專利名稱：結構可變的旋轉式磁流變液制動器的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種旋轉式制動器，特別是一種通過轉盤與定位鍵靈活改變制動器結構的旋轉式磁流變液制動器，屬于動力機械工程技術領域。
背景技術：
磁流變液是由基液、懸浮于基液的磁性材料和穩定劑組成，具有磁性材料的特性和液體流動性。在外加磁場作用下，磁流變液的流變特性可發生急劇變化，并且流變特性隨著外加磁場強度的變化而變化。磁流變液的表觀粘度的變化是連續的、可逆的、迅速的且易于控制，即磁流變液的表觀粘度具有無級可調的特性，從而使磁流變液在汽車、機械、建筑、醫療等領域得到了相應的應用，并且成為當前智能材料研究的一個重要分支。
制動器使運轉中的機構或機器迅速減速、停止并保持停止狀態；有時也用作調節或限制機構或機器的運行速度，是保證機構或機器安全工作的重要部件。磁流變液制動器是磁流變液的一種重要應用方面，磁流變液制動器具有體積小，工耗少，阻尼力矩較大，動態范圍廣，頻率響應高以及適應面寬的優點，特別是磁流變液制動器避免了傳統的制動器適應性差、散熱條件差和安全可靠性問題，被認為是傳統制動器的理想替代裝置。
已有技術中美國Lord公司制造的旋轉式制動器(Anon.Brake cusexercise-equipment cost.Design News，1995，50(23)39)具有可控回轉阻力、結構緊湊、運行平穩、功耗較低等特點；但在較高轉速時，會引起極高的流變速度和剪應變率，使磁流變效率降低，從而間接造成了制動器的工作轉矩降低；同時該制動器也存在著結構不可變的問題。

發明內容
為了克服已有技術的不足和缺陷，本發明提出了一種通過轉盤與定位鍵靈活改變制動器結構的旋轉式磁流變液制動器。主要包括兩個轉盤、轉軸、電磁線圈、導磁外筒、導磁內筒、磁流變液、軸承、軸承端蓋、密封蓋、密封材料、定位鍵等。導磁內筒和導磁外筒均是由導磁材料制成的圓筒體，其中，導磁內筒增加了園盤形的分隔結構，該結構中心加工有供轉軸運行的圓孔。
轉軸穿過導磁內筒后，通過定位鍵與兩個轉盤相接；電磁線圈附在導磁外筒殼體內，其導線引出導磁外筒外，將電磁線圈與導磁外筒一起套在導磁內筒上；將磁流變液注入導磁內筒內；通過螺栓將密封蓋固定于導磁內筒上，將密封材料密封于密封蓋外后用支撐軸承壓緊，最后通過螺栓將軸承端蓋連接于密封蓋上。
電磁線圈以導磁內筒為支撐，從而減少了結構的復雜性，并增加了磁場區域的有效流體量；電磁線圈的匝數和施加的電壓對磁通量有著明顯的影響，因而，也間接決定了本發明所能承受的阻尼力矩，電磁線圈匝數較多、施加的電壓較大則制動器承受的阻尼力矩就大，線圈的匝數和施加的電壓應保證電磁線圈產生足夠的磁場強度從而可以有效地控制和改變磁流變液的表觀粘度。
導磁內筒和導磁外筒可以將電磁線圈產生的磁路封閉在制動器結構內部，保證電磁線圈產生的磁場盡可能集中地作用在磁流變液上，從而減少電磁線圈的電流。
導磁內筒的分隔結構，將制動器分為左右兩個腔體，可以根據實際需要靈活地改變制動器的結構，決定安裝一個或兩個轉盤；分隔結構還能有效地提高磁流變效率，保證該制動器能提供較大的阻尼力矩。
本發明提高了磁流變效率，增加了制動器所能提供的阻尼力矩，并改善了制動器結構的靈活性，具有較高的經濟效益和社會效益。


圖1是結構可變的旋轉式磁流變液制動器的結構示意圖。
圖中，1為軸承端蓋，2為密封蓋，3為導磁內筒，4為電磁線圈，5為導磁外筒，6為轉軸，7為定位鍵，8為軸承，9為磁流變液，10為轉盤，11為密封材料。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的具體實施作進一步的描述。
