一種基于磁流變效應的轉動式變阻裝置制造方法
【專利摘要】一種基于磁流變效應的可調(diào)變阻裝置，包括第一磁鐵、第二磁鐵、封閉型外套、底座，磁流變材料安裝在封閉型外套內(nèi)，兩個電極分別布置在所述封閉型外套的上、下兩面，兩個導線分別連接兩個電極，旋轉軸固定在所述封閉型外套的前、后兩個面上，并插入到兩側對應的兩個固定支架的圓孔中，第一磁鐵、第二磁鐵、固定支架置于底座上。本發(fā)明一種基于磁流變效應的可調(diào)變阻裝置，可以通過改變外磁場強度、磁流變材料種類以及其濃度，可跟據(jù)實際需求給出符合不同區(qū)間的電阻范圍。
【專利說明】一種基于磁流變效應的轉動式變阻裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種可調(diào)變阻裝置，特別是一種基于磁流變效應的可調(diào)變阻裝置。

【背景技術】
[0002] 磁流變效應是通過磁場控制磁流體自身性質的一種物理現(xiàn)象，由于其響應快、可 控性好、變化連續(xù)、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，在智能化控制領域有著廣泛的應用前景。磁流變材料 作為一種具有穩(wěn)定磁流變性能的新型智能材料，國內(nèi)外已有十幾個國家投巨資，對該項目 進行加速研究和開發(fā)，競相發(fā)展這一技術。目前已在研磨（拋光）工藝、智能閥門、機械手 抓持機構以及在采礦、印刷等行業(yè)的傳感及自動化控制領域獲得應用，特別是在汽車行業(yè) 的座位減振器、剎車器、主動驅動器以及土模機構減振器方面得到了快速的發(fā)展。
[0003] 通常，磁流變材料是由高磁導率、低磁滯性的軟磁性微小顆粒和非導磁性載液混 合而成的懸浮體。如果軟磁性微小顆粒為一種導電材料而載液為一種不良導體材料，則將 呈現(xiàn)出受磁場調(diào)控的電學性能[專利號：ZL201310073784]。在零磁場情況下，由于磁流 變材料的隨機流動性，其電學特性表現(xiàn)為不良導電性能；而在強磁場作用下，由于磁流變材 料的類固體特性，其表現(xiàn)為良導體性質；而且這種變化是連續(xù)且可逆的。根據(jù)這種磁流變材 料的獨特電學特性，可設計出相關的磁控電學器件。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了利用磁流變材料的磁控電學特性，本發(fā)明提出一種基于磁流變效應的轉動式 變阻裝置，以獲得結構簡單且可靈活調(diào)控的變阻裝置。
[0005] 本發(fā)明采取的技術方案為：
[0006] 一種基于磁流變效應的可調(diào)變阻裝置，包括第一磁鐵、第二磁鐵、封閉型外套、底 座，磁流變材料安裝在封閉型外套內(nèi)，兩個電極分別布置在所述封閉型外套的上、下兩面， 兩個導線分別連接兩個電極，旋轉軸固定在所述封閉型外套的前、后兩個面上，并插入到兩 側對應的兩個固定支架的圓孔中，第一磁鐵、第二磁鐵、固定支架置于底座上。
[0007] 所述封閉型外套為方形體，其前、后、左、右四個面是采用絕緣材料，而上、下兩面 則采用兩個電極直接封閉該外套。
[0008] 所述磁流變材料是具有磁流變效應的流體或者膠體。
[0009] 第一磁鐵、第二磁鐵相對磁極的極性相反。
[0010] 第一磁鐵、第二磁鐵為可提供穩(wěn)定磁場強度的永久磁鐵或者電磁鐵。
[0011] 一種基于磁流變效應的轉動式變阻方法，旋轉封閉型外套，可以調(diào)控磁場對封閉 型外套的作用方向；隨著磁場方向的改變，兩個電極的電阻將發(fā)生變化，磁流變材料在外界 磁場的作用下，內(nèi)部磁性微顆粒的排列結構發(fā)生變化，通過改變磁場方向與電場方向之間 的角度，改變磁流變材料的導電能力。兩個電極面垂直方向，即導電方向。
[0012] 一種基于磁流變效應的轉動式變阻方法，改變外磁場強度、磁流變材料種類以及 其濃度，可跟據(jù)實際需求給出符合不同區(qū)間的電阻范圍。
[0013] -種基于磁流變效應的轉動式變阻方法，當均勻靜磁場的施加方向垂直于兩個電 極平面時，即磁場方向平行于導電方向時，導電鏈束與電極之間形成良好接觸，減小了顆粒 之間的距離，增強了磁流變液的導電性能，電阻值達到最小。當均勻靜磁場的施加方向平行 于兩個電極平面時，即磁場方向垂直于導電方向時，導電鏈束與電極之間形成不良接觸，增 大了顆粒之間的距離，減弱了磁流變材料的導電性能，電阻值達到最大。
[0014] 一種基于磁流變效應的轉動式變阻方法，其特征在于，可通過調(diào)整旋轉角度，從磁 場方向平行于導電方向旋轉到磁場方向垂直于導電方向，增大了鏈束取向與導電方向之間 的夾角，增大了顆粒之間的間距，減弱了磁流變材料的導電性能，進而達到了利用調(diào)節(jié)旋轉 角度來控制磁流變材料電阻大小的目的。
[0015] 本發(fā)明一種基于磁流變效應的可調(diào)變阻裝置，技術效果如下：
[0016]1)、封閉型外套的上、下兩面則用金屬電極直接封閉該外套，以便于磁流變材料與 電極的接觸導電。
[0017] 2)、旋轉軸則固定在封閉型外套的前、后兩個絕緣材料表面上，并插入到兩側對應 的兩個固定支架的兩個圓孔中，以便于自由旋轉封閉型外套。
[0018]3)、磁流變效應轉動式可調(diào)變阻裝置結構簡單，內(nèi)部填充的磁流變材料具有磁電 阻性能好，并具有在磁場作用下反應迅速、可逆性好等優(yōu)點。
[0019] 4)、本發(fā)明磁流變效應電阻裝置，可以通過改變外磁場強度、磁流變材料種類以及 其濃度，可跟據(jù)實際需求給出符合不同區(qū)間的電阻范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
[0021] 圖2為本發(fā)明裝置在1T均勻靜磁場下，依賴于磁場方向（旋轉角度）的磁流變液 電阻特性測試曲線。

