專利名稱：伺服式離合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及傳動技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種伺服式離合裝置。
(二)
背景技術(shù)：
離合器是機械傳動系統(tǒng)中常用的扭矩傳遞部件。常見的離合器有磁粉離 合器、電磁離合器、摩擦式或液力式機械離合器等幾種。主要功能是隔離主、 從部件的扭矩傳遞，實現(xiàn)主從部件的逐漸接合/分離，傳遞工作扭矩。
磁粉離合器在主從部分之間加入了磁粉，通過調(diào)節(jié)從動部分的激磁電流 就能方便地控制轉(zhuǎn)矩，且轉(zhuǎn)矩隨激磁電流呈 一定的線性關(guān)系，與激磁電流在 相當(dāng)廣闊的范圍內(nèi)成正比。并且磁粉離合器具有較為迅捷的快速響應(yīng)性激 磁電流的變化使磁場強度產(chǎn)生相應(yīng)的變化，其過程無任何宏觀的機械動作， 兒乎在接通電源的同時，就有轉(zhuǎn)矩傳遞。但主從部分的速度差會磨擦發(fā)熱， 損失能量、通常還需要用水冷卻。
電磁式離合器靠線圈的通斷電來控制離合器的接合與分離，但傳遞扭力 不易定量控制。
摩擦式離合器的主動和從動部分依靠摩擦力傳遞扭矩，給主、從部分施 加接觸壓力，兩者摩擦面相接合，依靠摩擦力傳遞扭矩；撤消接觸壓力，兩 者摩擦面分離而實現(xiàn)扭矩隔離；逐漸加大或減小接觸壓力，則可實現(xiàn)兩者逐 漸接合或分離。當(dāng)離合器反復(fù)多次離合、主從部分有速差時，其摩擦面之間 頻繁地相對滑磨會產(chǎn)生大量的熱量，同時相互磨損；離合器完全分離或完全 結(jié)合時，摩擦片間摩擦發(fā)熱停止。此類離合器摩擦片間摩擦發(fā)熱嚴(yán)重，磨損 也嚴(yán)重，因而摩擦離合器是易損件。另外摩擦式離合器傳遞扭矩的定量控制 非常困難，操縱控制機械結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。液力離合器利用液體作為傳動介質(zhì)， 一般包括輸入軸、增速齒輪系、工作液流腔、葉輪、從動輪等，雖然能實現(xiàn) 離合器的功能，但也不能精確控制傳遞扭矩，并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本過高。
上述離合器都能夠控制主從部分扭矩隔離、逐步接合、穩(wěn)定傳遞扭矩， 但接合過程會摩擦發(fā)熱，不能將接合過程的剩余能量回收；雖然磁粉離合器 可在一定程度上調(diào)節(jié)傳遞扭矩的大小，并且響應(yīng)速度達到百毫秒級，但是現(xiàn)
在的離合器均無法滿足精確地、寬范圍、響應(yīng)快地控制傳遞扭矩以及效率高、 體積小、能耗低的要求。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是設(shè)計一種伺服式離合裝置，實現(xiàn)離合器傳遞扭矩從
0-100%全范圍的高精度、高速響應(yīng)線性控制，并且，在傳遞扭矩時，將主從
部分速度差導(dǎo)致的多余能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，使用或存儲，極少產(chǎn)生熱量。
