[发明专利]磁流变流体离合器设备

说明书

一种磁流变流体离合器设备，包括：定子；可旋转地安装至定子的第一转子；第二转子。包括至少一个环形空间的MR流体室内有MR流体，该MR流体配置成当经受磁场时在转子之间产生可变量的转矩传递。内磁芯和外磁芯在它们之间具有容置定子的环形壁的环形腔，该内磁芯和外磁芯连接至转子的至少其中之一以随其旋转，以便可旋转地安装至定子。内流体间隙位于内磁芯与环形壁之间，且外流体间隙位于外磁芯与环形壁之间，该内流体间隙和外流体间隙填充有至少一种流体。至少一个线圈由环形壁支撑且可致动以通过MR流体传送磁场，其中，转子之一适于耦接至动力输入，而另一个转子适于连接至输出，由此，该至少一个线圈的致动引起转子之间的转矩传递的变化。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年4月21日提交的美国临时专利申请号62/150,611以及2015年6月10日提交的美国临时专利申请号62/173,606的优先权，这两个申请的内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请总体上涉及磁流变(magnetorheological，MR)流体离合器设备。

背景技术

受控滑动致动系统采用动力通过MR流体离合器设备分配到一个或多个机械输出的动力源。当寻求高负载和高动态性能时，会用这些致动系统来代替常用的电致动系统。这些致动系统表现出相似的动态性能且可表示整体重量减轻。

其它最先进的分布式动力装置依赖液压或电磁致动。液压致动在避免机械卡阻(mechanical jams)方面高度可靠，但其动态响应和效率在根本上是有限的。此外，由于液压装置易于发生泄漏并导致维护成本增加，因此液压系统在商业应用中的实施通常存在问题。电磁致动为液压致动提供了替代方案。例如，使用直接驱动式电动机的致动系统表现出相似的动态性能，但与受控滑动致动系统相比可能更重，而由于齿轮传动的缘故，使用齿轮传动电动机的致动系统的动态性能可能低于受控滑动致动系统的动态性能。实际上，当耦接至减速齿轮箱时，机电致动器比直接驱动式方案要轻得多且成本更低，但其高输出惯性、摩擦力和侧隙(backlash)大大降低了其动态性能。

发明内容

本公开的目的是提供一种新颖的MR流体离合器设备。

因此，根据本公开的第一实施方案，提供了一种磁流变流体离合器设备，包括：连接至一结构的定子，该定子至少具有环形壁；可旋转地安装至定子的第一转子，该第一转子具有至少一个第一剪切表面；可旋转地安装至定子以绕与第一转子共有的轴线旋转的第二转子，该第二转子具有与该至少一个第一剪切表面相对的至少一个第二剪切表面，该至少一个第一剪切表面和至少一个第二剪切表面被至少一个环形空间隔开；包括至少一个环形空间的磁流变(MR)流体室内的MR流体，该MR流体配置成当经受磁场时在转子之间产生可变量的转矩传递；内磁芯和外磁芯，二者之间具有容置定子的环形壁的环形腔，该内磁芯和外磁芯连接至转子的至少其中之一以随其旋转，以便可旋转地安装至定子；内流体间隙位于内磁芯与环形壁之间并且外流体间隙位于外磁芯与环形壁之间，该内流体间隙和外流体间隙填充有至少一种流体；以及至少一个线圈，该至少一个线圈由环形壁支撑且可致动以通过MR流体传送磁场，磁场遵循的路径包括环形壁、外流体间隙、外磁芯、至少一个第一剪切表面和至少一个第二剪切表面、内磁芯以及内流体间隙；其中转子之一适于耦接至动力输入，而另一个转子适于连接至输出，由此，致动该至少一个线圈的致动引起转子之间的转矩传递的变化。

进一步根据第一实施方案，至少一个第一剪切表面包括至少一个第一鼓，且进一步地其中，至少一个第二剪切表面包括至少一个第二鼓。

更进一步根据第一实施方案，存在多个第一鼓和多个第二鼓，第一鼓与第二鼓缠结。

更进一步根据第一实施方案，第一鼓支撑在第一鼓架的一侧上，MR流体室包括位于第一鼓架的相对侧上的中空室，且至少一个第一流体通道被限定为穿过第一鼓架。

更进一步根据第一实施方案，第二鼓由第二鼓架支撑，MR流体室还包括被限定为穿过第二鼓架的至少一个第二流体通道。