專利名稱：磁流變液動(dòng)力耦合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁流變液動(dòng)力耦合器，該動(dòng)力耦合器可以實(shí)現(xiàn)一對(duì)一耦合、一對(duì)二率禹合和二對(duì)一稱合，主要用于機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的動(dòng)力稱合和動(dòng)力傳遞，特別適合于混合動(dòng)力汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
動(dòng)力耦合裝置是機(jī)械傳動(dòng)重要部件，可以實(shí)現(xiàn)多種動(dòng)力源耦合匹配工作，也可以實(shí)現(xiàn)一種動(dòng)力源的多軸分配工作。目前動(dòng)力耦合器的種類很多，主要有摩擦耦合、電磁耦合、定軸齒輪耦合、行星輪系耦合等幾種。摩擦耦合結(jié) 構(gòu)復(fù)雜，摩擦波動(dòng)性大，耦合過程難以精確控制；電磁耦合需要強(qiáng)大的電磁場(chǎng)，對(duì)系統(tǒng)的電路要求高；定軸齒輪耦合器本身是無(wú)法單獨(dú)工作，需要和其它耦合器(離合器)協(xié)同工作，定軸齒輪耦合過程有較大的振動(dòng)沖擊；行星輪系耦合效果好，但其對(duì)零部件的加工精度要求高，控制方法比較復(fù)雜。因此需要開發(fā)一種不同類型的動(dòng)力耦合器，可以給多種動(dòng)力源機(jī)械傳動(dòng)方案提供一種選擇。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種磁流變液動(dòng)力耦合器，其通過磁流變液作為耦合介質(zhì)，在三個(gè)同軸旋轉(zhuǎn)部件之間實(shí)現(xiàn)動(dòng)力耦合功能，具有反應(yīng)靈敏、耗能低、實(shí)時(shí)控制效果好、能實(shí)現(xiàn)多種動(dòng)力耦合、振動(dòng)沖擊小等特點(diǎn)。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問題的:一種磁流變液動(dòng)力耦合器，其特征在于，所述磁流變液動(dòng)力耦合器包括內(nèi)轉(zhuǎn)子、中間轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子、磁流變液、軸承，內(nèi)轉(zhuǎn)子、中間轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子由內(nèi)至外形成同心結(jié)構(gòu)，內(nèi)轉(zhuǎn)子通過軸承嵌套在中間轉(zhuǎn)子的內(nèi)部，內(nèi)轉(zhuǎn)子和中間轉(zhuǎn)子共同形成旋轉(zhuǎn)軸，外轉(zhuǎn)子套裝在中間轉(zhuǎn)子的外部，內(nèi)轉(zhuǎn)子與中間轉(zhuǎn)子之間、以及中間轉(zhuǎn)子及外轉(zhuǎn)子之間都形成密封空間，內(nèi)轉(zhuǎn)子與中間轉(zhuǎn)子之間的密封空間內(nèi)、以及中間轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子之間的密封空間內(nèi)都充滿磁流變液。優(yōu)選地，所述磁流變液動(dòng)力耦合器還包括內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈和外轉(zhuǎn)子線圈，內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈位于內(nèi)轉(zhuǎn)子的外側(cè)，外轉(zhuǎn)子線圈位于外轉(zhuǎn)子的內(nèi)部，通過控制外轉(zhuǎn)子線圈的電流通斷和內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈的電流通斷以實(shí)現(xiàn)一對(duì)一耦合、一對(duì)二耦合和二對(duì)一耦合；通過調(diào)節(jié)外轉(zhuǎn)子線圈的電流大小和內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈的電流大小精確控制內(nèi)外密封空間內(nèi)磁流變液的磁流變效應(yīng)。優(yōu)選地，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈通電時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)控制內(nèi)轉(zhuǎn)子與中間轉(zhuǎn)子之間的磁流變液的磁流變效應(yīng)，內(nèi)轉(zhuǎn)子和中間轉(zhuǎn)子據(jù)此形成耦合；外轉(zhuǎn)子線圈通電時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)控制中間轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子間磁流變液的磁流變效應(yīng)，中間轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子據(jù)此形成耦合。