專利名稱：機械撓動自適應(yīng)控制機構(gòu)的起電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種起電裝置，尤其是在機械轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動過程中的機械撓動自適應(yīng)控制機構(gòu)的起電裝置。
在某些工程機械的使用過程中，存在一個困擾著工程人員的問題——撓動問題，亦即機械的轉(zhuǎn)軸在轉(zhuǎn)動過程中向上下左右等方向的擺動。撓動會磨損機械零件，縮短零件壽命，這對精密機械部件及不耐磨部件猶為致命。傳統(tǒng)的做法是選擇剛度較大的材料來制作轉(zhuǎn)軸，然而其效果并不顯著。
利用電流變流體(簡稱ER流體)的可調(diào)控特性，一種ER裝置已被設(shè)計將轉(zhuǎn)軸的一端浸入ER流體中，給ER流體加上高電壓，使之固化，就可阻礙轉(zhuǎn)軸的撓動。機構(gòu)的控制裝置由貼在轉(zhuǎn)軸上的應(yīng)變片和計算機組成。應(yīng)變片把撓度等信息傳輸給計算機，計算機處理了這些信息后會向ER裝置發(fā)出指令，通過調(diào)節(jié)高壓電源來控制ER流體的固化程度，從而起到控制撓動的作用。這種裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴，而且反應(yīng)遲緩，屬于事后控制。
本實用新型的目的是提供一種機械撓動自適應(yīng)控制機構(gòu)的起電裝置，它不僅為電流變流體提供了高壓電源，而且省去了計算機等控制裝置，使結(jié)構(gòu)大為簡化。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的將控制裝置轉(zhuǎn)軸與機器轉(zhuǎn)軸機械連接在一起，聚氯乙烯圓柱體固定在裝置轉(zhuǎn)軸上，可隨機器轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動，它與空間位置固定不動的聚四氟乙烯半圓筒相互摩擦，產(chǎn)生正負電荷。結(jié)果聚四氟乙烯半圓筒內(nèi)表面的電荷(負電荷)被金屬片所收集，通過金屬片與金屬圓環(huán)傳到電刷而由導線接在ER裝置的負極。聚氯乙烯圓柱體外表面產(chǎn)生的電荷(正電荷)被金屬片所收集，并通過導線引出，而接于ER裝置的正極。用ER流體的電流變效應(yīng)來控制機械撓動。
本實用新型利用摩擦起電的原理，使兩種絕緣材料聚氯乙烯與聚四氟乙烯相互摩擦，然后用兩塊金屬片收集摩擦所產(chǎn)生的電荷，產(chǎn)生高電壓，用之來固化ER流體。經(jīng)我們實驗驗證，本實用新型所產(chǎn)生的電壓大小與有效接觸面積(即金屬片所能收集電荷的面積)，兩種絕緣材料結(jié)合緊密程度，及轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速成正比。轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速越高(此時，撓度越大)，本實用新型所產(chǎn)生的電壓越大，ER流體固化程度越高，對撓動阻礙作用越大，因此本裝置具有自適應(yīng)的特點。
本實用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實施例及其附圖給出。


圖1是ER流體控制撓動的結(jié)構(gòu)裝置方框圖。
圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)裝置方框圖。
圖3是根據(jù)本實用新型提出的機械撓動自適應(yīng)控制機構(gòu)的起電裝置剖面圖。
由
圖1的方框圖知，結(jié)構(gòu)裝置由機械轉(zhuǎn)動部分、應(yīng)變片、計算機、外電源和ER裝置組成。當結(jié)構(gòu)產(chǎn)生撓動后由應(yīng)變片檢測，所得信號送入計算機系統(tǒng)處理后，接通外電源，從而供給ER裝置工作。圖2給出采用本實用新型可代替原有的整個控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)裝置方框圖。
