一種帶有控制系統(tǒng)的磁流變恒加速軟啟動(dòng)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種帶有控制系統(tǒng)的磁流變恒加速軟啟動(dòng)裝置，屬于磁流變液傳動(dòng)領(lǐng)域。其中，大功率磁流變恒加速軟啟動(dòng)裝置及其控制系統(tǒng)分為裝置部分和控制部分；裝置部分采用雙盤式磁流變液傳動(dòng)方式，兩傳動(dòng)圓盤工作面具有徑向條紋溝槽，兩盤間充滿磁流變液，其外部繞有勵(lì)磁線圈?？刂撇糠钟蓴?shù)據(jù)處理器、主控制器、傳感器、電流控制器以及液壓缸控制閥組成。本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)磁流變液加壓和改變雙盤內(nèi)壁面的表面結(jié)構(gòu)提高了磁流變軟啟動(dòng)裝置的最大扭轉(zhuǎn)力矩，并且實(shí)現(xiàn)了在啟動(dòng)過(guò)程中恒加速度軟啟動(dòng)系統(tǒng)的控制。
【專利說(shuō)明】
一種帶有控制系統(tǒng)的磁流變恒加速軟啟動(dòng)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種磁流變軟啟動(dòng)裝置，尤其是一種大功率磁流變恒加速軟啟動(dòng)裝置及其控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]磁流變液是一種新型的智能材料，當(dāng)無(wú)外加磁場(chǎng)時(shí)，其呈現(xiàn)出低粘度類牛頓流體特性。而外加磁場(chǎng)的情況下，可以將流變性能良好的液體形態(tài)，在毫秒級(jí)的時(shí)間內(nèi)變成類似固態(tài)的材料，而一旦磁場(chǎng)失去作用，又將恢復(fù)至液態(tài)。磁流變液在磁場(chǎng)作用下磁流變液中磁性顆?？尚纬赏ㄦ?、支鏈、孤立鏈和柱狀鏈等微觀結(jié)構(gòu)，而各類微觀鏈結(jié)構(gòu)的末端容易斷裂，因此，單純地依靠剪切模式很難提高磁流變液的屈服強(qiáng)度。但是，當(dāng)磁流變液在磁場(chǎng)中受到沿磁場(chǎng)方向的外加正壓力時(shí)，其剪切應(yīng)力可以得到較大提高，甚至是提高一個(gè)數(shù)量級(jí)。這種通過(guò)施加壓力改變磁流變液性能的方法即所謂的磁流變液擠壓強(qiáng)化技術(shù)。磁流變液形成柱鏈狀微觀結(jié)構(gòu)還沒(méi)有發(fā)生剪切，磁流變液中的鐵磁顆粒與傳動(dòng)壁面間就存在了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象即為壁面滑移，減小甚至避免壁面滑移可提高磁流變液的固化強(qiáng)度。由于磁流變液的這種優(yōu)良的流變特性，其在機(jī)械、汽車等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)專利:CN100359198C公開(kāi)了一種磁流變軟啟動(dòng)裝置，將主動(dòng)件做成空腔，其內(nèi)放置形狀與其相匹配的從動(dòng)件，通過(guò)兩組電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)增大其扭轉(zhuǎn)力矩。CN102297213B公開(kāi)了一種多片式磁流變軟啟動(dòng)裝置，采用多片式結(jié)構(gòu)，增大扭矩的變化范圍，可實(shí)現(xiàn)重型機(jī)械設(shè)備的可控軟啟動(dòng)。CN102359513B公開(kāi)了一種水冷式磁流變軟啟動(dòng)裝置，采用多個(gè)主，從動(dòng)圓筒間隙布置的結(jié)構(gòu)形式，增大了軟啟動(dòng)裝置的扭轉(zhuǎn)力矩。上述磁流變軟啟動(dòng)裝置增大扭轉(zhuǎn)力矩主要有兩種方式:一方面通過(guò)增大勵(lì)磁線圈的電流，進(jìn)而增大磁場(chǎng)強(qiáng)度，提高磁流變液的固化強(qiáng)度。