專利名稱：雙圓盤式電流變傳動機構的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于一種機電液傳動機構。它具有響應迅速、電子控制部分與機械動力輸出部分之間無需專門的接口等特點，可作為高性能的電液伺服控制裝置、電流變離合器、聯(lián)軸器、制動器、阻尼器等。
現(xiàn)有的圓盤式電流變傳動裝置，只是給電流變流體提供單一方向上的旋轉剪切作用，因而只能適應運動方向不變的負載。另外，電流變流體的剪切速率與工況有關，所以，在相同的外加電場下，機構所傳遞的扭矩與旋轉速度有關。
檢索查到的一項專利WO 99/58873，介紹了一種電流變阻尼器，在結構上它采用一組圓盤陣列，但主動圓盤陣列只能提供一個方向上的剪切作用，而本實用新型的結構較好地適應負載的變化。
本實用新型的目的在于提供一種能同時具有相反方向旋轉剪切作用的雙圓盤式電流變傳動裝置。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的左圓盤和右圓盤相互獨立，能與中間圓盤形成相對運動。利用齒輪換向機構及同步帶的傳動，使左圓盤和右圓盤同時產生旋轉運動，并且方向相反。中間圓盤及左右心軸組成的整體接地。當左圓盤(或右圓盤)接高壓電源時，左圓盤(或右圓盤)與中間圓盤間的電流變流體發(fā)生電流變效應，此時，左圓盤(或右圓盤)的旋轉運動對電流變流體產生剪切作用，使電流變流體產生剪切形變，作用于中間圓盤，并帶動中間圓盤作正向或反向的旋轉運動。于是，裝置在右心軸的轉矩輸出，可以根據(jù)具體的負載情況，來選擇其大小和方向。本實用新型的中間圓盤16及左右心軸5、18組成的整體，既是裝置的轉矩輸入，也是裝置的轉矩輸出。
由于采用上述方案，只需控制左圓盤或右圓盤接高壓電源及高壓電源的輸出電壓大小，就可以使機構獲得不同方向、不同大小的輸出轉矩，比起現(xiàn)有的電流變裝置傳動的單一性，本實用新型控制簡單，對負載的適應性好。
由于對本機構的實驗獲得了較好的動態(tài)性能曲線，所以本實用新型性能優(yōu)良。
以下結合附圖對本實用新型進一步說明。


圖1——雙圓盤式電流變傳動裝置的總裝配圖。
圖2——在恒定剪切場中轉速n＝60rpm，階躍電場E＝6kV/mm輸入作用下的系統(tǒng)響應曲線。
圖3——在恒定剪切場中轉速n＝60rpm，脈沖電場E＝6kV/mm，脈沖寬度t＝0.4s輸入作用下的系統(tǒng)響應曲線。
圖11、左支座 2、左同步帶 3、左同步帶輪4、絕緣套5、左芯軸 6、塑料筒7、平鍵 8、電刷外筒9、彈簧 10、電刷筒蓋 11、電刷頭 12、塑料套13、測溫孔螺栓14、左圓盤 15、右圓盤 16、中間圓盤17、右支座18、右芯軸 19、右同步帶輪 20、右同步帶本實用新型提供一種能同時具有相反方向旋轉剪切作用的雙圓盤式電流變傳動裝置，如圖1所示。該機構由左圓盤14、右圓盤15、中間圓盤16等三個同心圓盤組成。左圓盤14和右圓盤15分別通過軸承安裝在中間圓盤16的左芯軸5和右芯軸18上，中間圓盤16與左芯軸5及右芯軸18用螺釘聯(lián)接成一個整體，從而實現(xiàn)中間圓盤16與左右圓盤14、15的相互轉動。左右圓盤14、15接高壓電源控制開關，中間圓盤16接地，左芯軸5和右芯軸18用塑料筒6及塑料套12與左圓盤14和右圓盤15隔離。左右圓盤14、15與中間圓盤16之間注入電流變流體。采用同一個電機及齒輪換向裝置，通過左同步帶2和左同步帶輪3，右同步帶20和右同步帶輪19，使左右圓盤14、15能以相反方向且高于工況的速率旋轉。當左右圓盤14、15不接高壓電源時，中間圓盤16的旋轉運動與左圓盤14和右圓盤15的轉動無關；當通過高壓電源控制開關使左圓盤14或右圓盤15接上高壓電源時，在左圓盤14與中間圓盤16，或右圓盤15與中間圓盤16之間產生電場，盤間的電流變流體發(fā)生電流變效應，使其帶動中間圓盤16產生正反向且速率高于工況的旋轉運動。右芯軸18通過彈性聯(lián)軸器輸出轉矩。整個裝置安裝在絕緣的外殼中，由于左圓盤14和右圓盤15總是以相同速率反向旋轉，而且在使用中，使它們的旋轉速率遠高于輸入和輸出轉速，因而在左圓盤14、右圓盤15與中間盤16之間的電流變體受到的剪切速率不變，實現(xiàn)了輸出轉矩與輸出轉速無關，便于系統(tǒng)的控制。
根據(jù)具體的負載要求，在充滿電流變流體的左圓盤14和中間圓盤16之間(或右圓盤15和中間圓盤16之間)加載電場，引起電流變流體的電流變效應，產生旋轉剪切應力，帶動中間圓盤16旋轉。通過計算機將負載信號與輸入的控制信號比較，不斷改變電場的大小或旋轉剪切作用的方向，使電流變流體的粘性剪切力矩帶動中間圓盤16輸出的轉矩，能適應不同負載的變化。
從圖2中看出，階躍電場作用的同時，中間圓盤立即輸出轉角，通過彈性聯(lián)軸器的力矩傳感器檢測到的輸出力矩的上升時間為0.05s。
從圖3中看出，在脈沖電場的作用下，中間圓盤的輸出轉角、輸出力矩都作出迅速的響應。
權利要求1.一種雙圓盤式電流變傳動機構，由左支座、右支座、圓盤、同步帶傳動裝置、電刷、塑料筒、塑料套等組成，其特征在于左右兩圓盤14、15和中間圓盤16是同心圓盤，左芯軸5、右芯軸18與中間圓盤16組成一個整體，采用同一個電機及齒輪換向裝置，通過左同步帶2和左同步帶輪3，右同步帶20和右同步帶輪19，帶動左右圓盤14、15能以相反方向且高于工況的速率旋轉。
2.根據(jù)權利要求1所述的雙圓盤式電流變傳動機構，其特征在于左右兩圓盤14、15分別通過軸承安裝在中間圓盤16的左芯軸5和右芯軸18上。
3.根據(jù)權利要求1所述的雙圓盤式電流變傳動機構，其特征在于左芯軸5和右芯軸18用塑料筒6及塑料套12與左圓盤14和右圓盤15隔離。
專利摘要本實用新型屬于一種機電液傳動機構,提供一種能同時具有相反方向的旋轉剪切作用、電流變液的剪切速率不變的雙圓盤式電流變傳動機構。其特點是該機構由左右圓盤14、15和中間圓盤16等三個同心圓盤組成,采用同一個電機及的齒輪換向裝置,通過左同步帶2和左同步帶輪3,右同步帶20和右同步帶輪19,使左右圓盤14、15能相反方向旋轉。該機構可作為高性能的電液伺服裝置、聯(lián)軸器等,它提高了系統(tǒng)的動態(tài)品質。
文檔編號H02K51/00GK2492973SQ01202860
公開日2002年5月22日 申請日期2001年1月3日 優(yōu)先權日2001年1月3日
發(fā)明者黃宜堅, 檀美德, 汪海波, 黃豪彩, 楊進民 申請人:華僑大學