基于磁流变原理的旋转制动器的研究
磁流变制动器内部结构
磁流变制动器内部结构
磁流变制动器是一种新型的智能型制动装置，它的内部结构设计独特，具有响应速度快、控制精度高、制动力矩大等特点。
下面，我们来详细解析一下磁流变制动器的内部结构。
首先，磁流变制动器主要由三部分构成：磁流变液、磁场发生器和制动盘。
1. 磁流变液：磁流变液是磁流变制动器的核心部件，它是由微米级的铁磁性颗粒分散在油基或水基载液中形成的悬浮液。
当没有外加磁场时，磁流变液表现为低粘度的液体；当外加磁场作用时，磁流变液的粘度会急剧增大，从而产生制动力矩。
2. 磁场发生器：磁场发生器的主要功能是产生改变磁流变液性能的磁场。
它通常由电磁线圈和磁轭组成。
当电流通过电磁线圈时，会在磁轭中产生磁场，这个磁场会改变磁流变液的性质，使其从流动状态转变为半固体状态，从而产生制动力矩。
3. 制动盘：制动盘是磁流变制动器的另一个重要组成部分。
它通常由两部分组成，一部分是固定的定子，另一部分是可以旋转的转子。
在制动过程中，磁流变液被注入到制动盘的间隙中，当磁场发生器产生的磁场作用于磁流变液时，磁流变液会增大其粘度，从而阻止转子的转动，实现制动效果。
总的来说，磁流变制动器的内部结构紧凑，工作原理科学，具有很好的应用前景。
但是，由于磁流变液的制备技术复杂，成本较高，目前磁流变制动器主要用于一些高端设备和特殊场合，如航空航天、军事装备等。
未来，随着科技的进步，磁流变制动器的应用领域将会更加广泛。
磁粉制动器的原理
磁粉制动器的原理
磁粉制动器是一种利用磁粉的磁流变性质实现制动的设备。
它的基本原理是利用磁场对磁粉的影响，改变磁粉的流动性，从而达到改变制动器的摩擦力和转矩的目的。
磁粉制动器由一个内圆筒和一个外圆筒组成，中间充满了磁粉。
内外圆筒之间的摩擦面上固定有电磁线圈和电磁铁。
当电磁线圈通电时，通过电流激励产生磁场，磁场会使磁粉发生磁流变现象，导致磁粉聚集，增大了内外圆筒之间的摩擦力。
反之，当电磁线圈断电，磁粉会失去磁化而恢复流动性，使得制动力减小。
磁粉制动器的制动力大小可以通过调节电磁线圈的电流来控制。
电流越大，磁场的强度越大，磁粉的聚集程度越高，摩擦力也就越大，制动效果也就越明显。
而当电流减小或者断电时，磁粉恢复流动性，摩擦力减小，从而实现制动的释放。
磁粉制动器广泛应用于工业生产中的各种场合，例如机械制动、刹车和离合器等。
它具有制动力可调、制动效果稳定、响应速度快、寿命长等优点，因此在机械传动系统中有着广泛的应用前景。
磁流体的原理及应用实例
磁流体的原理及应用实例引言磁流体是一种具有独特性质的特殊液体，它可以在磁场的作用下改变形状和性质。
本文将介绍磁流体的原理及一些应用实例。
磁流体的原理磁流体的原理基于磁性颗粒在液体中的悬浮稳定性。
磁流体由磁性颗粒和悬浮介质组成。
磁性颗粒通常由微小的铁、铁氧体或钴等磁性材料组成，而悬浮介质一般是适当的溶剂。
磁流体的独特性质源自磁性颗粒在磁场中的行为。
当磁场应用于磁流体时，磁性颗粒会被磁力线吸引并排列成链状或网状结构。
这种排列可以改变磁流体的形状、粘度和导电性等特性。
磁流体的应用实例1. 磁流变液体减振器磁流体可以用作减振器的阻尼材料。
通过调节磁流体中磁性颗粒的排列，可以改变阻尼特性，从而实现减振效果。
磁流体减振器广泛应用于汽车悬挂系统、建筑结构和航空航天工程等领域。
2. 磁流体密封装置磁流体可以用于制造密封装置，例如磁流体密封轴承和磁流体密封装置。
磁流体密封装置具有无摩擦、长寿命、耐高温和耐腐蚀等优点，广泛应用于航空航天、汽车和工业设备领域。
3. 磁流体传动系统磁流体传动系统是利用磁流体的特性实现动力传递的装置。
通过调节磁场的强度和方向，可以控制磁性颗粒的排列和流动，从而实现动力传递。
磁流体传动系统广泛应用于制造业，特别是机械传动和控制领域。
4. 磁流体显示器磁流体显示器是一种通过控制磁流体的形状和位置来实现显示效果的装置。
磁流体显示器具有反应速度快、可视角度广和耐用性好等特点，被广泛应用于电子设备、汽车仪表盘和广告牌等领域。