優(yōu)選地，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈和外轉(zhuǎn)子線圈不通電時(shí)，所述磁流變液動(dòng)力耦合器無(wú)耦合效應(yīng)，內(nèi)轉(zhuǎn)子、中間轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子都可以在同一旋轉(zhuǎn)軸線上自由轉(zhuǎn)動(dòng)。優(yōu)選地，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈通電，且外轉(zhuǎn)子線圈不通電時(shí)，內(nèi)轉(zhuǎn)子與中間轉(zhuǎn)子間的磁流變液在電磁線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用下形成磁流變效應(yīng)，內(nèi)轉(zhuǎn)子與中間轉(zhuǎn)子耦合，磁場(chǎng)被中間轉(zhuǎn)子隔離，中間轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子之間的磁流變液無(wú)磁流變效應(yīng)，外轉(zhuǎn)子可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。優(yōu)選地，所述外轉(zhuǎn)子線圈通電，且內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈不通電時(shí)，中間轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子之間的磁流變液在電磁線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用下形成磁流變效應(yīng)，中間轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子耦合，中間轉(zhuǎn)子隔離磁場(chǎng)，內(nèi)轉(zhuǎn)子可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。優(yōu)選地，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈的電流調(diào)節(jié)變化以控制內(nèi)轉(zhuǎn)子與中間轉(zhuǎn)子間的耦合力矩，外轉(zhuǎn)子線圈的電流調(diào)節(jié)變化以控制中間轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子間的耦合力矩，內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈的電流調(diào)節(jié)變化或外轉(zhuǎn)子線圈的電流調(diào)節(jié)變化都采用串聯(lián)滑動(dòng)可變電阻調(diào)節(jié)法或采用PWM占空比調(diào)節(jié)法。優(yōu)選地，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈通過內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈導(dǎo)電滑環(huán)與一個(gè)電源連接；外轉(zhuǎn)子線圈通過外轉(zhuǎn)子線圈導(dǎo)電滑環(huán)與一個(gè)電源連接。優(yōu)選地，所述中間轉(zhuǎn)子的材料為隔磁材料，外轉(zhuǎn)子的材料和內(nèi)轉(zhuǎn)子的材料都為透磁材料。優(yōu)選地，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子與中間轉(zhuǎn)子之間、中間轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子之間都設(shè)有密封圈，內(nèi)轉(zhuǎn)子的內(nèi)部開有圓頭平鍵。本發(fā)明具有如下積極效果:一、可以實(shí)現(xiàn)多種動(dòng)力耦合，通過控制內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈中電流的通斷和外轉(zhuǎn)子線圈中電流的通斷，可以實(shí)現(xiàn)一對(duì)一、一對(duì)二、二對(duì)一的動(dòng)力耦合形式。二、利用磁流變液的磁流變效應(yīng)為耦合原理，具有反應(yīng)靈敏、耗能低、振動(dòng)沖擊小、實(shí)時(shí)控制效果好等特點(diǎn)。三、通過控制磁流變液的磁流變效應(yīng)，使得傳動(dòng)過程具有防過載能力。


