[发明专利]七级可调的旋转式电流变液制动器

说明书

技术领域

本发明涉及一种旋转式制动器，特别是一种通过三个转盘实现七级可调、在绝缘壳体开有回流控制通路替代节流控制阀的旋转式电流变液制动器，属于振动工程技术领域。

背景技术

电流变液是由微米量级可极化的固体微粒分散在低粘度非极性的绝缘溶剂中形成的悬浮液，可包括淀粉、硅粉、铝粉、二氧化钛、沸石、无机非金属材料、有机半导体材料、高分子半导体材料、稳定剂或表面活性剂等。不施加电场时，电流变液与普通牛顿流体性质相似；而一旦外加电场，电流变液的流体性质会瞬间发生急剧变化，流变特性随着外加电场强度的变化而变化，表观粘度呈数量级的增加，表现出固体的性质；而一旦电场消失，电流变液又会回复原状。电流变液具有可控的流动特性、粘度特性、固化效应、快速响应、可逆性等特点，从而在汽车、机械、建筑等领域得到了应用，成为当前智能材料研究的一个重要分支。

制动器可以使运行的机械、机构减速、停止或保持停止状态，也可调节或限制机械、机构的运行速度，是保障机械安全运行的重要装置。电流变液制动器是电流变技术的一个应用方向，涉及理论分析、结构设计、性能评价与试验测试等诸多方面，研究的重点是选择合适的电流变液、设计合理的制动器结构，实现电流变液快速、连续、可逆变化。与传统的液压、气动、电磁制动器相比，电流变液制动器结构简单，体积小，重量轻；电流变液制动器可实现自动控制，制动力无极可调，磨损少，寿命长；电流变液制动器响应速度快，动态范围较广，频率响应高，能耗低。

电流变技术工程应用专利的申请主要集中在美国、日本、德国、法国、加拿大等国家；我国的电流变应用技术研究始于八十年代中后期，在中科院、清华大学、西北工业大学、上海交通大学、西安交通大学的参与下，经过近三十年的发展和积累，奠定了一定的基础。目前，国内外对电流变液制动器的研究尚不多。已有技术中，为克服电流变液屈服剪切应力偏低、高剪切率下流变效率偏低的问题，往往导致制动器体积大，结构复杂，结构不可变等问题。

发明内容

为了克服已有技术的不足和缺陷，本发明提出了一种通过三个转盘实现七级可调、在绝缘壳体开有回流控制通路替代节流控制阀的旋转式电流变液制动器。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是：一种七级可调的旋转式电流变液制动器，包括负极导线、转轴、负极端盖、负极、绝缘壳体、正极端盖、正极和正极导线；所述负极端盖、负极、正极、正极端盖均为圆柱体结构且开有供转轴穿过的中心孔；所述负极端盖、正极端盖分别开有供负极导线、正极导线引出的小孔；所述绝缘壳体为空心圆柱体结构，一侧连接所述负极和负极端盖，另一侧连接所述正极和正极端盖，并形成封闭结构，所述绝缘壳体设有回流控制通路，所述回流控制通路为半圆状通道结构，并与所述绝缘壳体的上部和下部连通；所述转轴依次穿过所述负极端盖、负极、正极、正极端盖，此外，在所述绝缘壳体内的所述转轴上设有小转盘、中转盘、大转盘中的任意一个或任意两个或三个，依次实现小转盘、中转盘、大转盘、小转盘和中转盘、小转盘和大转盘、中转盘和大转盘、小转盘和中转盘和大转盘的七级可调，所述绝缘壳体内还封闭有电流变液，所述电流变液也与回流控制通路连通。

进一步，所述负极端盖外侧设有穿过转轴的负极轴承和负极轴承盖，所述正极端盖外侧设有穿过转轴的正极轴承和正极轴承盖，所述小转盘、中转盘、大转盘均为十字型转盘。还包括呈圆柱状的负极导电橡胶和正极导电橡胶，所述负极导电橡胶设置在负极端盖与负极之间、所述正极导电橡胶设置在正极端盖与正极之间，且所述负极导电橡胶、正极导电橡胶上均开有供转轴穿过的中心孔。

进一步，所述负极与正极由导电材料制成，所述负极端盖、正极端盖由绝缘材料制成。所述转轴通过平键与小转盘、中转盘、大转盘中的任意一个或任意两个或三个相连，所述转轴通过设置在端部的半圆键与待制动的机构相连。

 进一步，根据制动力的大小决定小转盘、中转盘、大转盘的安装形式，实现旋转式电流变液制动器的七级可调。当实际中所需要的制动力较大或可能的受力情形不明，可考虑采用双转盘、三转盘的安装形式，即同时安装小转盘与中转盘、或中转盘与大转盘、或大转盘与小转盘、或小转盘、中转盘与大转盘；而当实际中所需的制动力较小时，可考虑采用单一转盘形式，即只安装小转盘、或中转盘、或大转盘。