[实用新型]伺服式离合装置

说明书

(一)技术领域

本实用新型涉及传动技术领域，具体为一种伺服式离合装置。

(二)背景技术

离合器是机械传动系统中常用的扭矩传递部件。常见的离合器有磁粉离合器、电磁离合器、摩擦式或液力式机械离合器等几种。主要功能是隔离主、从部件的扭矩传递，实现主从部件的逐渐接合/分离，传递工作扭矩。

磁粉离合器在主从部分之间加入了磁粉，通过调节从动部分的激磁电流就能方便地控制转矩，且转矩随激磁电流呈一定的线性关系，与激磁电流在相当广阔的范围内成正比。并且磁粉离合器具有较为迅捷的快速响应性：激磁电流的变化使磁场强度产生相应的变化，其过程无任何宏观的机械动作，几乎在接通电源的同时，就有转矩传递。但主从部分的速度差会磨擦发热，损失能量、通常还需要用水冷却。

电磁式离合器靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离，但传递扭力不易定量控制。

摩擦式离合器的主动和从动部分依靠摩擦力传递扭矩，给主、从部分施加接触压力，两者摩擦面相接合，依靠摩擦力传递扭矩；撤消接触压力，两者摩擦面分离而实现扭矩隔离；逐渐加大或减小接触压力，则可实现两者逐渐接合或分离。当离合器反复多次离合、主从部分有速差时，其摩擦面之间频繁地相对滑磨会产生大量的热量，同时相互磨损；离合器完全分离或完全结合时，摩擦片间摩擦发热停止。此类离合器摩擦片间摩擦发热严重，磨损也严重，因而摩擦离合器是易损件。另外摩擦式离合器传递扭矩的定量控制非常困难，操纵控制机械结构也较复杂。液力离合器利用液体作为传动介质，一般包括输入轴、增速齿轮系、工作液流腔、叶轮、从动轮等，虽然能实现离合器的功能，但也不能精确控制传递扭矩，并且结构复杂成本过高。

上述离合器都能够控制主从部分扭矩隔离、逐步接合、稳定传递扭矩，但接合过程会摩擦发热，不能将接合过程的剩余能量回收；虽然磁粉离合器可在一定程度上调节传递扭矩的大小，并且响应速度达到百毫秒级，但是现在的离合器均无法满足精确地、宽范围、响应快地控制传递扭矩以及效率高、体积小、能耗低的要求。

(三)实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种伺服式离合装置，实现离合器传递扭矩从0-100％全范围的高精度、高速响应线性控制，并且，在传递扭矩时，将主从部分速度差导致的多余能量转变为电能，使用或存储，极少产生热量。

本实用新型设计的伺服式离合装置包括输入轴、第一转子、第二转子、输出轴、导电滑环、两个位置传感器或者两个位置/速度传感器和伺服驱动器。离合器的第一转子轴连输入轴，第二转子轴连输出轴，二轴处于同一直线。输入轴和输出轴可互换。第一转子和第二转子二者其一嵌有永磁磁极，另一个为绕制在铁芯上的绕组，嵌有永磁磁极的为另一个提供磁场，二者构成永磁电机。或者第一转子和第二转子二者其一为与外部励磁电源连接的励磁线圈，为另一个提供磁场，另一个为绕制在铁芯上的绕组，二者构成它励电机。绕组通过集电环与伺服驱动器连接，第一、第二转子轴上各安装一个位置传感器或者位置/速度传感器，二位置传感器或者二位置/速度传感器连接伺服驱动器。伺服驱动器含有扭矩伺服单元和/或速度/位置伺服单元，有与离合控制单元连接的控制端口，控制端口含有扭矩设定、和/或速度/位置设定及扭矩限制值设定多种控制信号端口，还可有扭矩伺服模式或速度/位置伺服模式切换信号的控制端口。