Передача

(51)5 Р 16 Н 15/01 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1227867, кл. Р 16 Н 15/10, 1985,Авторское свидетельство СССРМ 1193338, кл, Е 16 Н 15/01, 1984.(57) Использование; машиностроение, робототехнические системы и транспортныесредства, Сущность изобретения: передача Изобретение относится к передачам с магнитными жидкостями.Известны фрикционные передачи с взаимно-пересекающими осями валов,Известны также передачи с двумя коническими ферромагнитными колесами, между которыми помещена магнитореологическая жидкость,Недостатками указанных передач являются их узкие функциональные возможности, в частности невозоможн ость электрического управления перераспределением передаваемых моментов на два разных выходных вала,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.На фиг. 1 показана передача, первый вариант; на фиг. 2 - то же,второй вариант; на фиг. 3 - то же, третий вариант; на фиг. 4 - то же, четвертый вариант; на фиг. 5 - электрическая схема управления передачей по первому варианту; на фиг. 6 - то же, по второму варианту; на фиг, 7 - то же, по.БЫ 1733771 А 1 содержит корпус, размещенные в нем три вала из ферромагнитного материала. Части корпуса между валами представляют собой магнитопровод. Конусообразные передающие элементы из ферромагнитного материала установлены на соответствующих валах с зазором вдоль образующих. В. зазоры помещена магнитореологическая жидкость. Система управления содержит электрические катушки, охватывающие валы или магнитопроводы, и управляющий электрический блок, выход которого соединен с электрическими катушками, 6 з,п, флы,8 ил,третьему варианту; на фиг, 8 - то же, по четвертому варианту.Предлагаемая передача является передачей с двумя разными выходными валами и может выполнять роль дифференциала (фиг. 1 - 4),Передача (фиг. 1 - 4) содержит ферромагнитные валы 1 - 3, на которых установлены СА ферромагнитные. конусообразные передаю- Сд) щие элементы 4 - 6 (или конические колеса), Элементы 4 - 6 расположены внутри неферромагнитного корпуса 7, где помещена также и магнитореологическая жидкость 8 (или суспензия), которая находится и в зазорах с между колесами - элементами 4 - 6, Между ф валами 1 - 3 установлены магнитопроводы 9, ф а вокруг валов 2 и 3 расположены неподвижные электрические катушки 10 и 11. Магнитопроводы 9 могут образовывать внешний (ферромагнитный) корпус передачи,Для первого варианта передачи (фиг. 1) достаточно двух соленоидных катушек 10 и 11, 1733771Во втором варианте передачи (фиг. 2) куказанным катушкам 10 и 11 добавляетсятретья неподвижная катушка 12, котораярасположена вокруг вала 1,В третьем варианте передачи (фиг. 3) вконструкцию добавляются магнитопровод13, четвертый конусообразный передающий элемент 14 ( в виде конического ферромагнитного колеса) и четвертыйферромагнитный вал 15. Между валами 1 и 115 может быть помещен промежуточныйэлемент 16, который необязателен, Элемент 16 может позволять валу 15 проворачиваться относительно вала 1. Элемент 16может быть неферромагнитным, Элемент16 может быть выполнен, например, в видеподшипников.В четвертом варианте передачи (фиг, 4)к ранее указанным деталям добавляетсяеще и соленоидная катушка 17, которая может быть неподвижно установлена вокругвала 15. В зазорах между колесами - элементами 4, 5, 6 и 14 находится магнитореологическая жидкость 8,Для управления и питания катушек 10 и11 вариантов передачи по фиг. 1 - 3, можноприменять схемы, показанные на фиг, 5 - 7,где кроме ранее указанных катушек 10 и 11,используются также переменный резистор18 (или потенциометр), источник 19 питания(постоянного или переменного), усилители20 и 21, цифроаналоговые преобразователи22 и 23 и компьютер 24.При использовании второго вариантапередачи питать катушки 10, 11 и 12 можнопо схеме, приведенной на фиг, 8, где используются переменный резистор 18 и источник 19 питания,При реализации варианта передачи пофиг. 4 питание катушек 10, 11 и 12 можноосуществляться с помощью схемы фиг. 8, акатушка 17 может включаться между катушкой 12 и источником 19 (фиг, 8).Передача работает следующим образом.