本實用新型設(shè)計的伺服式離合裝置包括輸入軸、第一轉(zhuǎn)子、第二轉(zhuǎn)子、 輸出軸、導(dǎo)電滑環(huán)、兩個位置傳感器或者兩個位置/速度傳感器和伺服驅(qū)動器。 離合器的第一轉(zhuǎn)子軸連輸入軸，第二轉(zhuǎn)子軸連輸出軸，二軸處于同- 直線。 輸入軸和輸出軸可互換。第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子二者其一嵌有永磁磁極，另--個為繞制在鐵芯上的繞組，嵌有永磁磁極的為另一個提供磁場，二者構(gòu)成永 磁電機?；蛘叩谝晦D(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子二者其一為與外部勵磁電源連接的勵磁線 圈，為另一個提供磁場，另一個為繞制在鐵芯上的繞組，二者構(gòu)成它勵電機。 繞組通過集電環(huán)與伺服驅(qū)動器連接，第一、第二轉(zhuǎn)子軸上各安裝一個位置傳 感器或者位置/速度傳感器，二位置傳感器或者二位置/速度傳感器連接伺服 驅(qū)動器。伺服驅(qū)動器含有扭矩伺服單元和/或速度/位置伺服單元，有與離合 控制單元連接的控制端口，控制端口含有扭矩設(shè)定、和/或速度/位置設(shè)定及 扭矩限制值設(shè)定多種控制信號端口 ，還可有扭矩伺服模式或速度/位置伺服模 式切換信號的控制端口。
離合控制單元主體為單片機，內(nèi)含透過功能模塊、曲線選定功能模塊和 設(shè)置模塊，透過功能模塊和曲線選定功能模塊各經(jīng)其內(nèi)的模擬/數(shù)字開關(guān)并聯(lián) 后接到伺服驅(qū)動器的控制端口 ，設(shè)置模塊內(nèi)的選擇開關(guān)接透過功能模塊和曲 線選定功能模塊的模擬/數(shù)字開關(guān)，該選擇開關(guān)為兩個功能模塊的模擬數(shù)字開
關(guān)之一提供有效電平，作為功能模塊的選通信號；該選擇開關(guān)可直接設(shè)置選 擇所接功能模塊，同時經(jīng)單片機與外部控制單元相接，接受外部控制單元的 信號選擇所接功能模塊。曲線選定功能模塊內(nèi)按編碼存儲有離合器各種常用 功能流程的扭矩設(shè)定、和/或速度/位置設(shè)定及扭矩限制值設(shè)定、扭矩伺服模 式或速度/位置伺服模式切換多種控制信號的組合曲線；離合控制單元有扭矩
設(shè)定、禾n/或速度/位置設(shè)定及扭矩限制值設(shè)定的多種控制信號輸出端口，扭
矩伺服模式或速度/位置伺服模式切換信號的輸出控制端口 ；還含有與上位外 部控制單元連接的信號輸入端口 。該離合控制單元按設(shè)置模塊選擇開關(guān)的設(shè)置接受其內(nèi)或外部控制單元的提供的選通信號，確定其運行的功能模塊、并 向伺服驅(qū)動器提供控制信號。伺服驅(qū)動器按離合控制單元的信號工作于扭矩 伺服或有扭矩限制的速度/位置伺服模式。伺服驅(qū)動器經(jīng)直流母線與外部相關(guān) 配套裝置相連，相關(guān)配套裝置含電能存儲裝置、和/或用電裝置、和/或逆變 器、和/或能量泄放裝置相連，伺服驅(qū)動器還與外部電源相連。
離合控制單元的透過功能模塊運行時，外部控制單元提供的扭矩設(shè)定信 號、和/或速度/位置設(shè)定及扭矩限制值設(shè)定信號、扭矩伺服模式或速度/位置 伺服模式切換信號直接透過傳遞給伺服驅(qū)動器；其曲線選定功能模塊運行時， 按外部控制單元給定的編碼信號，離合控制單元以預(yù)存的扭矩設(shè)定、和/或速 度/位置設(shè)定及扭矩限制值設(shè)定、扭矩伺服模式或速度/位置伺服模式切換多 種控制信號的組合變化規(guī)律提供給伺服驅(qū)動器。