圖1是本發(fā)明磁流變液動(dòng)力耦合器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明中外轉(zhuǎn)子端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明中中間轉(zhuǎn)子端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明中外轉(zhuǎn)子線圈導(dǎo)電滑環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明中內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈導(dǎo)電滑環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。如圖1所示，本發(fā)明磁流變液動(dòng)力耦合器包括主要包括內(nèi)轉(zhuǎn)子1、內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈5、內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈導(dǎo)電滑環(huán)2、中間轉(zhuǎn)子10、外轉(zhuǎn)子3、外轉(zhuǎn)子線圈7、外轉(zhuǎn)子線圈導(dǎo)電滑環(huán)9、密封圈
8、軸承11、圓頭平鍵6和磁流變液4，中間轉(zhuǎn)子10的材料為隔磁材料，因?yàn)閮?nèi)外磁場(chǎng)可能會(huì)產(chǎn)生額外耦合效應(yīng)，影響控制精度，所以外磁場(chǎng)和內(nèi)磁場(chǎng)需要嚴(yán)格隔離，隔磁材料主要用鐵基導(dǎo)磁性好的材料，如常見碳鋼等。外轉(zhuǎn)子3的材料和內(nèi)轉(zhuǎn)子I的材料都為透磁材料，由于外轉(zhuǎn)子3和內(nèi)轉(zhuǎn)子I內(nèi)都有線圈，磁力必須穿過表面覆蓋層，才能到達(dá)磁流變液，所以外轉(zhuǎn)子3的材料和內(nèi)轉(zhuǎn)子I的材料必須是透磁材料，如不銹鋼、銅等。內(nèi)轉(zhuǎn)子1、中間轉(zhuǎn)子10和外轉(zhuǎn)子3由內(nèi)至外形成同心結(jié)構(gòu)，三者旋轉(zhuǎn)軸線重合；內(nèi)轉(zhuǎn)子I通過軸承11嵌套在中間轉(zhuǎn)子10的內(nèi)部，內(nèi)轉(zhuǎn)子I和中間轉(zhuǎn)子10共同形成旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸的左半軸即為內(nèi)轉(zhuǎn)子I的轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸的右半軸即為中間轉(zhuǎn)子10的轉(zhuǎn)軸；外轉(zhuǎn)子3套裝在中間轉(zhuǎn)子10的外部，外轉(zhuǎn)子3通過一個(gè)軸承支撐在旋轉(zhuǎn)軸的左半軸、右半軸上，而旋轉(zhuǎn)軸的左半軸、右半軸又分別通過另一個(gè)軸承支撐在固定機(jī)架12上；內(nèi)轉(zhuǎn)子I與中間轉(zhuǎn)子10之間的密封空間內(nèi)、以及中間轉(zhuǎn)子10與外轉(zhuǎn)子3之間的密封空間內(nèi)都充滿磁流變液4。內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈5位于內(nèi)轉(zhuǎn)子I的外側(cè)，外轉(zhuǎn)子線圈7位于外轉(zhuǎn)子3的內(nèi)部。內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈5通電時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)控制內(nèi)轉(zhuǎn)子I與中間轉(zhuǎn)子10之間的磁流變液的磁流變效應(yīng)，內(nèi)轉(zhuǎn)子I和中間轉(zhuǎn)子10據(jù)此形成耦合；外轉(zhuǎn)子線圈7通電時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)控制中間轉(zhuǎn)子10與外轉(zhuǎn)子3間磁流變液的磁流變效應(yīng)，中間轉(zhuǎn)子10與外轉(zhuǎn)子3據(jù)此形成耦合。內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈5通過內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈導(dǎo)電滑環(huán)2與一個(gè)電源連接。外轉(zhuǎn)子線圈7通過外轉(zhuǎn)子線圈導(dǎo)電滑環(huán)9與一個(gè)電源連接。外轉(zhuǎn)子3與一個(gè)外轉(zhuǎn)子端蓋14連接，外轉(zhuǎn)子端蓋14上有嚙合齒圈13，嚙合齒圈以便于動(dòng)力傳輸。內(nèi)轉(zhuǎn)子I與中間轉(zhuǎn)子10之間、中間轉(zhuǎn)子10與外轉(zhuǎn)子3之間都設(shè)有密封圈8，這樣可以防止磁流變液4的泄漏。內(nèi)轉(zhuǎn)子I的內(nèi)部開有圓頭平鍵6，圓頭平鍵主要作用是連接內(nèi)轉(zhuǎn)子軸和透磁圓柱桶。利用圓頭平鍵連接可以增加內(nèi)轉(zhuǎn)子的可拆性，方便維修。