下面結(jié)合圖3詳細說明依據(jù)本實用新型提出的具體裝置的細節(jié)及工作情況該裝置由轉(zhuǎn)動部分和固定部分組成。轉(zhuǎn)動部分由絕緣材料聚氯乙烯制成的圓柱體(1)和轉(zhuǎn)軸(3)組成，圓柱體(1)固定在穿過其中軸線的轉(zhuǎn)軸(3)上。在聚氯乙烯圓柱體(1)的側(cè)面刻有一淺槽，其上鑲有一金屬片(6)。在圓柱體的底面鑲有一細金屬圓環(huán)(5)，金屬圓環(huán)(5)通過金屬片(8)與金屬片(6)相連。固定于周圍空間的電刷(4)與金屬圓環(huán)(5)相接觸。固定部分為聚四氟乙烯制成的截面為Ω的帶耳半圓筒(2)，帶耳半圓筒(2)內(nèi)表面亦鑲有一金屬片(7)，金屬片(7)與聚四氟乙烯半圓筒(2)內(nèi)表面相平。在聚四氟乙烯半圓筒的兩個耳部(13)有四個螺孔(12)。
使用時，轉(zhuǎn)軸(3)與機器轉(zhuǎn)軸(9)機械連接在一起。通過螺孔(12)用螺栓將聚四氟乙烯半圓筒固定于旋轉(zhuǎn)機器轉(zhuǎn)軸附近的周圍空間，調(diào)節(jié)四個螺栓可改變聚四氟乙烯半圓筒(2)與聚氯乙烯圓柱體(1)之間的間隙。聚氯乙烯圓柱體(1)隨轉(zhuǎn)軸(3)與機器轉(zhuǎn)軸(9)一起轉(zhuǎn)動，它與空間位置固定不動的聚四氟乙烯半圓筒(2)相互摩擦，產(chǎn)生正負電荷。結(jié)果聚四氟乙烯半圓筒(2)內(nèi)表面的電荷(負電荷)被金屬片(6)所收集，通過金屬片(8)、金屬圓環(huán)(5)，傳到電刷(4)而由導線(11)接至ER裝置的負極。聚氯乙烯圓柱體(1)外表面產(chǎn)生的電荷(正電荷)被金屬片(7)所收集，并通過導線(10)引出，而接于ER裝置的正極。機械轉(zhuǎn)速越高，轉(zhuǎn)軸撓度越大，裝置所產(chǎn)生電壓越大，通過ER流體的電流變效應(yīng)可控制機械的撓動。
權(quán)利要求1.一種機械撓動自適應(yīng)控制機構(gòu)的起電裝置，該裝置由轉(zhuǎn)動部分聚氯乙烯圓柱體(1)、轉(zhuǎn)軸(3)及固定部分聚四氟乙烯半圓筒(2)組成。其特征在于轉(zhuǎn)動部分聚氯乙烯圓柱體(1)固定在轉(zhuǎn)軸(3)上，使用時轉(zhuǎn)軸(3)與機器轉(zhuǎn)軸(9)機械連接在一起，固定部分聚四氟乙烯半圓筒(2)通過螺孔(10)用螺栓固定于旋轉(zhuǎn)機器轉(zhuǎn)軸附近的空間。
2.如權(quán)利要求書1所述的機械撓動自適應(yīng)控制機構(gòu)的起電裝置，其特征是聚氯乙烯圓柱體(1)的外壁鑲有與表面相平的金屬片(6)，其一底面鑲有一金屬圓環(huán)(5)，金屬圓環(huán)(5)通過金屬片(8)與表面金屬片(6)相連。
3.如權(quán)利要求書1所述的機械撓動自適應(yīng)控制機構(gòu)的起電裝置，其特征是金屬圓環(huán)(5)與電刷(4)相接觸，并由電刷(4)經(jīng)導線(11)引出電壓負極。
4.如權(quán)利要求書1所述的機械撓動自適應(yīng)控制機構(gòu)的起電裝置，其特征是聚四氟乙烯半圓筒(2)截面為Ω形狀的帶耳半圓筒，其兩個耳部有四個螺孔(12)，其內(nèi)表面有一細金屬片(7)，并由導線(10)引出電壓正極。
專利摘要本實用新型涉及一種能夠解決機械撓動自適應(yīng)控制機構(gòu)的起電裝置,它是由轉(zhuǎn)動部分聚氯乙烯圓柱體(1)、轉(zhuǎn)軸(3)及固定部分聚四氟乙烯半圓筒(2)組成。聚氯乙烯圓柱體(1)固定在轉(zhuǎn)軸(3)上。使用時轉(zhuǎn)軸(3)與機器轉(zhuǎn)軸(9)機械連接在一起,聚四氟乙烯半圓筒(2)通過螺孔(10)用螺栓固定于旋轉(zhuǎn)機器轉(zhuǎn)軸附近的空間。此裝置的特點在于當機器轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時,轉(zhuǎn)動的聚氯乙烯圓柱體與固定的聚四氟乙烯半圓筒之間相互摩擦能產(chǎn)生很高電壓固化ER流體,實現(xiàn)撓動控制。
文檔編號F16C3/02GK2381833SQ9720841
公開日2000年6月7日 申請日期1997年1月13日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月13日
發(fā)明者趙曉鵬, 韓建強, 陸福一 申請人:西北工業(yè)大學