[实用新型]磁流变液旋转扭簧力感反馈装置

说明书

本实用新型公开了一种磁流变液旋转扭簧力感反馈装置，磁流变液旋转扭簧力感反馈装置包括力感模拟系统、力感控制系统、回正力矩产生系统、阻尼力矩产生系统和供电系统。本实用新型的磁流变液旋转扭簧力感反馈装置中的回正力矩和阻尼力矩分别被控制，消除了传统力矩电机控制的不平顺和延迟特点，而且电机应用普通直流电机即可，降低了装置的成本。

技术领域

本实用新型属于汽车电控及智能技术领域，涉及一种磁流变液旋转扭簧力感反馈装置。

背景技术

传统车辆道路试验具有成本高、时间长、场地条件有限以及极限工况易发生事故等缺点，采用汽车驾驶模拟系统替代传统车辆道路试验是目前的主流趋势。成熟的驾驶模拟系统能较为真实地反映出车辆运动状态、道路条件、周围环境以及各种体感、力感，极大地降低了车辆道路试验资金成本、时间成本和人力成本。其中准确的方向盘力感反馈是必不可少的，其很大程度上决定了驾驶员能否按照给定的路线或者驾驶意图做出相应的操作，对驾驶员的操作决策至关重要。传统的力感反馈装置主要由力矩电机配合减速机构组成，力矩电机直接输出反馈力矩，需要同时控制反馈力矩的大小以及方向，存在控制不平顺、延迟和抖动大、机械连接装置复杂以及容易出现电机卡死等缺点。

磁流变液是一种智能材料，是将微米尺寸的磁极化颗粒分散于非磁性液体(矿物油、硅油等)中形成的悬浮液。在零磁场情况下磁流变液可以自由流动，表现出牛顿流体的行为，其表观黏度很小；在外加磁场作用下可在短时间(毫秒级)内表观黏度增加几个数量级以上，并呈现类固体特性，具有一定的抗剪切屈服应力，而且这种变化是连续的、可逆的，即去掉磁场后又恢复到原来的流动状态，并且这种特性受外界其他因素(如温度) 影响很小。磁流变液的磁流变效应，为它在工程实际中提供了广泛的应用前景。

实用新型内容

为实现上述目的，本实用新型提供一种磁流变液旋转扭簧力感反馈装置，解决了现有技术中传统的力感反馈装置需要同时控制反馈力矩的大小以及方向，存在控制不平顺、延迟和抖动大、机械连接装置复杂以及容易出现电机卡死的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，磁流变液旋转扭簧力感反馈装置，包括托架，托架依次设有轴承支架、转角及转矩传感器、励磁线圈套筒和电机，转向柱通过转向柱轴承固定连接在轴承支架上，转向柱的一端与方向盘刚性连接，转向柱的另一端通过联轴器与转角及转矩传感器的一端连接；转角及转矩传感器的另一端通过联轴器与内转子相连接，内转子置于励磁线圈套筒内，扭簧拨动件通过轴承固定连接在托架的轴承支架上，内转子通过联轴器与扭簧拨动件刚性连接，两个扭簧的终端分别与扭簧拨动件相接触，扭簧蜗轮通过键分别与两个扭簧的始端刚性连接，电机蜗杆与扭簧蜗轮啮合连接，电机蜗杆与电机的输出端相连接；内转子通过两个内转子轴承与励磁线圈套筒相连接，励磁线圈套筒与内转子内部有磁流变液，内转子两端与励磁线圈套筒连接处设有密封圈；转角及转矩传感器通过信号线分别与力感控制器和磁流变液控制器连接，力感控制器通过信号线与电机控制器、磁流变液控制器相连接，电机控制器通过信号线依次与电机驱动器、电机相连接，磁流变液控制器通过信号线依次与电流发生器、励磁线圈套筒相连接。

进一步的，所述扭簧两个为不同的旋向。

进一步的，电源通过供电线分别与转角及转矩传感器、电机、力感控制器、电机控制器、电机驱动器、磁流变液控制器、电流发生器相连接。

进一步的，所述扭簧拨动件通过轴承和轴承支架绕自身轴线旋转。

进一步的，所述扭簧蜗轮绕自身轴线旋转。

进一步的，所述内转子为滚筒式内转子或叠片式内转子的任意一种。