一种变位移式磁流体可变阻尼旋转关节制造技术

本发明专利技术公开了一种变位移式磁流体可变阻尼旋转关节，包括定子导磁片模块和转子导磁片模块，所述定子导磁片模块包括放置在磁流体腔壳内的定子导磁片，定子导磁片设置多个，沿轴向排布，定子导磁片之间存在定子导磁片隔离块，导磁片隔离块设置在定子导磁片表面，使得定子导磁片之间存在间隙；所述转子导磁片模块包括套在转子空心轴的导槽上的多个转子导磁片，沿轴向排布，转子导磁片之间存在转子导磁片隔离块，转子导磁片隔离块设置在转子导磁片上，使得转子导磁片之间存在间隙。本发明专利技术采用高强度永磁体产生磁场，控制小型电机调节永磁体在关节腔中的位置，从而改变关节中磁流体的形态，实现对关节阻尼的调节。实现对关节阻尼的调节。实现对关节阻尼的调节。

A variable displacement magnetohydrodynamic variable damping rotary joint

【技术实现步骤摘要】
一种变位移式磁流体可变阻尼旋转关节


[0001]本专利技术涉及腿足式机器人关节
，具体涉及一种变位移式磁流体可变阻尼旋转关节。

技术介绍

[0002]外骨骼存在很多应用场景需要对关节的阻尼进行调节和补偿。现有的磁流变阻尼器中改变阻尼的方式是采用改变线圈中的电流来调节关节中的磁场强度，对磁流体的状态调节，从而实现磁流体关节的阻尼变化。这种方式不能长时间工作，否则发热严重，使得磁场强度衰减，影响阻尼调节性能。且在狭小空间内，受到线径影响，不得加载过高电流，线圈产生的磁场强度有限，制约着阻尼器最大力矩密度。
[0003]现有的磁流变阻尼器中改变阻尼的方式是采用改变线圈中的电流来调节关节中的磁场强度，对磁流体的状态调节，从而实现磁流体关节的阻尼变化。这种方式不能长时间工作，否则发热严重，使得磁场强度衰减，影响阻尼调节性能。且在狭小空间内，受到线径影响，不得加载过高电流，线圈产生的磁场强度有限，制约着阻尼器最大力矩密度。

