基于电磁调节的磁流变半主动与主动一体化扭转减振器制造技术

本发明专利技术公开了两种基于电磁调节的磁流变半主动与主动一体化扭转减振器，一种是利用电磁原理通过克服伸缩弹簧的弹性力实现导磁缸筒的锁定或释放，进而输出半主动或主动扭矩，结构紧凑，体积较小，耗能较小；另一种是利用电磁原理通过锥体状的永磁体与线圈实现对转子固定筒的锁定或释放，进而输出半主动或主动扭矩，主动扭矩较大，工作稳定性较高。当导磁缸筒/转子固定筒被锁定时，导磁缸筒/转子固定筒相对壳体固定不动，相对于活塞转动，通过对励磁线圈施加电流，实现半主动扭矩输出；当导磁缸筒/转子固定筒处于释放状态时，导磁缸筒/转子固定筒相对于壳体转动，相对于活塞不动，通过对主动驱动单元施加控制信号，输出主动扭矩。

【技术实现步骤摘要】
基于电磁调节的磁流变半主动与主动一体化扭转减振器
本专利技术涉及扭转减振器，特别涉及基于电磁调节的磁流变半主动与主动一体化扭转减振器。
技术介绍
在机械领域，发动机曲轴、机床主轴或其它传动轴等做回转运动的传动轴系在工作时将不可避免的产生扭转振动，这种振动不但会降低机器的精度、增大噪声等，甚至会造成曲轴或传动轴因疲劳故障而损坏，在高速时更为严重。此外，对于升降电梯和建筑施工升降机等做直线运动的大功率升降设备，在货物下降过程中需要消耗大量能量，且出现紧急坠落时需要产生较大阻力减小坠落对货物的损坏。因此，设计扭转减振器成为改善上述情况的重要课题。为解决上述问题，通过改变电流大小可以输出可控扭矩的磁流变扭转减振器成为一种较好的选择方案，并逐渐成为研究和应用的热点。现有的磁流变扭转减振器主要工作于流动模式、剪切模式、混合模式等模式下，相对于主动控制的扭矩输出器件，具有结构简单、体积小、能耗低、阻尼连续可调等优点。磁流变半主动控制下输出扭矩的大小虽已经可以满足减振需求，但扭矩的方向由扭转速度决定，不具备主动控制输出扭矩的方向的可控性，因而对一些工况的适应性有限。因此，需要设计一种半主动与主动一体化扭转减振器，使其可根据具体情况在主动和半主动扭转振动减振模式中进行选择，即在一般工况下采用半主动扭转减振模式，当跟随转速方向输出的半主动扭矩不能满足要求时，输出主动控制的扭矩，使减振装置具有主动减振的良好适应性，同时能耗较低，且结构紧凑。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了两种基于电磁调节的磁流变半主动与主动一体化扭转减振器，可根据具体情况对扭转振动抑制模式在主动和半主动下进行选择，既具有半主动减振的安全性，也具有主动减振的良好性能，且结构紧凑，形成一体，耗能较低。本专利技术的基于电磁调节的磁流变半主动与主动一体化扭转减振器，包括壳体和设置于壳体内用于输出扭转扭矩的扭矩输出总成；扭矩输出总成包括与壳体转动支撑配合的扭矩输出单元和外套扭矩输出单元设置的导磁缸筒，导磁缸筒与扭矩输出单元之间密封填充有磁流变液，扭矩输出单元上设置有用于改变磁流变液表观强度的产磁单元；导磁缸筒以可被锁止时固定、释放时相对壳体转动的方式设置，扭矩输出总成还包括用于对导磁缸筒锁止和释放的锁放机构和用于驱动导磁缸筒在释放状态下转动的驱动单元，当导磁缸筒被锁止固定时，扭矩输出单元输出半主动扭矩，当导磁缸筒被释放时，导磁缸筒与扭矩输出单元结合成一体并在驱动单元的驱动下整体输出主动扭矩；导磁缸筒包括外环壁、内环壁和连接内环壁和外环壁端部的端盖部，外环壁与内环壁之间形成容纳空间，锁放机构安装于容纳空间内；锁放机构包括置于容纳空间内并与壳体固定连接的环形固定块、设置在环形固定块与外环壁之间并以可离合的方式与外环壁配合的摩擦瓦片和驱动摩擦瓦片实现离合的离合驱动组件。进一步，离合驱动组件包括安装于环形固定块上并外端与摩擦瓦片连接的弹性伸缩件和安装在环形固定块上用于通电时形成电磁力使摩擦瓦片与导磁缸筒分离的电磁铁线圈。进一步，驱动单元包括用以施加电流的电机定子和在电机定子施加电流作用下转动的电机转子，电机定子固定在壳体内壁上，电机转子绕圆周固定在外环壁的外侧。