專利名稱：一種徑向擠壓式磁流變液制動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁流變液制動器，具體是一種徑向擠壓式磁流變液制動器，屬于液力阻力制動器領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
磁流變液是一種新型磁功能材料，它是由基液、磁性顆粒和分散劑組成。在無外加磁場時，表現(xiàn)為性能良好的牛頓流體；在外加磁場作用下，呈現(xiàn)出類似固體的力學(xué)性質(zhì)，且這種粘度變化是連續(xù)可逆的，即一旦去掉磁場后，又變成可以流動的液體。由于具有磁流變效應(yīng)連續(xù)、可逆、迅速和易于控制的特點，使得磁流變液在機械等相關(guān)領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。磁流變液制動器是磁流變器件一個重要的分支，能夠根據(jù)磁流變液的性能轉(zhuǎn)化為制動力，其中，制動力矩是衡量磁流變液制動器的制動力大小以及適用范圍的一個重要指標(biāo)，如何提高制動力矩成為目前該領(lǐng)域的一個重要的研究方向。公開號為CN1482376的中國發(fā)明專利2004年03月17日公開的一種“結(jié)構(gòu)可變的旋轉(zhuǎn)式磁流變液制動器”，采用雙盤結(jié)構(gòu)提高工作效率，增加制動力矩；公開號為CN102146968A的中國發(fā)明專利2011年08月10日公開的一種“多盤式磁流變制動器”，通過改變線圈數(shù)量增大勵磁電流，從而增加制動力矩。上述兩方式，前者增加制動盤的數(shù)量會使制動器的加工難度增大，而且結(jié)構(gòu)不夠緊湊；后者在增大勵磁電流的大小的過程中，當(dāng)磁流變液達到磁飽和時，制動力矩不會在增力口，效果不明顯，且持久性不夠，能耗較大。綜上所述，如何能夠在提高磁流變液制動器的制動力矩的同時保證裝置的裝配簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，并能夠降低耗能成為該領(lǐng)域新的課題。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述存在的問題，本發(fā)明提供一種徑向擠壓式磁流變液制動器，裝配簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，在提供更大的制動力矩的同時，增強裝置的可靠性，降低能耗。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種徑向擠壓式磁流變液制動器，包括出液口、圓錐滾子軸承、傳動軸、密封圈、左端蓋、鎖緊螺母、軸承座、固定螺釘、旋轉(zhuǎn)密封圈、進液口、左導(dǎo)磁外殼和左勵磁線圈，傳動軸通過成對的圓錐滾子軸承與軸承座相連，鎖緊螺母將圓錐滾子軸承鎖緊在傳動軸上，軸承座通過固定螺釘和旋轉(zhuǎn)密封圈緊固在左導(dǎo)磁外殼上，固定左端蓋上設(shè)有密封圈，并通過緊固螺釘固定在軸承座的左端，左導(dǎo)磁外殼上設(shè)有進液口和出液口 ；在上述裝置的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還增加了右導(dǎo)磁制動外殼、加壓裝置、線圈固定環(huán)、加壓通道、右勵磁線圈、磁流變液通道和隔磁環(huán)，其中，右導(dǎo)磁制動外殼設(shè)置在左導(dǎo)磁外殼右側(cè)，之間留有空隙，其外圓周設(shè)有加壓裝置，主動軸與左導(dǎo)磁外殼及右導(dǎo)磁制動外殼之間形成兩個磁流變液間隙，勵磁線圈、右勵磁線圈和隔磁環(huán)設(shè)置在右導(dǎo)磁制動外殼和左導(dǎo)磁外殼之間構(gòu)成的空隙中，其中，左勵磁線圈和右勵磁線圈之間通過線圈固定環(huán)固定，加壓通道分別設(shè)置在右導(dǎo)磁制動外殼、線圈固定環(huán)以及隔磁環(huán)上。進一步,導(dǎo)磁制動外殼外圓周均勻設(shè)有三個加壓裝置。
