一种自传感多输出磁流变力感调节装置

摘要

本发明公开一种自传感多输出磁流变力感调节装置，包括第一转轴、中转子、输出力矩调节组件、外壳体和锁止组件，中转子，包括通过轴承与第一转轴右部同轴连接的第二转轴、一端与第二转轴连接且与第一转轴之间具有间隙的旋转鼓和与旋转鼓另一端连接且通过轴承与第一转轴左部同轴连接的内轴承盖，其中，间隙内填充有磁流变液，输出力矩调节组件，包括设置在第一转轴和第二转轴之间的转速传感器、输入端与转速传感器连接的调控单元和与调控单元的输出端连接且绕设在第一转轴上的线圈，本发明既可以为制动踏板力感反馈，也可以为加速踏板反馈，同时可以测量、反馈调节制动或加速踏板的转速，并具有结构简单，控制方便，能耗低，适用性强的特点。

说明书

技术领域

本发明涉及驾驶反馈技术领域，具体为一种自传感多输出磁流变力感调节装置。

背景技术

线控技术是当前新能源汽车控制的主要研究方向，与传统的机械控制相比，其具有响应快、智能化高及控制准确等优点，在汽车制动及加速控制中得到了广泛的应用。尽管线控技术具有很多优点，但由于线控技术采用电信号传递信息，驾驶员通过操纵机构难以获得有效力感反馈，无法通过力感反馈准确断车辆的行驶工况信息，甚至会造成驾驶员误操作，严重影响驾驶安全。因此，汽车驾驶过程中的有效力感反馈显得十分必要。

新能源汽车的再生制动与加速的控制都需要依靠线控技术，都需要进行可靠的力感反馈模拟。由于制动踏板机构与加速踏板机构的装配位置近，空间位置的狭小给力感反馈模拟的设计应用带来了很大挑战。采用简单的弹性阻尼原件进行力感反馈模拟，在面对复杂的制动或驾驶调控时，难以保证稳定的力感反馈，且不能适应不同驾驶员个性化的操纵力感调整需求；而采用机电方法进行力感主动调控时，控制方法复杂，易出现抖动、延迟等问题，且装置结构复杂，安装空间需求大，成本较高。因此，设计一种结构简单、控制方便、成本低廉的踏板力感模拟装置，对于提高新能源汽车驾驶舒适好、安全性及减低制造成本十分必要。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有力感调控装置中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是提供一种自传感多输出磁流变力感调节装置，既可以为制动踏板力感反馈，也可以为加速踏板反馈，同时可以测量、反馈调节制动或加速踏板的转速，并具有结构简单，控制方便，能耗低，适用性强的特点。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

一种自传感多输出磁流变力感调节装置，其包括：

第一转轴；

中转子，包括通过轴承与所述第一转轴右部同轴连接的第二转轴、一端与所述第二转轴连接且与所述第一转轴之间具有间隙的旋转鼓和与所述旋转鼓另一端连接且通过轴承与所述第一转轴左部同轴连接的内轴承盖，其中，所述间隙内填充有磁流变液；

输出力矩调节组件，包括设置在所述第一转轴和所述第二转轴之间的转速传感器、输入端与所述转速传感器连接的调控单元和与所述调控单元的输出端连接且绕设在第一转轴上的线圈；

外壳体，同轴环绕包围所述中转子，对第一转轴和中转子进行防护；

锁止组件，对应固定在所述外壳体的两侧，分别对第一转轴和所述第二转轴锁止。

作为本发明所述的一种自传感多输出磁流变力感调节装置的一种优选方案，其中，所述第一转轴具有线圈槽，且所述线圈槽内缠绕所述线圈。

作为本发明所述的一种自传感多输出磁流变力感调节装置的一种优选方案，其中，所述第一转轴内部开设有线圈的导线通过的导线孔，第二转轴内部也开设有让线束通过的通孔。

作为本发明所述的一种自传感多输出磁流变力感调节装置的一种优选方案，其中，所述第一转轴具有第一连接面，所述第二转轴具有第二连接面，所述第一连接面和第二连接面之间设置轴承。

