[发明专利]磁流变制动装置和方法

说明书

本发明涉及磁流变制动装置(1)以及方法，该磁流变制动装置(1)具有固定的保持器(4)和两个制动部件(2，3)，其中，第一制动部件(2)连接至保持器(4)以用于联合旋转，并且在轴向方向(20)上延伸，并且其中，第二制动部件(3)包括中空的套筒部分(13)，该套筒部分(13)能够绕第一制动部件(2)旋转。第一制动部件(2)与第二制动部件(3)之间形成有间隙(5)，至少一个、两个或更多个可旋转传动部件(11)布置在该间隙(5)中。间隙(5)填充有磁流变介质(6)。第一制动部件(2)包括：在轴向方向(20)上延伸的芯(21)，该芯(21)由导磁材料制成；以及电线圈(26)，该电线圈(26)在轴向方向(20)上绕芯(21)缠绕，使得所述电线圈(26)的磁场(8)横向地延伸穿过第一制动部件(2)。

技术领域

本发明涉及一种磁流变制动装置，该磁流变制动装置具有固定的保持器并且具有至少两个制动部件。根据本发明的磁流变制动装置可以在各种技术领域中使用以制动彼此的相对移动。根据本发明的磁流变制动装置还可以用作触觉操作装置，并且例如可以在车辆、航空器、飞机、轮船、艇、农业技术（拖拉机、联合收割机、收割机、其他农业用田间机器）、建筑机器和用于材料搬运的机器（叉车等）中或在医疗或工业系统中的技术装置的操作中使用。本发明还可以在洗衣机、厨房器具/家用器具和装置、收音机、摄像机和胶卷相机、高保真音响系统和电视系统、智能装置、智能家用器具、笔记本电脑、个人计算机、智能手表的操作中使用或作为其输入装置，在手表的冠状齿轮中使用或作为计算机鼠标或其他器具中的旋转轮。

背景技术

磁流变流体例如包括分布在油中的最细的铁磁颗粒，例如羰基铁粉。在磁流变流体中使用直径取决于生产过程的为1至10 µm的球形颗粒，其中颗粒大小和形状不均匀。如果使用磁场影响这种磁流变流体，则磁流变流体的羰基铁颗粒会沿着磁场线连结，结果，磁流变流体（MRF）的流变特性大受磁场的形状和强度的影响。

WO 2012/034697 A1公开了一种磁流变传动设备，该磁流变传动设备包括可以彼此联接的两个部件，并且能够影响所述部件的联接强度。管道设置有磁流变介质，以影响该联接强度。磁流变介质经由磁场在管道中受到影响。在该管道中设置有旋转体，并且在所述旋转体上设置有成锐角并且包含磁流变介质的区域。可以使用磁场产生装置的磁场来影响管道或所述管道的至少一部分，以便选择性地连结颗粒并阻塞或释放旋转体。该磁流变传动设备也可以用在用于操作技术器具的旋钮上。这种磁流变传动设备进行特别高的力或扭矩的传递并且使得传递特别高的力或扭矩成为可能，同时是相对较小的构设。

WO 2012/034697 A1还公开了一种旋钮或操作旋钮，其中，实际旋钮以可旋转的方式绕轴附接。可以借助电线圈的磁场来控制制动扭矩。如果期望可以产生更高的制动扭矩，则也可以使用圆柱形滚柱代替球形旋转体，结果是磁场作用于更长的拉伸长度或更大的表面区域上。特别是在具有相对较小直径的旋钮或操作旋钮的情况下显示出，滚柱体的延伸并不一定导致可能产生的最大制动扭矩的增加。已经证明，其原因是磁场通过中心轴闭合或必须穿过所述中心轴。轴的小直径限制了可能产生的制动扭矩，这是因为制动过程所需的磁场在（轴）材料中迅速饱和。磁场流过的材料不再允许更高的磁通量，这就是为什么更强的磁场也无法到达滚柱的原因。磁场在整个磁路中流过的最小横截面限定了最大可能的磁通量，从而限定了制动设备中的最大制动扭矩。因为磁场分布在较长的滚柱表面区域上，所以使用较长的滚柱作为旋转体甚至可能对可能产生的制动扭矩产生不利作用。施加较小的场强。由于可以实现的制动效果并不以线性方式依赖于磁场，而是在更强的磁场下不成比例地增加，因此，在较弱磁场的情况下可以实现的制动效果不成比例地降低。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种磁流变制动装置，该磁流变制动装置使得可以在特别是小直径或甚至达到特别小直径时提供高的制动扭矩（扭矩）或者提供比现有技术的情况更高的制动扭矩。

该目的借助于磁流变制动装置来实现。磁流变制动装置的其他优点和特征在总体说明和示例性实施方式的说明中是显而易见的。