5. 磁流体制动器磁流体制动器是一种通过改变磁流体阻尼特性来实现制动效果的装置。
磁流体制动器具有可调节性、精度高和快速响应等特点，被广泛应用于车辆制动系统、工业机械和船舶等领域。
结论磁流体是一种具有独特性质的特殊液体，在磁场的作用下可以改变形状和性质。
磁流体的原理基于磁性颗粒在液体中的悬浮稳定性。
磁流体的应用包括磁流变液体减振器、磁流体密封装置、磁流体传动系统、磁流体显示器和磁流体制动器等。
磁流体制动器的工作原理
磁流体制动器的工作原理磁流体制动器是一种常见的液压制动器，广泛应用于工业机械和汽车领域。
它通过控制流体中的磁性颗粒来实现制动效果。
本文将详细介绍磁流体制动器的工作原理。
一、磁流体制动器的基本构造磁流体制动器主要包括液压系统、磁场系统和传动系统三部分。
液压系统由泵、储油罐、密封元件以及液压管路等组成，起到输送磁流体的作用。
磁场系统则包括磁铁、线圈和控制电路等组成，用于产生磁场并控制磁流体的流动。
传动系统由制动盘、制动带和制动轮等组成，负责传递制动力。
二、磁流体的性质和特点磁流体是一种悬浮在基础液体中的微粒群体，这些微粒具有一定的磁性。
当磁场作用于磁流体时，磁性微粒会受到磁力的作用而发生排列变化，从而改变流体的性质。
磁流体具有高度可控性、快速响应以及较大的变形范围等特点，使其在制动器中得到广泛应用。
三、工作原理当磁流体制动器工作时，液压系统将磁流体输送到磁场区域。
磁场系统通过控制磁铁和线圈的通断，产生磁场并使磁性微粒排列成链状结构，这种链状结构可以阻碍流体的流动。
当制动器处于制动状态时，磁性微粒会形成一个具有一定摩擦力的磁流体链带，与制动盘和制动带之间形成牵引作用，从而实现制动效果。
制动力的大小取决于磁场的强度和磁流体链带的数量，可以通过调整控制电路中的电流大小来实现。
当需要解除制动时，断开电源使磁场消失，磁流体链带解体，制动力消失，机械装置恢复自由转动。
四、磁流体制动器的优点和应用领域磁流体制动器具有以下优点：首先，制动力可调，能够满足不同工况下的制动需求。
其次，响应速度快，刹车灵敏，可在短时间内产生较大制动力；此外，磁流体制动器结构简单、可靠性高、使用寿命长。
由于其优异的性能，磁流体制动器被广泛应用于工业机械、汽车及列车制动系统等领域。
总结：通过对磁流体制动器的工作原理进行详细介绍，我们可以了解到磁流体制动器利用磁性微粒在磁场作用下产生链状结构的方式来实现制动效果。
磁流体制动器具有制动力可调、响应速度快、结构简单等优点，被广泛应用于工业和汽车领域。
磁粉制动器工作原理
磁粉制动器工作原理磁粉制动器是一种利用磁粉在磁场中的流变特性来实现制动的装置，它具有结构简单、制动力矩可调、响应速度快等优点，被广泛应用于工业生产中的传动系统中。
那么，磁粉制动器是如何实现制动的呢？接下来，我们将详细介绍磁粉制动器的工作原理。
首先，磁粉制动器由激磁线圈、转子、定子和磁粉组成。
当激磁线圈通电时，会在磁粉制动器中产生一个磁场，磁粉在磁场的作用下会发生流变，从而产生制动力矩。
当激磁线圈通电后，磁粉制动器的转子开始旋转，通过磁粉的流变特性，制动力矩会阻碍转子的旋转，从而实现制动的目的。
其次，磁粉制动器的制动力矩是可以通过控制激磁线圈的电流来实现调节的。
通过改变激磁线圈的电流大小，可以改变磁场的强弱，进而调节磁粉的流变特性，从而实现对制动力矩的调节。
这种调节方式具有响应速度快、调节范围广的优点，能够满足不同工况下的制动需求。
另外，磁粉制动器具有快速响应的特点。
由于磁粉制动器的制动力矩是通过磁场对磁粉的流变特性来实现的，因此在激磁线圈通电或者断电后，磁粉制动器的制动力矩可以迅速响应，实现快速的制动或者释放，这对于一些需要频繁制动的场合具有重要意义。
最后，磁粉制动器在实际应用中需要注意一些问题。
首先，要合理选择磁粉的种类和品质，以确保制动力矩的稳定性和可靠性。
其次，要合理设计激磁线圈的结构和参数，以确保磁场的均匀性和强度。
最后，要合理安装和维护磁粉制动器，以确保其正常运行和使用寿命。