如圖1所示，本發明主要包括軸承端蓋1，密封蓋2，導磁內筒3，電磁線圈4，導磁外筒5，轉軸6，定位鍵7，軸承8，磁流變液9，轉盤10，密封材料11。導磁內筒3和導磁外筒5均是由導磁材料制成的圓筒體，其中，導磁內筒3增加了園盤形的分隔結構，該結構中心開有供轉軸6運行的圓孔。
轉軸6穿過導磁內筒3后，通過定位鍵7與兩個轉盤10相接；電磁線圈4附在導磁外筒5殼體內，其導線引出導磁外筒5外，然后將電磁線圈4與導磁外筒5一起套在導磁內筒3上；將左端的密封蓋2通過螺栓與導磁內筒3左端連接，用軸承8壓緊密封材料11后，使用螺栓將左端的軸承端蓋1連接于左端的密封蓋2上；在導磁內筒3內注滿磁流變液9，并按相同的方法將右端的密封蓋2、密封材料11、軸承8、軸承端蓋1連接好。
應用時，轉軸6的兩端與待制動的機構相連接；根據制動器所承受阻尼力矩的大小決定是否全部安裝兩個轉盤10。當實際中所需要的阻尼力矩較大或可能承受的力矩情形不明時，可考慮安裝兩個轉盤10；而當實際中所需的阻尼力矩較小時，則僅僅需要安裝一個轉盤10；同時，所制動結構的運動速度較快時，為提高磁流變效率，則需要考慮安裝兩個轉盤10，這樣就保證了本發明結構的可變性與靈活性。
當無外加電壓時，電磁線圈4無磁場產生，此時，該制動器不提供阻尼力矩，從而使轉軸6可以自由運轉；當外加電壓給電磁線圈4通電，使電磁線圈4產生磁場，導磁內筒3、導磁外筒5使磁場集中地作用于磁流變液9，在磁場的作用下，磁流變液9迅速類固化，使磁流變液9的流動性減弱，形成鏈狀物或固狀物，抗剪能力提高，即轉盤10運動受到的阻尼力矩增加，根據工程實際控制磁場的強度，使磁流變液9的表觀粘度滿足相應阻尼力矩的要求，從而達到控制支撐于該制動器上的工程系統運行速度的目的。
權利要求
1.一種結構可變的旋轉式磁流變液制動器，主要包括軸承端蓋(1)，密封蓋(2)，導磁內筒(3)，電磁線圈(4)，導磁外筒(5)，轉軸(6)，定位鍵(7)，軸承(8)，磁流變液(9)，兩個轉盤(10)，密封材料(11)，其特征在于，導磁內筒(3)和導磁外筒(5)均是由導磁材料制成的圓筒體，導磁內筒(3)增加了園盤形的分隔結構，該結構中心開有供轉軸(6)運行的圓孔，轉軸(6)穿過導磁內筒(3)后，通過定位鍵(7)與兩個轉盤(10)相接；電磁線圈(4)附在導磁外筒(5)殼體內，其導線引出導磁外筒(5)外，將電磁線圈(4)與導磁外筒(5)一起套在導磁內筒(3)上；左端的密封蓋(2)通過螺栓與導磁內筒(3)左端連接，用軸承(8)壓緊密封材料(11)后，使用螺栓將左端的軸承端蓋(1)連接于左端的密封蓋(2)上；在導磁內筒(3)內注滿磁流變液(9)，并按相同的方法將右端的密封蓋(2)、密封材料(11)、軸承(8)、軸承端蓋(1)連接好。
全文摘要
結構可變的旋轉式磁流變液制動器主要包括軸承端蓋，密封蓋，導磁內、外筒，電磁線圈，轉軸，定位鍵，軸承，磁流變液，轉盤，密封材料。導磁內、外筒均是由導磁材料制成的圓筒體；導磁內筒增加了分隔結構。轉軸穿過導磁內筒與轉盤相接；電磁線圈附在導磁外筒殼體內，再一起套在導磁內筒上；磁流變液注入導磁內筒；將密封蓋固定于導磁內筒上，用密封材料密封后用支撐軸承壓緊，再通過螺栓將軸承端蓋連接于密封蓋上。導磁內、外筒將電磁線圈產生的磁路封閉在制動器結構內部，保證磁場集中地作用在磁流變液上。導磁內筒的分隔結構，將制動器分為兩個腔體，可以決定安裝一個或兩個轉盤，有效地提高磁流變效率，保證該制動器能提供較大的阻尼力矩。
文檔編號F16D57/00GK1482376SQ0314179
公開日2004年3月17日 申請日期2003年7月24日 優先權日2003年7月24日
發明者鄒劍, 陳進, 董廣明, 鄒 劍 申請人:上海交通大學