[發(fā)明專利]一種磁流變伺服調(diào)速減速器及其組裝控制方法

有效

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• 申請日: 2014-04-15
• 公開（公告）號: CN104048038A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈錫鶴
• 申請（專利權(quán)）人: 沈錫鶴;上海環(huán)捷投資咨詢有限公司
• 主分類號: F16H61/28
• 分類號: F16H61/28
• 代理公司: 上海三方專利事務(wù)所 31127
• 代理人: 吳干權(quán);錢品興

1.一種磁流變伺服調(diào)速減速器，包括動力輸出軸、行星齒輪、偏心軸、左減速主軸、針齒殼、擺線針、主軸承、右減速主軸、信號控制線、基座殼、離合器端板、線圈鐵芯、勵磁線圈、輸入軸架、輸入軸承、動力輸入軸、輸入軸油封、磁流變液、傳動離合片、離合器腔體、傳動油封、離合器油封、編碼器、傳動軸承、擺線輪軸承、擺線輪、減速主軸油封、偏心軸承和傳動主軸，其特征在于所述的主軸承左右兩側(cè)分別連接左減速主軸和右減速主軸，傳動主軸插入右減速主軸孔內(nèi)，主軸承上安裝傳動軸承，形成傳動軸組件，傳動主軸左側(cè)一端連接行星齒輪，行星齒輪連接偏心軸，與傳動軸組件形成行星減速器部件，偏心軸上設(shè)有偏心軸承和擺線輪軸承，擺線輪軸承上設(shè)有擺線輪，擺線輪外側(cè)設(shè)有擺線針，擺線針、主軸承、左減速主軸、右減速主軸、偏心軸、擺線輪軸承、擺線輪和偏心軸承組成擺線針輪減速器部件，動力輸出軸安裝在左減速主軸上，與擺線針輪減速器部件、行星減速器部件組成兩級減速機(jī)構(gòu)，編碼器套裝在右減速主軸上，與接入信號控制線組成信號源組件，傳動主軸通過磁流變離合傳動機(jī)構(gòu)連接動力輸入軸，傳動離合片左側(cè)設(shè)有傳動主軸，傳動離合片右側(cè)設(shè)有動力輸入軸，傳動離合片設(shè)置于離合器腔體內(nèi)，離合器腔體外側(cè)設(shè)有線圈鐵芯，線圈鐵芯上纏繞有勵磁線圈，離合器腔體內(nèi)設(shè)有磁流變液。

2.如權(quán)利要求1所述的一種磁流變伺服調(diào)速減速器，其特征在于所述的磁流變液在線圈強(qiáng)磁場作用下，抗剪切力很大，其屈服強(qiáng)度與磁場強(qiáng)度具有穩(wěn)定的對應(yīng)關(guān)系，應(yīng)用磁流變液的可控性，配置伺服系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)離合力的調(diào)節(jié)和扭矩控制，達(dá)到能在大范圍動力使用場合通用的傳動控制目的，其中減速功能部分采用行星齒輪與擺線針輪兩級減速機(jī)構(gòu)，通過離合傳動機(jī)構(gòu)的離合片與行星減速機(jī)構(gòu)的主動軸相連接、行星減速機(jī)構(gòu)的行星齒輪與擺線針輪減速機(jī)構(gòu)的偏心軸相連接，動力輸出軸可提供較大的速比和輸出扭矩。

3.如權(quán)利要求2所述的一種磁流變伺服調(diào)速減速器，其特征在于所述的伺服系統(tǒng)中伺服功能部分采用編碼器機(jī)構(gòu)和外置式控制器，通過對控制系統(tǒng)的設(shè)定及編碼器信息的處理，離合傳動機(jī)構(gòu)自動調(diào)整勵磁線圈電流及鐵芯磁場強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)伺服調(diào)速減速器的柔性動力離合、精確隨機(jī)調(diào)速、閉、開環(huán)控制。

4.如權(quán)利要求1所述的一種磁流變伺服調(diào)速減速器，其特征在于勵磁線圈接入信號控制線與線圈鐵芯安裝在針齒殼內(nèi)，組成電磁控制組件，信號控制線連接到伺服控制器。

5.如權(quán)利要求1所述的一種磁流變伺服調(diào)速減速器，其特征在于傳動途徑是從磁流變離合器部件的動力輸入軸、傳動離合片傳遞至行星減速器部件的傳動主軸、行星齒輪，再傳遞至擺線針輪減速器部件的偏心軸、擺線輪、左減速主軸、右減速主軸、最終到動力輸出軸。

6.如權(quán)利要求1所述的一種磁流變伺服調(diào)速減速器，其特征在于編碼器套裝在右減速主軸上，采集和反饋的是動力輸出軸及負(fù)載端信息，外置式伺服控制器驅(qū)動勵磁線圈、線圈鐵芯產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。