总之，磁粉制动器利用磁粉在磁场中的流变特性来实现制动，具有结构简单、制动力矩可调、响应速度快等优点，被广泛应用于工业生产中的传动系统中。
通过合理选择磁粉的种类和品质、合理设计激磁线圈的结构和参数、合理安装和维护磁粉制动器，可以确保其正常运行和使用寿命，为工业生产提供稳定可靠的制动保障。
磁粉制动器工作原理
磁粉制动器工作原理
磁粉制动器是一种利用磁粉的流变特性来实现制动功能的装置。
它由定子、转子、压力盘、液压缸和磁场产生器等组成。
当制动器不工作时，液压缸内无压力，此时压力盘与定子之间的间隙较大，转子可自由运动。
当需要制动时，液压缸内压力增加，压力油依靠压力盘的作用力进入磁粉腔，使磁粉膏变得聚集且黏度增大。
由于磁粉的流变性质，当液压缸产生的压力足够大时，磁粉膏将变得非常坚固，从而产生制动力矩。
制动器工作时，磁场产生器产生强磁场，使磁粉膏内的磁粉颗粒迅速排列并形成结构坚固的磁链，从而使液压缸内的液压力转变为机械制动力矩。
制动器的制动力矩大小与磁场的强弱直接相关，即制动力矩随磁场的增强而增大。
制动器内的转子受到制动力矩的作用，逐渐减速并最终停止。
当不再需要制动时，液压缸内的压力减小，磁粉膏的黏度降低，转子恢复自由运动。
总之，磁粉制动器利用磁粉的流变特性，通过液压力将磁粉膏压紧以实现制动，从而达到控制转子运动的目的。
磁流变液制动器的研究及其应用
磁流变液制动器的研究及其应用
郑开魁
【期刊名称】《机电技术》
【年(卷),期】2014(000)004
【摘要】现今人类生态环境的日益恶化迫使世界各国不得不关注摩擦材料对环境
的负面影响，磁流变液智能材料的出现，为解决制动摩擦材料环境问题与开发新型制动器提供了新思路。
文中综述了磁流变液及磁流变液制动器的研究现状，并指出磁流变制动器作为一种新型、环保、节能的制动器将有很大的市场潜力，其较之传统液压式制动器优势明显，但要在乘用车上大规模使用，还需要进行更全面更深入的研究，以进一步提高磁流变液制动器的制动力矩，使其满足乘用车制动力矩要求。
认为可将液压式制动器与磁流变液制动器结合起来，研发出具有我国自主知识产权的一种新型的制动器，推动承用车制动器的更新换代。
【总页数】4页(P153-156)
【作者】郑开魁
【作者单位】福州大学机电工程实践中心，福建福州350108; 福州大学机械工程
及自动化学院，福建福州350108
【正文语种】中文
【中图分类】U463.5
【相关文献】
1.盘式磁流变液制动器的设计与性能研究 [J], 杨建军;付强;
2.圆槽盘式磁流变液制动器的设计研究 [J], 袁金福;王建文
3.盘式磁流变液制动器的设计与性能研究 [J], 杨建军;付强
4.基于COMSOL的磁流变液盘式制动器仿真优化与研究 [J], 吴彦达; 胡姗姗; 殷煜翔; 陈文娟; 房文静; 周杰
5.电动汽车磁流变液制动器优化及制动特性研究 [J], 倪晋尚
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磁粉制动器工作原理
磁粉制动器工作原理
在磁化环节中，当电流通过制动器的磁铁时，磁铁会产生一个强大的
磁场。
这个磁场会对磁粉产生影响，使得磁粉发生磁化。
磁铁的磁场越强，磁粉的磁化程度也就越高。
磁粉的磁化程度会决定磁粉的流动性，即磁粉
愈易流动，零件的摩擦阻力就愈小。
在制动环节中，当制动器需要制动时，控制电路会断开磁铁的电源。
磁场消失后，磁粉的磁化程度会逐渐减小。
磁粉开始失去磁性，恢复到非
磁化状态。
磁粉的非磁化状态使其变得更加粘稠，流动性变差。
磁粉的黏
滞力随着磁场的减弱而增大，使得转子受到制动器的阻力作用，减慢或停
止运动。
磁粉制动器的工作原理中，控制磁铁的电流起着关键作用。
通过调节
电流的大小可以控制磁场的强弱，从而改变磁粉的磁化程度。
当电流增大时，磁铁的磁场也会增强，磁粉的磁化程度也会跟着增加，使得磁粉的流
动性减小，制动器的阻力增大。
反之，当电流减小时，制动器的阻力减小。
磁粉制动器具有控制响应速度快、非常灵敏的优点。
由于磁粉的黏滞
力可以随着磁场的变化而瞬间改变，因此制动器可以实现快速启动和停止。