本伺服式離合裝置的運行方式如下
本離合器工作于扭矩伺服控制模式，離合控制單元根據(jù)外部控制單元指 令，按照期望的扭矩傳遞規(guī)律給伺服驅(qū)動器提供扭矩設(shè)定信號，伺服驅(qū)動器 即根據(jù)此設(shè)定值進行扭矩伺服控制，對輸入軸施加線性跟隨設(shè)定值的扭矩。 由于作用力與反作用力的關(guān)系，在輸入軸上的第一轉(zhuǎn)子受到輸出軸上的第二 轉(zhuǎn)子的電磁扭矩時，輸出軸上的第二轉(zhuǎn)子也受到同樣大小的反作用扭矩，此 扭矩即為離合器從輸入軸傳遞到輸出軸的扭矩，即主動軸按扭矩設(shè)定值的變 化規(guī)律向從動軸傳遞扭矩。
或者本離合器工作于帶扭矩限制的速度/位置控制模式，離合控制單元根 據(jù)外部控制單元指令、按照期望的輸出軸運動規(guī)律給伺服驅(qū)動器提供速度/ 位置給定信號和扭矩限制值，維持設(shè)定的速度/位置值所需扭矩不大于扭矩限 制值時，伺服驅(qū)動器按設(shè)定的速度/位置變化規(guī)律控制第- 、第二轉(zhuǎn)子運行 維持設(shè)定的速度/位置運動規(guī)律所需扭矩大于扭矩限制值時，伺服驅(qū)動器保持 第一、第二轉(zhuǎn)子間的扭矩線性跟隨扭矩限制值，第-轉(zhuǎn)子3和第二轉(zhuǎn)子4的 相對速度/位置偏離設(shè)定值。
外部控制單元根據(jù)運動控制需要，選定離合控制單元運行其透過功能模 塊，通過伺服驅(qū)動器的控制端口選定其工作于扭矩伺服控制模式或帶扭矩限制的速度/位置控制模式；動態(tài)改變扭矩設(shè)定值、速度/位置設(shè)定值、扭矩限制值，控制本離合裝置主從部分隔離、或逐漸柔和接合/分離、或穩(wěn)態(tài)運行。 在接合/分離過程中，主動軸轉(zhuǎn)速大于從動軸轉(zhuǎn)速時，第一、第二轉(zhuǎn)子將多余 能量轉(zhuǎn)換為電能送入伺服驅(qū)動器，經(jīng)直流母線被相關(guān)配套裝置使用或存儲。
外部控制單元根據(jù)運動控制需要，選定離合控制單元運行其曲線功能模 塊并給出編碼信號，離合控制單元依據(jù)編碼信號按預(yù)存的曲線變化規(guī)律、將 控制信號組合送達伺服驅(qū)動器接口，伺服驅(qū)動器動態(tài)控制第一轉(zhuǎn)子、第二轉(zhuǎn) 子按預(yù)定規(guī)律運行。
本伺服式離合裝置通過伺服控制按設(shè)定值傳遞扭矩，具有以下的優(yōu)點
① 輸入軸和輸出軸之間的扭矩傳遞為線性控制，非線性度可控制在5% 以內(nèi)；
② 輸入軸和輸出軸間半聯(lián)動過程產(chǎn)生的能量可以回收再利用；沒有主從 單元間的摩擦導(dǎo)致的能量損耗，發(fā)熱小，效率高；
③ 轉(zhuǎn)動部件間無機械摩擦，具有出色的耐久性和可靠性；
④ 在扭矩伺服模式，傳遞扭矩的大小與輸入軸、輸出軸的速度無關(guān)；
(D扭矩控制響應(yīng)迅速，響應(yīng)時間可達毫秒級；
⑥ 離合操控靈活、平滑、無沖擊，適合半聯(lián)動控制
⑦ 本伺服式離合器有多種工作方式
a) 輸入軸轉(zhuǎn)速等于輸出軸轉(zhuǎn)速，輸入軸送入的能量，全部傳遞給輸 出軸；
b) 輸入軸轉(zhuǎn)速高于輸出軸轉(zhuǎn)速，輸入軸送入的能量， 一部分傳遞給 輸出軸，多余部分轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苓M入伺服驅(qū)動器；