增大勵(lì)磁線圈的電流在一定范圍內(nèi)可以有效地增加扭轉(zhuǎn)力矩，但是當(dāng)磁流變液達(dá)到磁飽和之后，增大勵(lì)磁線圈的電流則無(wú)法繼續(xù)提高扭轉(zhuǎn)力矩。另一方面，通過(guò)增加摩擦片的數(shù)量形成多個(gè)阻尼腔，從而增大軟啟動(dòng)裝置最大扭轉(zhuǎn)力矩。但是，增加摩擦片的數(shù)量不但使裝置更加復(fù)雜，難以進(jìn)行加工和裝配，而且操作困難，可靠性得不到保證。而且上述磁流變軟啟動(dòng)裝置對(duì)其啟動(dòng)加速度沒(méi)有實(shí)現(xiàn)有效的控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種大功率磁流變恒加速軟啟動(dòng)裝置及其控制系統(tǒng)，一方面當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到磁流變液飽和磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，增大磁流變液的壓力可繼續(xù)增大其固化強(qiáng)度，極大地提高了軟啟動(dòng)裝置的最大扭轉(zhuǎn)力矩。另一方面，在圓盤的表面設(shè)置徑向溝槽，減小了磁流變液固化后的壁面滑移，增大了軟啟動(dòng)裝置的最大扭轉(zhuǎn)力矩。并通過(guò)對(duì)勵(lì)磁電流大小和磁流變液壓力的智能控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)磁流變液流變特性的控制，并最終實(shí)現(xiàn)磁流變液軟啟動(dòng)裝置的恒加速啟動(dòng)。
[0004]本實(shí)用新型為了解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種大功率磁流變恒加速軟啟動(dòng)裝置及其控制系統(tǒng)，分為裝置部分和控制部分;大功率磁流變軟啟動(dòng)裝置部分包括左導(dǎo)磁外殼、出液/壓力測(cè)量端口、軸承端蓋、圓螺母、圓錐滾子軸承、主動(dòng)軸、主動(dòng)圓盤、隔磁環(huán)、勵(lì)磁線圈、密封圈、進(jìn)液/加壓端口、從動(dòng)圓盤、右導(dǎo)磁外殼、圓錐滾子軸承、圓螺母、從動(dòng)軸和軸承端蓋。左導(dǎo)磁外殼與右導(dǎo)磁外殼通過(guò)螺釘扣合固定在一起，左導(dǎo)磁外殼的端部通過(guò)螺釘固定帶有密封圈的軸承端蓋，主動(dòng)軸通過(guò)一對(duì)圓錐滾子軸承與左導(dǎo)磁外殼相連，圓螺母將圓錐滾子軸承壓緊固定，主動(dòng)圓盤通過(guò)螺釘固定在主動(dòng)軸的右端，從動(dòng)軸通過(guò)一對(duì)圓錐滾子軸承固定在右導(dǎo)磁外殼上，右導(dǎo)磁外殼端部通過(guò)螺釘固定帶有密封圈的軸承端蓋，從動(dòng)圓盤通過(guò)螺釘固定在從動(dòng)軸的左端，在主動(dòng)圓盤、從動(dòng)圓盤與左導(dǎo)磁外殼、右導(dǎo)磁外殼構(gòu)成的凹槽內(nèi)依次設(shè)有勵(lì)磁線圈、隔磁環(huán)、密封圈，隔磁環(huán)上設(shè)有注入磁流變液和對(duì)磁流變液加壓的進(jìn)液/加壓端口以及排出磁流變液和測(cè)量磁流變液壓力的出液/壓力測(cè)量端
□ O
[0005]進(jìn)一步，所述主動(dòng)圓盤和從動(dòng)圓盤的工作面具有徑向條紋溝槽，溝槽寬度為2mm，深度為0.5mm。
[0006]進(jìn)一步，主動(dòng)圓盤與制動(dòng)圓盤間的間隙1.5-2mm。
[0007]進(jìn)一步，主動(dòng)圓盤與制動(dòng)圓盤的內(nèi)表面都具有徑向條紋溝槽，減小磁流變液與圓盤的壁面滑移，提高磁流變液固化后的傳動(dòng)能力。
[0008]大功率磁流變恒加速軟啟動(dòng)裝置的控制部分，包括輸入端轉(zhuǎn)速傳感器、輸出端轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)速加速度傳感器、勵(lì)磁線圈電流傳感器、磁流變液壓力傳感器、數(shù)據(jù)處理器、擴(kuò)展數(shù)據(jù)連接設(shè)備、MCU控制器、勵(lì)磁線圈電流控制器以及液壓缸增壓控制閥。