并且，制动器还可以根据工作条件的不同，调整磁化程度和阻力大小。
这
种灵活性使得磁粉制动器在各种需要精确控制转速和扭矩的机械系统中得
到广泛应用。
总之，磁粉制动器的工作原理是通过控制磁铁的磁场来改变磁粉的流
动性，实现对制动器阻力的精确控制。
它具有快速响应和灵活可调的特点，在工业应用中发挥了重要作用。
磁流变液制动特性测量实验装置研制
磁流变液制动特性测量实验装置研制李津宁;陈文娟【摘要】为研究磁流变液的制动特性设计了一种测量实验装置,该装置可通过控制外加磁场的大小来改变磁流变液的黏滞程度,从而控制制动过程.利用单片机采集制动过程中转速、制动时间以及线圈中励磁电流等参量,使用VB上位机对采集的数据进行处理并绘制出不同情况下的制动特性曲线.通过对各制动参量的理论分析与实验测量以探究磁流变液的制动特性.%In order to study the braking characteristics of magnetorheological fluid,a measuring device is designed,which can control the braking process by changing the viscosity of the magnetorheological fluid through controlling the magnitude of the external magnetic field.SCM is used to collect the parameters about the speed,the braking time and the exciting current in the coil,and the collected data is processed and the braking characteristic curve under different conditions is drawn by the VB host computer.Through the theoretical analysis and experimental measurement of the braking parameters,the braking characteristics of the magnetorheological fluid are explored.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2017(034)007【总页数】4页(P72-75)【关键词】磁流变液;制动特性;VB上位机【作者】李津宁;陈文娟【作者单位】中国石油大学(华东) 理学院, 山东青岛 266580;中国石油大学(华东) 理学院, 山东青岛 266580【正文语种】中文【中图分类】TB34磁流变液是1948年美国人Rabinow发现的一种黏度可控的流体,在没有外加磁场时它表现为流动性良好的牛顿流体,当外加磁场足够大时,其流动性完全消失并表现出类似固体的力学性质[1-3]。
基于磁流变效应的汽车ABS制动器性能研究
１ 汽车前轮磁流变制动器
磁流变液体有多种设计结构和工作形式ꎬ诸如 圆筒 式 和 圆 盘 式 等 结 构、 剪 切 和 挤 压 等 工 作 形 式[５] ꎮ 前轮磁流变制动器利用圆盘式结构的剪切 工作原理进行设计ꎬ轮毂左右部前轮轮胎结构较普 通轮胎结构有所改变ꎬ轮毂左右部由制动盘、固定 盘、轮毂左右部、励磁线圈等组成ꎮ 轮毂左右部与 前轮轴之间有圆锥滚子轴承ꎬ轮毂左右部通过螺栓 固定ꎻ两隔磁固定环与固定盘固定一起ꎬ外部支撑 励磁线圈ꎬ同时两隔磁固定环分别固定于左右两轮 毂内侧ꎬ之间用大 Ｏ 型密封圈密封ꎻ左右制动盘通 过花键固定在前轮轴上ꎮ 对于后轮驱动的汽车来 说ꎬ前轮是从动轮ꎬ轮胎、轮毂左右部、隔磁固定环、 固定盘和励磁线圈固定成一整体并随着前轮轴转 动ꎮ 轮毂左右部内侧、隔磁固定环、固定盘和左右 制动盘之间 形 成 密 闭 的 空 间ꎬ 内 部 充 满 磁 流 变 液 体ꎬ制动器中产生制动力矩的磁流变液是以 Ｒ１ 和
