부(30)와, 상기 비교회로부(30)의 출력값을 제어하는 제어부(40)와, 상기 제어부(40)의 출력제어전압에 비례한 외부전원 (55)의 전압을 전류로 변환하여 상기 본체부(10)의 전자석부(14,14a)에 공급하는 컨버터부(50)가 궤환형 폐회로를 구성하며,The difference value of the sensing sensor unit 20 for detecting the rotational speed or the rotational force of the rotary shaft 11 and generating a voltage signal according thereto, and comparing the voltage signal of the sensing sensor unit 20 with the reference input voltage 35. Converts the voltage of the comparison circuit unit 30 for outputting the control unit, the control unit 40 for controlling the output value of the comparison circuit unit 30, and the external power source 55 proportional to the output control voltage of the control unit 40 to current. The converter unit 50, which is supplied to the electromagnet units 14 and 14a of the main body unit 10, constitutes a feedback closed circuit, 외부 회전력에 의한 상기 회전축(11)의 회전속도 또는 회전력을 상기 감지센서부(20)와 비교회로부(30)와 제어부(40) 및 컨버터부(50)로 피드백(feed back)함으로써 정확한 부하량 및 제동력을 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치.Accurate load amount and braking force by feeding back the rotational speed or rotational force of the rotary shaft 11 by the external rotational force to the sensing sensor unit 20, the comparison circuit unit 30, the control unit 40 and the converter unit 50. Combined braking device with a load device using a magnetorheological fluid, characterized in that to control the. 제1항에 있어서, 상기 본체부(10)에는 상기 회전축(11)의 대원주면(11a)과 상기 본체부(10)에 고정된 베어링(13)의 내원주면에서 누유되는 자기유변유체(16')를 억제시키기 위해 자기장(f)을 발생하는 영구자석(60)이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치.2. The magnetorheological fluid 16 'according to claim 1, wherein the main body portion 10 leaks from the large circumferential surface 11a of the rotating shaft 11 and the inner circumferential surface of the bearing 13 fixed to the main body portion 10. Combined braking device using a magnetorheological fluid, characterized in that the permanent magnet (60) for generating a magnetic field (f) is attached to suppress). 제2항에 있어서, 상기 회전축(11)에는 상기 영구자석(60)의 자기장(f)이 베어링(13)의 내원주면에서 누유되는 자기유변유체(16')의 점성을 변화시킬 수 있게 소원주면(11b)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치.The surface of the wishing circumferential surface of claim 2, wherein the magnetic field f of the permanent magnet 60 in the rotating shaft 11 can change the viscosity of the magnetorheological fluid 16 'leaked from the inner circumferential surface of the bearing 13. A braking device for use with a load device using a magnetorheological fluid, characterized in that (11b) is formed. 강자성 입자를 갖는 자기유변유체(16 ; magnetorheological fluid)와, 상기 자기유변유체(16)의 점성을 변화시키기 위한 자기장(m')을 발생시키는 전자석부 (14,14a)와, 상기 자기장(m')에 부하 및 제동력을 인가하기 위한 원판(15)이 형성된 회전축(11)을 구비한 본체부(10)로 외부에서 상기 회전축(11)에 전달된 회전력을 감쇠시키는 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치에 있어서,Magnetorheological fluid (16) having ferromagnetic particles, electromagnet parts (14,14a) for generating a magnetic field (m ') for changing the viscosity of the magnetorheological fluid (16), and the magnetic field (m'). Combined with a load device using a magnetorheological fluid that attenuates the rotational force transmitted to the rotating shaft 11 from the outside to the main body portion 10 having a rotating shaft 11 formed with a disc 15 for applying a load and a braking force to the) In the braking device, 상기 회전축(11)의 단부에는 상기 전자석부(14,14a)의 자기장(m')을 발생시키는 전류를 공급하는 코일부(71)와 자석부(72)를 구비한 발전기(70)가 결합되며, 상기 발전기(60)는 상기 회전축(11)의 회전력에 비례한 전류를 상기 전자석부 (14,14a)에 공급함으로써 상기 회전축(11)이 정속도로 회전할 수 있는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 부하장치 겸용 제동장치.At the end of the rotating shaft 11 is coupled a coil unit 71 for supplying a current for generating a magnetic field m 'of the electromagnet portions 14 and 14a and a generator 70 having a magnet portion 72. The generator 60 supplies a magnetorheological fluid, in which the rotating shaft 11 can rotate at a constant speed by supplying a current proportional to the rotational force of the rotating shaft 11 to the electromagnet portions 14 and 14a. Combined braking system with load device.
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