4两端分别设有第四O型密封圈15和第六O型密封圈27，以防止磁流变液24沿径向泄露。第五O型密封圈17，第五O型密封圈17设置在轴承座16和第二端盖26之间。
[0025]所述马达进气口 28和马达排气口 29均与主轴I垂直，且位于转动腔中心轴的两侧。
[0026]本实用新型的工作原理如下:整个制动气动马达从功能上分为两大部分，一部分为气动马达的部分，另一部分为制动部分，两部分共用一根主轴I。气动马达部分的作用是实现旋转运动。第一端盖2和中壳体7相互扣合在一起，通过螺栓连接，形成马达叶片5的转动腔。主轴I伸入到转动腔内，第二O型密封圈6置于第一端盖2和中壳体7之间，以限制摆动腔中气体的泄露。马达叶片5设置在主轴I的轴向槽内，可沿主轴I的径向运动。当气流从马达进气口 28进入转动腔，马达内驱动叶片5旋转，气体从马达排气口 29排出。中壳体7与第二端盖26相互扣合在一起，通过螺栓连接，形成放置制动转盘13和磁流变液24的制动腔。制动转盘13通过平键21来限制它与主轴I的周向转动，通过轴肩和弹性挡圈22限制它的轴向移动，使其固定在主轴I上，线圈套14内缠绕电磁线圈25构成一体，并置于中壳体7与第二端盖26之间，线圈套14与两壳体间采用紧配合。磁流变液24充满于中壳体7和第二端盖26与制动转盘13中间，第一油封11，第二油封19安装在制动转盘13两侧的主轴I与轴承座16之间，以防止磁流变液在轴向的泄露。线圈套14两端分别设有第四O型密封圈15和第六O型密封圈27，以防止磁流变液24沿径向泄漏。通过轴肩和轴承盖23限制第三轴承20的轴向移动。线圈套14由非导磁材料制成，起到隔磁以及保护电磁线圈的作用。电磁线圈25通以直流电产生磁场，中壳体7与制动转盘13作为导磁体采用软磁材料，本制动气动马达使用的软磁材料为工业纯铁。为了有效防止电磁线圈产生的磁力线沿主轴与壳体形成回路，造成壳体与制动转盘间隙处没有最大有效磁力线通过，为此在制动转盘与主轴之间设计非导磁的套筒和轴承座，从磁路上保证间隙处最大有效磁场的产生。本制动气动马达使用的非导磁材料是铝
I=IO
[0027]当电磁线圈25不通电时，磁流变液24保持其流动性，不影响主轴I的回转运动，中壳体7与制动转盘13相分离，此时磁流变液制动器所能传递的力矩为很小的粘性阻力矩，制动气动马达同传统气动马达一样工作；当电磁线圈25通电后，在空间产生磁场，磁流变液体发生磁流变效应，磁流变液体中的磁性固体粒子被磁化，并沿着磁力线方向呈链状分布。这种链状结构使得磁流变液的剪切应力增大，表现出塑性体的特征，主轴I带动制动转盘13转动，要剪切磁流变液中的链状结构，从而加大转动的阻力，起到了制动的作用，此时磁流变液制动器所传递的力矩主要来源于由磁流变效应所引起的力矩，其大小远远超过粘性阻力矩，且可以通过调节磁场强度的大小来对其进行控制，为了增大有效的制动力矩，制动盘13和中壳体7内侧都设计为凸齿形。
[0028]该制动气动马达与比例阀或伺服阀、编码器、控制器构成新型伺服系统，利用一定的控制策略可实现系统快速、高精度的位置控制及速度控制，同时系统具有较强的抗干扰能力。当流变效应足够大时，可实现系统的定位锁死功能，可解决气动马达定位刚度低的问题。该制动气动马达内置制动器使整体结构紧凑，尺寸合理。
【主权项】
1.一种内置磁流变液制动器的气动马达，其特征在于:包括主轴(I)、第一端盖(2)、第一轴承(3)、马达叶片(5)、中壳体(7)、第二轴承(9)、套筒(10)、第一油封(11)、第一油封定位块(12)、制动转盘(13)、线圈套(14)、轴承座(16)、第二油封定位块(18)、第二油封(19)、第三轴承(20)、平键(21)、弹性挡圈(22)、轴承盖(23)、磁流变液(24)、电磁线圈(25)、第二端盖(26)、马达进气口(28)、马达排气口(29); 所述马达叶片(5)设置在主轴(I)的轴向凹槽内，中壳体(7)—端与第一端盖(2)相互扣合连接在一起，马达叶片(5 )分别与第一端盖(2 )的内表面、中壳体(7 )的内表面相配合形成马达叶片(5)的转动腔，马达进气口(28)和马达进气口(29)均设置在中壳体(7)上，分别与马达叶片(5)的转动腔相连，中壳体(7)另一端与第二端盖(26)相互扣合连接在一起，形成放置制动转盘(13)和磁流变液(24)的制动腔，气动马达转动腔与制动腔共用主轴(I)，制动转盘(13)位于制动腔中心，主轴(I)上嵌有平键(21)连接制动转盘(13)，限制制动转盘(13)与主轴(I)的周向转动，主轴(I)在制动转盘(13)两端面，靠近转动腔的端面设有轴肩，远离转动腔的端面开有挡圈槽，弹性挡圈设置在所述挡圈槽中，通过轴肩和弹性挡圈限制制动转盘(13)的轴向移动，使制动转盘(13)固定在主轴(I)上； 马达叶片(5)两端的主轴(I)上分别设有轴肩，靠近制动腔的轴肩上设有第二轴承(9)，另一侧的轴肩上设有第一轴承(3)，主轴(I)与第一端盖(2)通过第一轴承(3)连接； 所述制动转盘(13 )靠近转动腔的一侧的主轴(I)上设有套筒(1 )，第二端盖(26 )外端端面设有轴承座(16)，轴承座(16)的外端端面中心设有轴承盖(23)，主轴(I)穿过轴承座(16 )中心；制动腔中充满磁流变液(24 )，第一油封(11)设置在主轴(I)与套筒(1 )之间，通过第一油封定位块(12)限位，第二油封(19)设置在主轴(I)与轴承座(16)之间，通过第二油封定位块(18)限位，防止磁流变液(24)在轴向的泄露； 第三轴承(20)设置于主轴(I)和轴承座(16)之间，第三轴承(20)与轴承座(16)的最小内圆面紧配合，通过主轴(I)的轴肩和轴承盖(23)限制第三轴承(20)的轴向移动，线圈套(14)内缠绕电磁线圈(25)，并置于中壳体(7)与第二端盖(26)之间。2.根据权利要求1所述的内置磁流变液制动器的气动马达，其特征在于:还包括第一O型密封圈(4)、第二 O型密封圈(6)、第三O型密封圈(8)，第一 O型密封圈(4)位于第一轴承(3)与马达叶片(5)之间的主轴(I)上，第三O型密封圈(8)位于第二轴承(9)与马达叶片(5)之间的主轴(I)上，第二 O型密封圈(6)位于第一端盖(2)和中壳体(7)的连接面上，防止气体从第一端盖(2)和中壳体(7)的连接缝隙泄漏。3.根据权利要求1所述的内置磁流变液制动器的气动马达，其特征在于:还包括第四O型密封圈(15)和第六O型密封圈(27)，线圈套(14)两端分别设有第四O型密封圈(15)和第六O型密封圈(27)，以防止磁流变液(24)沿径向泄露。4.根据权利要求1所述的内置磁流变液制动器的气动马达，其特征在于:还包括第五O型密封圈(17)，第五O型密封圈(17)设置在轴承座(16)和第二端盖(26)之间。5.根据权利要求1所述的内置磁流变液制动器的气动马达，其特征在于:所述马达进气口(28)和马达排气口(29)均与主轴(I)垂直，且位于转动腔中心轴的两侧。
【专利摘要】本实用新型公开了一种内置磁流变液制动器的气动马达，包括主轴、第一端盖、马达叶片、中壳体、套筒、制动转盘、线圈套、轴承座、平键、弹性挡圈、轴承盖、磁流变液、电磁线圈、第二端盖、马达进气口、马达排气口，可分为气动马达和磁流变液制动器两大部分。气动马达部分的作用是实现主轴的旋转运动，当电磁线圈不通电时，磁流变液保持其流动性，不影响主轴的回转运动；当电磁线圈通电后，在空间产生磁场，磁流变液体发生磁流变效应，磁流变液制动器发挥制动作用，实现气动马达的制动。本实用新型具有结构紧凑，提高了气动马达的高精度定位，使其具有急停、锁死功能，扩展气动马达的实际应用范围。
【IPC分类】F16D57/00, F15B15/12
【公开号】CN205173114
【申请号】CN201520943947
【发明人】柏宗春, 吕晓兰, 张美娜, 陶建平
【申请人】江苏省农业科学院
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月24日