內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈5和外轉(zhuǎn)子線圈7不通電時(shí)，該耦合器無(wú)耦合效應(yīng)，內(nèi)轉(zhuǎn)子1、中間轉(zhuǎn)子10和外轉(zhuǎn)子3都可以在同一旋轉(zhuǎn)軸線上自由轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈5通電，且外轉(zhuǎn)子線圈7不通電時(shí)，內(nèi)轉(zhuǎn)子I與中間轉(zhuǎn)子10間的磁流變液在電磁線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用下形成磁流變效應(yīng)，內(nèi)轉(zhuǎn)子I與中間轉(zhuǎn)子10耦合，動(dòng)力可以在內(nèi)轉(zhuǎn)子I與中間轉(zhuǎn)子10之間傳遞，此時(shí)耦合形式為一對(duì)一耦合；通過調(diào)節(jié)內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈5的供電電流，可以增強(qiáng)或減弱磁流變效應(yīng)，從而調(diào)節(jié)最大傳遞力矩；磁場(chǎng)被中間轉(zhuǎn)子10隔離，中間轉(zhuǎn)子10與外轉(zhuǎn)子3之間的磁流變液無(wú)磁流變效應(yīng)，外轉(zhuǎn)子3可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)外轉(zhuǎn)子線圈7通電，且內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈5不 通電時(shí)，中間轉(zhuǎn)子10與外轉(zhuǎn)子3之間的磁流變液在電磁線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用下形成磁流變效應(yīng)，中間轉(zhuǎn)子10與外轉(zhuǎn)子3耦合，動(dòng)力可以在中間轉(zhuǎn)子10與外轉(zhuǎn)子3之間傳遞，此時(shí)耦合形式為一對(duì)一耦合。通過調(diào)節(jié)外轉(zhuǎn)子線圈7的供電電流，可以增強(qiáng)或減弱磁流變效應(yīng)，從而調(diào)節(jié)最大傳遞力矩，而中間轉(zhuǎn)子10隔離磁場(chǎng)，故此時(shí)內(nèi)轉(zhuǎn)子I可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)外轉(zhuǎn)子線圈7和內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈5都通電時(shí)，內(nèi)轉(zhuǎn)子I與中間轉(zhuǎn)子10之間、以及中間轉(zhuǎn)子10與外轉(zhuǎn)子3之間磁流變液都產(chǎn)生磁流變效應(yīng)，內(nèi)轉(zhuǎn)子1、中間轉(zhuǎn)子10及外轉(zhuǎn)子3都同時(shí)I禹合。綜上所述，本發(fā)明通過控制外轉(zhuǎn)子線圈的電流通斷和內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈的電流通斷，可以實(shí)現(xiàn)一對(duì)一耦合、一對(duì)二耦合和二對(duì)一耦合，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力轉(zhuǎn)矩的分匯，此外通過調(diào)節(jié)外轉(zhuǎn)子線圈的電流大小和內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈的電流大小，可以精確控制內(nèi)外密封空間內(nèi)磁流變液的磁流變效應(yīng)，能在動(dòng)力傳遞過程中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)量化控制。根據(jù)內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈5的電流調(diào)節(jié)變化以控制內(nèi)轉(zhuǎn)子I與中間轉(zhuǎn)子10間的耦合力矩，即調(diào)節(jié)內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈5的電流，可以控制內(nèi)轉(zhuǎn)子I與中間轉(zhuǎn)子10間的耦合力矩；根據(jù)外轉(zhuǎn)子線圈7的電流調(diào)節(jié)變化以控制中間轉(zhuǎn)子10與外轉(zhuǎn)子3間的耦合力矩，即調(diào)節(jié)外轉(zhuǎn)子線圈7的電流，可以控制中間轉(zhuǎn)子10與外轉(zhuǎn)子3間的耦合力矩。內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈5的電流調(diào)節(jié)變化或外轉(zhuǎn)子線圈7的電流調(diào)節(jié)變化可以采用串聯(lián)滑動(dòng)可變電阻調(diào)節(jié)法，也可以采用PWM占空比調(diào)節(jié)法。若以本發(fā)明磁流變液動(dòng)力耦合器在混合動(dòng)力汽車上應(yīng)用為例，傳動(dòng)方案可以選擇為:發(fā)動(dòng)機(jī)可以連接內(nèi)轉(zhuǎn)子1，外轉(zhuǎn)子3連接發(fā)電機(jī)(電動(dòng)機(jī))，中間轉(zhuǎn)子10連接后續(xù)傳動(dòng)部件(驅(qū)動(dòng)橋)。