[发明专利]基于穿戴式外骨骼的磁流变制动系统

说明书

本发明涉及磁流变技术领域，尤其涉及一种基于穿戴式外骨骼的磁流变制动系统，其包括磁流变制动器、谐波减速器和电机，磁流变制动器包括外壳、通过成对的轴承安装于外壳内的传动轴、固定于传动轴上的制动盘以及设置于外壳内的电磁线圈，外壳与传动轴之间形成密闭空腔，密闭空腔内能够填充有磁流变液；谐波减速器包括固定于外壳上的刚轮、固定于传动轴的第一端上的波发生器以及设置于刚轮与波发生器之间的柔轮，柔轮能够与穿戴式外骨骼连接。本发明的技术方案通过改变磁流变液的状态，实现制动力实时控制，为外骨骼穿戴者减轻疲劳，提高舒适感。

技术领域

本发明涉及磁流变技术领域，尤其涉及一种基于穿戴式外骨骼的磁流变制动系统。

背景技术

磁流变液是一种新型智能材料，由高导磁率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和非导磁性液体混合而成的悬浮体，其在零磁场条件下呈现出低粘度的牛顿流体特性，在强磁场的作用下呈现出高粘度、低流动性的宾汉(Bingham)体特性。磁流变液在强磁场下剪切屈服高，即使在较弱的磁场下也可产生较大的剪切屈服强度。磁流变液温度的适用范围宽，可以在很大的温度范围保持特性，且可以在较长的时间下保持不分层。

另外，经过文献研究发现，现有的穿戴式外骨骼体积较大，外骨骼穿戴者的运动僵直，并且由于穿戴者背负的装备很重，穿戴时间长易产生疲劳，严重影响穿戴效果。其次，现有穿戴式外骨骼大都没有相应减振缓冲装置，只是由电机的简单驱动，对于有负重穿戴者从高处落下时对腿部的缓冲效果并不好，所以针对于穿戴式外骨骼的缓冲减振装置的设计，就显得尤为必要。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的主要目的是提供一种基于穿戴式外骨骼的磁流变制动系统，旨在解决现有制动机构缓冲制动效果不突出的问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明的基于穿戴式外骨骼的磁流变制动系统包括：

磁流变制动器，所述磁流变制动器包括外壳、通过成对的轴承安装于所述外壳内的传动轴、固定于所述传动轴上的制动盘以及设置于所述外壳内的电磁线圈，所述外壳与所述传动轴之间形成密闭空腔，所述密闭空腔内能够填充有磁流变液；

谐波减速器，所述谐波减速器包括固定于所述外壳上的刚轮、固定于所述传动轴的第一端上的波发生器以及设置于所述刚轮与所述波发生器之间的柔轮，所述柔轮能够与穿戴式外骨骼连接；以及，

电机，所述电机包括固定于所述外壳内的定子、固定于所述传动轴的第二端上的转子以及设置于所述外壳的一端且用于封闭所述定子和所述转子的电机端盖。

优选地，所述外壳包括筒体和两个法兰盖，所述法兰盖分别设置于所述筒体的端部，所述法兰盖均通过所述轴承安装于所述传动轴上，所述电机端盖封闭其中一个所述法兰盖上的开口，所述定子设置于所述法兰盖内。

优选地，所述筒体上形成有向内延伸的环形隔板，所述环形隔板的中部开设有安装空腔，所述电磁线圈设置于所述安装空腔内。

优选地，所述磁流变制动器包括沿轴向间隔分布的多个所述制动盘，相邻的所述制动盘之间设置有所述环形隔板。

优选地，所述制动盘包括固定于所述传动轴上的安装套筒和从所述安装套筒上向外延伸出的环形制动片，所述安装套筒与所述法兰盖之间设置有第一骨架油封，所述安装套筒与所述环形隔板之间设置有第二骨架油封。

优选地，所述传动轴上形成有凸棱环，所述安装套筒的一端抵接于所述凸棱环上；所述环形隔板对应所述凸棱环设置，所述第二骨架油封的一侧抵接于所述凸棱环上。

优选地，所述磁流变制动器还包括设置于所述外壳的与所述电机端盖相对的一端上的连接端盖，所述连接端盖上开设有与所述传动轴的第一端适配的通孔，所述刚轮固定于所述连接端盖上。