[0009]其中，輸入端轉(zhuǎn)速傳感器、輸出端轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)速加速度傳感器、勵(lì)磁線圈電流傳感器、磁流變液壓力傳感器通過(guò)對(duì)應(yīng)探頭分別檢測(cè)輸入端轉(zhuǎn)速、輸出端轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)速加速度、勵(lì)磁線圈電流及磁流變液壓力，并將數(shù)據(jù)交由數(shù)據(jù)處理器分析處理，按照一定的通信協(xié)議將數(shù)據(jù)發(fā)給擴(kuò)展數(shù)據(jù)連接設(shè)備和MCU控制器，MCU控制器依照預(yù)先設(shè)定的緩沖值及數(shù)據(jù)處理器發(fā)來(lái)的檢測(cè)數(shù)據(jù)綜合計(jì)算，通過(guò)一定的算法規(guī)則解算出勵(lì)磁線圈電流和液壓缸壓力的參考數(shù)據(jù)，依照控制規(guī)則，當(dāng)勵(lì)磁線圈電流達(dá)到飽和值之前MCU處理器不會(huì)對(duì)液壓缸給出壓力增加的控制信號(hào)，勵(lì)磁線圈電流參考數(shù)據(jù)將發(fā)送給勵(lì)磁線圈電流控制器，進(jìn)而將電流參考數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為實(shí)際控制電流，同理，液壓缸壓力參考數(shù)據(jù)將發(fā)送給液壓缸增壓控制閥，將壓力參考數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為實(shí)際液壓壓力。同時(shí)，MCU控制器解算出的勵(lì)磁線圈電流和液壓缸壓力的參考數(shù)據(jù)也將通過(guò)通信協(xié)議反饋給數(shù)據(jù)處理器，進(jìn)而通過(guò)數(shù)據(jù)處理器將參考數(shù)據(jù)發(fā)給擴(kuò)展數(shù)據(jù)連接設(shè)備。工作過(guò)程中，整套控制系統(tǒng)的各個(gè)傳感器將持續(xù)工作，隨時(shí)收集大功率磁流變軟啟動(dòng)裝置的工作狀態(tài)信息，通過(guò)數(shù)據(jù)處理器將這些信息和可能通過(guò)擴(kuò)展數(shù)據(jù)連接設(shè)備得到的緩沖值一同發(fā)給MCU處理器，用于隨時(shí)調(diào)整對(duì)勵(lì)磁線圈電流控制器以及液壓缸增壓控制閥的控制。
[0010]當(dāng)輸出端轉(zhuǎn)速和輸入轉(zhuǎn)速一致時(shí)，M⑶處理器將通過(guò)勵(lì)磁線圈電流控制器以及液壓缸增壓控制閥控制勵(lì)磁線圈電流和液壓缸壓力保持當(dāng)前值不變，并在輸入轉(zhuǎn)速改變或者負(fù)載扭矩改變之前維持這個(gè)值。
[0011 ] 進(jìn)一步，主控制器包括M⑶控制器、數(shù)據(jù)采集處理器、A/D轉(zhuǎn)換器以及D/A轉(zhuǎn)換器;其中，M⑶控制器主要用于邏輯功能的控制，A/D轉(zhuǎn)換器和數(shù)據(jù)處理器主要用于采集傳感器數(shù)據(jù)，D/A轉(zhuǎn)換器用于控制勵(lì)磁線圈電流控制器及輔助增壓控制器。
[0012]進(jìn)一步，數(shù)據(jù)采集處理器包括數(shù)據(jù)處理器、壓力數(shù)據(jù)采集模塊、電流數(shù)據(jù)采集模塊、輸入端速度數(shù)據(jù)采集模塊、輸出端速度數(shù)據(jù)采集模塊、輸出端加速度數(shù)據(jù)采集模塊、擴(kuò)展數(shù)據(jù)連接設(shè)備以及相應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換器;其中，數(shù)據(jù)處理器用于完成對(duì)各個(gè)傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