一种集成剪切和剪切阀双工作模式的磁流变制动器

专利2026-02-24  6


本发明涉及磁流变制动器领域,特别涉及一种集成剪切和剪切阀双工作模式的磁流变制动器。


背景技术:

1、磁流变制动器是磁流变智能器件之一,得益于磁流变液的流变效应,其具有响应速度快、结构简单和制动转矩可调等优点。根据液流通道的不同,可将磁流变制动器分为鼓式、盘式和混合式。

2、鼓式磁流变制动器工作区域一般为固定外壳圆周内表面与制动鼓的圆周外表面之间形成的阻尼间隙,盘式磁流变制动器的工作区域一般为制动盘端面与固定圆盘端面之间形成的阻尼间隙,它们均是通过增加转子的数量或长度来达到增加输出转矩的目的,这增大了制动器的体积,导致其安装不便的问题。混合式磁流变制动器同时具有轴向阻尼间隙和径向阻尼间隙,能够进一步提高制动器的性能,但由于阻尼间隙数量增加,制动器体积也随之增大。三种不同类型的磁流变制动器在增大输出转矩的同时都会使得制动器的体积变大。

3、磁流变液的工作模式分为阀式、剪切式、挤压式等工作模式,大多数磁流变制动器仅采用剪切工作模式,受限于磁流变液最大剪切屈服应力和制动器尺寸的限制,磁流变制动器的转矩体积比普遍较低,无法满足安装空间小、输出转矩需求大的场合。


技术实现思路

1、基于此,本发明的目的是提供一种集成剪切和剪切阀双工作模式的磁流变制动器,以解决现有技术中的不足。

2、为实现上述目的,本发明提供了一种集成剪切和剪切阀双工作模式的磁流变制动器,包括安装套组、设于所述安装套组中的制动结构和从动结构;

3、所述从动结构套设于所述制动结构的外侧,所述从动结构包括第一从动环、第二从动环和绕线架,所述第一从动环和所述第二从动环分别位于所述绕线架相对的两侧,且所述第一从动环和所述第二从动环皆与所述绕线架连接,所述绕线架上缠绕有励磁线圈;

4、所述制动结构包括相连接的旋转轴和制动盘,所述制动盘套设于所述旋转轴上,所述制动盘与所述旋转轴共一中心轴,所述制动盘通过圆柱凸轮结构与所述绕线架连接,所述制动盘用于随着所述旋转轴的转动,通过所述圆柱凸轮结构同步带动所述从动结构沿平行于所述旋转轴的方向进行移动;

5、其中,所述第一从动环相对的两侧壁和所述第二从动环相对的两侧壁分别与所述安装套组相对的两侧壁留有轴向阻尼间隙,所述制动盘相对的两侧壁与所述安装套组相对的两侧壁留有径向阻尼间隙,所述轴向阻尼间隙的延伸方向与所述径向阻尼间隙的延伸方向相垂直,所述轴向阻尼间隙的延伸方向与所述旋转轴的中心轴相平行。

6、本发明的有益效果是:通过在安装套组内设置制动结构和从动结构,将制动结构的制动盘与安装套组形成径向阻尼间隙,将从动结构的第一从动环和第二从动环分别与安装套组形成轴向阻尼间隙,通过在绕线架上缠绕励磁线圈,将励磁线圈上电,以提供工作磁场,然后通过制动结构中的旋转轴带动制动盘转动,在制动盘转动的过程中,通过圆柱凸轮结构带动从动结构中的绕线架、第一从动环和第二从动环沿平行于旋转轴的方向进行移动,以能够同时进行剪切工作模式和剪切阀工作模式,以便于实现在不改变结构尺寸的前提下,提供更高的转矩体积比,有利于满足安装空间小又能提供较大输出转矩的场合,同时,该制动器还具有响应时间短和良好的动态性能的特点。

7、优选的,所述安装套组包括两个导磁桶、两个隔磁盖和缸筒,两个所述导磁桶、两个所述隔磁盖和所述缸筒组合形成密闭空间,所述从动结构和所述制动结构皆位于所述密闭空间内。

8、优选的,两个所述导磁桶的一端分别通过连接结构与所述旋转轴转动连接,两个所述导磁桶分别位于所述制动盘相对的两端,所述缸筒套设于所述从动结构的外侧,两个所述隔磁盖分别位于所述缸筒相对的两端,各所述隔磁盖的一端与所述缸筒连接,且所述隔磁盖的另一端与相应的所述导磁桶的另一端连接。

9、优选的,所述连接结构包括端盖和轴承,所述轴承套设于所述旋转轴上,所述端盖套设于所述轴承上,所述端盖与相应的所述导磁桶连接,所述导磁桶套设于所述制动盘的法兰上,且所述导磁桶限位于所述端盖与所述制动盘之间。

