專利名稱：一種磁流變的動力制動裝置的制作方法
一種磁流變的動力制動裝置本發(fā)明涉及動力制動裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種磁流變動力制動裝置及其制動的方法和應(yīng)用，適用于中小型電動車輛、工程物流車、農(nóng)用車輛、起重搬運(yùn)車輛、船用驅(qū)動裝置、機(jī)械動力裝置等使用范圍。磁流變液體是一種新型相變材料它是一種由高磁導(dǎo)率、低磁滯性的微小(微米甚至納米級)軟磁性顆粒和非導(dǎo)磁體液體混合而成的磁性粒懸浮液當(dāng)無磁場時，懸浮的微粒鐵顆粒自由地隨液體運(yùn)動；當(dāng)施加磁場時，這些懸浮的微粒鐵顆粒被互相吸引，形成一串串鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)從磁場一極到另一極，此時磁流變液體就在毫秒級的瞬間由牛頓流體變成塑性體或有一定屈服剪應(yīng)力的粘彈性體當(dāng)改變磁場線圈中的電流從而獲得不同強(qiáng)度的磁場，磁流變液的屈服剪應(yīng)力也發(fā)生變化，即在強(qiáng)磁場作用下，抗剪切力很大，呈現(xiàn)出高粘度、低流動性的液體特性；在零磁場條件下呈現(xiàn)出低粘度的特性其剪切屈服強(qiáng)度與磁場強(qiáng)度(或電流大小)具有穩(wěn)定的對應(yīng)關(guān)系正是磁流變液的這種流變可控性使其能夠?qū)崿F(xiàn)阻尼力的連續(xù)可變，從而達(dá)到對車輛制動的主動控制目的目前，磁流變液體作為前沿技術(shù)的新材料，因其優(yōu)良的材料特性，越來越受到人們的關(guān)注，全球?qū)Υ帕髯儾牧虾涂刂萍夹g(shù)的研究方興未艾。磁流變液體屬于國際研究前沿技術(shù)，在車輛、機(jī)械、航空航天、艦船、建筑等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。被認(rèn)為是未來最具前途的智能材料之一，由于新材料推廣應(yīng)用涉及多學(xué)科交叉技術(shù)、全新的的產(chǎn)品種類以及機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)要求，有大量的磁流變應(yīng)用技術(shù)問題尚待解決，因此，目前磁流變材料的推廣使用和磁流變技術(shù)的開發(fā)還處在初級階段，磁流變應(yīng)用產(chǎn)品尚未發(fā)展到廣大的機(jī)電產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域。傳統(tǒng)的動力制動裝置基本采用機(jī)械結(jié)構(gòu)，涉及的零部件多，自動化程度低，相比本發(fā)明而言，傳統(tǒng)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)件體量大，生產(chǎn)成本高，而且傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)很難支持對產(chǎn)品進(jìn)行機(jī)電一體化的技術(shù)升級。目前，尚未發(fā)現(xiàn)應(yīng)用磁流變控制技術(shù)，對車輛制動過程進(jìn)行控制操作的先例。本發(fā)明創(chuàng)新地把磁流變控制技術(shù)應(yīng)用到動力制動領(lǐng)域，解決了以磁流變液為動力制動的核心媒介，通過電子控制手段對車輛制動所需的脈沖制動、連續(xù)制動、自控制動功能進(jìn)行操作、控制和管理，最大限度地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品輕量化、結(jié)構(gòu)簡單化、材料減量化、節(jié)約資源、降低成本、提高質(zhì)量的應(yīng)用目的，并為推廣新材料、新技術(shù)、新工藝和產(chǎn)品的技術(shù)升級提供有力支持。本發(fā)明設(shè)計(jì)一種磁流變動力制動裝置，采用先進(jìn)的電子控制和磁流變應(yīng)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提高操控性能、節(jié)約材料資源、降低生產(chǎn)成本、提升產(chǎn)品價值的目的。為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案:
設(shè)計(jì)一種磁流變動力制動裝置，包括制動線圈、線圈架、磁流變液、制動片架、制動片、制動外殼、動力齒輪、換向齒輪、換向軸、下殼體和上殼體，其特征在于所述的換向軸中部設(shè)有動力齒輪和換向齒輪，動力齒輪、換向齒輪和換向軸組成變速換向器組件，所述的變速換向器組件左右兩側(cè)分別設(shè)有兩個磁流變制動器組件，所述的磁流變制動器組件由制動線圈、線圈架、磁流變液、制動片架、制動片和制動外殼組成，所述的換向軸上設(shè)有制動片架，所述的制動片架上設(shè)有制動片，制動外殼套裝在線圈架內(nèi)，線圈架上纏繞制動線圈，制動外殼內(nèi)注入磁流變液，所述的變速換向器組件和磁流變制動器組件通過固定于上下殼體的軸承進(jìn)行運(yùn)動，從而構(gòu)成磁流變動力制動裝置。