[发明专利]磁流变液和记忆合金交替传动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种传动装置，特别是涉及一种利用磁流变液和记忆合金交替传递转矩的传动装置。

 

背景技术

磁流变液是一种新型智能材料，其流变特性随外加磁场的变化而急剧变化，在不加磁场时，它表现为牛顿流体；在外加磁场作用下，它的结构和性能表现出神奇的特征，即可在瞬间（千分之一秒左右）由液态变成固态，其粘度陡然增大几个数量级以至失去流动性，表现出塑性体的行为，具有一定的抗剪屈服应力，且随外加磁场强度的增加，材料的屈服应力增加，它的性能可由外加磁场连续调控。具有一定初始形状的形状记忆合金在一定条件下进行一定程度的变形之后，通过适当地改变外界条件（如温度）又会发生逆变形，使材料恢复成初始形状，在形状恢复的过程中，形状记忆合金若受到约束就会产生很大的回复力，利用其回复力可对外做功的特性，能制成各种驱动元件。基于磁流变液和形状记忆合金的这些力学特性，它们能用于外场控制的器件，在汽车、建筑、机械、航空、医疗等领域具有广阔的应用前景。

由于磁流变液在传动方面具有良好的性能，如可实现主从动件间的柔性传动，可实现高灵敏度、高精度、平稳地无极调速，易实现调速过程的遥控和自动控制等，因此近年来对磁流变液在传动方面的应用研究越来越多，但磁流变液随环境温度的升高性能会下降（在温度高于80℃时性能开始下降），不能满足传动装置在不同温度环境下的工作需求，而形状记忆合金的温度敏感性可以用于弥补磁流变液在传动装置中的缺陷，但如何实现磁流变液和形状记忆合金交替传递转矩是目前传动研究方面存在的巨大难题。

 

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于解决现有磁流变液传动装置在高温下容易发生性能下降或失效的问题，提供一种由磁流变液和形状记忆合金交替协同作用的传动装置，该传动装置不仅能够满足在不同温度下工作的需求，而且还具有磁流变液和形状记忆合金两者在传动方面的优点。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种磁流变液和记忆合金交替传动装置，包括主动轴、从动轴、磁流变液传动机构和中间机构，所述磁流变液传动机构的输入端固定连接在主动轴上，所述磁流变液传动机构的输出端通过中间机构与从动轴固定连接，其特征在于：该传动装置还包括至少一个记忆合金传动机构，每个记忆合金传动机构包括一个固定在主动轴上的主动摩擦盘、一个与主动摩擦盘相对设置的从动摩擦盘和至少一个传动单元，所述传动单元的输入端与从动摩擦盘固定连接，传动单元的输出端通过中间机构与从动轴固定连接，每个传动单元具有一个由记忆合金制成的伸缩部分，该伸缩部分处于伸长状态时推动从动摩擦盘与主动摩擦盘接合，并将主动摩擦盘输出的转矩通过中间机构传递到从动轴。

当温度低于80℃时，磁流变液传动机构中的磁流变液的传动性能可靠，主动轴输出的转矩通过磁流变液传动机构和中间机构传递到从动轴，即此时的传动装置主要依靠磁流变液传动机构传递转矩；当温度在80℃～150℃时，磁流变液的传动性能下降，而采用记忆合金制成的伸缩部分受热伸长推动从动摩擦盘和主动摩擦盘接合，从动摩擦盘和主动摩擦盘接合产生的摩擦力弥补了磁流变液因高温损失的传动性能，即此时的传动装置主要依靠磁流变液传动机构和记忆合金传动机构联合传递转矩；当温度高于150℃时，磁流变液的传动性能几乎失效，而采用记忆合金制成的伸缩件进一步伸长使从动摩擦盘和主动摩擦盘产生更大的摩擦力来传递转矩，即此时的传动装置主要依靠记忆合金传动机构传递转矩。

综上所述，本发明利用记忆合金在感应温度方面的特点来弥补磁流变液传动装置在高温下性能下降甚至失效的不足，使磁流变液传动装置能够满足不同温度下的工作需求，同时，由于本发明是通过感应温度来实现磁流变液和记忆合金的交替传递，因此本发明还具有磁流变液和形状记忆合金两者在传动方面的优点。

 

附图说明

图1为本发明的结构示意简图。

附图中，1为主动轴，2为从动轴，3为主动内圆筒，4为从动外圆筒，5为左端盖，6为右端盖，7为油封，8为密封垫圈，9为螺钉，10为励磁线圈，11为左磁轭，12为右磁轭，13为隔磁铜环，14为左支架，15为连接套，16为右支架，17为轴承，18为主动摩擦盘，19为从动摩擦盘，20为导杆，21为螺母，22为挡圈，23为第一弹簧，24为第二弹簧，25为胀套，26为左机罩，27为右机罩，28为左机架，29为右机架。

 

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。