Если обе катушки 10 и 11 (фиг. 1) обесточены, то магнитного поля между колесамиэлементами 4 - 6 нет. От этогомагнитореологическая.жидкость 8 в зазорахмежду элементами 4 - 6 имеет минимум вязкости и сцепления между элементами 4 - 6нет.Если обе катушки 10 и 11 (фиг, 1) запитатьтоком одинаковой величины, что можнообеспечить при среднем положении скользящего контакта резистора 18 (фиг. 5 и 6), тозапитанные катушки 10 и 11 (фиг. 1) создадут магнитные поля двух контуров (показаны стрелками на фиг. 1), которыезамыкаются через магнитопроводы 9, валы 1 - 3 и колеса - элементы 4 - 6. От возникновения магнитных полей одинаковой силы вобоих зазорах между конусовидными элементами 4 - 6 в данных зазорах повышается5 вязкость магнитореологической жидкости 8,Это приводит к сцеплению ведущего колеса- элемента 4 с ведомыми элементами 5 и 6,При этом, вследствие одинаковости сил поля и вязкости жидкости 8 в обоих зазорах,0 на колеса-элементы 5 и 6 от колеса-элемента 4 будут передаваться одинаковые моменты и скорости.Если же требуется на один из валов (например, вал 2) передавать момент больший,15 чем на другой вал 3, то скользящий контактпеременного резистора 18 (фиг. 5 или 6)смещают в соответствующую сторону от середины. В этом случае ток в катушке 10усиливается, а ток в катушке 11 ослабляется,20 Это ведет к усилению магнитного поля взазоре между элементами 4 и 5 и ослаблению поля в зазоре между элементами 4 и 6,В результате сцепление элемента 5 с ведущим элементом 4 усиливается, а сцепление25 элемента 6 с элементом4 ослабляется. Таким образом в передаче возникает разностьмоментов, снимаемых с выходных валов 2 и3, причем данная разность моментов регулируется чисто электрически путем пере 30 распределения токов в катушках 10 и 11,Управление перераспределением моментов на выходные валы 2 и 3 электрическимпутем и является основным положительнымэффектом передачи, Это упрощает ее уст 35 ройство и расширяет функциональные возможности,Ести требуется передать больший момент на вал 3, то скользящий контакт резистора 18 (фиг. 5 и 6) смещают (от середины)40 в другую сторону. Это вызывает увеличениетока в катушке 11 (по сравнению с токомкатушки 10), отчего сцепление элементов 6и 4 усиливается, На вал 3 (от элемента 6)передается больший вращающий момент.Электрическое управление передачей45 позволяет использовать (в качестве управляющего устройства) не только резисторы18, но и компьютер 24 (фиг, 7). В этом случаецифровые выходы компьютера 24 (или электронно-вычислительного устройства) под 50 ключаются к цифровым входамсоответствующих цифроаналоговых преобразователей 22 и 23, которые управляют токами катушек 10 и 1,1. Компьютер 24,выдавая цифровые данные о токах катушек55 10 и 11 на свои выходы, задает соответственно и величины моментов, снимаемых свалов 2 и 3, (фиг. 1), а цифроаналоговыепреобразователи 22 и 23 преобразуют цифровые сигналы компьютера 24 в соответствующие величины токов, подаваемых на катушки 10 и 11.Работа передачи по фиг, 2 аналогичнаработе передачи по фиг. 1, Особенностьюработы передачи по фиг. 2 является то, чтомагнитные поля через вал 1 и колесо-элемент 4 усиливаются еще и с помощью катушки 12, которая включается по схеме фиг.8, Изменяя положение скользящего контакта резистора 18 (фиг. 8), можно изменять исоотношение моментов, снимаемых с валов2 и 3 передачи по фиг. 2,Передача по фиг, 3 работает и управляется аналогично передаче по фиг, 1 Особенностью работы передачи по фиг. 3 являетсято, что моменты на выходные валы 2 и 3передаются не только от входного вала 1, нои от другого входного вала 15 (через сцепление элементов 5, 6 и 14). Перераспределением токов в катушках 10 и 11 (фиг. 3, 5, б и7) можно обеспечивать перераспределениемоментов, передаваемых на валы 2 и 3 отвалов 1 и 15.Четвертый вариант передачи (фиг. 4) работает и перераспределяет моменты аналогично передаче по фиг. 3. Особенностьюработы этой передачи является то, что в нейполя через валы 1 и 15 дополнительно усиливаются еще и катушками 12 и 17. Схемапитания всех катушек 10, 11, 12 и 17 передачи по фиг. 4 может выполняться аналогично схеме фиг, 8, где катушку 17 можновключить между катушкой 12 и источником19.