主要工作過程可以描述成如下三種狀態(tài):(一)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力從左側(cè)內(nèi)轉(zhuǎn)子I旋轉(zhuǎn)半軸輸入，通過耦合，中間轉(zhuǎn)子10得到動(dòng)力并通過右側(cè)旋轉(zhuǎn)半軸對(duì)后續(xù)傳動(dòng)部件輸出動(dòng)力，同時(shí)外轉(zhuǎn)子3也因?yàn)轳詈献饔脧闹虚g轉(zhuǎn)子10分到一部分動(dòng)力，通過自身的齒圈可以帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(電動(dòng)機(jī))發(fā)電。此時(shí)為動(dòng)力分配，分配比例實(shí)時(shí)可調(diào)。(二)若蓄電池電量充足，發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī))同時(shí)向外提供動(dòng)力，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力從內(nèi)轉(zhuǎn)子I輸入，電動(dòng)機(jī)動(dòng)力從外轉(zhuǎn)子3齒圈輸入，通過耦合作用，兩動(dòng)力匯集在中間轉(zhuǎn)子10上，通過中間轉(zhuǎn)子10右側(cè)旋轉(zhuǎn)半軸輸出到后續(xù)傳動(dòng)部件上。此時(shí)為動(dòng)力復(fù)合，復(fù)合比例實(shí)時(shí)可調(diào)。(三)車輛制動(dòng)，內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈5不通電，外轉(zhuǎn)子線圈7通電，車輛慣性動(dòng)力從中間轉(zhuǎn)子10輸入，通過耦合作用，到達(dá)外轉(zhuǎn)子3，外轉(zhuǎn)子3通過齒圈帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(電動(dòng)機(jī))發(fā)電，由于內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈5斷電，內(nèi)轉(zhuǎn)子I和中間轉(zhuǎn)子10無(wú)耦合效應(yīng)，慣性動(dòng)力不會(huì)傳遞到發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上。如圖1和圖2所示，外轉(zhuǎn)子端蓋14上有嚙合齒圈13和第一螺栓連接孔15，外轉(zhuǎn)子端蓋與外轉(zhuǎn)子連接后，必須確保磁流變液無(wú)泄漏。如圖3所示，中間轉(zhuǎn)子與一個(gè)中間轉(zhuǎn)子端蓋連接，中間轉(zhuǎn)子端蓋上有第二螺栓連接孔16，為了減少轉(zhuǎn)動(dòng)阻力，選用沉頭螺栓連接。如圖4所示，外轉(zhuǎn)子3的一側(cè)設(shè)有第一導(dǎo)電滑環(huán)17，為了必須確保絕緣性，外轉(zhuǎn)子3和第一導(dǎo)電滑環(huán)17之間第一絕緣層18，為了增加導(dǎo)電滑環(huán)的貼合度，對(duì)導(dǎo)電滑環(huán)外環(huán)面有平面度要求，該環(huán)面的平面度應(yīng)小于0.15mm。如圖5所示，內(nèi)轉(zhuǎn)子I的一側(cè)設(shè)有第二導(dǎo)電滑環(huán)19，為了必須確保絕緣性，內(nèi)轉(zhuǎn)子I和第二導(dǎo)電滑環(huán)19之間第二絕緣層20，為了增加導(dǎo)電滑環(huán)的貼合度，對(duì)導(dǎo)電滑環(huán)的外圓面有圓柱度要求，該外圓面圓柱度應(yīng)小于0.15mm。本發(fā)明實(shí)施方式可以采用四種傳動(dòng)形態(tài):(一)若內(nèi)轉(zhuǎn)子I為動(dòng)力輸入件,中間轉(zhuǎn)子10與外轉(zhuǎn)子3為動(dòng)力輸出件,動(dòng)力首先傳給中間轉(zhuǎn)子10，中間轉(zhuǎn)子·10除了直接向外界輸出動(dòng)力，還通過外轉(zhuǎn)子3間接向外界輸出動(dòng)力。該形態(tài)為一對(duì)二串聯(lián)耦合。(二)若外轉(zhuǎn)子3為動(dòng)力輸入件，內(nèi)轉(zhuǎn)子I和中間轉(zhuǎn)子10為動(dòng)力輸出件,動(dòng)力首先傳給中間轉(zhuǎn)子10，中間轉(zhuǎn)子10除了直接向外界輸出動(dòng)力，還通過內(nèi)轉(zhuǎn)子I間接向外界輸出動(dòng)力。該形態(tài)也為一對(duì)二串聯(lián)耦合。(三)若動(dòng)力輸入件為中間轉(zhuǎn)子10，內(nèi)轉(zhuǎn)子I和外轉(zhuǎn)子3為動(dòng)力輸出件，內(nèi)轉(zhuǎn)子I和外轉(zhuǎn)子3兩個(gè)部件并行輸出動(dòng)力。該形態(tài)也為一對(duì)二并聯(lián)耦合。(四)若動(dòng)力輸入件為內(nèi)轉(zhuǎn)子I和外轉(zhuǎn)子3兩個(gè)部件，動(dòng)力輸出端為中間轉(zhuǎn)子10，該形態(tài)為二對(duì)一 f禹合。需要說(shuō)明的是:任何兩個(gè)耦合部件間的最大傳遞轉(zhuǎn)矩都受到磁流變效應(yīng)的耦合能力的限制，當(dāng)傳遞扭矩達(dá)到磁流變效應(yīng)的耦合最大力矩時(shí)將不會(huì)再增大，有效防止了系統(tǒng)過載。