C)輸入軸轉(zhuǎn)速低于輸出軸轉(zhuǎn)速，輸入軸送入的能量，全部傳遞給輸 出軸，同時伺服驅(qū)動器消耗來自供電系統(tǒng)的電能，將之轉(zhuǎn)變?yōu)闄C 械能輸出到輸出軸；
d) 加載方式，即針對輸入軸施加大小精確受控、方向可變的扭矩負(fù) 載；
e) 制動方式，即第一、第二轉(zhuǎn)子軸其一固定不動，對另一軸施加與 轉(zhuǎn)動方向相反的制動扭矩；
f) 驅(qū)動方式，即第一、第二轉(zhuǎn)子軸其一固定不動，對另--軸施加與 轉(zhuǎn)動方向相同的驅(qū)動扭矩；
伺服驅(qū)動器配套電能存儲裝置、和/或用電裝置、和/或逆變器、禾n/
或能量泄放裝置，以實現(xiàn)對回收能量的處置。
◎可限制主從部分接合扭矩最大值，使主從部分免受過大扭矩的損害。
⑩可將常見的主從部分運行規(guī)律預(yù)存于離合控制單元，按外部控制單元
編碼選定運行，操控簡化。


圖l為本實用新型伺服式離合裝置實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖2為本實用新型伺服式離合裝置實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖1和2中標(biāo)號為1、輸入軸，2、 A位置傳感器，3、第一轉(zhuǎn)子，4、
第二轉(zhuǎn)子，5、集電環(huán)，6伺服驅(qū)動器，7、B位置傳感器，8、輸出軸，9、 相關(guān)配套裝置，10、離合控制單元。
圖3為本實用新型伺服式離合裝置實施例1的離合控制單元結(jié)構(gòu)框圖； 圖中標(biāo)號為11、透過功能模塊，12、設(shè)置模塊，13、曲線選定功能模塊。
具體實施方式
實施例1
本實用新型伺服式離合裝置實施例1的結(jié)構(gòu)如圖1所示，輸入軸1連接
第一轉(zhuǎn)子3，第一轉(zhuǎn)子3為外轉(zhuǎn)子，內(nèi)嵌永磁磁極，其內(nèi)為第二轉(zhuǎn)子4，第二 轉(zhuǎn)子4為內(nèi)轉(zhuǎn)子，為繞制在鐵芯上的繞組，第二轉(zhuǎn)子4連接本裝置的輸出軸 8。輸入軸l、輸出軸8處于同一直線。第一轉(zhuǎn)子3為第二轉(zhuǎn)子4提供徑向磁 場。本實施例第一轉(zhuǎn)子3內(nèi)嵌的永磁磁極及第二轉(zhuǎn)子4的鐵芯和繞組構(gòu)成永 磁同步電機、開關(guān)磁阻電機、或直流電機。第一轉(zhuǎn)子3上安裝有A位置傳感 器2。第二轉(zhuǎn)子4軸上安裝有B位置傳感器7， A位置傳感器2與B位置傳感 器7經(jīng)求差運算器后連接伺服驅(qū)動器6，或者直接連接內(nèi)含求差運算器的伺 服驅(qū)動器6。 二傳感器2、 7獲得的位置信號經(jīng)過求差運算后作為第一、第二 轉(zhuǎn)子3、 4的相對位置信號送入伺服驅(qū)動器6。伺服驅(qū)動器6通過集電環(huán)5與 第二轉(zhuǎn)子4的繞組連接，伺服驅(qū)動器6為含有扭矩伺服單元的伺服驅(qū)動器， 伺服驅(qū)動器6具有與離合控制單元10連接的扭矩設(shè)定信號控制端口 ，工作于 扭矩伺服模式。伺服驅(qū)動器6經(jīng)直流母線與相關(guān)配套裝置9連接，該裝置包 括電能存儲裝置、用電裝置、逆變器、能量泄放裝置，伺服驅(qū)動器還連接外 部電源。