技术实现思路

[0004]为了克服以上技术问题，本专利技术的目的在于提供一种变位移式磁流体可变阻尼旋转关节，采用高强度永磁体产生磁场，控制小型电机调节永磁体在关节腔中的位置，从而改变关节中磁流体的形态，实现对关节阻尼的调节。并且增加了机械式抱死的方式对关节的实现的最大阻尼补偿，理论上可将阻尼增加至无限大。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]一种变位移式磁流体可变阻尼旋转关节，包括定子导磁片模块和转子导磁片模块，所述定子导磁片模块包括放置在磁流体腔壳107内的定子导磁片109，定子导磁片109设置多个，沿轴向排布，定子导磁片109之间存在定子导磁片隔离块110，导磁片隔离块110设置在定子导磁片109表面，使得定子导磁片之间存在间隙；
[0007]所述转子导磁片模块包括套在转子空心轴108的导槽上的多个转子导磁片122，沿轴向排布，转子导磁片122之间存在转子导磁片隔离块123，转子导磁片隔离块123设置在转子导磁片122上，使得转子导磁片122之间存在间隙；
[0008]所述磁流体腔壳107和转子空心轴108同轴装配；
[0009]所述转子导磁片122设置7片，定子导磁片109设置8片，且8片定子导磁片109和7片转子导磁片122互相交错叠加。
[0010]所述转子空心轴108的一端连接着转子转接端106，另一端连接着转子转接法兰套筒115，转子转接法兰套筒115的输出端和转子套筒盖126连接。
[0011]所述转子空心轴108和转子转接法兰套筒115串联的内空腔中，同轴放置调节电机101与转子空心轴108，调节电机101通过调节电机转接板102与转子转接端106固定，调节丝杆105沿轴向放置，调节丝杆105的一端通过丝杆轴承120安装在转子套筒盖126的内孔中。
[0012]所述调节丝杆105上安装法兰螺母112，法兰螺母112与磁体滑块113同轴固定，法兰螺母112和8片环形永磁体111同轴配合固定。
[0013]所述转子转接法兰套筒115内部设置有套筒滑槽116，套筒滑槽116上设置有用于限制磁体滑块113旋转方向的滑块限位块114。
[0014]所述磁流体腔壳107的一端与磁流体腔体端盖103连接，另一端与定子转接法兰筒117连接，定子转接法兰筒117的输出端与输出端压盖119连接，转子转接端106与磁流体腔体端盖103之间设置磁流体腔体端轴承104，转子套筒盖126和输出端压盖119之间存在输出端轴承118，转子套筒盖126和输出端转接盘121固定连接，作为磁流变阻尼器的运动输出轴。
[0015]所述环形永磁体111在远离转子导磁片122和定子导磁片109时，即在小直径段，磁流变阻尼器的阻力矩最小，输出端转接盘121可以自由转动；
[0016]所述环形永磁体111向转子导磁片122和定子导磁片109接近时，即在大直径段，磁流变阻尼器的阻力矩逐渐变大，当环形永磁体111完全进入转子空心轴108中时，此时磁流体的黏度最高，流动性最低，由磁流体作用的阻尼达到最大值。
[0017]所述定子转接法兰筒117内孔中设置抱死阶梯块124，所述环形永磁体111向大直径段移动，磁体滑块113上的滑块限位块114压紧抱死阶梯块124。
[0018]本专利技术的有益效果：
[0019]本专利技术可用于增强助力外骨骼的负载能力。与传统的线圈式磁流变阻尼器相比，本专利技术改变了变阻尼器中磁场调节的方式，用调节永磁体在关节中的位移的方式代替了线圈产生磁场的方式。高强度的永磁体磁场强度优于线圈的磁场强度，提升了阻尼器最大的力矩密度。调节永磁体在关节中的位移的方式，发热量更低，这种低功耗的方案适合长时间的工作需求。
[0020]并且增加了机械式抱死的方式对关节的实现的最大阻尼补偿，理论上可将阻尼增加至无限大。
附图说明
[0021]图1是变位移式磁流体可变阻尼旋转关节的整体结构。
[0022]图2是变位移式磁流体可变阻尼旋转关节爆炸图。
[0023]图3是变位移式磁流体可变阻尼旋转关节剖视图(最小阻尼状态)。
[0024]图4是变位移式磁流体可变阻尼最大阻尼状态。
[0025]图5是变位移式磁流体可变阻尼磁场调节机构。
[0026]图6是定子导磁片模块。
[0027]图7是转子导磁片模块。
[0028]本专利技术整体包含：001
‑
变位移式磁流体可变阻尼旋转关节，002和003是机器人关节中旋转运动副的两端，分别与001中的117定子转接法兰筒和121输出端转接盘连接。
[0029]001
‑
变位移式磁流体可变阻尼旋转关节中包含：101调节电机，102调节电机转接板，103磁流体腔体端盖，104磁流体腔体端轴承，105调节丝杆，106转子转接端，107磁流体腔壳，108转子空心轴，109定子导磁片，110定子导磁片隔离块，111环形永磁体，112法兰螺母，113磁体滑块，114滑块限位块，115转子转接法兰套筒，116套筒滑槽，117定子转接法兰
筒，118输出端轴承，119输出端压盖，120丝杆轴承，121输出端转接盘，122转子导磁片，123转子导磁片隔离块，124抱死阶梯块，125前轴承座，126转子套筒盖。
具体实施方式
[0030]下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。
[0031]本专利技术安装在机器人关节(尤其是外骨骼关节中)的整体结构如图1所示，001是该磁流变阻尼器，002和003分别是机器人关节中旋转运动副的两端。
[0032]在磁流变阻尼关节中，定子导磁片模块和转子导磁片模块分别如图6和图7所示。8片定子导磁片109放置在磁流体腔壳107内，沿轴向排布，定子导磁片之间存在定子导磁片隔离块110，使得定子导磁片之间存在间隙。
[0033]7片转子导磁片122套在转子空心轴108的导槽上，沿轴向排布。同理，转子导磁片122本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变位移式磁流体可变阻尼旋转关节，其特征在于，包括定子导磁片模块和转子导磁片模块，所述定子导磁片模块包括放置在磁流体腔壳(107内的定子导磁片(109)，定子导磁片(109)设置多个，沿轴向排布，定子导磁片(109)之间存在定子导磁片隔离块(110)，导磁片隔离块(110)设置在定子导磁片(109)表面，使得定子导磁片之间存在间隙；所述转子导磁片模块包括套在转子空心轴(108)的导槽上的多个转子导磁片(122)，沿轴向排布，转子导磁片(122)之间存在转子导磁片隔离块(123)，转子导磁片隔离块(123)设置在转子导磁片(122)上，使得转子导磁片(122)之间存在间隙。2.根据权利要求1所述的一种变位移式磁流体可变阻尼旋转关节，其特征在于，所述磁流体腔壳(107)和转子空心轴(108)同轴装配。3.根据权利要求1所述的一种变位移式磁流体可变阻尼旋转关节，其特征在于，所述转子导磁片(122)设置7片，定子导磁片(109)设置8片，且8片定子导磁片(109)和7片转子导磁片(122)互相交错叠加。4.根据权利要求1所述的一种变位移式磁流体可变阻尼旋转关节，其特征在于，所述转子空心轴(108)的一端连接着转子转接端(106)，另一端连接着转子转接法兰套筒(115)，转子转接法兰套筒(115)的输出端和转子套筒盖(126)连接。5.根据权利要求4所述的一种变位移式磁流体可变阻尼旋转关节，其特征在于，所述转子空心轴(108)和转子转接法兰套筒(115)串联的内空腔中，同轴放置调节电机(101)与转子空心轴(108)，调节电机(101)通过调节电机转接板(102)与转子转接端(106)固定，调节丝杆(105)沿轴向放置，调节丝杆(105)的一端通过丝杆轴承(120)安装在转子套筒盖(126)的内孔中。6.根据权利要求5所述的一种变位移式磁流体可变阻尼旋转关节，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱爱斌，宋纪元，毛涵，屠尧，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：