理，并將處理完成的數(shù)據(jù)遞交給MCU控制器以備控制使用;壓力數(shù)據(jù)采集模塊能夠采集磁流變液介質(zhì)的壓力數(shù)據(jù)，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器將數(shù)據(jù)交由數(shù)據(jù)處理器處理;電流數(shù)據(jù)采集模塊能夠采集電磁線圈中的電流數(shù)據(jù)，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器將數(shù)據(jù)交由數(shù)據(jù)處理器處理;主動(dòng)軸端和從動(dòng)軸端的速度采集模塊分別用于采集主動(dòng)軸端和從動(dòng)軸端的角速度，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器將數(shù)據(jù)交由數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行比對(duì);從動(dòng)軸端加速度采集模塊用于采集從動(dòng)軸端轉(zhuǎn)速增加的速度，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理器處理后用于閉環(huán)控制該大功率磁流變液軟啟動(dòng)裝置的緩沖速度;擴(kuò)展數(shù)據(jù)連接設(shè)備用于連接上位機(jī)或者編程卡，將各個(gè)傳感器數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)或者編程卡上，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控該大功率磁流變液軟啟動(dòng)裝置的狀態(tài)，并可以通過(guò)上位機(jī)或者編程卡設(shè)定該大功率磁流變液軟啟動(dòng)裝置的緩沖速度。
[0013]進(jìn)一步，輔助阻尼控制器包括勵(lì)磁線圈和液壓缸控制閥；其中，勵(lì)磁線圈可以改變磁流變液介質(zhì)中的磁場(chǎng)強(qiáng)度，液壓缸控制閥用于改變液壓缸輸出的壓力，進(jìn)而控制固化后磁流變液的壓力。
[0014]本實(shí)用新型與【背景技術(shù)】相比，具有的增益效果是:
[0015](I)本實(shí)用新型傳動(dòng)圓盤的表面具有徑向條紋溝槽，減小磁流變液與圓盤的壁面滑移，提高磁流變液固化后的傳動(dòng)能力。
[0016](2)本實(shí)用新型通過(guò)控制器給磁電線圈增大給定的電流值以產(chǎn)生相應(yīng)的電磁量，從而增強(qiáng)磁流變介質(zhì)的剪切屈服強(qiáng)度;通過(guò)改變液壓油缸對(duì)磁流變液介質(zhì)施加的壓力值，輔助增加固化后的磁流變液介質(zhì)的剪切屈服應(yīng)力，提高了其傳動(dòng)能力。并通過(guò)對(duì)勵(lì)磁電流和壓力的伺服控制，最終實(shí)現(xiàn)負(fù)載裝置的軟啟動(dòng)。
[0017](3)本實(shí)用新型在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，可以用上位機(jī)或者編程卡通過(guò)擴(kuò)展數(shù)據(jù)連接設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控該大功率磁流變液軟啟動(dòng)裝置的傳感器信息及運(yùn)行信息，并可以實(shí)時(shí)改變?cè)摯蠊β蚀帕髯円很泦?dòng)裝置的啟動(dòng)加速度。
[0018](4)輔助阻尼控制器通過(guò)數(shù)據(jù)采集處理器采集的電流及壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行閉環(huán)控制，確保了磁流變液軟啟動(dòng)裝置的伺服控制性能。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖
[0020]圖2是是本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)示意圖
[0021]圖3是本實(shí)用新型的二級(jí)控制原理圖
[0022]圖4是本實(shí)用新型的傳動(dòng)圓盤結(jié)構(gòu)不意圖
[0023]附圖中:I左導(dǎo)磁外殼，2出液/壓力測(cè)量端口，3軸承端蓋，4圓螺母，5圓錐滾子軸承，6主動(dòng)軸，7主動(dòng)圓盤，8隔磁環(huán)，9勵(lì)磁線圈，10密封圈，11進(jìn)液/加壓端口，12從動(dòng)圓盤，13右導(dǎo)磁外殼，14圓錐滾子軸承，15圓螺母，16從動(dòng)軸，17軸承端蓋。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0025]如圖1所示，一種大功率磁流變恒加速軟啟動(dòng)裝置及其控制系統(tǒng)，分為裝置部分和控制部分；
[0026]如圖2和圖4所示，大功率磁流變軟啟動(dòng)裝置部分包括左導(dǎo)磁外殼1、出液/壓力測(cè)量端口 2、軸承端蓋3、圓螺母4、圓錐滾子軸承5、主動(dòng)軸6、主動(dòng)圓盤7、隔磁環(huán)8、勵(lì)磁線圈9、密封圈1、進(jìn)液/加壓端口 11、從動(dòng)圓盤12、右導(dǎo)磁外殼13、圓錐滾子軸承14、圓螺母15、從動(dòng)軸16和軸承端蓋17。左導(dǎo)磁外殼I與右導(dǎo)磁外殼13通過(guò)螺釘扣合固定在一起，左導(dǎo)磁外殼I的端部通過(guò)螺釘固定帶有密封圈的軸承端蓋3，主動(dòng)軸6通過(guò)一對(duì)圓錐滾子軸承5與左導(dǎo)磁外殼I相連，圓螺母4將圓錐滾子軸承5壓緊定位，主動(dòng)圓盤7通過(guò)螺釘固定在主動(dòng)軸6的右端，從動(dòng)軸16通過(guò)圓錐滾子軸承14固定在右導(dǎo)磁外殼13上，右導(dǎo)磁外殼13端部通過(guò)螺釘固定帶有密封圈的軸承端蓋17，從動(dòng)圓盤12通過(guò)螺釘固定在從動(dòng)軸16的左端，在主動(dòng)圓盤7、從動(dòng)圓盤12與左導(dǎo)磁外殼1、右導(dǎo)磁外殼13構(gòu)成的凹槽內(nèi)依次設(shè)有勵(lì)磁線圈9、隔磁環(huán)8、密封圈10，隔磁環(huán)8上設(shè)有注入磁流變液和對(duì)磁流變液加壓的進(jìn)液/加壓端口 11以及排出磁流變液和測(cè)量磁流變液壓力的出液/壓力測(cè)量端口 2。
[0027]在勵(lì)磁線圈9中通入電流，在表面開(kāi)有徑向溝槽的主動(dòng)圓盤7和從動(dòng)圓盤12之間產(chǎn)生具有一定磁感應(yīng)強(qiáng)度的磁場(chǎng)，并且磁場(chǎng)強(qiáng)度隨電流增大而增大。兩圓盤間隙中的磁流變液在磁場(chǎng)方向形成柱鏈狀微觀結(jié)構(gòu)，瞬間由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘牍虘B(tài)，并且其固化強(qiáng)度隨著磁場(chǎng)的增強(qiáng)而變大，從而主動(dòng)圓盤帶動(dòng)從動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)。當(dāng)磁流變液達(dá)到磁飽和之后，增大勵(lì)磁線圈9中的電流大小不再能夠提高制動(dòng)器的制動(dòng)扭矩。此時(shí)，可通過(guò)加壓端口對(duì)磁流變液進(jìn)行加壓，可以較大提高了磁流變液剪切應(yīng)力，從而提供更大的啟動(dòng)力矩。所述主動(dòng)圓盤和從動(dòng)圓盤的工作面具有徑向條紋溝槽，溝槽寬度為2_，深度為0.5_。主動(dòng)圓盤與制動(dòng)圓盤間的間隙1.5-2mm。
[0028]如圖3所示，大功率磁流變軟啟動(dòng)裝置的控制部分，包括輸入端轉(zhuǎn)速傳感器、輸出端轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)速加速度傳感器、勵(lì)磁線圈電流傳感器、磁流變液壓力傳感器、數(shù)據(jù)處理器、擴(kuò)展數(shù)據(jù)連接設(shè)備、MCU控制器、勵(lì)磁線圈電流控制器以及液壓缸增壓控制閥。