所述的制動線圈、線圈架、磁流變液、制動片架、制動片、制動外殼、動力齒輪和換向齒輪均設(shè)置于下殼體和上殼體內(nèi)，上下殼體與支承結(jié)構(gòu)件為一體式結(jié)構(gòu)。所述的制動器采用磁流變液作為制動阻尼材料。上述磁流變制動裝置的制動啟動方法，其特征在于所述的方法步驟如下:a.車輛制動時，同時向第一制動線圈和第二制動線圈輸入電流，制動器內(nèi)磁流變材料發(fā)生相變，由液體轉(zhuǎn)變成類固態(tài)即產(chǎn)生阻尼力，使動力齒輪、換向齒輪、換向軸及制動片處于鎖定制動狀態(tài)；b.車輛重新啟動時，切斷第一制動線圈和第二制動線圈電流，制動器磁流變材料消磁，由類固態(tài)還原為液態(tài)，失去阻尼力，換向軸及制動片得到動力進(jìn)入旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。上述磁流變動力制動裝置可應(yīng)用于中小型電動車輛、工程物流車、農(nóng)用車輛、起重搬運(yùn)車輛、船用驅(qū)動裝置、機(jī)械動力裝置等使用范圍。與現(xiàn)有制動器相比，具有以下有益效果:(I)本發(fā)明將制動器、換向器機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成一個制動器總成部件，一次性安裝，有效地解決了傳統(tǒng)車輛零部件空間占用大，配件品種數(shù)量多，產(chǎn)品安裝結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生產(chǎn)效率差等問題。(2)本發(fā)明應(yīng)用磁流變液制作的制動器具有出力大、體積小、響應(yīng)快、結(jié)構(gòu)簡單、阻尼力連續(xù)可調(diào)、易于實(shí)現(xiàn)智能化控制等優(yōu)點(diǎn)。通過對控制系統(tǒng)的程序設(shè)定，自動調(diào)整制動器線圈的電流電壓參數(shù)，對制動片的運(yùn)動阻尼強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)定控制，使車輛剎車停止處于最佳狀態(tài)，有效地解決傳統(tǒng)車輛難以實(shí)現(xiàn)的自動化功能。(3)本發(fā)明采用非接觸式的磁流變制動器，有效地解決了傳統(tǒng)小型車輛制動器使用中的機(jī)械摩擦損耗和故障缺陷。(4)本發(fā)明磁流變制動裝置可作為車輛標(biāo)準(zhǔn)部件，進(jìn)行有效的質(zhì)量監(jiān)督和標(biāo)準(zhǔn)管理，解決傳統(tǒng)產(chǎn)品因零件品種多、供應(yīng)商分散、質(zhì)量監(jiān)管難等不利因素。(5)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品規(guī)?；a(chǎn)管理、可有效控制生產(chǎn)成本，通過優(yōu)化產(chǎn)品供應(yīng)鏈，有效降低產(chǎn)品價格，提高市場競爭力。(6)本發(fā)明將對我國傳統(tǒng)制動器、換向器產(chǎn)品的技術(shù)升級，產(chǎn)業(yè)的革新，先進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展起到積極地推進(jìn)作用。

圖1是本發(fā)明右視剖圖；圖1中1、13為第一、第二制動線圈；2、14為線圈架；3、12為磁流變液；4、11制動片架；5、10為制動片；6、9為制動外殼；7為動力齒輪；8為換向齒輪；圖2是本發(fā)明右視圖；圖2中15為換向軸；16為下殼體；17為上殼體；圖3是本發(fā)明等軸視圖?，F(xiàn)結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明的整套技術(shù)方案作進(jìn)一步闡述，相信對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是可以實(shí)現(xiàn)的。實(shí)施例本發(fā)明創(chuàng)新地把磁流變控制技術(shù)應(yīng)用到動力制動領(lǐng)域，解決了以磁流變液為動力制動的核心媒介，通過電子控制手段對車輛制動所需的脈沖制動、連續(xù)制動、自控制動功能進(jìn)行操作、控制和管理，一、工藝程序 1、先按附圖齊備制作的零件及磁流變液材料。具體的說，包括制動線圈、線圈架、磁流變液、制動片架、制動片、制動外殼、動力齒輪7、換向齒輪8、換向軸15、下殼體15和上殼體17 ;其中，動力齒輪7、換向齒輪8和換向軸15組成變速換向器組件；制動線圈、線圈架、磁流變液、制動片架、制動片和制動外殼組成磁流變制動器組件。2、進(jìn)行組裝。首先，在換向軸15中部安裝動力齒輪7和換向齒輪8，構(gòu)成變速換向器組件，在變速換向器組件左右兩側(cè)分別設(shè)有兩個磁流變制動器組件，具體的說，在換向軸15上設(shè)有制動片架4，所述的制動片架4上設(shè)有制動片5，制動外殼6套裝在線圈架2內(nèi)，線圈架2上纏繞制動線圈1，制動外殼6內(nèi)注入磁流變液3 ;在換向軸15上設(shè)有制動片架11，所述的制動片架11上設(shè)有制動片10，制動外殼9套裝在線圈架14內(nèi)，線圈架14上纏繞制動線圈13，制動外殼9內(nèi)注入磁流變液12 ；接著，將制動線圈、線圈架、磁流變液、制動片架、制動片、制動外殼、動力齒輪和換向齒輪均設(shè)置于下殼體和上殼體內(nèi)，變速換向器組件和磁流變制動器組件通過固定于上下殼體的軸承進(jìn)行運(yùn)動，從而構(gòu)成制動器總成裝置。