7.一種如權(quán)利要求1所述的磁流變伺服調(diào)速減速器的組裝方法，其特征在于所述的組裝方法具體步驟如下：

a.安裝偏心軸、擺線輪軸承、擺線輪、偏心軸承，形成偏心軸組件；

b.安裝針齒殼、擺線針、主軸承、減速主軸油封、左減速主軸、右減速主軸、偏心軸組件，組成擺線針輪減速器部件；

c.將傳動主軸插入右減速主軸孔內(nèi)，定位安裝傳動軸承，形成傳動軸組件；

d.將行星齒輪安裝在偏心軸上，與傳動軸組件形成行星減速器部件；

e.將動力輸出軸安裝在左減速主軸上，與擺線針輪減速器部件、行星減速器部件組成兩級減速機(jī)構(gòu)；

f.將編碼器套裝在右減速主軸上，接入信號控制線組成信號源組件；

g.安裝離合器端板、輸入軸承、動力輸入軸、輸入軸油封、傳動；

h.離合片、離合器腔體、傳動油封、離合器油封，組成離合器組件；

i.將磁流變液注入離合器組件腔體，組成磁流變離合器部件；

j.將勵磁線圈接入信號控制線與線圈鐵芯安裝在針齒殼內(nèi)，組成電磁控制組件；

k.將輸入軸架定位套裝在輸入軸承、基座殼上，與磁流變離合器部件組成離合調(diào)速機(jī)構(gòu)；

l.安裝上述機(jī)構(gòu)、部件、組件，完成調(diào)速減速器的裝配；

m.將信號控制線連接到伺服控制器，完成磁流變伺服調(diào)速減速器最終裝配。

8.一種如權(quán)利要求1所述的磁流變伺服調(diào)速減速器的控制方法，其特征在于所述的控制方法為：接通電源，電動機(jī)和伺服控制器進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，在控制器面板上設(shè)置運(yùn)行模式、時間、脈沖數(shù)、循環(huán)數(shù)各類參數(shù)，伺服控制器啟動動力電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，此時減速器離合線圈還處于失電狀態(tài)，啟動伺服控制系統(tǒng)程序，驅(qū)動控制器輸出電流到離合線圈，磁流變液發(fā)生相變，離合片動力嚙合，驅(qū)動減速器輸出軸運(yùn)轉(zhuǎn)，在控制器面板上設(shè)定或調(diào)整離合線圈電流值，進(jìn)行減速器調(diào)速，輸出軸運(yùn)轉(zhuǎn)使編碼器產(chǎn)生反饋脈沖信號，系統(tǒng)程序從0位開始脈沖計數(shù)，當(dāng)比較電路得到位置脈沖數(shù)與傳感器反饋脈沖數(shù)相等值，系統(tǒng)程序控制離合線圈失電，減速器輸出軸停止運(yùn)行，驅(qū)動控制器電路的開關(guān)觸點(diǎn)復(fù)原，電動機(jī)失電并停止運(yùn)轉(zhuǎn)，控制程序根據(jù)設(shè)定的時間，命令伺服控制器及電機(jī)恢復(fù)到初始待機(jī)狀態(tài)，斷路器開閘，切斷動力和控制電源；

具體控制方法為：

（1）.時間控制模式

電氣主回路合閘，直流電源供電，系統(tǒng)啟動，繼電器常開觸點(diǎn)閉合，啟動動力電源，電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；控制系統(tǒng)根據(jù)單片機(jī)設(shè)定計的運(yùn)行時間值、輸出軸速度電流值，驅(qū)動離合器線圈電流，離合器閉合，輸出軸動力輸出；當(dāng)運(yùn)行到達(dá)設(shè)定的時間值時，離合器線圈失電，離合器執(zhí)行分離，此時繼電器常開觸點(diǎn)復(fù)位，切斷電機(jī)驅(qū)動電源，結(jié)束動力輸出；

（2）.位置控制模式

電氣主回路合閘，直流電源供電，系統(tǒng)啟動，繼電器常開觸點(diǎn)閉合，啟動動力電源，電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；控制系統(tǒng)根據(jù)單片機(jī)設(shè)定計的脈沖數(shù)值、輸出軸速度電流值，驅(qū)動離合器線圈電流，離合器閉合，輸出軸動力輸出；控制系統(tǒng)比較設(shè)定和反饋的脈沖數(shù)，當(dāng)反饋的脈沖計數(shù)等于設(shè)定的脈沖數(shù)值時，離合器線圈失電，離合器執(zhí)行分離，此時繼電器常開觸點(diǎn)復(fù)位，切斷電機(jī)驅(qū)動電源結(jié)束動力輸出；

（3）.循環(huán)控制模式

在設(shè)定間隔時間和周期次數(shù)的前提下，控制器連續(xù)重復(fù)循環(huán)一個動力輸出工作周期的過程，即啟動運(yùn)行——復(fù)位停止——時間間隔——啟動運(yùn)行。