權(quán)利要求
1.一種磁流變液動(dòng)力耦合器，其特征在于，所述磁流變液動(dòng)力耦合器包括內(nèi)轉(zhuǎn)子、中間轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子、磁流變液、軸承，內(nèi)轉(zhuǎn)子、中間轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子由內(nèi)至外形成同心結(jié)構(gòu)，內(nèi)轉(zhuǎn)子通過軸承嵌套在中間轉(zhuǎn)子的內(nèi)部，內(nèi)轉(zhuǎn)子和中間轉(zhuǎn)子共同形成旋轉(zhuǎn)軸，外轉(zhuǎn)子套裝在中間轉(zhuǎn)子的外部，內(nèi)轉(zhuǎn)子與中間轉(zhuǎn)子之間、以及中間轉(zhuǎn)子及外轉(zhuǎn)子之間都形成密封空間，內(nèi)轉(zhuǎn)子與中間轉(zhuǎn)子之間的密封空間內(nèi)、以及中間轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子之間的密封空間內(nèi)都充滿磁流變液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁流變液動(dòng)力耦合器，其特征在于，所述磁流變液動(dòng)力耦合器還包括內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈和外轉(zhuǎn)子線圈，內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈位于內(nèi)轉(zhuǎn)子的外側(cè)，外轉(zhuǎn)子線圈位于外轉(zhuǎn)子的內(nèi)部，通過控制外轉(zhuǎn)子線圈的電流通斷和內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈的電流通斷以實(shí)現(xiàn)一對(duì)一耦合、一對(duì)二耦合和二對(duì)一耦合；通過調(diào)節(jié)外轉(zhuǎn)子線圈的電流大小和內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈的電流大小精確控制內(nèi)外密封空間內(nèi)磁流變液的磁流變效應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁流變液動(dòng)力耦合器，其特征在于，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈通電時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)控制內(nèi)轉(zhuǎn)子與中間轉(zhuǎn)子之間的磁流變液的磁流變效應(yīng)，內(nèi)轉(zhuǎn)子和中間轉(zhuǎn)子據(jù)此形成耦合；外轉(zhuǎn)子線圈通電時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)控制中間轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子間磁流變液的磁流變效應(yīng)，中間轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子據(jù)此形成耦合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁流變液動(dòng)力耦合器，其特征在于，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈和外轉(zhuǎn)子線圈不通電時(shí)，所述磁流變液動(dòng)力耦合器無(wú)耦合效應(yīng)，內(nèi)轉(zhuǎn)子、中間轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子都可以在同一旋轉(zhuǎn)軸線上自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁流變液動(dòng)力耦合器，其特征在于，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈通電，且外轉(zhuǎn)子線圈不通電時(shí)，內(nèi)轉(zhuǎn)子與中間轉(zhuǎn)子間的磁流變液在電磁線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用下形成磁流變效應(yīng)，內(nèi)轉(zhuǎn)子與中間轉(zhuǎn)子耦合，磁場(chǎng)被中間轉(zhuǎn)子隔離，中間轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