10、优选的,所述制动盘的法兰通过油封与相应的所述导磁桶密封连接。

11、优选的,所述圆柱凸轮结构包括圆柱凸台和弧形齿,所述弧形齿设于所述绕线架的内表面,所述圆柱凸台设于所述弧形齿远离所述绕线架的内侧壁上,所述制动盘的侧面上开设有凸轮槽,所述圆柱凸台的一端插入所述凸轮槽中,所述导磁桶上开设有弧形齿槽,所述弧形齿延伸出所述绕线架,且延伸至所述弧形齿槽内。

12、优选的,所述弧形齿与所述第一从动环和/或所述第二从动环的内表面过盈配合。

13、优选的,所述导磁桶、所述缸筒、所述第一从动环、所述第二从动环和所述制动盘皆为导磁材料制成,所述旋转轴、所述端盖、所述隔磁盖和所述绕线架皆为隔磁材料制成。

14、优选的,所述旋转轴通过平键与所述制动盘进行同步转动。

15、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。



技术特征:

1.一种集成剪切和剪切阀双工作模式的磁流变制动器,其特征在于,包括安装套组、设于所述安装套组中的制动结构和从动结构;

2.根据权利要求1所述的集成剪切和剪切阀双工作模式的磁流变制动器,其特征在于,所述安装套组包括两个导磁桶、两个隔磁盖和缸筒,两个所述导磁桶、两个所述隔磁盖和所述缸筒组合形成密闭空间,所述从动结构和所述制动结构皆位于所述密闭空间内。

3.根据权利要求2所述的集成剪切和剪切阀双工作模式的磁流变制动器,其特征在于,两个所述导磁桶的一端分别通过连接结构与所述旋转轴转动连接,两个所述导磁桶分别位于所述制动盘相对的两端,所述缸筒套设于所述从动结构的外侧,两个所述隔磁盖分别位于所述缸筒相对的两端,各所述隔磁盖的一端与所述缸筒连接,且所述隔磁盖的另一端与相应的所述导磁桶的另一端连接。

4.根据权利要求3所述的集成剪切和剪切阀双工作模式的磁流变制动器,其特征在于,所述连接结构包括端盖和轴承,所述轴承套设于所述旋转轴上,所述端盖套设于所述轴承上,所述端盖与相应的所述导磁桶连接,所述导磁桶套设于所述制动盘的法兰上,且所述导磁桶限位于所述端盖与所述制动盘之间。

5.根据权利要求2所述的集成剪切和剪切阀双工作模式的磁流变制动器,其特征在于,所述制动盘的法兰通过油封与相应的所述导磁桶密封连接。

6.根据权利要求2所述的集成剪切和剪切阀双工作模式的磁流变制动器,其特征在于,所述圆柱凸轮结构包括圆柱凸台和弧形齿,所述弧形齿设于所述绕线架的内表面,所述圆柱凸台设于所述弧形齿远离所述绕线架的内侧壁上,所述制动盘的侧面上开设有凸轮槽,所述圆柱凸台的一端插入所述凸轮槽中,所述导磁桶上开设有弧形齿槽,所述弧形齿延伸出所述绕线架,且延伸至所述弧形齿槽内。

7.根据权利要求6所述的集成剪切和剪切阀双工作模式的磁流变制动器,其特征在于,所述弧形齿与所述第一从动环和/或所述第二从动环的内表面过盈配合。

8.根据权利要求4所述的集成剪切和剪切阀双工作模式的磁流变制动器,其特征在于,所述导磁桶、所述缸筒、所述第一从动环、所述第二从动环和所述制动盘皆为导磁材料制成,所述旋转轴、所述端盖、所述隔磁盖和所述绕线架皆为隔磁材料制成。

9.根据权利要求1所述的集成剪切和剪切阀双工作模式的磁流变制动器,其特征在于,所述旋转轴通过平键与所述制动盘进行同步转动。


技术总结
本发明提供了一种集成剪切和剪切阀双工作模式的磁流变制动器,包括安装套组、制动结构和从动结构;从动结构包括第一从动环、第二从动环和绕线架,第一从动环和所述第二从动环皆与绕线架连接,绕线架上缠绕有励磁线圈;制动结构包括旋转轴和制动盘,制动盘套设于旋转轴上,制动盘通过圆柱凸轮结构与绕线架连接;第一从动环相对的两侧壁和第二从动环相对的两侧壁分别与安装套组相对的两侧壁留有轴向阻尼间隙,制动盘相对的两侧壁与安装套组相对的两侧壁留有径向阻尼间隙。通过本申请,能够实现在不改变结构尺寸的前提下,提供更高的转矩体积比,有利于满足安装空间小又能提供较大输出转矩的场合。

技术研发人员:胡国良,张利青,喻理梵,朱文才,吴益根,刘前结,余九,李刚
受保护的技术使用者:华东交通大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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