[发明专利]一种双向可控式超越离合器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种新型双向可控式超越离合器及其控制方法，所述离合器由双向动力传递机构和动力调控机构组成，其中动力调控机构中设计带有调位SMA弹簧和拉紧SMA丝的掌舵机构，利用SMA受热收缩的特性，控制调位SMA弹簧和拉紧SMA丝通电受热，进而实现动力调控机构控制双向动力传递机构中间轮前后移动，进而控制中间轮与前后轮的啮合或分离，与此同时，双向动力传递机构中设计的两个啮合方向相反的普通单向机械轴承实现动力两条路线中的反向传递。本发明将SMA材料的优点恰当运用到离合器设计中，以实现从原动机到工作机单向或双向的动力传递，并将单向啮合模式与双向啮合等四个模式集成于一体，具有轻量化、节能且功能齐全等特点。

技术领域

本发明属于智能材料与车辆传动结构相结合的技术领域，具体涉及一种双向可控制超越离合器及其控制方法。

背景技术

形状记忆合金(Shape Material Alloy，简称SMA)是一种加热后能够恢复预定形状的智能材料，它能在温度场的作用下发生可逆的“记忆”形变。即SMA对象在加热到其临界转变温度以上时能够恢复原来的热处理形状，如发生形状的收缩，而SMA对象在冷却到其临界转变温度以下时，其能够回复原来冷温时的状态，如发生形状的伸长，总结为其具有可逆的结晶转变。同时，形状记忆合金有丝线和弹簧两种形式，其中SMA丝线的最高应变可达7％—9％，但可以产生大于500MPa的较高恢复应力；SMA弹簧的收缩应力较小，可以达到几十兆帕，但其收缩应变可达90％左右。若将SMA材料应用于驱动其他设备中，线状的SMA丝线可以输出高应力，弹簧状的SMA弹簧可以输出高应变，并具有可提供静音的驱动环境和高的比功率等优点。

单向超越离合器又称为单向轴承,它是用于原动机和工作机之间或机器内部主动轴与从动轴之间实现动力传递与断开功能的重要部件。单向超越离合器利用主、从动部分的速度变化或旋转方向的变换，来实现离合功能，其依靠的是单向锁止原理，力矩的传递是单方向的。但随着超越离合器使用领域的不断拓展，对其多功能化的需求也越来越高，传统的离合器工作模式较为单一，已无法满足原动机和工作机之间对离合器动力的单向或双向传递等多种工作模式的需要。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种双向可控式超越离合器及其控制方法，将SMA材料的优点恰当运用到离合器设计中，以实现从原动机到工作机单向或双向的动力传递，并将单向啮合模式与双向啮合等四个模式集成于一体，具有轻量化、节能且功能齐全等特点。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：

一种双向可控式超越离合器，由双向动力传递机构和动力调控机构组成；

所述双向动力传递机构中，输入轴1、输入轮9和中间轮10依次同轴固定连接，前轮5和后轮14同轴安装在中间轮10前后两侧，且前轮5和后轮14与中间轮10之间分别设有摩擦片，前动力轮2通过普通单向机械轴承Ⅰ4与前轮5同轴连接，后动力轮16通过普通单向机械轴承Ⅱ15与后轮14同轴连接，普通单向机械轴承Ⅰ4与普通单向机械轴承Ⅱ15的啮合方向相反，中间动力轮108同轴固连在前动力轮2与后动力轮16之间，输出轮17与后动力轮16同轴固连；

所述动力调控机构中，三组环状导轨的内圆面分别与前轮5、中间轮10和后轮14的外圆面轴向固定，四组掌舵机构107分别通过工作台均匀分布并安装在三组环状导轨的外圆面上，三组环状导轨的端面之间设有进退复位机构，使得中间环状导轨在两侧的环状导轨之间轴向滑动复位；

所述掌舵机构107中，掌舵杆204位于中间轮10对应的工作台上，并与摇摆导轨206同轴转动连接，掌舵杆204前后侧设置的调位SMA弹簧一端与掌舵杆204顶部固连，另一端与对应一侧环状导轨上的工作台固连，掌舵杆204前后两侧设有斜向上的侧翼，摇摆导轨206前后侧分别与拉紧爪匹配连接，在摇摆导轨206前后侧与对应的拉紧爪之间分别固连有拉紧SMA丝，在拉紧SMA丝的带动下摇摆导轨206与拉紧爪之间相对滑动，在摇摆导轨206前后侧下表面与对应的工作台之间分别设有板簧；