進一步，還包括壓力傳感器，壓力傳感器設(shè)置在右導(dǎo)磁制動外殼上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用了徑向加壓結(jié)構(gòu)，基于磁流變液的徑向擠壓增強效應(yīng)，在左導(dǎo)磁外殼右側(cè)設(shè)置右導(dǎo)磁制動外殼，同時在右導(dǎo)磁制動外殼外圓周設(shè)置加壓裝置，當(dāng)制動力矩不足時，在間隙內(nèi)磁流變液固化的情況下，使用加壓裝置對工作磁流變液施加垂直于磁場方向的擠壓力，大幅度提高了磁流變液的剪切應(yīng)力，進而提高了制動力矩；同時，主動軸與左導(dǎo)磁外殼、右導(dǎo)磁制動外殼之間形成兩個磁流變液間隙，形成雙面磁流變液間隙制動結(jié)構(gòu)，剪切力為單磁流變液間隙工作面的雙倍，提高了裝置的制動力矩；在上述的改進的基礎(chǔ)上，本發(fā)明在左導(dǎo)磁外殼和右導(dǎo)磁制動外殼之間的空隙中設(shè)置了隔磁環(huán)，使磁力線全部通過磁流變液間隙以減少漏磁，并且使非工作間隙內(nèi)的磁流變液處于液態(tài)，便于傳遞壓力使間隙內(nèi)固化的磁流變液處于徑向加壓狀態(tài)，進一步保證了裝置的制動效果，裝配簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，在提供更大的制動力矩的同時，增強了裝置的可靠性，降低了能耗。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是A-A向示意圖。圖中:1、出液口，2、圓錐滾子軸承，3、主動軸，4、密封圈，5、左端蓋，6、鎖緊螺母，
7、軸承座，8、固定螺釘，9、旋轉(zhuǎn)密封圈，10、進液口，11、左導(dǎo)磁外殼，12、緊固螺釘，13、左勵磁線圈，14、右導(dǎo)磁制動外殼，15、加壓裝置，16、線圈固定環(huán)，17、加壓通道，18、右勵磁線圈，19、磁流變液通道，20、隔磁環(huán)，21、磁流變液工作間隙，22、壓力傳感器。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。如圖1所示，本徑向擠壓式磁流變液制動器，包括出液口 1、圓錐滾子軸承2、傳動軸3、密封圈4、左端蓋5、鎖緊螺母6、軸承座7、固定螺釘8、旋轉(zhuǎn)密封圈9、進液口 10、左導(dǎo)磁外殼11和左勵磁線圈13，傳動軸3通過成對的圓錐滾子軸承2與軸承座7相連，鎖緊螺母6將圓錐滾子軸承2鎖緊在傳動軸3上，軸承座7通過固定螺釘8和旋轉(zhuǎn)密封圈9緊固在左導(dǎo)磁外殼11上，固定左端蓋5上設(shè)有密封圈4，并通過緊固螺釘固定在軸承座7的左端，左導(dǎo)磁外殼11上設(shè)有進液口 10和出液口 I ;在上述裝置的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還設(shè)置了右導(dǎo)磁制動外殼14、加壓裝置15、線圈固定環(huán)16、加壓通道17、右勵磁線圈18、磁流變液通道19、隔磁環(huán)20和磁流變液工作間隙21，其中，右導(dǎo)磁制動外殼14設(shè)置在左導(dǎo)磁外殼11右偵牝之間留有空隙，其外圓周設(shè)有加壓裝置15，主動軸5與左導(dǎo)磁外殼11、右導(dǎo)磁制動外殼14之間形成兩個磁流變液間隙21，勵磁線圈13、右勵磁線圈18和隔磁環(huán)20設(shè)置在右導(dǎo)磁制動外殼14和左導(dǎo)磁外殼11之間構(gòu)成的空隙中，其中，左勵磁線圈13和右勵磁線圈18之間通過線圈固定環(huán)16固定，加壓通道17分別設(shè)置在右導(dǎo)磁制動外殼14、線圈固定環(huán)16以及隔磁環(huán)20上。作為本發(fā)明的改進，如圖2所示，導(dǎo)磁制動外殼14外圓周均勻設(shè)有三個加壓裝置15，進一步加大工作磁流變液施加垂直于磁場方向的擠壓力，提高磁流變液的剪切應(yīng)力，從而增強了裝置的制動力矩。作為本發(fā)明的又一改進，裝置中還增加了壓力傳感器22，并將壓力傳感器22設(shè)置在右導(dǎo)磁制動外殼14上，用于測量所加壓力大小，便于對裝置進行監(jiān)控和調(diào)整，進一步提高裝置的可靠性。在工作過程中，本裝置首先通過進液口 10使磁流變液充滿磁流變液通道19、磁流變液間隙21和加壓通道17，然后在左勵磁線圈13和右勵磁線圈19通入電流，使磁流變液間隙21內(nèi)產(chǎn)生一定的磁感應(yīng)強度，間隙21內(nèi)磁流變液可迅速變?yōu)轭惞腆w從而提供必要的制動力矩，增加電流的大小可提高制動器的制動力矩，當(dāng)磁感應(yīng)強度近乎飽和時，使用加壓裝置15對裝置內(nèi)的磁流變液進行加壓，由于磁流變液通道19和加壓通道17內(nèi)不存在磁力線，磁流變液處于液態(tài)，壓力可沿各個方向進行傳遞，從而對磁流變液間隙21內(nèi)的固化的磁流變液產(chǎn)生垂直于磁場方向的擠壓。