【具體實施方式】
[0022] 如圖1所示，一種基于磁流變效應旋轉變阻裝置的結構示意圖，包括第一磁鐵1、 第二磁鐵1'、導線2、固定支架3、旋轉軸4、封閉型外套5、電極6以及底座7。第一磁鐵1、 第二磁鐵1'是為磁流變效應旋轉變阻裝置提供均勻穩(wěn)定的靜磁場而設置，而且導線2、固 定支架3、以及電極6均為兩個。
[0023] 所述封閉型外套5為方形體，其前、后、左、右四個面是采用絕緣材料，而上、下兩 面則用金屬材質的電極6直接封閉該外套，以便于磁流變材料與電極6的接觸導電。上、下 兩個導線2連接于電極6并通向外部檢測設備，如：吉時利2400源表。旋轉軸4則固定在 封閉型外套5的前、后兩個絕緣材料表面上，并插入到兩側對應的兩個固定支架3的圓孔 中，以便于自由旋轉封閉型外套5。
[0024] 圖2所描述的是在1T均勻靜磁場下依賴于磁場方向（旋轉角度）的磁流變液電 阻特性測試曲線。在這里〇度表示的是，當均勻靜磁場的施加方向垂直于兩個電極6平面 時的角度。
[0025] 表 1 :
[0026]

【權利要求】
1. 一種基于磁流變效應的可調(diào)變阻裝置，包括第一磁鐵（1)、第二磁鐵（r)、封閉型外 套（5)、底座（7)，其特征在于，磁流變材料安裝在封閉型外套（5)內(nèi)，兩個電極（6)分別布 置在所述封閉型外套（5)的上、下兩面，兩個導線（2)分別連接兩個電極￠)，旋轉軸（4)固 定在所述封閉型外套（5)的前、后兩個面上，并插入到兩側對應的兩個固定支架（3)的圓孔 中，第一磁鐵（1)、第二磁鐵（1'）、固定支架（3)置于底座（7)上。
2. 根據(jù)權利要求1所述一種基于磁流變效應的可調(diào)變阻裝置，其特征在于，所述封閉 型外套（5)為方形體，其前、后、左、右四個面是采用絕緣材料，而上、下兩面則采用兩個電 極（6)直接封閉該外套。
3. 根據(jù)權利要求1所述一種基于磁流變效應的可調(diào)變阻裝置，其特征在于，所述磁流 變材料是具有磁流變效應的液體或者膠體。
4. 根據(jù)權利要求1所述一種基于磁流變效應的可調(diào)變阻裝置，其特征在于，第一磁鐵 (1)、第二磁鐵（1'）相對磁極的極性相反。
5. 根據(jù)權利要求1所述一種基于磁流變效應的可調(diào)變阻裝置，其特征在于，第一磁鐵 (1)、第二磁鐵（1'）為可提供穩(wěn)定磁場強度的永久磁鐵或者電磁鐵。
6. 采用如權利要求1?5任意一種基于磁流變效應的可調(diào)變阻裝置的變阻方法，其特 征在于，旋轉封閉型外套（5)，可以調(diào)控磁場對封閉型外套（5)的作用方向；隨著磁場方向 的改變，兩個電極￠)的電阻將發(fā)生變化，磁流變材料在外界磁場的作用下，內(nèi)部磁性微顆 粒的排列結構發(fā)生變化，通過改變磁場方向與電場方向之間的角度，改變磁流變材料的導 電能力。
7. 采用如權利要求1?5任意一種基于磁流變效應的可調(diào)變阻裝置的變阻方法，其特 征在于，改變外磁場強度、磁流變材料種類以及其濃度，可跟據(jù)實際需求給出符合不同區(qū)間 的電阻范圍。
8. 采用如權利要求1?5任意一種基于磁流變效應的可調(diào)變阻裝置的變阻方法，其特 征在于，當均勻靜磁場的施加方向垂直于兩個電極（6)平面時，即磁場方向平行于導電方 向時，導電鏈束與電極（6)之間形成良好接觸，減小了顆粒之間的距離，增強了磁流變液的 導電性能，電阻值達到最??；當均勻靜磁場的施加方向平行于兩個電極（6)平面時，即磁場 方向垂直于導電方向時，導電鏈束與電極（6)之間形成不良接觸，增大了顆粒之間的距離， 減弱了磁流變材料的導電性能，電阻值達到最大。
9. 采用如權利要求1?5任意一種基于磁流變效應的可調(diào)變阻裝置的變阻方法，其特 征在于，可通過調(diào)整旋轉角度，從磁場方向平行于導電方向旋轉到磁場方向垂直于導電方 向，增大了鏈束取向與導電方向之間的夾角。
【文檔編號】H01C10/14GK104361964SQ201410627746
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月10日 優(yōu)先權日:2014年11月10日
【發(fā)明者】樸紅光, 賈高萌, 黃悅華, 楊雄波, 江玉歡, 譚新玉, 潘禮慶 申請人:三峽大學