一种基于水凝胶的高温控制传动装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于水凝胶的高温控制传动装置，包括输入端、输出端、以及对输入端和输出端进行传动和控制的高温控制传动部分，高温控制传动部分包括：密闭箱，该密闭箱内盛装有水凝胶，水凝胶在高温下为固体，在低温下为液体；主动轴，该主动轴一端插入到所述密闭箱内，该端端部被所述水凝胶包覆；从动轴，该从动轴一端插入到所述密闭箱内，该端端部被所述水凝胶包覆，同时从动轴和主动轴同轴设置。本发明专利技术工作可靠，结构简单，不需要外部提供能量。本发明专利技术可以是正常情况下，处于高温下工作，在温度低时发挥作用，实现动力分离，起到低温保护作用，也可以是正常情况下，在低温下不工作，在温度高时发挥作用，实现某种特定功能，适用于多种场合。

【技术实现步骤摘要】
一种基于水凝胶的高温控制传动装置
本专利技术涉及一种传动装置，尤其是涉及一种基于水凝胶的高温控制传动装置。
技术介绍
传动装置是把动力装置的动力传递给工作机构等的中间设备，在许多地方都能看到传动装置，传动装置在动力传递过程中发挥着重要的作用，例如，每天行驶在马路上的汽车，传动装置是汽车行驶中不可缺少的部分，通过传动装置将发动机发出的动力传递给汽车的驱动车轮，产生驱动力，使汽车能以一定速度在马路上行驶。在生活中，常见的传动装置有机械传动、液力传动、液压传动、电传动等。机械传动在机械工程中应用非常广泛，主要指通过利用机械方式传递动力和运动的传动，一般分为两类：一是靠机件间的摩擦力传递动力与摩擦传动，二是靠主动件与从动件啮合或借助中间件啮合传递动力或运动的啮合传动。前者包括带传动、绳传动和摩擦轮传动等，摩擦传动容易实现无级变速，能适应轴间距离较大的传动场合，过载打滑还能起到缓冲和保护传动装置的作用，但这种传动一般不能用于大功率的场合，也不能保证准确的传动比；后者包括齿轮传动、链传动、螺旋传动和谐波传动等，啮合传动能够用于大功率的场合，传动比准确，但一般要求较高的制造精度和安装精度，齿轮传动是由分别安装在主动轴及从动轴上的两个齿轮相互啮合而成，齿轮传动是应用最多的一种传动形式。齿轮传递的功率和速度范围很大，功率可以从很小到数十万千瓦，圆周速度可以从很小到每秒一百多米以上，齿轮尺寸可以从小于1mm到大于10m，齿轮传动属于啮合传动，齿轮齿廓为特定曲线，瞬时传动比恒定，而且传动平稳、可靠，传动效率高，使用寿命长。直齿圆柱齿轮传动是齿轮传动的最基本形式，它在机械传动装置中应用极为广泛。在汽车中的传动装置还包括离合器，其中离合器又分为电磁离合器，磁粉离合器、摩擦式离合器和液力离合器四种：电磁离合器，通过线圈的通断电来控制离合器的结合与分离，即实现传动的通和断；磁粉离合器，在主动件与从动件之间放置磁粉，不通电时磁粉处于松散状态，通电时磁粉结合，主动件与从动件同时转动；摩擦式离合器，在分离过程中，通过人踩下离合器踏板，在自由行程内首先消除离合器的自由间隙，然后在工作行程内产生分离间隙，离合器分离，在接合过程中，逐渐松开离合器踏板，压盘在压紧弹簧的作用下向前移动，首先消除分离间隙，并在压盘、从动盘和飞轮工作表面上作用足够的压紧力，之后分离轴承在复合弹簧的作用下向后移动，产生自由间隙，离合器结合；液力离合器，用流体作为传动介质。以上各种离合器都能实现旋转力传动的通与断，但都需要外界提供动力，如电能或机械能，摩擦式离合器的结构比其他几种离合器要复杂。磁流变液体是一种由高磁导率、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，这种悬浮体在零磁场条件下呈现出低粘度的牛顿流体特性，而在强磁场作用下，则呈现出高粘度、低流动性的宾汉流体特性，由于磁流变液体在磁场作用下的流变是瞬间的、可逆的，而且其流变后的剪切屈服强度与磁场强度具有稳定的对应关系，因此是一种用途广泛、性能优良的智能材料，唯一的要求是需要外部提供能量，才能实现磁流变液体的流变。在机械装置中，都会用到保护装置，最常见的如热保护装置，也叫温控开关，温控器，热保护开关或温度开关，广泛用于家用电器电机及电器设备，如洗衣机电机、空调风扇电机、变压器、镇流器、电热器具等。其原理如下：由两片不同的合金组合在一起，通过电流后会发热，由于两种不同的合金热膨胀系数不同，合金势必向一个方向弯曲，触点离开，就断了电。一种用双金属片作为感温元件的温控器，当电器正常工作时，双金属片处于自由状态，触点处于闭合/断开状态；当温度达到动作温度时，双金属片受热产生内应力而迅速动作，打开/闭合触点切断/接通电路，从而起到控温作用；当电器冷却到复位温度时，触点自动闭合/打开，恢复正常工作状态。然而上述传动装置，均需要外部提供能量才能工作，结构复杂。而且，上述传动装置，或多或少的采用了金属材质等，当这些传动装置应用于生物体内时，容易产生排异反应，生物兼容性不佳。
技术实现思路
