[發明專利]一種基于水凝膠的低溫控制傳動裝置

有效

• 申請號: 201410161839.3
• 申請日: 2014-04-22
• 公開（公告）號: CN103953706A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 賀永;邵惠鋒;傅建中;茍中入;劉安
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F16H45/00
• 分類號: F16H45/00;F16D35/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 馬士林

技術領域

本發明涉及一種傳動裝置，尤其是涉及一種基于水凝膠的低溫控制傳動裝置。

背景技術

傳動裝置是把動力裝置的動力傳遞給工作機構等的中間設備，在許多地方都能看到傳動裝置，傳動裝置在動力傳遞過程中發揮著重要的作用，例如，每天行駛在馬路上的汽車，傳動裝置是汽車行駛中不可缺少的部分，通過傳動裝置將發動機發出的動力傳遞給汽車的驅動車輪，產生驅動力，使汽車能以一定速度在馬路上行駛。

在生活中，常見的傳動裝置有機械傳動、液力傳動、液壓傳動、電傳動等。機械傳動在機械工程中應用非常廣泛，主要指通過利用機械方式傳遞動力和運動的傳動，一般分為兩類：一是靠機件間的摩擦力傳遞動力與摩擦傳動，二是靠主動件與從動件嚙合或借助中間件嚙合傳遞動力或運動的嚙合傳動。前者包括帶傳動、繩傳動和摩擦輪傳動等，摩擦傳動容易實現無級變速，能適應軸間距離較大的傳動場合，過載打滑還能起到緩沖和保護傳動裝置的作用，但這種傳動一般不能用于大功率的場合，也不能保證準確的傳動比；后者包括齒輪傳動、鏈傳動、螺旋傳動和諧波傳動等，嚙合傳動能夠用于大功率的場合，傳動比準確，但一般要求較高的制造精度和安裝精度，齒輪傳動是由分別安裝在主動軸及從動軸上的兩個齒輪相互嚙合而成，齒輪傳動是應用最多的一種傳動形式。齒輪傳遞的功率和速度范圍很大，功率可以從很小到數十萬千瓦，圓周速度可以從很小到每秒一百多米以上，齒輪尺寸可以從小于1mm到大于10m，齒輪傳動屬于嚙合傳動，齒輪齒廓為特定曲線，瞬時傳動比恒定，而且傳動平穩、可靠，傳動效率高，使用壽命長。直齒圓柱齒輪傳動是齒輪傳動的最基本形式，它在機械傳動裝置中應用極為廣泛。

在汽車中的傳動裝置還包括離合器，其中離合器又分為電磁離合器，磁粉離合器、摩擦式離合器和液力離合器四種：電磁離合器，通過線圈的通斷電來控制離合器的結合與分離，即實現傳動的通和斷；磁粉離合器，在主動件與從動件之間放置磁粉，不通電時磁粉處于松散狀態，通電時磁粉結合，主動件與從動件同時轉動；摩擦式離合器，在分離過程中，通過人踩下離合器踏板，在自由行程內首先消除離合器的自由間隙，然后在工作行程內產生分離間隙，離合器分離，在接合過程中，逐漸松開離合器踏板，壓盤在壓緊彈簧的作用下向前移動，首先消除分離間隙，并在壓盤、從動盤和飛輪工作表面上作用足夠的壓緊力，之后分離軸承在復合彈簧的作用下向后移動，產生自由間隙，離合器結合；液力離合器，用流體作為傳動介質。以上各種離合器都能實現旋轉力傳動的通與斷，但都需要外界提供動力，如電能或機械能，摩擦式離合器的結構比其他幾種離合器要復雜。

磁流變液體是一種由高磁導率、低磁滯性的微小軟磁性顆粒和非導磁性液體混合而成的懸浮體，這種懸浮體在零磁場條件下呈現出低粘度的牛頓流體特性，而在強磁場作用下，則呈現出高粘度、低流動性的賓漢流體特性，由于磁流變液體在磁場作用下的流變是瞬間的、可逆的，而且其流變后的剪切屈服強度與磁場強度具有穩定的對應關系，因此是一種用途廣泛、性能優良的智能材料，唯一的要求是需要外部提供能量，才能實現磁流變液體的流變。

在機械裝置中，都會用到保護裝置，最常見的如熱保護裝置，也叫溫控開關，溫控器，熱保護開關或溫度開關，廣泛用于家用電器電機及電器設備，如洗衣機電機、空調風扇電機、變壓器、鎮流器、電熱器具等。其原理如下：由兩片不同的合金組合在一起，通過電流后會發熱，由于兩種不同的合金熱膨脹系數不同，合金勢必向一個方向彎曲，觸點離開，就斷了電。一種用雙金屬片作為感溫元件的溫控器，當電器正常工作時，雙金屬片處于自由狀態，觸點處于閉合/斷開狀態；當溫度達到動作溫度時，雙金屬片受熱產生內應力而迅速動作，打開/閉合觸點切斷/接通電路，從而起到控溫作用；當電器冷卻到復位溫度時，觸點自動閉合/打開，恢復正常工作狀態。

然而上述傳動裝置，均需要外部提供能量才能工作，結構復雜。而且，上述傳動裝置，或多或少的采用了金屬材質等，當這些傳動裝置應用于生物體內時，容易產生排異反應，生物兼容性不佳。

發明內容

本發明根據已有的各種傳動裝置和保護裝置，通過對其各自進行分析和比較，提出了一種新的基于水凝膠的低溫控制傳動裝置，該傳動裝置工作可靠，結構簡單，傳動效率高，使用壽命長，傳動比可調，噪聲小，利用熱可逆性水凝膠對傳動裝置外的環境溫度變化的感知來自動實現傳動裝置的變速傳動輸出，同時具有良好的生物兼容性，體積小，能植入到動物體內，用作生物小型智能裝置中的智能變速傳動裝置和保護裝置，水凝膠還能對傳動裝置緩沖吸振，而且能夠應用于工業上一些特殊的場合。