[实用新型]磁流变液转动副及其连杆机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种转动副，具体是一种磁流变液转动副，本发明还涉及了上述磁流变液转动副的连杆机构。

背景技术

平面连杆机构是由若干个构件通过转动副连接且各构件都在互相平行的平面内运动的一类机构，又称为平面低副机构。由于平面连杆机构能够生成众多的运动轨迹、再现大量的运动规律等特点，所以它在工程机械、物流自动化等诸多领域都得到广泛的应用。传统的平面连杆机构由普通转动副和机架组成，普通的转动副连杆只能够相对转动，无法固定，在不改变运动副数目的情况下，不能改变构件的几何形状，故由普通的转动副设计的连杆机构只能实现一种运动。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种磁流变液转动副以及使用该磁流变液转动副组成的连杆机构，通过磁场能控制转动副连杆的转动与固定，在不改变运动副的数目的情况下，来改变构件的几何形状，从而可以得到更多的机构，实现不同复杂运动的平面连杆机构。

为了实现上述目的，本发明的磁流变液转动副，包括：对称连接的第一转动副单元和第二转动副单元，第一转动副单元和第二转动副单元结构相同，均包括连杆、外筒、内筒和端盖，连杆与外筒固定连接，内筒内置于外筒，所述的外筒上开有注液孔，内筒与外筒之间形成磁流变液工作间隙并与注液孔连通、内筒还设有励磁线圈，所述的励磁线圈采用内置式嵌入内筒，并通过螺柱塞固定，端盖和内筒之间设置有密封圈，能够增大本装置的密封性能。

本发明的磁流变液转动副的连杆机构，包括转动副和机架，两个转动副连接机架，两个转动副之间还连接磁流变液转动副，可以根据实际情况的需要磁流变液转动副的个数为3个、4个、 5个甚至更多个，转动副与磁流变液转动副通过连杆相连，磁流变液转动副中第二转动副单元的连杆与相邻的磁流变液转动副中第一转动副单元的连杆相连。

本发明的有益效果是：本发明把磁流变液应用在转动副中，设计了磁流变液转动副，磁流变液在无外加磁场时，表现为流动性良好的牛顿流体，但在外加磁场作用下，流体的流变特性迅速发生变化，其表观粘度可在几毫秒内增加几个数量级，呈现类似固体的力学性质，并且变化连续可逆。磁流变液转动副的两个连杆可以通过磁场的变化在转动与固定两个状态随意转换，使用磁流变液转动副的连杆机构可以实现不同连杆的机构，并且具有结构简单、调节方便、灵活、响应快等特点。

附图说明

图1是磁流变液转动副的结构示意图； 

图2是具有5个磁流变液转动副的连杆机构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种磁流变液转动副，包括对称连接的第一转动副单元11和第二转动副单元12，第二转动副单元12与第一转动副单元11的结构相同，第一转动副单元11包括连杆11-1、外筒3、内筒5和端盖1，连杆11-1与外筒3固定连接，内筒5内置于外筒3中，所述的外筒3上开有注液孔2，内筒5与外筒3之间形成磁流变液工作间隙4并与注液孔2连通；内筒5还设有励磁线圈6，所述的励磁线圈6采用内置式嵌入内筒5中，并通过螺柱塞7固定，端盖1和内筒5之间设置有密封圈8，通过注液孔2在磁流变液工作间隙4中注满磁流变液，然后给励磁线圈6通电产生磁场，此时，磁流变液在磁场的作用下流变特性发生变化，内筒3和外筒5粘接在一起，从而第一转动副单元11的连杆11-1和第二转动副单元12的连杆12-1被连在一起等同于一个连杆；当断开励磁线圈6的电流即撤去外加磁场，第一转动副单元11的连杆11-1和第二转动副单元12的连杆12-1则可以自由转动相当于活动铰接。

一种磁流变液转动副的连杆机构，如图2所示，包括转动副13-1，转动副13-2和两个机架14，转动副13-1和转动副13-2分别连接机架14，转动副13-1和转动副13-2之间连接5个磁流变液转动副，分别为第一磁流变液转动副R1、第二磁流变液转动副R2、第三磁流变液转动副R3、第四磁流变液转动副R4、第五磁流变液转动副R5，转动副13-1的连杆与第一磁流变液转动副R2中第一转动副单元11的连杆11-1相连，转动副13-2的连杆与第五磁流变液转动副R5中第二转动副单元12的连杆12-1相连，所述的第一磁流变液转动副R1中第二转动副单元12的连杆12-1与第二磁流变液转动副R2中第一转动副单元11的连杆11-1相连，第二磁流变液转动副R2中第二转动副单元12的连杆12-1与第三磁流变液转动副R3中第一转动副单元11的连杆11-1相连，第三磁流变液转动副R3中第二转动副单元12的连杆12-1与第四磁流变液转动副R4中第一转动副单元11的连杆11-1相连，第四磁流变液转动副R4中第二转动副单元12的连杆12-1与第五磁流变液转动副R5中第一转动副单元11的连杆11-1相连。所述的两个相连的连杆均是固定相连，可以通过固定套把两个连杆固定相连，也可以通过焊接等手段把连杆焊接相连， 当连杆机构在第一磁流变液转动副R1、第二磁流变液转动副R2、第三磁流变液转动副R3、第四磁流变液转动副R4、第五磁流变液转动副R5都不通磁场的时候，此时机构为平面七杆机构；当图示中5个磁流变液转动副中选择1个通磁场则形成平面六杆机构；当图示中5个磁流变液转动副中选择2个通磁场则形成平面五杆机构；在图示中5个磁流变液转动副中选择3个通磁场则形成平面四杆机构，选择不同的组合又可以改变四杆机构中的各个杆长，根据不同的运动需要，从而演化成不同的平面四杆机构（如曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构、反平行四边形机构等），例如：当第一磁流变液转动副R1、第二磁流变液转动副R2、第三磁流变液转动副R3都通磁场的时候，第一磁流变液转动副R1、第二磁流变液转动副R2、第三磁流变液转动副R3之间的连杆形成一个整体，此时的连杆机构双摇杆机构；当第二磁流变液转动副R2、第三磁流变液转动副R3、第四磁流变液转动副R4都通磁场的时候，此时的连杆机构双曲柄机构；同样转动副13-1和转动副13-2之间还可以根据实际情况连接3、4、6个或者更多个磁流变液转动副，通过控制磁流变液转动副中磁场的通断来改变运动副的个数或杆的长度从而实现不同的平面四杆机构或平面多杆机构。