本专利技术根据已有的各种传动装置和保护装置，通过对其各自进行分析和比较，提出了一种新的基于水凝胶的高温控制传动装置，该传动装置工作可靠，结构简单，传动效率高，使用寿命长，传动比可调，噪声小，利用热可逆性水凝胶对传动装置外的环境温度变化的感知来自动实现传动装置的变速传动输出，同时具有良好的生物兼容性，体积小，能植入到动物体内，用作生物小型智能装置中的智能变速传动装置，水凝胶还能对传动装置缓冲吸振，而且能够应用于工业上一些特殊的场合。一种基于水凝胶的高温控制传动装置，包括用于动力传入的输入端、用于动力传出的输出端、以及对输入端和输出端进行传动和控制的高温控制传动部分，所述高温控制传动部分包括：密闭箱，该密闭箱内盛装有水凝胶，所述水凝胶在高温下为固体，在低温下为液体；主动轴，该主动轴一端插入到所述密闭箱内，该端端部被所述水凝胶包覆，主动轴另一端与输入端相连；从动轴，该从动轴一端插入到所述密闭箱内，该端端部被所述水凝胶包覆，从动轴另一端与输出端相连，同时所述从动轴和主动轴同轴设置。所述密闭箱中的水凝胶，其状态随温度变化而发生改变，温度低时为液体，温度高时为固体。作为优选，所述水凝胶为PluronicF-127聚合物水凝胶、壳聚糖水凝胶。壳聚糖水凝胶强度相对较小，仅适于一些对强度要求不高的场合。当使用在强度较高的场合时，作为进一步优选，上述水凝胶选择为PluronicF-127聚合物水凝胶，当温度高于60℃时，PluronicF-127聚合物水凝胶由液体变成固体，实现常规动力传动，当温度降到0℃时，PluronicF-127聚合物水凝胶由固体变成液体，实现动力断开，通过温度变化来实现智能动力传动。其实，当温度高于37℃时，PluronicF-127聚合物水凝胶就已经变成固态水凝胶，只是强度不够高，对于需要力矩不是很大的场合，温度转变点可以降低，不需要60℃；当温度低于20℃时，PluronicF-127聚合物水凝胶就已经变成液体，只是还有粘性，当温度在0℃时，可以认为是此时溶液就是水溶液。PluronicF-127聚合物水凝胶的固液转变温度随浓度变化而变化，浓度越高，其转变温度越低，对于20wt%的PluronicF-127溶液，在40℃左右时，实现液体到固体的转变，温度越高，其强度越高，浓度越高，其强度也越高，对于不同的场合，温度的转变临界点不同，即外界环境温度不同，触发传动装置工作的温度也不同，这时，只需要事先知道传动装置的外界温度变化，然后配置相应温度变化下的浓度的水凝胶溶液即可，使得本专利技术可以运用到多个场合下。作为更进一步优选，所述PluronicF-127聚合物水凝胶中PluronicF-127聚合物的重量百分比浓度为15-30%；进一步优选为20-25%；更进一步优选为20%。在工作时，密闭箱中的液体不加满，留有一定的空间，使聚合物在液体到固体之间转变时，产生的体积变化不会挤压密闭箱，同时密闭箱中的轴筒内部光滑，使得液体变固体后随转动轴转动时，减少与轴筒内壁之间的摩擦。作为优选，水凝胶呈液态时，所述密闭箱内水凝胶的体积填充率为85-95%。上述主动轴的和从动轴的相向设置的端部可以是与传动轴相同尺寸的截面形状，也可以是尺寸更大的圆盘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于水凝胶的高温控制传动装置，包括用于动力传入的输入端、用于动力传出的输出端、以及对输入端和输出端进行传动和控制的高温控制传动部分，其特征在于：所述高温控制传动部分包括：密闭箱（17），该密闭箱（17）内盛装有水凝胶，所述水凝胶在高温下为固体，在低温下为液体；主动轴（6），该主动轴一端插入到所述密闭箱（17）内，该端端部被所述水凝胶包覆，主动轴另一端与输入端相连；从动轴（9），该从动轴一端插入到所述密闭箱（17）内，该端端部被所述水凝胶包覆，从动轴另一端与输出端相连，同时所述从动轴（9）和主动轴（6）同轴设置。

【技术特征摘要】
1.一种基于水凝胶的高温控制传动装置，包括用于动力传入的输入端、用于动力传出的输出端、以及对输入端和输出端进行传动和控制的高温控制传动部分，其特征在于：所述高温控制传动部分包括：密闭箱(17)，该密闭箱(17)内盛装有水凝胶，所述水凝胶在高温下为固体，在低温下为液体；主动轴(6)，该主动轴一端插入到所述密闭箱(17)内，该端端部被所述水凝胶包覆，主动轴另一端与输入端相连；从动轴(9)，该从动轴一端插入到所述密闭箱(17)内，该端端部被所述水凝胶包覆，从动轴另一端与输出端相连，同时所述从动轴(9)和主动轴(6)同轴设置；所述水凝胶为PluronicF-127聚合物水凝胶，PluronicF-127聚合物水凝胶中PluronicF-127聚合物的重量百分比浓度为15-30％；水凝胶呈液态时，所述密闭箱(17)内水凝胶的体积填充率为85-95％。2.根据权利要求1所述的基于水凝胶的高温控制传动装置，其特征在于：所述主动轴(6)和从动轴(9)相向设置的端部分别设有相互对正的圆盘状结构。3.根据权利要求1所述的基于水凝胶的高温控制传动装置，其特征在于：所述主动轴(6)和从动轴(9)相向设置的端部分别设有螺旋桨结构。4.根据权利要求1-3任一权项所述的基于水凝胶的高温控制传动装置，其特征在于：所述输入端包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺永，邵惠锋，傅建中，苟中入，刘安，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33