作为本发明所述的一种自传感多输出磁流变力感调节装置的一种优选方案，其中，所述间隙的两端具有油封。

作为本发明所述的一种自传感多输出磁流变力感调节装置的一种优选方案，其中，所述旋转鼓上开设有加注磁流变液的螺纹通孔。

作为本发明所述的一种自传感多输出磁流变力感调节装置的一种优选方案，其中，所述锁止组件包括安装在所述外壳体端部的定位卡壳、安装在所述定位卡壳内壁上的继电器、位于所述继电器正下方的弹簧座，位于所述继电器和所述弹簧座之间的铁磁块、一端部与所述铁磁块垂直连接且另一端贯穿所述弹簧座的滑动杆、绕设在在所述滑动杆的外壁上且位于弹簧座之间的铁磁块之间的弹簧、设置在所述滑动杆另一端部的移动卡钳和同轴安装在所述第一转轴或者第二转轴上的卡钳座；

其中，在所述继电器未通电时，弹簧处于压缩状态，移动卡钳与卡钳座分离，在所述继电器通电时，对铁磁块产生排斥力，移动卡钳与卡钳座结合，将第一转轴或者所述第二转轴锁止。

作为本发明所述的一种自传感多输出磁流变力感调节装置的一种优选方案，其中，所述外壳体包括套筒、与所述套筒左端连接且通过轴承与所述内轴承盖连接的第一外轴承盖和与所述套筒右端连接且通过轴承与所述第二转轴连接的第二外轴承盖。

作为本发明所述的一种自传感多输出磁流变力感调节装置的一种优选方案，其中，所述套筒的圆柱面上设有安装基座，基座上设有多个螺纹孔。

作为本发明所述的一种自传感多输出磁流变力感调节装置的一种优选方案，其中，所述移动卡钳上呈圆周均匀设置有卡齿，且所述卡钳座上设置有与所述卡齿相适配的卡槽。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：本发明通过第一转轴与制动踏板连接、第二转轴与加速踏板连接，将制动踏板力感反馈与加速踏板力感反馈结合在一起，能解决有限空间内多装置力感反馈的需求问题，且能有效控制力感反馈装置的成本，并且通过控制调控励磁线圈中的电流实现输出力矩的主动调节，不仅可以使踏板获得稳定的力感反馈，还可以根据驾驶者的个人喜好自主的进行踏板力感调节，获得更加舒适的驾驶操纵主观感受，而且本发明结构简单紧凑，对转配的空间要求低，且装配方便简单，具有良好的适用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明一种自传感多输出磁流变力感调节装置的整体结构示意图；

图2为本发明一种自传感多输出磁流变力感调节装置的锁止组件的结构示意图；

图3为本发明一种自传感多输出磁流变力感调节装置的第一转轴的结构示意图；

图4为本发明一种自传感多输出磁流变力感调节装置的第二转轴的结构剖视图；

图5为本发明一种自传感多输出磁流变力感调节装置的旋转鼓的结构剖视图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明提供一种自传感多输出磁流变力感调节装置，既可以为制动踏板力感反馈，也可以为加速踏板反馈，同时可以测量、反馈调节制动或加速踏板的转速，并具有结构简单，控制方便，能耗低，适用性强的特点。

图1-图5示出的是本发明一种自传感多输出磁流变力感调节装置一实施方式的结构示意图，请参阅图1-图5，本实施方式的一种自传感多输出磁流变力感调节装置，其主体部分包括第一转轴100、中转子200、输出力矩调节组件300、外壳体400和锁止组件500。

第一转轴100采用导磁性材料加工而成，并且通过联轴器与汽车制动踏板转轴固定端同轴连接。

中转子200包括通过轴承与第一转轴100右部同轴连接的第二转轴210、一端与第二转轴210连接且与第一转轴100之间具有间隙的旋转鼓220和与旋转鼓220另一端连接且通过轴承与第一转轴100左部同轴连接的内轴承盖230，其中，间隙内填充有磁流变液H，磁流变液是一种工程应用广泛的新型智能材料，具有性能优良的流变效应，在无磁场时呈现出以自由流动的液体状态，当有磁场穿过磁流变时，其可以瞬间（毫秒级）呈现出类固体特征，去除磁场后，又复成液态，且这种变化具有连续行，不易受外界因素影响。作为优选，在本实施方式中，间隙的两端具有油封600，由于防止磁流变液H漏出，且旋转鼓220上开设有加注磁流变液H的螺纹通孔220a，用于向间隙内加注磁流变液H，第一转轴100具有第一连接面120，第二转轴210具有第二连接面210a，第一连接面120和第二连接面210a之间设置轴承。