的控制ꎬ进而达到汽车制动要求[４] ꎮ 将磁流变制 动装置应用于汽车前轮的刹车控制ꎬ首先设计前轮 磁流变制动装置并推导出其制动力矩公式ꎬ并基于 模糊滑 模 变 结 构 控 制 算 法 对 磁 流 变 制 动 器 进 行 ＡＢＳ 控制器设计ꎬ最后进行 １ / ４ 车体的前轮磁流变 制动器防抱死制动性能仿真ꎮ
矩公式时ꎬ作出如下假设:(１) 假设磁流变液是不
可压缩的ꎻ(２) 忽略重力影响ꎻ(３) 忽略磁滞现象ꎬ
认为其响应具有瞬时性ꎻ(４) 忽略由于加工和工艺
带来的认为误差等[６] ꎮ
所设计的前轮磁流变制动器是双盘式结构ꎬ所
以制动器本身具有四个工作面ꎬ假设四个工作面相
同ꎬ可推导 出 磁 流 变 制 动 器 的 制 动 力 矩 计 算 公 式
A0级小型纯电动汽车磁流变液制动器结构设计及其性能研究
A0级小型纯电动汽车磁流变液制动器结构设计及其性能探究摘要：随着环保意识的增强和新能源汽车市场的兴起，A0级小型纯电动汽车受到越来越多的关注。
作为重要的安全设备之一，制动系统的设计和性能对于车辆的行驶安全至关重要。
本文针对A0级小型纯电动汽车，基于磁流变液技术，设计了一种新型结构的制动器，并对其性能进行了探究。
探究结果表明，该制动器在提供良好制动效果的同时，具有较高的能量回见效率和较低的使用成本，具备宽广的市场前景。
1. 引言随着全球气候变暖问题的逐渐凸显，新能源汽车作为替代传统燃油车的首选，迅速崛起。
尤其是A0级小型纯电动汽车，以其小巧灵活、零排放等优势，成为消费者的热门选择。
然而，随着A0级小型纯电动汽车的普及，其安全性问题也成为关注焦点。
制动系统作为车辆行驶安全的重要组成部分之一，对于A0级小型纯电动汽车的制动效果、能量回见效率以及使用成本等方面有着重要影响。
因此，设计一种高效、好用的制动器对于提高A0级纯电动汽车的安全性能具有重要意义。
2. 制动器结构设计基于磁流变液技术的特点，本文设计了一种新型结构的制动器。
该制动器由主缸、磁流变离合器、制动盘和刹车片等组成。
主缸负责给制动系统提供压力，磁流变离合器通过控制磁场的强弱来调整制动力大小。
制动盘和刹车片则起到制动摩擦的作用。
为了提高磁流变液制动器的制动效果，本文将制动盘和刹车片接受了新型材料，以增加摩擦系数。
同时，接受了新型的热敏感系统，实时监测制动器的温度，并依据温度的变化调整制动力大小。
3. 性能探究为了验证新型磁流变液制动器的性能，本文进行了一系列的试验探究。
起首，使用试验台对制动器的制动效果进行了测试。
结果显示，新型磁流变液制动器具有快速响应、高精度的制动效果，极大地提高了车辆的制动稳定性和操控性能。
其次，本文对制动器的能量回见效率进行了测算。
试验结果显示，新型磁流变液制动器能够高效地将制动过程中产生的动能转化为电能，并实时反馈给电动汽车的储能系统，大幅度提高了电池的充电效率，降低了车辆的使用成本。
一种新型旋转式磁流变制动器[实用新型专利]
![一种新型旋转式磁流变制动器[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/7d4e9d55c77da26924c5b071.png)
专利名称：一种新型旋转式磁流变制动器专利类型：实用新型专利
发明人：徐明,李林森,曹大雨,胡国良
申请号：CN201820950427.1
申请日：20180620
公开号：CN208331046U
公开日：
20190104
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种新型磁流变转动阻尼器，主要由左端盖、制动器内筒、励磁线圈、阻尼器外筒、线圈载体铁芯、螺旋式活塞杆、左端盖、右轴承等组成。
电源通过励磁线圈通电产生磁场，磁流变液在螺旋式活塞杆推动作用下，在阻尼间隙内螺旋式运动，并在磁场作用下产生磁流变效应，使得磁流变液的剪切应力增加，产生较大转动力矩，阻碍螺旋式活塞杆的转动。