进一步，容纳空间内紧贴内环壁外侧还设置有用于对环形固定块定位的非导磁定位环。进一步，扭矩输出单元结合包括活塞块和与活塞块固定连接并一端伸出壳体的传动轴，活塞块和传动轴分别与壳体转动配合，产磁单元包括励磁线圈和永磁体，活塞块外圆周上设置有用于安装产磁单元的环槽，磁流变液密封填充在活塞块与内环壁内侧壁间形成的环形间隙内。本专利技术还公开了一种基于电磁调节的磁流变半主动与主动一体化扭转减振器，包括壳体和设置于壳体内用于输出扭转扭矩的扭矩输出总成；扭矩输出总成包括与壳体转动支撑配合的扭矩输出单元和外套扭矩输出单元设置的导磁缸筒，导磁缸筒与扭矩输出单元之间密封填充有磁流变液，扭矩输出单元上设置有用于改变磁流变液表观强度的产磁单元；导磁缸筒以可被锁止时固定、释放时相对壳体转动的方式设置，扭矩输出总成还包括用于对导磁缸筒锁止和释放的锁放机构和用于驱动导磁缸筒在释放状态下转动的驱动单元，当导磁缸筒被锁止固定时，扭矩输出单元输出半主动扭矩，当导磁缸筒被释放时，导磁缸筒与扭矩输出单元结合成一体并在驱动单元的驱动下整体输出主动扭矩；锁放机构包括非导磁缸筒、动摩擦片和定摩擦片，动摩擦片固定设置于非导磁缸筒，定摩擦片固定设置于非导磁缸筒，非导磁缸筒外套于导磁缸筒形成固定连接，非导磁缸筒以可被驱动产生轴向移动使动摩擦片离合的方式设置。进一步，锁放机构还包括压板和弹性压件，压板与壳体固定并外绕非导磁缸筒设置，弹性压件外套非导磁缸筒设置并与压板抵止配合用于在锥形电机定子未通电时使动摩擦片与定摩擦片保持接合；驱动单元包括固定设置于非导磁缸筒圆周外侧的锥形电机转子和固定设置在壳体内侧上用于通电流产生旋转磁场并产生轴向磁拉力使转子轴向移动使动摩擦片与定摩擦片相分离的锥形电机定子。进一步，扭矩输出单元结合包括活塞块和与活塞块固定连接并一端伸出壳体的传动轴，活塞块和传动轴分别与壳体转动配合，产磁单元包括励磁线圈和永磁体，活塞块外圆周上设置有用于安装产磁单元的环槽，磁流变液密封填充在活塞块与内环壁内侧壁间形成的环形间隙内。进一步，非导磁缸筒的轴向两端分别通过可承受非导磁缸筒轴向移动的可分离轴承与缸筒转动配合。进一步，弹性压件为由多个蝶形弹簧组合成的蝶形弹簧组，非导磁缸筒的外侧对应压板形成有用于安装蝶形弹簧组的安装槽。本专利技术的有益效果：本专利技术主要提供了两种基于电磁调节的磁流变半主动与主动一体化扭转减振器，两种扭转减振器均是通过锁放机构对导磁缸筒的锁定或释放实现半主动扭矩输出和主动扭矩输出的选择，当锁放机构对导磁缸筒锁定时，导磁缸筒相对壳体固定不动，扭矩输出单元与导磁缸筒形成半主动控制的扭转减振器结构，通过产磁单元改变磁流变液的表观强度调节半主动扭矩的大小；当锁放机构对导磁缸筒释放时，驱动单元会驱动导磁缸筒旋转，此时由于施加磁场后的磁流变液呈类固体，导磁缸筒与扭矩输出单元成为一体，进行主动扭矩的输出；两种扭转减振器所不同的是，一种是利用设置在导磁缸筒的容纳空间内的锁放机构实现对导磁缸筒的锁定或释放，结构紧凑，体积相对较小，耗能较小；另一种是利用设置在导磁缸筒外部的锁放机构进行锁定或释放，且非导磁缸筒需要被驱动产生轴向的移动，主动力矩输出值较大，且工作稳定性较高。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述。图1为本专利技术中的一种基于电磁调节的磁流变半主动与主动一体化扭转减振器结构示意图；图2为本专利技术中的另外一种基于电磁调节的磁流变半主动与主动一体化扭转减振器结构示意图。