[發明專利]采用環形永磁體和勵磁線圈激勵的盤式磁流變制動器

有效

• 申請號: 201810303329.3
• 申請日: 2018-04-07
• 公開（公告）號: CN108458006B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 胡國良;李林森;喻理梵;鐘芳;丁孺琦;李剛
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: F16D57/00
• 分類號: F16D57/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種采用環形永磁體和勵磁線圈激勵的新型盤式磁流變制動器，主要由轉軸、缸筒、導磁盤、轉盤、內套筒、環形支架、端蓋、環形永磁體及勵磁線圈等組成。在制動器的環形支架凹槽內增設一個環形永磁體，對四段徑向圓盤阻尼間隙處的磁流變液提供固定磁場；同時在環形永磁體上纏繞勵磁線圈，對四段徑向圓盤阻尼間隙處的磁流變液提供可變磁場；勵磁線圈與環形永磁體配合使用，可形成三種工作方式。在勵磁線圈失電情況下，環形永磁體仍可對制動器提供一定的阻尼力矩，提高了制動器的自動防故障性能。另外，將勵磁線圈軸向放置在兩個轉盤中間，有效減少了制動器的徑向尺寸。本發明特別適用于多工況制動場合。

技術領域

本發明涉及一種磁流變制動器，尤其涉及一種采用環形永磁體和勵磁線圈激勵的新型盤式磁流變制動器。

背景技術

傳統的液壓制動器中填充的工作介質是普通液壓油，具有結構簡單且無須外部能量輸入等優點；但由于液壓油粘度小，導致輸出阻尼力較小，不能適應各種變化的工況。

磁流變液的問世為解決上述難題帶來了新的思路，磁流變液在磁場作用下具有瞬時可逆的流變特性，可通過控制磁場強度來改變磁流變液的剪切屈服強度，實現磁流變制動器轉矩的無級調節。磁流變制動器根據運動方式可以分為直線式磁流變制動器和旋轉式磁流變制動器。相對于旋轉式磁流變制動器，直線式磁流變制動器雖然應用較廣，但有著一些較明顯的缺點，如需要較大的安裝空間；不能容納大的工作行程，因為制動器桿會有變形彎曲的危險；桿表面的暴露，使桿受到外部物體傷害的幾率變大，同時會受到制動器缸體內密封元件的摩擦。

傳統旋轉式磁流變制動器僅采用勵磁線圈產生磁場，當制動器停止運行一段時間后，制動器內的磁流變液磁性顆粒會產生沉降或聚集而形成硬塊和糕狀物；當制動器再次運行時，該硬塊和糕狀物會阻塞阻尼通道從而使制動器失去減振能力。另外，如果系統電源發生故障而使磁流變制動器的勵磁電流為零時，制動器輸出轉矩小且無法調節，其防故障安全性能較低。同時，傳統旋轉式磁流變制動器在外缸筒安置勵磁線圈的方式使得制動器徑向尺寸過大，不利于在工作空間狹小的場合使用。

發明內容

為了克服背景技術中存在的問題，本發明提供一種采用環形永磁體和勵磁線圈激勵的新型盤式磁流變制動器。將勵磁線圈與環形永磁體配合使用，在環形支架凹槽內增設一個環形永磁體，對阻尼間隙處的磁流變液提供固定磁場；本發明中的旋轉式磁流變制動器產生的轉矩可以有效降低轉軸的轉速，實現減速或減小振動等效果。直流伺服電機帶動轉軸產生大小不同的轉速，當轉軸轉動時，帶動轉盤旋轉；環形永磁體與勵磁線圈共同作用產生磁場，當環形永磁體產生磁場方向與通電時勵磁線圈產生磁場方向相同時，磁流變液在徑向圓盤阻尼間隙內產生磁流變效應，從而產生較大轉矩，阻礙旋轉軸轉動，實現可靠制動控制；當環形永磁體產生磁場方向與通電時勵磁線圈產生磁場方向相反時，通過控制勵磁線圈通電電流大小，可實現轉軸的自由轉動；當勵磁線圈未通電時，仍有環形永磁體產生磁場，從而提高了制動器的自動防故障性能。