该实用新型采用螺旋式活塞杆来改变磁流变液的流动方式，可在磁流变液用量不变的情况下，通过增大接触面积来增加制动力矩。
励磁线圈缠绕在线圈载体铁芯上使得制动器的结构简单紧凑，便于拆装与维修。
本实用新型特别适合应用于半主动控制的制动场合，以及座椅悬架等转动场合的减震抗震。
申请人：华东交通大学
地址：330013 江西省南昌市昌北经济技术开发区双港东大街808号
国籍：CN
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磁刹车机制研究报告
圆盘初转速W的大小对制动效果的影响
公式推导和查询
*常规推导，感应电动势 ：ε = vBL 推得转动时→ ε= wB r Im =ε/ R = wB r / R 载流导线在磁场中所受的力 ： F = ImLB 推得转动时→ M= Im r B
*查文献得，磁刹车力矩M磁制=kwB*B K为一常数，与电磁铁到导体板距离、相对位
则： 总的制动力矩M总=IW0/t
M总=Mf+M磁制
3.由公式M磁制=KWB*B推导可知：当磁强B为定 值且不为零时,磁制力矩在圆盘转速从V0降低 到0的过程中非均匀变化（制动过程中制动力 矩随着转速的改变而改变）。
因此，为提高对K测量精度 尽量减短圆盘转动持续的时间， 可把公式 M磁制=KWB*B 中的角速度W看为W0/2,也就是整个过程 中转速的平均值
总结
对于本磁刹车演示仪：
磁刹车力矩（磁刹车效果）：
M磁制=0.303WB*B
M磁制单位为：Nm
(牛*米） 圆盘角速度W，单位为：rad/s (弧度/秒） 磁感应强度B,单位为：T （特斯拉）
磁刹车效果与 角速度和磁感应强 度的平方的积 成正比
不足之处分析
1.实验数据不够准确，如人工采集电动机断 电后的转动持续时间，反应时间和动作等 因素引入误差 2.个人相关知识和能力欠缺 3.未够全面研究影响磁刹车的各种因素
演示仪操作过程中有趣的现象
电动机断电后，其电压值在此瞬间跳到一 个更小的电压值，然后才随着转速的减小 而减小。
对本次科技活动的感想
尝试一些新事物，尽管不十分把握，从中 拓宽视野增长技能 成和败都产生进步新机会 学会寻找帮助，个人能力有限 学会将理论应用到实际生活中，理论的价 值靠实践来证明
偶合器型磁流变体钻机辅助刹车的研究的开题报告
偶合器型磁流变体钻机辅助刹车的研究的开题报告一、选题背景：随着钻机技术的不断发展，钻机工作效率得到了极大地提高，但在高速转动时，钻机运行危险性也相应增加。
因此，研究一种能够有效控制钻机停车的刹车系统，不仅能够保障工作安全，同时能够提高钻机的生产效率，对于大型钻机的研发具有重要的意义。
二、选题目的与意义：本课题拟研究的偶合器型磁流变变量钻机辅助刹车技术，通过研究磁流变技术，将磁场的作用转化为线性耗散，从而实现辅助刹车，达到控制钻机停车的目的。
该技术不仅可以提高钻机的安全性，同时也可以提高钻机的生产效率，减少停车的时间，从而进一步提高钻机的使用效率，具有广泛的应用前景。
三、研究内容与方法：本研究主要内容包括：1.磁流变效应与钻机辅助刹车原理的研究，探究磁流变对停车的控制作用；2.偶合器型磁流变变量钻机辅助刹车系统的设计，利用磁流变技术以及偶合器的作用，实现辅助刹车的控制；3.辅助刹车系统的性能测试与分析，对系统的控制效果进行评估。
本研究主要采用理论研究和实验研究相结合的方法，通过理论模型的建立和仿真模拟的分析，研究刹车系统的控制原理和性能。
同时，通过实验研究，对辅助刹车系统的钻机停车控制效果进行测试和分析，从而验证理论模型的正确性和可行性。
四、研究预期成果：本研究主要预期取得以下成果：1.建立偶合器型磁流变变量钻机辅助刹车系统的理论模型，探究刹车原理；2.设计开发一种高效稳定的偶合器型磁流变变量钻机辅助刹车系统，满足高速转动时钻机的停车控制要求；3.对系统的性能进行测试和分析，评估实现效果和经济效益；4.取得智能钻机控制技术的新突破。
五、结语：偶合器型磁流变变量钻机辅助刹车技术是一项应用于高速转动的控制系统，该系统不仅可以提高钻机的安全性，降低事故风险，同时也可以提高钻机的生产效率，缩短停车时间，节省成本。