離合控制單元10主體為單片機，內(nèi)含透過模塊功能模塊11、曲線選定 功能模塊13和設(shè)置模塊12，透過功能模塊11和曲線選定功能模塊13各經(jīng) 其內(nèi)的模擬/數(shù)字開關(guān)并聯(lián)后接伺服驅(qū)動器的控制端口，設(shè)置模塊12內(nèi)的選 擇開關(guān)接透過功能模塊和曲線選定功能模塊的模擬/數(shù)字開關(guān)，為二者之一提
供有效電平，作為功能模塊的選通信號；該選擇開關(guān)可直接控制選擇，還與 外部控制單元相接，可接受外部控制單元的功能模塊選擇信號。曲線選定功 能模塊內(nèi)按編碼存儲有離合器各種常用功能流程的扭矩設(shè)定、和/或速度/位 置設(shè)定及扭矩限制值設(shè)定、扭矩伺服模式或速度/位置伺服模式切換多種控制
信號的組合曲線；如本離合器柔和接合過程、或柔和脫離過程、或其它常規(guī) 操控過程對扭矩等各種設(shè)定值的組合。離合控制單元有扭矩設(shè)定、和/或速度 /位置設(shè)定及扭矩限制值設(shè)定的多種控制信號輸出端口 ，扭矩伺服模式或速度 /位置伺服模式切換信號的輸出控制端口 ；還含有與上位外部控制單元連接的 信號輸入端口。
該離合控制單元10按設(shè)置模塊的選擇開關(guān)接受其內(nèi)設(shè)置的或外部控制 單元的提供的選通信號，確定運行的功能模塊。其透過功能模塊運行時，外 部控制單元提供的扭矩設(shè)定信號、和/或速度/位置設(shè)定及扭矩限制值設(shè)定信 號、扭矩伺服模式或速度/位置伺服模式切換信號直接透過傳遞給伺服驅(qū)動器 6;其曲線選定功能模塊運行時，按外部控制單元給定的編碼信號，離合控制 單元選定對應(yīng)的預(yù)存曲線組合信號，以預(yù)存的扭矩設(shè)定、和/或速度/位置設(shè) 定及扭矩限制值設(shè)定、扭矩伺服模式或速度/位置伺服模式切換多種控制信號 的組合變化規(guī)律提供給伺服驅(qū)動器6。
本實施例中，上述的離合控制單元10的功能可通過多種線路實現(xiàn)，本例 結(jié)構(gòu)如附圖3所示，包括透過功能模塊ll、曲線選定功能模塊13、設(shè)置模塊 12。透過功能模塊ll內(nèi)含A模擬/數(shù)字開關(guān)，該模塊一側(cè)與上位外部控制單 元連接的輸入信號端口連接，另一側(cè)經(jīng)A模擬/數(shù)字開關(guān)與伺服驅(qū)動器6連接 的控制信號輸出端口連接；曲線選定功能模塊13主體為單片機，也含有B模 擬/數(shù)字開關(guān)，該模塊一側(cè)與上位外部控制單元連接的輸入信號端口連接，接 受編碼選擇信號，另一側(cè)經(jīng)B模擬/數(shù)字開關(guān)與透過功能模塊11并聯(lián)接至伺 服驅(qū)動器6連接的控制信號輸出端口。設(shè)置模塊12含選擇開關(guān)，其為三種狀 態(tài)的設(shè)置選擇開關(guān)，如圖3所示高電平Vcc、或接地GND或單片機單元，該 選擇開關(guān)經(jīng)所接非門直接為透過功能模塊11或曲線選定功能模塊13提供二 選一的選通信號，或者由單片機單元依據(jù)外部編碼選擇信號為透過功能模塊 11和曲線選定功能模塊13的A、 B模擬/數(shù)字開關(guān)提供二選---'的選通信號。