具体实施方式图1为本专利技术中的一种基于电磁调节的磁流变半主动与主动一体化扭转减振器结构示意图，图2为本专利技术中的另外一种基于电磁调节的磁流变半主动与主动一体化扭转减振器结构示意图，如图所示：本实施例的基于电磁调节的磁流变半主动与主动一体化扭转减振器，包括壳体和设置于壳体内用于输出扭转扭矩的扭矩输出总成；其中，壳体包括壳本体1和端盖2，端盖2与壳本体1通过螺钉连接，扭矩输出总成设置在壳本体1内；扭矩输出总成包括与壳体转动支撑配合的扭矩输出单元和外套扭矩输出单元设置的导磁缸筒3，导磁缸筒3与扭矩输出单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电磁调节的磁流变半主动与主动一体化扭转减振器，其特征在于：包括壳体和设置于壳体内用于输出扭转力矩的扭矩输出总成；所述扭矩输出总成包括与壳体转动支撑配合的扭矩输出单元和外套扭矩输出单元设置的导磁缸筒，所述导磁缸筒与所述扭矩输出单元之间密封填充有磁流变液，扭矩输出单元上设置有用于改变磁流变液表观强度的产磁单元；所述导磁缸筒以可被锁止时固定、释放时相对壳体转动的方式设置，所述扭矩输出总成还包括用于对导磁缸筒锁止和释放的锁放机构和用于驱动导磁缸筒在释放状态下转动的驱动单元，当导磁缸筒被锁止固定时，扭矩输出单元输出半主动扭矩，当导磁缸筒被释放时，导磁缸筒与扭矩输出单元结合成一体并在驱动单元的驱动下整体输出主动扭矩；所述导磁缸筒包括外环壁、内环壁和连接内环壁和外环壁端部的端盖部，所述外环壁与所述内环壁之间形成容纳空间，所述锁放机构安装于所述容纳空间内；所述锁放机构包括置于所述容纳空间内并与所述壳体固定连接的环形固定块、设置在环形固定块与外环壁之间并以可离合的方式与所述外环壁配合的摩擦瓦片和驱动摩擦瓦片实现离合的离合驱动组件。

【技术特征摘要】
1.一种基于电磁调节的磁流变半主动与主动一体化扭转减振器，其特征在于：包括壳体和设置于壳体内用于输出扭转力矩的扭矩输出总成；所述扭矩输出总成包括与壳体转动支撑配合的扭矩输出单元和外套扭矩输出单元设置的导磁缸筒，所述导磁缸筒与所述扭矩输出单元之间密封填充有磁流变液，扭矩输出单元上设置有用于改变磁流变液表观强度的产磁单元；所述导磁缸筒以可被锁止时固定、释放时相对壳体转动的方式设置，所述扭矩输出总成还包括用于对导磁缸筒锁止和释放的锁放机构和用于驱动导磁缸筒在释放状态下转动的驱动单元，当导磁缸筒被锁止固定时，扭矩输出单元输出半主动扭矩，当导磁缸筒被释放时，导磁缸筒与扭矩输出单元结合成一体并在驱动单元的驱动下整体输出主动扭矩；所述导磁缸筒包括外环壁、内环壁和连接内环壁和外环壁端部的端盖部，所述外环壁与所述内环壁之间形成容纳空间，所述锁放机构安装于所述容纳空间内；所述锁放机构包括置于所述容纳空间内并与所述壳体固定连接的环形固定块、设置在环形固定块与外环壁之间并以可离合的方式与所述外环壁配合的摩擦瓦片和驱动摩擦瓦片实现离合的离合驱动组件。2.根据权利要求1所述的基于电磁调节的磁流变半主动与主动一体化扭转减振器，其特征在于：所述离合驱动组件包括安装于环形固定块上并外端与摩擦瓦片连接的弹性伸缩件和安装在环形固定块上用于通电时形成电磁力使摩擦瓦片与导磁缸筒分离的电磁铁线圈。3.根据权利要求2所述的基于电磁调节的磁流变半主动与主动一体化扭转减振器，其特征在于：所述驱动单元包括用以施加电流的电机定子和在电机定子施加电流作用下转动的电机转子，所述电机定子固定在所述壳体内壁上，所述电机转子绕圆周固定在所述外环壁的外侧。4.根据权利要求3所述的基于电磁调节的磁流变半主动与主动一体化扭转减振器，其特征在于：所述容纳空间内紧贴内环壁外侧还设置有用于对环形固定块定位的非导磁定位环。5.根据权利要求4所述的基于电磁调节的磁流变半主动与主动一体化扭转减振器，其特征在于：所述扭矩输出单元结合包括活塞块和与活塞块固定连接并一端伸出所述壳体的传动轴，所述活塞块和所述传动轴分别与所述壳体转动配合，所述产磁单元包括励磁线圈和永磁体，所述活塞块外圆周上设置有用于安装产磁单元的环槽，所述磁流变液密封填充在所述活塞块与所述内环壁内侧壁间形成的环形间隙内。6.一种基于电磁调节的磁流变半主动与主动一体化扭转...

【专利技术属性】
技术研发人员：董小闵，于建强，张宗伦，陈平根，段痴，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50