一种多方向控制的小型三自由度球形磁流变液执行器的制作方法

文档序号:16086459发布日期:2018-11-27 22:29阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种多方向控制的小型三自由度球形磁流变液执行器,其特征在于,包括操纵杆、球形转子、密封单元、定子单元、以及励磁单元;

密封单元包括上部封盖、外壳以及下部封盖;上部封盖设于外壳顶端,下部封盖设于外壳的底端,上部封盖的中心位置向上凸起以致上部封盖的下表面在对应位置处形成有凹槽,上部封盖凸起处开设有供操纵杆操作的槽口;下部封盖上设有励磁单元连接外部电源的总出线孔;

定子单元有若干个定子组,若干个定子组均匀分设于密封单元中,并共同构成一曲面结构;球形转子部分以能转动的方式嵌入曲面结构中,另一部分露出槽口,球形转子与曲面结构间留有用于填充磁流变液的间隙;操纵杆安装于球形转子露出槽口的位置,操纵杆在外力的作用下能带动球形转子进行±60°范围内的俯仰和/或横滚运动;

各个励磁单元能被单独控制;励磁单元包括绕线轴以及线圈,线圈缠绕于绕线轴上,绕线轴被定子组固定支撑;球形转子、定子组以及绕线轴共同组成磁轭;每个磁轭分别能与磁流变液共同构成一个磁路单元;激活单个或多个励磁单元产生磁场,磁场改变磁流变液的屈服强度,以致移动操纵杆时,在相应方向和自由度上具有被动的力/力矩反馈。

2.根据权利要求1所述的一种多方向控制的小型三自由度球形磁流变液执行器,其特征在于,定子单元还包括上部固定套、下部固定套以及支撑台;定子组包括底部定子以及呈上下对应的上部定子套与下部定子套;上部固定套与下部固定套呈上下关系内置于密封单元中;上部定子套内嵌于上部固定套中;下部定子套与底部定子均内嵌于下部固定套中,并且底部定子位于下部定子套的下部;上部定子套与下部定子套之间设有用于调节磁通路径的间隔环;绕线轴安装于底部定子上,并位于下部定子套的外围;支撑台固定于下部固定套的中间位置,支撑台的顶部设有用于支撑球形转子的支撑球,以使球形转子与曲面结构间的间隙分布均匀;下部定子套与底部定子均环绕于支撑台的周边。

3.根据权利要求2所述的一种多方向控制的小型三自由度球形磁流变液执行器,其特征在于,上部定子套、下部定子套以及底部定子均为扇形结构,扇形结构的圆心角为35°。

4.根据权利要求1或2所述的一种多方向控制的小型三自由度球形磁流变液执行器,其特征在于,球形转子与曲面结构之间的间隙为0.2-2mm。

5.根据权利要求1所述的一种多方向控制的小型三自由度球形磁流变液执行器,其特征在于,任意相邻两个励磁单元之间设有减少磁场干扰的间隔片,间隔片所对应的圆心角为10°。

6.根据权利要求1所述的一种多方向控制的小型三自由度球形磁流变液执行器,其特征在于,密封单元还包括用于对磁流变液进行密封的密封圈,密封圈设于上部封盖的凹槽中,并与球形转子直接接触。

7.根据权利要求1所述的一种多方向控制的小型三自由度球形磁流变液执行器,其特征在于,球形转子为实心金属球,操纵杆与球形转子为螺纹连接。

8.根据权利要求1所述的一种多方向控制的小型三自由度球形磁流变液执行器,其特征在于, 励磁单元有八个。

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