本裝置也可以設(shè)計成第 一轉(zhuǎn)子3安裝鐵芯和繞組，而第二轉(zhuǎn)子4上安裝 永磁磁極，伺服驅(qū)動器6通過集電環(huán)5與第一轉(zhuǎn)子3的繞組連接。
本裝置還可以設(shè)計成第一轉(zhuǎn)子3安裝鐵芯和繞組，而第二轉(zhuǎn)子4則為勵磁線圈，經(jīng)集電環(huán)與外部勵磁電源連接，產(chǎn)生電磁場，提供給第一轉(zhuǎn)子3。
伺服驅(qū)動器6通過集電環(huán)5與第一轉(zhuǎn)子3的繞組連接。第二轉(zhuǎn)子4安裝鐵芯 和繞組，而第一轉(zhuǎn)子3為勵磁線圈的情況與之相似。
本離合裝置實施例輸入軸1連接外部動力機構(gòu)，為主動部分，輸出軸8 連接負(fù)載，為從動部分。輸入軸1與輸出軸8可互換，即輸出軸8連接外部 動力機構(gòu)，為主動部分，輸入軸l連接負(fù)載，為從動部分。
本伺服式離合裝置的第一、第二轉(zhuǎn)子3、 4也可按相關(guān)結(jié)構(gòu)構(gòu)成開關(guān)磁阻 電機、或直流電機，其它結(jié)構(gòu)與上述相同。
所述A、 B位置傳感器2、 7可以是帶有UVW信號的增量式光電編碼器、 或絕對式光電編碼器或磁編碼器或其它形式的位置傳感器。
也可在第一轉(zhuǎn)子3和第二轉(zhuǎn)子4之間安裝相對位置檢測裝置以取代A、 B 位置2、 7，該相對位置檢測裝置與伺服驅(qū)動器6連接，直接輸出兩個轉(zhuǎn)子相 對位置的信號給伺服驅(qū)動器6。
實施例2
本實用新型伺服式離合裝置實施例2的結(jié)構(gòu)如圖2所示，其第一轉(zhuǎn)子3 和第二轉(zhuǎn)子4相對，保持氣隙，其它結(jié)構(gòu)與實施例l相同。二者構(gòu)成軸向磁 路結(jié)構(gòu)，兩個轉(zhuǎn)子之間的氣隙磁場方向為軸向。
實施例3
本伺服式離合裝置實施例3的結(jié)構(gòu)與實施例1或2大部分相同，不同處 為其第一轉(zhuǎn)子3上改為安裝A位置/速度傳感器2，第二轉(zhuǎn)子4軸上改為安 裝B位置/速度傳感器7， A位置/速度傳感器2與B位置/速度傳感器7經(jīng)求 差運算器后連接伺服驅(qū)動器6，或者兩個位置和速度傳感器接入內(nèi)含求差運 算器的伺服驅(qū)動器6。 二傳感器2、 7獲得的的位置和速度信號分別經(jīng)過求差 運算后作為第一、第二轉(zhuǎn)子3、 4的相對位置和速度信號送入伺服驅(qū)動器6; 伺服驅(qū)動器6為含有扭矩限制值的速度/位置伺服單元的伺服驅(qū)動器，伺服驅(qū) 動器6具有與離合控制單元10連接速度/位置設(shè)定信號和扭矩限制信號的控 制端口 ，工作于有扭矩限制值的速度/位置伺服模式。
本例也可在第一轉(zhuǎn)子3和第二轉(zhuǎn)子4之間安裝相對位置檢測裝置和兩個 速度傳感器以取代A、 B位置/速度傳感器2、 7，該相對位置檢測裝置與伺服 驅(qū)動器6連接，直接輸出二轉(zhuǎn)子相對位置的信號給伺服驅(qū)動器6，兩個速度 傳感器信號仍經(jīng)過求差運算后作為第一、第二轉(zhuǎn)子3、 4的速度信號送入伺服 驅(qū)動器6。
本實用新型伺服式離合裝置實施例3的運行方式如下
伺服驅(qū)動器6工作于帶扭矩限制的速度/位置伺服控制模式，離合控制單 元10給出的速度/位置設(shè)定值為0，并動態(tài)設(shè)置扭矩限制值。本離合裝置工 作在此模式下，當(dāng)負(fù)載扭矩不大于扭矩限制值時，第一轉(zhuǎn)子3和第二轉(zhuǎn)于4