此项研究的开展不仅对钻机工程的发展具有重要意义，也为智能控制技术的进一步应用提供了新的思路和方法。
一种新型剪切阀式旋转MR制动器的开发与评估
一种新型剪切阀式旋转MR制动器的开发与评估方映平;陈大鹏;刘佳;张运杰;陈庚【期刊名称】《测控技术》【年(卷),期】2024(43)4【摘要】基于磁流变(Magnetorheological,MR)液的流变特性,MR制动器具有的高转矩-体积比(Torque-to-Volume Ratio,TVR)和低功耗优点使其成为一种应用前景广泛的被动力输出装置。
为了提高旋转型MR制动器在单位空间内的输出制动转矩,基于凸轮结构提出了一种在剪切阀模式下工作的旋转型MR制动器。
首先,介绍了这种新型MR制动器的总体结构,并基于Bingham塑性模型和凸轮模型对MR制动器的输出制动转矩进行了理论推导。
然后,利用ANSYS软件和多目标优化设计方法,对制动器的结构进行有限元分析,得到最优的几何参数。
在自主搭建的实验平台上对制动器进行了性能测试实验,结果表明,该制动器具有较高的TVR、较低的初始制动转矩和良好的动态特性。
该制动器在较小的体积下能够实现最大42.4 kN/m^(2)的TVR,可以很好地满足力触觉交互、康复训练、可穿戴设备等需要小体积和大输出转矩的应用场景。
【总页数】9页(P68-76)【作者】方映平;陈大鹏;刘佳;张运杰;陈庚【作者单位】南京信息工程大学自动化学院;江苏省智能气象探测机器人工程研究中心;江苏省大气环境与装备技术协同创新中心【正文语种】中文【中图分类】TP24;TH7【相关文献】1.一种新型旋转式数字粘度仪的研究和开发2.一种新型阻尼式旋转喷头的开发与应用3.一种旋转阀芯式流量控制阀的内部流场分析4.达州市通川区石梁子滑坡治理工程案例分析5.剪切式旋转阀高速脉冲器定转子间隙对脉冲幅度的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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作者简介 ： 柏宗春（ ８ 年 一 ， ， １ １ ）男 博士研 究生 ， ９ 主要研究方 向为基 于
磁流变技术气动伺服 的研究 。
２１ ０ ０年 ７ 月
柏宗春等 ： 基于磁流变原理的旋转制动器 的研究
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Ａ ｓｍ ｔｃＭｏｅ ；由于模 型 为规 则 的长 方 形 ， ｘｙ ｍｅ ｉ ｄ１ ｒ ） 故 选 取 二 次 四边 形 等 参 单 元 （Ｌ Ｎ ５）该 单 元 求 解 Ｐ Ａ Ｅ ３， 精度 高 、 界适应 性强 。 流变制 动器 磁路模 型 分别 边 磁 由上下壳 体 、 励线 圈 、 轴 、 动器 转 盘 、 磁环 、 激 转 制 隔 以及 工作气 隙组 成 。 据给 定结 构尺 寸建立 模 型 ， 根 励 磁线 圈 以电流源 的形式 加载 ， 不考 虑漏 磁 ， 通量 平 加 行条件 。 Ｎ Ｙ Ａ Ｓ Ｓ软件对 电磁 场分 析求解 出节 点 的矢
关键词 ： 旋转制动器 ； 磁流变液制动器 ； 磁流变效应 ； 制动性能
中图分类号： Ｈ１７ Ｔ ３． ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：１７ — ９ ４（０ ０ ０ — ０ ８ ０ ３ ６２ ８０ ２ １ ）４ ０ ２ － ０
引 言
磁 流变 液 （ Ｆ是 一 种 新 型 智 能材 料 ， 在 无 ＭＲ ） 它 外加磁场时 ， 流变特性与普通牛顿流体类似 ， 但在外 加 强磁 场作 用 下可 产 生磁 流变 效 应 ， 即表 观 粘度 可 在 ｍ 级内增加几个数量级 ，呈现类似 固体 的力学 ｓ 性质， 且屈 服应力 与粘 度能 够随磁 场发 生可逆 变化 。 利 用磁 流变效应 可 以制造 出结构 简单 、 响应速 度快 、 调 控方 便 的各 种动 力传 递 装置 ｆ １ １ 文根 据 磁 流变 。本 液 流变特 性 ， 计 了磁流变 液旋转 制动 器 ， 出 了制 设 给 动 器 的结构 及 工作 原理 ， 用 磁 场有 限元 分 析 的方 采 法 圆 对 制 动 器 工 作 间 隙 的磁 场 分 布及 强 度 进 行 分 ， 析， 推导 了制动 器 的制动力 矩公式 ， 出仿真及 实验 给 测 试结果 并对 制动性 能进行 了分 析 。
