[發明專利]磁流變液雙轉子力感反饋裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 201810409449.1
• 申請日: 2018-05-02
• 公開（公告）號: CN108583676B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 張素民;廖夢迪;姜洪偉
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B62D5/06
• 代理公司: 11531 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 李宏偉<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開了一種磁流變液雙轉子力感反饋裝置及其使用方法，磁流變液雙轉子力感反饋裝置包括力感模擬系統、力感控制系統、力感產生系統、換向系統和供電系統。本發明采用雙轉子系統，配合錐齒輪換向系統，使得電機能夠在恒轉速工況下為兩套轉子系統的外轉子提供不同方向的驅動力矩，因此電機控制更為簡單。

技術領域

本發明屬于汽車電控及智能化領域，涉及一種磁流變液雙轉子力感反饋裝置及其使用方法。

背景技術

傳統車輛道路試驗具有成本高、時間長、場地條件有限以及極限工況易發生事故等缺點，采用汽車駕駛模擬系統替代傳統車輛道路試驗是目前的主流趨勢。成熟的駕駛模擬系統能較為真實地反映出車輛運動狀態、道路條件、周圍環境以及各種體感、力感，極大地降低了車輛道路試驗資金成本、時間成本和人力成本。其中準確的方向盤力感反饋是必不可少的，其很大程度上決定了駕駛員能否按照給定的路線或者駕駛意圖做出相應的操作，對駕駛員的操作決策至關重要。傳統的力感反饋裝置主要由力矩電機配合減速機構組成，但它存在控制不平順、延遲和抖動大、機械連接裝置復雜以及容易出現電機卡死等缺點。

磁流變液是一種智能材料，是將微米尺寸的磁極化顆粒分散于非磁性液體(礦物油、硅油等)中形成的懸浮液。在零磁場情況下磁流變液可以自由流動，表現出牛頓流體的行為，其表觀黏度很小；在外加磁場作用下可在短時間(毫秒級)內表觀黏度增加幾個數量級以上，并呈現類固體特性，具有一定的抗剪切屈服應力，而且這種變化是連續的、可逆的，即去掉磁場后又恢復到原來的流動狀態，并且這種特性受外界其他因素(如溫度)影響很小。磁流變液的磁流變效應，為它在工程實際中提供了廣泛的應用前景。

發明內容

為實現上述目的，本發明提供一種磁流變液雙轉子力感反饋裝置及其使用方法，解決了現有技術中力感反饋裝置延遲抖動以及控制不平順、機械連接裝置復雜以及容易的問題。

本發明所采用的技術方案是，磁流變液雙轉子力感反饋裝置，包括托架，托架上依次設有軸承支架、轉角及轉矩傳感器、第二勵磁線圈、惰輪軸承支架、第一勵磁線圈和電機，轉向柱通過轉向柱軸承固定在軸承支架上，轉向柱與方向盤剛性連接，轉向柱通過聯軸器與轉角及轉矩傳感器的一端相連接，電機的輸出端通過聯軸器與第一外轉子相連接，第一套轉子系統包括第一外轉子和第一內轉子，第一外轉子通過第一外轉子軸承固定連接在托架的軸承支架上，第一外轉子通過兩個第一內轉子軸承與第一內轉子相連接，第一內轉子和第一外轉子內部充滿磁流變液其連接處設有密封圈，第一勵磁線圈環繞在第一外轉子外，第二內轉子通過聯軸器與轉角及轉矩傳感器的另一端相連接，第一內轉子通過聯軸器與第二內轉子剛性連接，第二套轉子系統包括第二內轉子和第二外轉子，第二內轉子通過第二內轉子軸承固定在托架的軸承支架上，第二內轉子通過兩個第二外轉子軸承與第二外轉子連接，第二內轉子和第二外轉子內部充滿磁流變液其連接處設有密封圈，第二勵磁線圈環繞在第二外轉子外；第一外轉子與第一錐齒輪剛性連接，第二外轉子與第二錐齒輪剛性連接，惰輪通過惰輪軸承固定連接在惰輪軸承支架上，第二錐齒輪通過兩個惰輪與第一錐齒輪嚙合；轉角及轉矩傳感器通過信號線分別與力感控制器和電機控制器相連接，力感控制器通過信號線依次與磁流變液控制器、電流發生器相連接，電機控制器通過信號線依次與電機驅動器、電機相連接。

進一步的，電源通過供電線分別與轉角及轉矩傳感器、電機、力感控制器、電機控制器、電機驅動器、磁流變液控制器、電流發生器相連接。

進一步的，所述第一內轉子和第二內轉子采用的內轉子為滾筒式內轉子或疊片式內轉子的任意一種。

本發明采用的另一種技術方案是，磁流變液雙轉子力感反饋裝置的使用方法，具體按照以下步驟進行：