相對靜止；當(dāng)伺服驅(qū)動器6維持第一轉(zhuǎn)子3和第二轉(zhuǎn)子4相對靜止所需扭矩 大于扭矩限制值時，伺服驅(qū)動器6給電機繞組的電流矢量使第一、第二轉(zhuǎn)子 3、 4間的相互作用扭矩等于設(shè)置的扭矩限制值，第二轉(zhuǎn)子3和第一轉(zhuǎn)子4發(fā) 生速差而滑動。 實施例4
本伺服式離合裝置實施例4的結(jié)構(gòu)與實施例3大部分相同，不同處為
伺服驅(qū)動器6為含有扭矩伺服單元和帶扭矩限制值的速度/位置伺服單元的 伺服驅(qū)動器，伺服驅(qū)動器6具有與離合控制單元IO連接的多種控制端口，控 制端口含有扭矩設(shè)定、速度/位置設(shè)定、扭矩限制值設(shè)定控制信號端口，還有 扭矩伺服模式或速度/位置伺服模式切換信號的控制端口 。伺服驅(qū)動器6工作 于扭矩伺服模式或有扭矩限制值的速度/位置伺服模式。
本實用新型伺服式離合裝置實施例4的運行方式如下離合控制單元10
按外部指令通過伺服驅(qū)動器6控制端口動態(tài)選定其工作模式扭矩伺服控制
模式或帶扭矩限制的速度/位置伺服控制模式。確定工作模式后，則本離合
裝置如上述實施例1和2所述在兩種模式下根據(jù)離合控制單元10的設(shè)定信號 按各種方式運行。
權(quán)利要求1、一種伺服式離合裝置，包括輸入軸、輸出軸，其特征在于輸入軸(1)連接第一轉(zhuǎn)子(3)，輸出軸(8)連接第二轉(zhuǎn)子(4)，輸入軸(1)輸出軸(8)在同一直線上；第一轉(zhuǎn)子(3)和第二轉(zhuǎn)子(4)其一嵌有永磁磁極，另一為繞制在鐵芯上的繞組，或者第一轉(zhuǎn)子(3)和第二轉(zhuǎn)子(4)二者其一為與外部勵磁電源連接的勵磁線圈，另一個為繞制在鐵芯上的繞組，第一轉(zhuǎn)子(3)和第二轉(zhuǎn)子(4)構(gòu)成電機；第一轉(zhuǎn)子(3)上安裝有A位置傳感器(2)第二轉(zhuǎn)子(4)軸上安裝有B位置傳感器(7)，A位置傳感器(2)與B位置傳感器(7)與伺服驅(qū)動器(6)連接；或者，第一轉(zhuǎn)子(3)上安裝有A位置/速度傳感器(2)，第二轉(zhuǎn)子(4)軸上安裝有B位置/速度傳感器(7)，A位置/速度傳感器(2)與B位置/速度傳感器(7)與伺服驅(qū)動器(6)連接；伺服驅(qū)動器(6)含有扭矩伺服單元或速度/位置伺服單元，具有與離合控制單元(10)連接的控制端口，控制端口包括有扭矩設(shè)定或速度/位置設(shè)定及扭矩限制值設(shè)定控制信號端口，該伺服驅(qū)動器(6)工作于扭矩伺服或速度/位置伺服模式；伺服驅(qū)動器(6)通過集電環(huán)(5)與第一轉(zhuǎn)子(3)或第二轉(zhuǎn)子(4)的繞組連接；伺服驅(qū)動器(6)經(jīng)直流母線與相關(guān)配套裝置(9)連接，相關(guān)配套裝置(9)是電能存儲裝置、和/或用電裝置、和/或逆變器、和/或能量泄放裝置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的伺服式離合裝置，其特征在于 所述伺服驅(qū)動器(6)含有扭矩伺服單元和速度/位置伺服單元，還有扭矩伺服或速度/位置伺服模式切換控制信號端口 。