結(jié)合工作過程，本發(fā)明通過采用徑向加壓結(jié)構(gòu)，基于磁流變液的徑向擠壓增強效應(yīng)，在左導(dǎo)磁外殼11右側(cè)設(shè)置右導(dǎo)磁制動外殼14,同時在右導(dǎo)磁制動外殼14外圓周設(shè)置加壓裝置15，在當(dāng)制動力矩不足時，在間隙內(nèi)磁流變液固化的情況下，使用加壓裝置15對工作磁流變液施加垂直于磁場方向的擠壓力，大幅度提高了磁流變液的剪切應(yīng)力，進而提高了制動力矩；同時，主動軸3與左導(dǎo)磁外殼11、右導(dǎo)磁制動外殼14之間形成兩個磁流變液間隙，形成雙面磁流變液間隙制動結(jié)構(gòu)，剪切力為單磁流變液間隙工作面的雙倍，提高了裝置的制動力矩；在上述的改進的基礎(chǔ)上，本發(fā)明在左導(dǎo)磁外殼11和右導(dǎo)磁制動外殼14之間的空隙中設(shè)置了隔磁環(huán)20，使磁力線全部通過磁流變液間隙以減少漏磁，并且使非工作間隙內(nèi)的磁流變液處于液態(tài)，便于傳遞壓力使間隙內(nèi)固化的磁流變液處于徑向加壓狀態(tài)，進一步保證了裝置的制動效果，且裝配簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，在提供更大的制動力矩的同時，增強了裝置的可靠性，降低了能耗。
權(quán)利要求
1.一種徑向擠壓式磁流變液制動器，包括出液口(I)、圓錐滾子軸承(2)、傳動軸(3)、密封圈(4)、左端蓋(5)、鎖緊螺母(6)、軸承座(7)、固定螺釘(8)、旋轉(zhuǎn)密封圈(9)、進液口(10)、左導(dǎo)磁外殼(11)和左勵磁線圈(13)，傳動軸(3)通過成對的圓錐滾子軸承(2)與軸承座(7)相連，鎖緊螺母(6)將圓錐滾子軸承(2)鎖緊在傳動軸(3)上，軸承座(7)通過固定螺釘(8)和旋轉(zhuǎn)密封圈(9)緊固在左導(dǎo)磁外殼(11)上，固定左端蓋(5)上設(shè)有密封圈(4)，并通過緊固螺釘固定在軸承座(7)的左端，左導(dǎo)磁外殼(11)上設(shè)有進液口( 10)和出液口(I);其特征在于，還包括右導(dǎo)磁制動外殼(14)、加壓裝置(15)、線圈固定環(huán)(16)、加壓通道(17),右勵磁線圈(18)、磁流變液通道(19)和隔磁環(huán)(20)，所述的右導(dǎo)磁制動外殼(14)設(shè)置在左導(dǎo)磁外殼(11)右側(cè)，之間留有空隙，其外圓周設(shè)有加壓裝置(15)，主動軸(5)與左導(dǎo)磁外殼(11)及右導(dǎo)磁制動外殼(14)之間形成兩個磁流變液間隙(21)，所述的勵磁線圈(13)、右勵磁線圈(18)和隔磁環(huán)(20)設(shè)置在右導(dǎo)磁制動外殼(14)和左導(dǎo)磁外殼(11)之間構(gòu)成的空隙中，其中，左勵磁線圈(13)和右勵磁線圈(18)之間通過線圈固定環(huán)(16)固定，所述的加壓通道(17)分別設(shè)置在右導(dǎo)磁制動外殼(14)、線圈固定環(huán)(16)以及隔磁環(huán)(20)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種徑向擠壓式磁流變液制動器，其特征在于，所述的導(dǎo)磁制動外殼(14)外圓周均勻設(shè)有三個加壓裝置(15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種徑向擠壓式磁流變液制動器，其特征在于，還包括壓力傳感器(22)，壓力傳感器(22)設(shè)置在右導(dǎo)磁制動外殼(14)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種徑向擠壓式磁流變液制動器，屬于液力阻力制動器領(lǐng)域。本發(fā)明在現(xiàn)有裝置的基礎(chǔ)上增加了右導(dǎo)磁制動外殼、加壓裝置、線圈固定環(huán)、加壓通道、右勵磁線圈和隔磁環(huán)，其中，右導(dǎo)磁制動外殼設(shè)置在左導(dǎo)磁外殼右側(cè)，之間留有空隙，其外圓周設(shè)有加壓裝置，主動軸與左導(dǎo)磁外殼及右導(dǎo)磁制動外殼之間形成兩個磁流變液間隙，勵磁線圈、右勵磁線圈和隔磁環(huán)設(shè)置在右導(dǎo)磁制動外殼和左導(dǎo)磁外殼之間構(gòu)成的空隙中，其中，左勵磁線圈和右勵磁線圈之間通過線圈固定環(huán)固定，加壓通道分別設(shè)置在右導(dǎo)磁制動外殼、線圈固定環(huán)以及隔磁環(huán)上。本發(fā)明裝配簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，在提供更大的制動力矩的同時，增強裝置的可靠性，降低能耗。
文檔編號F16D57/00GK103089863SQ201310028389
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者劉新華, 陳慶慶, 路和, 王冬冬, 劉永志, 劉浩 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)