输出力矩调节组件300，用于包括设置在第一转轴100和第二转轴210之间的转速传感器310、输入端与转速传感器310连接的调控单元和与调控单元的输出端连接且绕设在第一转轴100上的线圈320，转速传感器310采集第一转速和第二转速旋转运动的转速信号，并传输给调控单元，调控单元根据转速传感器310传输的转速信号，调控输出给线圈320的电流的大小，作为优选，在本实施方式中，第一转轴100内部开设有线圈320的导线通过的导线孔，第二转轴210内部也开设有让线束通过的通孔。

外壳体400对第一转轴100、中转子200和输出力矩调节组件300进行防护，同轴环绕包围中转子200，对第一转轴100和中转子200进行防护，具体的，在本实施方式中，外壳体400包括套筒410、与套筒410左端连接且通过轴承与内轴承盖230连接的第一外轴承盖420和与套筒410右端连接且通过轴承与第二转轴210连接的第二外轴承盖430，作为优选，套筒410的圆柱面上设有安装基座，基座上设有多个螺纹孔。

锁止组件500对应固定在外壳体400的两侧，分别对第一转轴100和第二转轴210锁止，具体的，在本实施方式中，锁止组件500包括安装在外壳体400端部的定位卡壳510、安装在定位卡壳510内壁上的继电器520、位于继电器520正下方的弹簧座530，位于继电器520和弹簧座530之间的铁磁块540、一端部与铁磁块540垂直连接且另一端贯穿弹簧座530的滑动杆550、绕设在在滑动杆550的外壁上且位于弹簧座530之间的铁磁块540之间的弹簧560、设置在滑动杆550另一端部的移动卡钳570和同轴安装在第一转轴100或者第二转轴210上的卡钳座580，其中，在继电器520未通电时，弹簧560处于压缩状态，弹簧560将铁磁块540向靠近继电器520的位置推动，此时移动卡钳570与卡钳座580分离，在继电器520通电时，继电器520对铁磁块540产生排斥力，抵消弹簧560的抵压力，同时推动铁磁块540向远离继电器520的方向移动，移动卡钳570和滑动杆550跟随铁磁块540一同移动，移动卡钳570与卡钳座580结合，将第一转轴100或者第二转轴210锁止。作为优选，在本实施方式中，移动卡钳上呈圆周均匀设置有卡齿，且卡钳座580上设置有与卡齿相适配的卡槽。

结合图1-图5，本实施方式的一种自传感多输出磁流变力感调节装置，具体使用过程如下：

在制动踏板力感反馈时，驾驶员开始踩制动踏板，第二转轴210对应的锁止组件500动作，将第二转轴210锁止不动，进而使整个中转子200保持不动，驾驶员踩下制动踏板过程中，制动踏板转动带动第一转轴100旋转，此过程中第一转轴100与中转子200之间形成相对旋转运动，转速传感器310采集旋转运动的转速信号，用于汽车制动控制；同时，相对旋转运动还会剪切第一转轴100与中转子200之间的磁流变液H，磁流变液H在剪切作用下，产生阻碍第一转轴100旋转的阻尼力，该阻尼力的大小通过改变线圈320中的电流进行实时调控，并通过第一转轴100作用在制动踏板上。在制动踏板力感反馈模拟调控时，根据制动踏板的期望力感反馈，计算出第一转轴100输出所需阻尼力对应的电流，并施加给线圈320，使第一转轴100输出所需阻尼力，实现制动踏板力感调控。

相应的，在加速踏板力感反馈时，驾驶员开始踩加速踏板，与第一转轴100对应的锁止组件500动作，将第一转轴100锁止不动，驾驶员踩下加速踏板过程中，加速踏板转动会带动第二转轴210旋转，使整个中转子200转动，此过程中第一转轴100会与中转子200之间形成相对旋转运动，转速传感器320会采集旋转运动的转速信号，用于汽车加速控制，同时，相对旋转运动还会剪切第一转轴100与中转子200之间的磁流变液H，磁流变液H在剪切作用下，产生阻碍第二转轴210旋转的阻尼力，该阻尼力的大小通过改变线圈320中的电流进行实时调控，并通过第二转轴210作用在加速踏板上，在加速踏板力感反馈模拟调控时，根据加速踏板的期望力感反馈，计算出第二转轴210输出所需阻尼力对应的电流，并施加给线圈320，使第二转轴210输出所需阻尼力，实现加速踏板力感调控。

虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。