上下殼體與支承結(jié)構(gòu)件為一體式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可方便地固定安裝在車架上。二、實(shí)施程序上述磁流變動力制動裝置采用磁流變液作為制動阻尼材料，其制動方法步驟如下:a.車輛制動時，同時向第一制動線圈I和第二制動線圈13輸入電流，制動器內(nèi)磁流變材料發(fā)生相變，由液體轉(zhuǎn)變成類固態(tài)即產(chǎn)生阻尼力，使動力齒輪7、換向齒輪8、換向軸15及制動片處于鎖定制動狀態(tài)；b.車輛重新啟動時，切斷第一制動線圈I和第二制動線圈13電流，制動器磁流變材料消磁，由類固態(tài)還原為液態(tài)，失去阻尼力，換向軸15及制動片得到動力進(jìn)入旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。上述磁流變動力制動裝置可應(yīng)用于中小型電動車輛、工程物流車、農(nóng)用車輛、起重搬運(yùn)車輛、船用驅(qū)動裝置、機(jī)械動力裝置等使用范圍。
權(quán)利要求
1.一種磁流變動力制動裝置，包括制動線圈、線圈架、磁流變液、制動片架、制動片、制動外殼、動力齒輪、換向齒輪、換向軸、下殼體和上殼體，其特征在于所述的換向軸中部設(shè)有動力齒輪和換向齒輪，動力齒輪、換向齒輪和換向軸組成變速換向器組件，所述的變速換向器組件左右兩側(cè)分別設(shè)有兩個磁流變制動器組件，所述的磁流變制動器組件由制動線圈、線圈架、磁流變液、制動片架、制動片和制動外殼組成，所述的換向軸上設(shè)有制動片架，所述的制動片架上設(shè)有制動片，制動外殼套裝在線圈架內(nèi)，線圈架上纏繞制動線圈，制動外殼內(nèi)注入磁流變液，所述的變速換向器組件和磁流變制動器組件通過固定于上下殼體的軸承進(jìn)行運(yùn)動，從而構(gòu)成磁流變動力制動裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的一種磁流變動力制動裝置，其特征在于所述的制動線圈、線圈架、磁流變液、制動片架、制動片、制動外殼、動力齒輪和換向齒輪均設(shè)置于下殼體和上殼體內(nèi)，上下殼體與支承結(jié)構(gòu)件為一體式結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種磁流變動力制動裝置，其特征在于所述的制動器采用磁流變液作為制動阻尼材料。
4.如權(quán)利要求1所述的磁流變動力制動裝置的制動啟動方法，其特征在于所述的方法步驟如下: a.車輛制動時，同時向第一制動線圈和第二制動線圈輸入電流，制動器內(nèi)磁流變材料發(fā)生相變，由液體轉(zhuǎn)變成類固態(tài)即產(chǎn)生阻尼力，使動力齒輪、換向齒輪、換向軸及制動片處于鎖定制動狀態(tài)； b.車輛重新啟動時，切斷第一制動線圈和第二制動線圈電流，制動器磁流變材料消磁，由類固態(tài)還原為液態(tài)，失去阻尼力，換向軸及制動片得到動力進(jìn)入旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種磁流變動力制動裝置的應(yīng)用，其特征在于所述的磁流變制動器總成裝置應(yīng)用于中小型電動車輛、工程物流車、農(nóng)用車輛、起重搬運(yùn)車輛、船用驅(qū)動裝置、機(jī)械動力裝置等使用范圍。
全文摘要
本發(fā)明涉及制動器裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種磁流變動力制動裝置，可應(yīng)用于中小型的電動車輛、工程物流車、農(nóng)用車輛、機(jī)械動力裝置等使用范圍，該裝置制動線圈、線圈架、磁流變液、制動片架、制動片、制動外殼 、動力齒輪、換向齒輪、換向軸、下殼體和上殼體組裝構(gòu)成；當(dāng)車輛制動時，向制動線圈輸入電流，制動器內(nèi)磁流變材料發(fā)生相變，使動力齒輪、換向齒輪及換向軸處于鎖定制動狀態(tài)；當(dāng)車輛啟動時，切斷制動線圈電流，制動器磁流變材料消磁，制動片軸空轉(zhuǎn)，換向軸進(jìn)入旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。本制動器裝置解決了產(chǎn)品輕量化、結(jié)構(gòu)簡單化、材料減量化、控制智能化等技術(shù)難題，可有效降低生產(chǎn)成本，為推廣新材料、新技術(shù)、新工藝和產(chǎn)品的技術(shù)升級提供有力支持。
文檔編號F16D57/00GK103148125SQ20131009777
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月25日
發(fā)明者沈錫鶴, 勞渝聲, 魏民 申請人:沈錫鶴, 上海亞東國際貨運(yùn)有限公司