[实用新型]采用环形永磁体和励磁线圈激励的盘式磁流变制动器

说明书

本实用新型公开了一种采用环形永磁体和励磁线圈激励的盘式磁流变制动器，主要由转轴、缸筒、导磁盘、转盘、内套筒、环形支架、端盖、环形永磁体及励磁线圈等组成。在制动器的环形支架凹槽内增设一个环形永磁体，对四段径向圆盘阻尼间隙处的磁流变液提供固定磁场；同时在环形永磁体上缠绕励磁线圈，对四段径向圆盘阻尼间隙处的磁流变液提供可变磁场；励磁线圈与环形永磁体配合使用，可形成三种工作方式。在励磁线圈失电情况下，环形永磁体仍可对制动器提供一定的阻尼力矩，提高了制动器的自动防故障性能。另外，将励磁线圈轴向放置在两个转盘中间，有效减少了制动器的径向尺寸。本实用新型特别适用于多工况制动场合。

技术领域

本实用新型涉及一种磁流变制动器，尤其涉及一种采用环形永磁体和励磁线圈激励的盘式磁流变制动器。

背景技术

传统的液压制动器中填充的工作介质是普通液压油，具有结构简单且无须外部能量输入等优点；但由于液压油粘度小，导致输出阻尼力较小，不能适应各种变化的工况。

磁流变液的问世为解决上述难题带来了新的思路，磁流变液在磁场作用下具有瞬时可逆的流变特性，可通过控制磁场强度来改变磁流变液的剪切屈服强度，实现磁流变制动器转矩的无级调节。磁流变制动器根据运动方式可以分为直线式磁流变制动器和旋转式磁流变制动器。相对于旋转式磁流变制动器，直线式磁流变制动器虽然应用较广，但有着一些较明显的缺点，如需要较大的安装空间；不能容纳大的工作行程，因为制动器杆会有变形弯曲的危险；杆表面的暴露，使杆受到外部物体伤害的几率变大，同时会受到制动器缸体内密封元件的摩擦。

传统旋转式磁流变制动器仅采用励磁线圈产生磁场，当制动器停止运行一段时间后，制动器内的磁流变液磁性颗粒会产生沉降或聚集而形成硬块和糕状物；当制动器再次运行时，该硬块和糕状物会阻塞阻尼通道从而使制动器失去减振能力。另外，如果系统电源发生故障而使磁流变制动器的励磁电流为零时，制动器输出转矩小且无法调节，其防故障安全性能较低。同时，传统旋转式磁流变制动器在外缸筒安置励磁线圈的方式使得制动器径向尺寸过大，不利于在工作空间狭小的场合使用。

发明内容

为了克服背景技术中存在的问题，本实用新型提供一种采用环形永磁体和励磁线圈激励的盘式磁流变制动器。将励磁线圈与环形永磁体配合使用，在环形支架凹槽内增设一个环形永磁体，对阻尼间隙处的磁流变液提供固定磁场；本实用新型中的旋转式磁流变制动器产生的转矩可以有效降低转轴的转速，实现减速或减小振动等效果。直流伺服电机带动转轴产生大小不同的转速，当转轴转动时，带动转盘旋转；环形永磁体与励磁线圈共同作用产生磁场，当环形永磁体产生磁场方向与通电时励磁线圈产生磁场方向相同时，磁流变液在四段径向圆盘阻尼间隙内产生磁流变效应，从而产生较大转矩，阻碍旋转轴转动，实现可靠制动控制；当环形永磁体产生磁场方向与通电时励磁线圈产生磁场方向相反时，通过控制励磁线圈通电电流大小，可实现转轴的自由转动；当励磁线圈未通电时，仍有环形永磁体产生磁场，从而提高了制动器的自动防故障性能。