[0029]上述結(jié)構(gòu)具體的控制方法如下:
[0030](I)壓力數(shù)據(jù)采集模塊、電流數(shù)據(jù)采集模塊、主動(dòng)軸端速度數(shù)據(jù)采集模塊、從動(dòng)軸端速度數(shù)據(jù)采集模塊和從動(dòng)軸端加速度數(shù)據(jù)采集模塊分別采集電磁線圈中的電流信息、磁流變液介質(zhì)中的壓力信息、主動(dòng)軸端和從動(dòng)軸端轉(zhuǎn)速信息以及從動(dòng)軸端加速度信息，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器將這些信息傳輸至數(shù)據(jù)處理器；
[0031](2)數(shù)據(jù)處理器對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊采集的信息進(jìn)行處理，一方面將處理后的信息通過(guò)擴(kuò)展數(shù)據(jù)連接設(shè)備發(fā)送給上位機(jī)或者編程卡，另一方面將這些信息通過(guò)數(shù)據(jù)總線發(fā)送給MCU處理器；
[0032](3)M⑶處理器通過(guò)將主動(dòng)軸端和從動(dòng)軸端轉(zhuǎn)速信息以及從動(dòng)軸端加速度信息與預(yù)先設(shè)定的緩沖速度進(jìn)行比對(duì)得到對(duì)磁流變液介質(zhì)的阻尼控制信息；
[0033](4)M⑶處理器通過(guò)分析勵(lì)磁線圈中的電流信息和磁流變液介質(zhì)中的壓力信息分別得到對(duì)勵(lì)磁線圈和液壓缸控制閥的控制信息，并得到相對(duì)應(yīng)的控制指令，繼而將這些指令通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器發(fā)送給輔助阻尼控制器；
[0034](5)輔助阻尼控制器通過(guò)改變勵(lì)磁線圈的電流，從而控制磁流變液介質(zhì)中的磁場(chǎng)強(qiáng)度，進(jìn)而改變磁流變液介質(zhì)的剪切屈服強(qiáng)度;通過(guò)控制液壓缸控制閥的開(kāi)合程度，進(jìn)而改變液壓油缸施加給大功率磁流變液軟啟動(dòng)裝置中磁流變液的壓力；
[0035](6)M⑶處理器還會(huì)把對(duì)電磁線圈和液壓缸控制閥的控制信息通過(guò)數(shù)據(jù)總線發(fā)送給數(shù)據(jù)處理器，通過(guò)數(shù)據(jù)處理器將信息通過(guò)擴(kuò)展數(shù)據(jù)連接設(shè)備發(fā)送給上位機(jī)或者編程卡；
[0036](7)數(shù)據(jù)處理器還將不斷采集并處理來(lái)自于數(shù)據(jù)采集模塊和擴(kuò)展數(shù)據(jù)連接設(shè)備的信息，并將這些信息發(fā)送給MCU處理器，用于實(shí)時(shí)調(diào)整該大功率磁流變液軟啟動(dòng)裝置的緩沖速度及對(duì)輔助阻尼控制器的閉環(huán)控制。
[0037]如圖3所示，由于加壓必須在磁流變液固化后進(jìn)行，本實(shí)用新型提出了基于磁流變液的雙級(jí)控制方法。
[0038]在一級(jí)輸入情況下，數(shù)據(jù)處理器對(duì)電動(dòng)機(jī)的輸入轉(zhuǎn)速，以及大功率磁流變恒加速軟啟動(dòng)裝置的輸出轉(zhuǎn)速進(jìn)行采集經(jīng)過(guò)加法器進(jìn)行轉(zhuǎn)速差求解，其信號(hào)送至PID控制器，經(jīng)過(guò)PID調(diào)解，給出一級(jí)輸出的變量值，S卩勵(lì)磁線圈的電流輸出值，以此可增大磁流變液固化強(qiáng)度，進(jìn)而可以達(dá)到提高扭轉(zhuǎn)力矩的目的。