第４ （ 期 总第 ４ 期 ） １
２１ ０ ０年 ７月
赢体秸幼与 控副
Ｆ ｕｄＰｏ ｒＴｒｎ ｍｉｓｏ ｎ ｎｒｌ ｌ ｉ ｗｅ ａ ｓ ｓｉｎ ａ ｄ Ｃｏ ｔｏ
基 于磁 流变原 理 的旋 转 制动器 的研究
柏 宗春 李小 宁 陈 新
（ 南京理工大学 Ｓ Ｃ气 动技术 中心 江苏南京 ２ ０ ９ Ｍ １０ ４） 摘要 ： 根据磁流变液的流变特性 ， 设计了磁 流变液制动器 ， 给出了制动器的结构及工作原理 ， 采用磁场有限元分析的 方法 ， 对制动器工作 间隙的磁场分布及强度进行 分析 ， 建立 了制动器 的制 动力矩模型 ， 给出了制 动力 矩的仿 真及 实 验测试结果并对制动性能进行 了分析。
收稿 日期 ：０ ０ ０ — １ ２ １ — ４ ２
器设计 的重要部分。针对所设计的磁路结构 ， 应用 Ａ Ｓ Ｓ００软件 在输 入控 制 电流 为 ２ Ｎ Ｙ １． Ａ的情 况进 行 有限元仿真分析。 在对磁流变制动器磁路性能验证的有限元仿真 分析过程 中， 类似标量磁位分析 ， 将模型简化为 ２ Ｄ 静 态 电 磁 场 分 析 。 采 用 二 维 轴 对 称 模 型 ｆＤ， ２
所 设计 的磁 流 变液 制 动 器 结构 如 图 １ 所示 ， 主
效应 ， 流变液 体 中的磁性 固体粒 子被磁 化 ， 磁 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 ， 现 出塑性体 的特征 ， 表 主轴带 动 转 盘转 动 剪切 磁 流变液 中的链 状 结构 ， 而加 大 转 从 动 的阻力 ， 到 了制 动的作 用 ， 时磁流 变制动器 所 起 此
切 工作 间 隙 中的磁链 ，由剪 切应 力引起 制 动力矩 为
２ 磁 场 分 析 磁流 变液 流变 特性 表 明 ，磁流 变液 产生 的屈 服 应力 与作 用在 磁 流变液 上 的 磁场 强度 有 直接 关 系 ， 因此对 工作 间隙 的磁 场设计 与分 析是磁 流变液 制动
变液体 ， 当线圈不通电时， 磁流变液保持其流动性 ， 不影 响主轴 的 回转 运动 ， 壳体 与转盘 相分离 ， 时磁 此 流变 制动 器所 能 传递 的力 矩 仅为 粘 性 阻力 矩 ； 当线 圈通电后 ， 在空间产生磁场 ， 磁流变液体发生磁流变
传 递 的力 矩 主要来源 于 由磁流变 效应所 引起 的力 矩 分 量 ， 大小远 远超过 粘性 阻力矩 ， 其 且可 以通过调 节 磁 感应 强度 的大小来 对其 进行控 制 。
要 由壳体 、 盘 、 转 电磁线 圈 、 磁流 变液 、 主轴 、 封 圈 、 密 轴 承等构 成 。 转 盘通 过 平键 来 限制 它 的周 向转 动 ， 过 轴肩 通 和挡 圈限制 它的轴 向移动 ， 使其 固定在 主轴上 ， 了 为 方 便 电磁线 圈 以及 转盘 的安装 ， 采用左 、 右两 壳体构 成 整 个壳 体 的结构 形 式 ， 流变 液 充满 于壳 体 与转 磁 盘 中间 。 从 图 １ 见 ，磁 流变 制 动器 由壳 体与 转 盘两部 可 分组成 ： 壳体 与转 盘作 为两个极 板 ， 间充满 了磁 流 其
惜
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图 １ 磁 流 变 制 动 器 结 构 示 意 图
１ 液体 注入孔 ；－ 一 ２ 左壳体 ；－ ３ 电磁线 圈；一 ４ 右壳体 ；－ ５ 主
轴 ；－ ６ 转盘 ；一 ７ 密封圈 ；－ ８ 深沟球轴 承
１ 结构 及 工作 原 理