[發明專利]一種磁流變伺服調速減速器及其組裝控制方法

有效

• 申請號: 201410150707.0
• 申請日: 2014-04-15
• 公開（公告）號: CN104048038A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 沈錫鶴
• 申請（專利權）人: 沈錫鶴;上海環捷投資咨詢有限公司
• 主分類號: F16H61/28
• 分類號: F16H61/28
• 代理公司: 上海三方專利事務所 31127
• 代理人: 吳干權;錢品興

[技術領域]

本發明涉及一種適用于各類電機、發動機的動力傳送及調速、減速、機電一體化的精密傳動裝置，能廣泛應用于工業、農業、軍用、民用、礦山、港口等各行各業，尤其適用于各種智能裝備及工業機器人核心應用技術領域的磁流變伺服調速減速器及其組裝控制方法。

[背景技術]

傳統電子調速器和機械減速器功能只能單獨使用，無法實現機電聯動控制，傳統電子調速器僅對動力源進行調速，動力在傳動過程中存在著阻尼差異，電子調速器無法直接解決負載實時運行的穩定性問題；傳統機械減速器功能單一，使用時無法隨機控制和調節速比，產品的使用功能受到很大限制；現有用于智能裝備，與伺服電機配套使用的精密減速器，對產品設計、材料、工藝都有較高的要求，市場應用成本很高，不利于普及推廣，而且，目前發達國家的生產技術已趨于成熟，除了創新設計思想，否則要突破原有產品的技術高度難度極大。目前全球動力傳動和控制技術市場，由于受到傳統傳動技術的局限，尚未發現能實現機電一體化功能的，智能型精密調速減速器的產品。

磁流變液體是一種新型相變材料，它是一種由高磁導率、低磁滯性的微小（微米甚至納米級）軟磁性顆粒和非導磁體液體混合而成的磁性粒懸浮液，當無磁場時，懸浮的微粒鐵顆粒自由地隨液體運動，當施加磁場時，這些懸浮的微粒鐵顆粒被互相吸引，形成一串串鏈式結構從磁場一極到另一極，此時磁流變液體就在毫秒級的瞬間由牛頓流體變成塑性體或有一定屈服剪應力的粘彈性體；當改變磁場線圈中的電流從而獲得不同強度的磁場，磁流變液的屈服剪應力也發生變化，即在強磁場作用下，抗剪切力很大，呈現出高粘度、低流動性的液體特性；在零磁場條件下呈現出低粘度的特性，其剪切屈服強度與磁場強度（或電流大小）具有穩定的對應關系；正是磁流變液的這種流變可控性使其能夠實現阻尼力的連續可變，從而達到對動力傳動離合制動的主動控制。

[發明內容]

本發明的目的是針對傳統電子調速器和機械減速器無法實現機電聯動控制的技術問題，通過采用柔性傳動新材料、伺服調速新技術、機電一體化產品新工藝，對動力傳動控制技術進行集成創新設計，兼顧了推動技術升級、簡化生產工藝、降低產品成本、提高企業效率、擴大市場應用等技術難題，提供一種磁流變伺服調速減速器及其組裝控制方法。

為了實現上述目的，設計一種磁流變伺服調速減速器，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，主軸承上安裝傳動軸承，形成傳動軸組件，傳動主軸左側一端連接行星齒輪，行星齒輪連接偏心軸，與傳動軸組件形成行星減速器部件，偏心軸上設有偏心軸承和擺線輪軸承，擺線輪軸承上設有擺線輪，擺線輪外側設有擺線針，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構，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構連接動力輸入軸，傳動離合片左側設有傳動主軸，傳動離合片右側設有動力輸入軸，傳動離合片設置于離合器腔體內，離合器腔體外側設有線圈鐵芯，線圈鐵芯上纏繞有勵磁線圈，離合器腔體內設有磁流變液。

所述的磁流變液在線圈強磁場作用下，抗剪切力很大，其屈服強度與磁場強度具有穩定的對應關系，應用磁流變液的可控性，配置伺服系統，實現離合力的調節和扭矩控制，達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構，通過離合傳動機構的離合片與行星減速機構的主動軸相連接、行星減速機構的行星齒輪與擺線針輪減速機構的偏心軸相連接，動力輸出軸可提供較大的速比和輸出扭矩。

所述的伺服系統中伺服功能部分采用編碼器機構和外置式控制器，通過對控制系統的設定及編碼器信息的處理，離合傳動機構自動調整勵磁線圈電流及鐵芯磁場強度，從而實現伺服調速減速器的柔性動力離合、精確隨機調速、閉、開環控制。

勵磁線圈接入信號控制線與線圈鐵芯安裝在針齒殼內，組成電磁控制組件，信號控制線連接到伺服控制器。

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。