На безе конструкции передачи по фиг.4 можно реализовать и еще один (дополнительный) вариант передачи. Так, если в конструкции фиг, 4 промежуточный элемент 16реализовать в виде обычной муфты, не позволяющей валу 15 проворачиваться относительно вала 1 (т,е. если валы 1 и 15 жесткосоединить элементом 16), а катушки 10, 11,12 и 17 (фиг, 4) питать от отдельных соответствующих цифроаналоговых преобразователей, позволяющих изменять силу инаправления токов через отдельные катушки 10, 11, 12 и 1.7, то конструкция по фиг. 4позволяет не только управлять перераспределением моментов, передаваемых на выходные валы 2 и 3 от соединенных вместевходных валов 1 и 15, но и даже обеспечивать реверс вала 2 или 3 (или обоих валов 2и 3 одновременно), Все это повышает функциональные возможности передачи.Передача по всем вариантам проста,компактна и надежна. Эти качества, а такжеее широкие функциональные возможностиделают ее удобной для применения в робототехнике, электротранспорте и автомобилестроении, 55 магнитореологическая жидкость помещенав зазорах вдоль образующей четвертого передающего элемента,5, Передача по пп, 1 - 4, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что она снабжена третьей элект 1015202530 35 40 45 50 Формула изобретения 1, Передача, содержащая корпус, размещенные в нем первый и второй валы из ферромагнитного материала, первый и второй конусообразные передающие элементы из ферромагнитного материала, установленные на соответствующих валах с зазором вдоль образующих относительно друг друга, магнитореологическую жидкость, помещенную в зазоре, и систему управления,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюрасширения функциональных возможностей, валы установлены с пересечениемосей, передача снабжена третьим валом из ферромагнитного материала, ось которогорасположена с пересечением оси одного из первых двух валов, третьим конусообразным передающим элементом из ферромагнитного материала, установленным на третьем валу с зазором вдоль образующейотносительно одного из первых двух передающих элементов, магнитореологическаяжидкость помещена в зазоре вдоль образующей третьего передающего элемента, части корпуса между валами выполнены в видемагнитопроводов, а система управления выполнена в виде первой и второй электрических катушек, охватывающих валы или магнитопроводы по разные стороны от оси одного из валов, и управляющего электрического блока, выход которого соединен с электрическими катушками.2, Передача по и, 1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что первый и второй валы установлены с перпендикулярностью их осей, третий вал установлен соосно с вторым валом, а электрические катушки выполнены. в виде соленоидов, охватывающих второй и третий валы.3. Передача по пп. 1 и 2, о т л и ч а юа я с я тем, что она снабжена дополнительным корпусом, конусообразные передающие элементы и магнитореологическая жидкость помещены внутрь дополнительного корпуса, а электрические катушки установлены на неподвижных каркасах.4, Передача по пп, 1 - 3, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что она снабжена четвертым валом из ферромагнитного материала, размещенным соосно с одним из первых трех валов, четвертым конусообразным передающим элементом из ферромагнитного материала, установленным на четвертом валу с зазорами вдоль его образующей относительно других передающих элементов, а,Ъ1 Врической катушкой, охватывающей один из валов, расположенный между двумя первыми электрическими катушками,6. Передача по пп, 4 и 5, о т л и ч а юща я ся тем,что она снабжена дополнительобмоткой, охватывающей четвертый вал. 7, Передача по пп, 1 - 6, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что управляющий электрический блок выполнен в виде дифференциального электрического устройства с по крайней ме ре двумя выходами, к которым подключенысоответствующие обмотки.1733771 фу рректор О. Ципле ежнина едакт оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 1654 ВНИИПИ Го Составитель В. АрсенТехред М,Моргентал Тираж Подписноественного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5