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的伺服式離合裝置，其特征在于 所述離合控制單元(10)主體為單片機，內(nèi)含透過功能模塊(11)、曲線選定功能模塊(13)和設(shè)置模塊(12)，曲線選定功能模塊(13)內(nèi) 按編碼存儲有離合器各種常用功能流程的扭矩設(shè)定、和/或速度/位置設(shè)定 及扭矩限制值設(shè)定、扭矩伺服模式或速度/位置伺服模式切換多種控制信 號的組合曲線；離合控制單元(10)有扭矩設(shè)定、禾n/或速度/位置設(shè)定及 扭矩限制值設(shè)定的多種控制信號輸出端口，扭矩伺服模式或速度/位置伺服模式切換信號的輸出控制端口 ；還含有與上位外部控制單元連接的信號輸入端口；該離合控制單元(10)接受其內(nèi)的設(shè)置信號或外部控制單元的 信號，確定其運行的功能模塊。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的伺服式離合裝置，其特征在于 所述離合控制單元(10)的透過功能模塊(11)內(nèi)含A模擬,/數(shù)字開關(guān)，該模塊一側(cè)與上位外部控制單元連接的輸入信號端口連接，另一側(cè)經(jīng) A模擬/數(shù)字開關(guān)與伺服驅(qū)動器(6)連接的控制信號輸出端口連接；曲線 選定功能模塊(13)主體為單片機，也含有B模擬/數(shù)字開關(guān)，該模塊一 側(cè)與上位外部控制單元連接的輸入信號端口連接，另一側(cè)經(jīng)B模擬/數(shù)字 開關(guān)與透過功能模塊(11)并聯(lián)接至伺服驅(qū)動器(6)連接的控制信號輸 出端口；設(shè)置模塊(12)含選擇開關(guān)，其為二種狀態(tài)的設(shè)置選擇開關(guān)，接 高電平Vcc、或接地GND、或單片機單元。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的伺服式離合裝置，其特征在于 所述第一轉(zhuǎn)子(3)為外轉(zhuǎn)子，其內(nèi)為第二轉(zhuǎn)子(4)，第二轉(zhuǎn)子(4〕為內(nèi)轉(zhuǎn)子。
專利摘要本實用新型為伺服式離合裝置，本裝置成直線的兩個轉(zhuǎn)子軸分別連接輸出輸入軸。二轉(zhuǎn)子之一嵌有永磁磁極或為勵磁線圈，另一為繞組，二者構(gòu)成電機。繞組與伺服驅(qū)動器連接，二轉(zhuǎn)子軸上各安裝連接伺服驅(qū)動器的位置/速度傳感器。伺服驅(qū)動器含有扭矩伺服和速度/位置伺服功能，有與離合控制單元連接的控制端口，接受扭矩或速度/位置設(shè)定、模式切換信號、扭矩限制設(shè)定信號。伺服驅(qū)動器與電能存儲裝置、和/或用電裝置等相連。其運行方式為根據(jù)需要確定工作模式，動態(tài)改變扭矩或速度/位置設(shè)定值、扭矩限制值，按給定規(guī)律控制主從隔離、或逐漸柔和接合/分離、或穩(wěn)態(tài)運行。在主動軸轉(zhuǎn)速大于從動軸時，多余能量轉(zhuǎn)換為電能使用或存儲不發(fā)熱。
文檔編號H02K49/06GK201075814SQ20072007239
公開日2008年6月18日 申請日期2007年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月9日
發(fā)明者虹 呂 申請人:上海星之辰電氣傳動技術(shù)有限公司