[實(shí)用新型]電機(jī)驅(qū)動(dòng)磁流變液轉(zhuǎn)子力感反饋裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820641140.0
• 申請(qǐng)日: 2018-05-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN208126214U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜玉瑤;張素民;姜洪偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): G05D17/02
• 分類號(hào): G05D17/02
• 代理公司: 北京匯捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11531
• 代理人: 李宏偉

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)磁流變液轉(zhuǎn)子力感反饋裝置，電機(jī)驅(qū)動(dòng)磁流變液轉(zhuǎn)子力感反饋裝置，包括力感模擬系統(tǒng)、力感方向控制系統(tǒng)、力感大小控制系統(tǒng)、力感產(chǎn)生系統(tǒng)和供電系統(tǒng)。本實(shí)用新型電機(jī)驅(qū)動(dòng)磁流變液轉(zhuǎn)子力感反饋裝置由于采用了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)配合磁流變液，將方向盤反饋力矩的大小和方向分別進(jìn)行控制，使得二者在控制過(guò)程中難度均有所降低，電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制無(wú)需過(guò)于精確，磁流變液黏度不會(huì)存在過(guò)大突變，從本質(zhì)上提升了裝置的響應(yīng)速度。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于汽車電控及智能化領(lǐng)域，涉及一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)磁流變液轉(zhuǎn)子力感反饋裝置。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)車輛道路試驗(yàn)具有成本高、時(shí)間長(zhǎng)、場(chǎng)地條件有限以及極限工況易發(fā)生事故等缺點(diǎn)，采用汽車駕駛模擬系統(tǒng)替代傳統(tǒng)車輛道路試驗(yàn)是目前的主流趨勢(shì)。成熟的駕駛模擬系統(tǒng)能較為真實(shí)地反映出車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、道路條件、周圍環(huán)境以及各種體感、力感，極大地降低了車輛道路試驗(yàn)資金成本、時(shí)間成本和人力成本。其中準(zhǔn)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(yīng)的操作，對(duì)駕駛員的操作決策至關(guān)重要。傳統(tǒng)的力感反饋裝置主要由力矩電機(jī)配合減速機(jī)構(gòu)組成，力矩電機(jī)直接輸出反饋力矩，需要同時(shí)控制反饋力矩的大小以及方向，存在控制不平順、延遲和抖動(dòng)大、機(jī)械連接裝置復(fù)雜以及容易出現(xiàn)電機(jī)卡死等缺點(diǎn)。本專利提出了一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)磁流變液轉(zhuǎn)子力感反饋裝置，主要區(qū)別在于理論反饋力感的大小和方向分別被控制，消除了傳統(tǒng)力矩電機(jī)控制的不平順和延遲特點(diǎn)，而且電機(jī)應(yīng)用普通直流電機(jī)即可，降低了裝置的成本。理論反饋力感的方向控制由電機(jī)通過(guò)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)外轉(zhuǎn)子完成，驅(qū)動(dòng)方向由理論方向盤力矩的方向決定；理論反饋力感的大小控制由勵(lì)磁線圈控制磁流變液黏度完成，在一定程度上消除了傳統(tǒng)力矩電機(jī)直接輸出反饋力矩方案的延遲和抖動(dòng)，既能保證力矩準(zhǔn)確反饋，又能克服力矩電機(jī)的一系列不足。

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(chǎng)情況下磁流變液可以自由流動(dòng)，表現(xiàn)出牛頓流體的行為，其表觀黏度很小；在外加磁場(chǎng)作用下可在短時(shí)間(毫秒級(jí))內(nèi)表觀黏度增加幾個(gè)數(shù)量級(jí)以上，并呈現(xiàn)類固體特性，具有一定的抗剪切屈服應(yīng)力，而且這種變化是連續(xù)的、可逆的，即去掉磁場(chǎng)后又恢復(fù)到原來(lái)的流動(dòng)狀態(tài)，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(yīng)，為它在工程實(shí)際中提供了廣泛的應(yīng)用前景。

實(shí)用新型內(nèi)容

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)磁流變液轉(zhuǎn)子力感反饋裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中力感反饋裝置延遲抖動(dòng)以及控制不平順、機(jī)械連接裝置復(fù)雜以及容易卡死的問(wèn)題。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，電機(jī)驅(qū)動(dòng)磁流變液轉(zhuǎn)子力感反饋裝置，包括托架，托架上依次設(shè)有軸承支架、轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)矩傳感器、勵(lì)磁線圈和電機(jī)，轉(zhuǎn)向柱通過(guò)轉(zhuǎn)向柱軸承與軸承支架固定連接，方向盤和轉(zhuǎn)向柱的剛性連接，轉(zhuǎn)向柱通過(guò)聯(lián)軸器與轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)矩傳感器的一端剛性連接，轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)矩傳感器的另一端通過(guò)聯(lián)軸器與內(nèi)轉(zhuǎn)子的輸出端固定連接，轉(zhuǎn)向柱靠近轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)矩傳感器的一端通過(guò)聯(lián)軸器與外轉(zhuǎn)子固定連接，內(nèi)轉(zhuǎn)子通過(guò)兩個(gè)內(nèi)轉(zhuǎn)子軸承連接到外轉(zhuǎn)子上，內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子內(nèi)部充滿磁流變液，外轉(zhuǎn)子與內(nèi)轉(zhuǎn)子的輸出軸與轉(zhuǎn)向柱的連接處設(shè)有密封圈，勵(lì)磁線圈設(shè)在外轉(zhuǎn)子的外周，轉(zhuǎn)向柱靠近電機(jī)的一端與外轉(zhuǎn)子齒輪剛性連接，外轉(zhuǎn)子齒輪與電機(jī)齒輪嚙合連接，電機(jī)的輸出端與電機(jī)齒輪剛性連接；轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)矩傳感器通過(guò)信號(hào)線分別與力感控制器和磁流變液控制器連接；力感控制器通過(guò)信號(hào)線分別與電機(jī)控制器和磁流變液控制器相連接，電機(jī)控制器通過(guò)信號(hào)線依次與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)相連接；磁流變液控制器通過(guò)信號(hào)線依次與電流發(fā)生器、勵(lì)磁線圈和磁流變液相連接。

進(jìn)一步的，電源通過(guò)供電線分別與轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)矩傳感器、電機(jī)、力感控制器、電機(jī)控制器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、磁流變液控制器、電流發(fā)生器相連接。

進(jìn)一步的，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子為滾筒式內(nèi)轉(zhuǎn)子和疊片式內(nèi)轉(zhuǎn)子的任意一種。