[发明专利]一种对称多筒旋转式磁流变阻尼器

说明书

本发明提供了一种对称多筒旋转式磁流变阻尼器，包括：外壳、分别设置在外壳顶部和底部的上下封盖、以及设置在外壳内的旋转轴，定子，内外动筒，静筒，线圈支架，线圈和间隔环。本发明设计的阻尼器剖面为轴对称截面，单侧为T型截面，在传统的单筒旋转式阻尼器的结构基础上，优化为对称多筒旋转式阻尼器。此结构在阻尼器内一共形成八条流体间隙，增加了流体间隙数量，远远多于传统的阻尼器，实验证明，能够大大增加切割磁流变液的有效面积，提高了扭矩‑体积比，减小了转动惯量，满足一些需要大阻尼，小体积，低功耗的应用场合。

技术领域

本发明属于阻尼器技术领域，涉及一种采用磁流变液产生阻尼力矩的阻尼器，尤其涉及一种对称多筒旋转式磁流变阻尼器。

背景技术

磁流变液的流变效应使得其在外加磁场的作用下，状态会迅速由液态向类固态发生转化，并且具有一定的抗剪切能力，此时会向外输出阻尼力，阻尼力依赖于磁场强度，可以瞬间、连续和反向地改变。基于磁流变液，磁流变阻尼器以其优良的特性——固有无源性，响应时间快，转矩-体积比高，功率要求低，成为一种新型的半主动执行器。

不同结构形式的磁流变阻尼器适用于不同应用场合，现有的磁流变阻尼器结构分为直动式和旋转式，在一些场合，如康复机器人，柔性关节机器人需要磁流变阻尼器输出连续可旋转的阻尼力矩，因此研究旋转式磁流变阻尼器是有现实意义的。

设计磁流变阻尼器的难点在于在保证阻尼器体积小的前提下，还要能够足够大的输出阻尼力矩。

圆筒旋转式磁流变阻尼器的优点在于结构简单且易于加工装配，但是它的力矩-体积比非常小，已有研究做出了多筒式磁流变阻尼器，在获得大输出力矩的同时还减小了阻尼器的体积。但是目前存在的多筒式阻尼器并没有对装配的体积进行充分的利用，忽略了轴向压力、摩擦力对初始阻尼的影响，防漏液措施也还不够完善。

发明内容

为解决上述问题，并为了得到更大的力矩-体积比，本发明在不增加装配难度的基础上，设计了对称多筒旋转式磁流变阻尼器，这种结构大大增加了阻尼器流体间隙的通道数量，增大输出的阻尼力矩。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种对称多筒旋转式磁流变阻尼器，包括：外壳，分别设置在外壳顶部和底部的上下封盖，以及设置在外壳内的旋转轴，定子，内外动筒，静筒，线圈支架，线圈和间隔环；所述旋转轴剖面为十字型，横向为径向传动轴，纵向为轴向传动轴，其轴向传动轴顶部和底部分别穿过上封盖和下封盖；所述定子包括设置在径向传动轴上方的上定子和设置在径向传动轴下方的下定子，上、下定子分别与上、下封盖固定连接；所述内外动筒包括固定在旋转轴上半部分的上内动筒和上外动筒，以及固定在旋转轴下半部分的下内动筒和下外动筒；所述静筒包括设置在上内外动筒之间的上静筒和设置在下内外动筒之间的下静筒，所述线圈支架包括设置在上内动筒上方的上线圈支架和设置在下内动筒下方的下线圈支架，上、下线圈分别缠绕在上、下线圈支架上，所述间隔环包括设置在上线圈与上外动筒之间的上间隔环以及设置在下线圈与下外动筒之间的下间隔环；上下静筒、上下线圈支架、上、下间隔环分别与上定子和下定子固定连接；在上内、上外动筒和上静筒之间形成两条流体间隙，在上内、上外动筒和上定子、外壳之间形成两条流体间隙，在下内、下外动筒和下静筒之间形成两条流体间隙，在下内、下外动筒和下定子、外壳之间形成两条流体间隙，一共形成八条流体间隙，所述八条流体间隙充满磁流变液。

进一步的，所述上定子、下定子与旋转轴的径向传动轴之间有较大间隙，间隙中充满磁流变液。

进一步的，所述上、下定子内侧设置有平面轴承和骨架油封，所述平面轴承和骨架油封套设在旋转轴外。

进一步的，所述传动轴前后分别具有两个圆环凹槽，上内动筒，下内动筒，上外动筒，下外动筒置于圆环凹槽内。

进一步的，所述外壳上开有两个上下对称的圆形通孔，圆形通孔与所述八条流体间隙连通，形成供液通道。