子之間的磁流變液無(wú)磁流變效應(yīng)，外轉(zhuǎn)子可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁流變液動(dòng)力耦合器，其特征在于，所述外轉(zhuǎn)子線圈通電，且內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈不通電時(shí)，中間轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子之間的磁流變液在電磁線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用下形成磁流變效應(yīng)，中間轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子耦合，中間轉(zhuǎn)子隔離磁場(chǎng)，內(nèi)轉(zhuǎn)子可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁流變液動(dòng)力耦合器，其特征在于，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈的電流調(diào)節(jié)變化以控制內(nèi)轉(zhuǎn)子與中間轉(zhuǎn)子間的耦合力矩，外轉(zhuǎn)子線圈的電流調(diào)節(jié)變化以控制中間轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子間的耦合力矩，內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈的電流調(diào)節(jié)變化或外轉(zhuǎn)子線圈的電流調(diào)節(jié)變化都采用串聯(lián)滑動(dòng)可變電阻調(diào)節(jié)法或采用PWM占空比調(diào)節(jié)法。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁流變液動(dòng)力耦合器，其特征在于，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈通過內(nèi)轉(zhuǎn)子線圈導(dǎo)電滑環(huán)與一個(gè)電源連接；外轉(zhuǎn)子線圈通過外轉(zhuǎn)子線圈導(dǎo)電滑環(huán)與一個(gè)電源連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁流變液動(dòng)力耦合器，其特征在于，所述中間轉(zhuǎn)子的材料為隔磁材料，外轉(zhuǎn)子的材料和內(nèi)轉(zhuǎn)子的材料都為透磁材料。
10.根據(jù)權(quán)利要 求2所述的磁流變液動(dòng)力耦合器，其特征在于，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子與中間轉(zhuǎn)子之間、中間轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子之間都設(shè)有密封圈，內(nèi)轉(zhuǎn)子的內(nèi)部開有圓頭平鍵。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磁流變液動(dòng)力耦合器，其包括內(nèi)轉(zhuǎn)子、中間轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子、磁流變液、軸承，內(nèi)轉(zhuǎn)子、中間轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子由內(nèi)至外形成同心結(jié)構(gòu)，內(nèi)轉(zhuǎn)子通過軸承嵌套在中間轉(zhuǎn)子的內(nèi)部，內(nèi)轉(zhuǎn)子和中間轉(zhuǎn)子共同形成旋轉(zhuǎn)軸，外轉(zhuǎn)子套裝在中間轉(zhuǎn)子的外部，內(nèi)轉(zhuǎn)子與中間轉(zhuǎn)子之間、以及中間轉(zhuǎn)子及外轉(zhuǎn)子之間都形成密封空間，內(nèi)轉(zhuǎn)子與中間轉(zhuǎn)子之間的密封空間內(nèi)、以及中間轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子之間的密封空間內(nèi)都充滿磁流變液。本發(fā)明通過磁流變液作為耦合介質(zhì)，在三個(gè)同軸旋轉(zhuǎn)部件之間實(shí)現(xiàn)動(dòng)力耦合功能，具有反應(yīng)靈敏、耗能低、實(shí)時(shí)控制效果好、能實(shí)現(xiàn)多種動(dòng)力耦合、振動(dòng)沖擊小等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02K51/00GK103248197SQ20131020718
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月29日
發(fā)明者蔣科軍 申請(qǐng)人:江蘇理工學(xué)院