[0039]當(dāng)數(shù)據(jù)處理器對(duì)大功率磁流變恒加速軟啟動(dòng)裝置的電流值與輸出轉(zhuǎn)速之間的曲線關(guān)系進(jìn)行分析時(shí)，勵(lì)磁線圈的電流產(chǎn)生磁場(chǎng)使磁流變液達(dá)到磁飽和，此時(shí)飽和開(kāi)關(guān)閉合，開(kāi)啟二級(jí)輸入，MCU控制器自行進(jìn)入二級(jí)控制狀態(tài)。
[0040]在二級(jí)輸入的情況下，系統(tǒng)首先維持一級(jí)輸入的狀態(tài)，同時(shí)，開(kāi)啟液壓缸電磁換向閥，同時(shí)不斷采集液壓缸的輸出壓力，將此壓力信號(hào)送至MCU控制器進(jìn)行PID控制，通過(guò)不斷提高液壓缸的輸出壓力，進(jìn)而不斷增加大功率磁流變恒加速軟啟動(dòng)裝置的扭轉(zhuǎn)力矩，最終保證其按照需要加速啟動(dòng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶有控制系統(tǒng)的磁流變恒加速軟啟動(dòng)裝置，其特征在于:包括磁流變恒加速軟啟動(dòng)裝置部分和控制部分； 所述磁流變恒加速軟啟動(dòng)裝置部分包括左導(dǎo)磁外殼(I)、出液/壓力測(cè)量端口(2)、軸承端蓋(3)、圓螺母(4)、圓錐滾子軸承(5)、主動(dòng)軸(6)、主動(dòng)圓盤(7)、隔磁環(huán)(8)、勵(lì)磁線圈(9)、密封圈(10)、進(jìn)液/加壓端口(11)、從動(dòng)圓盤(12)、右導(dǎo)磁外殼(13)、圓錐滾子軸承(14)、圓螺母(15)、從動(dòng)軸(16)和軸承端蓋(17); 所述左導(dǎo)磁外殼(I)與右導(dǎo)磁外殼(13)通過(guò)螺釘扣合固定在一起，左導(dǎo)磁外殼(I)的端部通過(guò)螺釘固定帶有密封圈的軸承端蓋(3);所述主動(dòng)軸(6)通過(guò)一對(duì)圓錐滾子軸承(5)與左導(dǎo)磁外殼(I)相連，圓螺母(4)將圓錐滾子軸承(5)壓緊固定，主動(dòng)圓盤(7)通過(guò)螺釘固定在主動(dòng)軸(6)的右端，從動(dòng)軸(16)通過(guò)一對(duì)圓錐滾子軸承(14)固定在右導(dǎo)磁外殼(13)上，右導(dǎo)磁外殼(13)端部通過(guò)螺釘固定帶有密封圈的軸承端蓋(17)，從動(dòng)圓盤(12)通過(guò)螺釘固定在從動(dòng)軸(16)的左端，在主動(dòng)圓盤(7)、從動(dòng)圓盤(12)與左導(dǎo)磁外殼(1)、右導(dǎo)磁外殼(13)構(gòu)成的凹槽內(nèi)依次設(shè)有勵(lì)磁線圈(9)、隔磁環(huán)(8)、密封圈(10)，所述隔磁環(huán)(8)上設(shè)有注入磁流變液和對(duì)磁流變液加壓的進(jìn)液/加壓端口( 11)以及排出磁流變液和測(cè)量磁流變液壓力的出液/壓力測(cè)量端口(2); 所述控制部分包括輸入端轉(zhuǎn)速傳感器、輸出端轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)速加速度傳感器、勵(lì)磁線圈電流傳感器、磁流變液壓力傳感器、數(shù)據(jù)處理器、擴(kuò)展數(shù)據(jù)連接設(shè)備、MCU控制器、勵(lì)磁線圈電流控制器以及液壓缸增壓控制閥。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有控制系統(tǒng)的磁流變恒加速軟啟動(dòng)裝置，其特征在于:所述主動(dòng)圓盤(7)和從動(dòng)圓盤(12)的工作面具有徑向條紋溝槽，溝槽寬度為2mm，深度為0.5mmο3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有控制系統(tǒng)的磁流變恒加速軟啟動(dòng)裝置，其特征在于:所述主動(dòng)圓盤(7)與從動(dòng)圓盤(12)的間隙為1.5-2_。
【文檔編號(hào)】F16D35/00GK205533876SQ201620111028
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年1月31日
【發(fā)明人】劉浩, 王楠, 張霖, 縱榜峰, 張明玉, 閆申, 王艷
【申請(qǐng)人】宿州學(xué)院