可程序设定的磁流变流体离合器设备的制作方法

1.本技术总体上涉及磁流变(mr)流体离合器设备(fluid clutch apparatuses，液力离合器设备)和这种mr流体离合器设备的操作。


背景技术：

2.磁流变(mr)流体离合器设备已知为是用于以可变程度从驱动轴传递运动/力的有用设备并且具有精度和准确性以及其他优势。因此，越来越多的应用考虑使用mr流体离合器设备。在已知的构造中，mr流体离合器设备在输入部和输出部两者上具有筒，其中mr流体位于输入部的筒和输出部的筒的剪切面之间的环形间隙中。为了磁化位于环形间隙中的mr流体，磁场穿过已知使用具有高磁导率的材料的筒。例如，钢通常被用作mr流体离合器设备的筒的材料。
3.在一些应用中，存在在没有动力的情况下保持mr流体离合器设备中的扭矩的约束。现有技术的在磁路中具有磁体的mr流体离合器设备能够在mr流体离合器设备未被提供动力时保持固定的扭矩值，如例如在pct申请公开第wo 2016168934号中示出的。在这种mr流体离合器设备中，如果所施加的扭矩大于与通过可磁化部件保持在mr流体剪切界面中的磁场对应的固定设计扭矩，则输出部开始滑动。在这种类型的mr流体离合器设备中，不是在mr流体剪切界面中产生磁场，而是mr流体设备的线圈将平行安装的可磁化部件的磁通量重定向到重定向间隙中。可以用高带宽控制mr流体剪切界面中的磁通量的控制。当从线圈移除动力时，可磁化部件可返回至其在mr流体剪切区域中产生磁场的状态，并且mr流体离合器设备返回至提供其在没有动力的情况下的固定设计扭矩的状态。
4.在一些需要滑动扭矩根据操作状态而改变的应用中，需要新的解决方案，这些需要滑动扭矩根据操作状态而改变的应用如停在不同斜度处的车门、在不同状态(例如，沥青、沙、冰、
…
)下操作的车辆动力系统或装备、装备的根据应用(例如，扭矩相对于部件的直径变化的cnc机加工中心)或任何其他可程序设定的离合器可能受益并且现有技术的构造可能在功能上受限的应用而需要不同扭矩的移动部分。


技术实现要素：

5.本公开的目标是提供一种解决与现有技术相关的问题的磁流变(mr)流体离合器设备。
6.因此，根据本公开的第一方面，提供了一种磁流变流体离合器设备，其包括：驱动构件，该驱动构件具有至少一个第一剪切面，该驱动构件适于联接至扭矩源；从动构件，该从动构件具有与该至少一个第一剪切面相对的至少一个第二剪切面，这些剪切面由至少一个环形空间分隔开，从动构件适于连接至输出部；磁流变(mr)流体，该磁流变流体位于包括至少一个环形空间的mr流体腔室中，mr流体构造成当经历磁场时在驱动构件与从动构件之间产生可变量的扭矩传递；至少一个线圈，该至少一个线圈是可致动的以产生通过mr流体的磁场；以及至少一个可磁化部件，该至少一个可磁化部件是保持剩余磁化强度水平的类
型的，可磁化部件构造成暴露于来自至少一个线圈的磁场以实现剩余磁化强度；其中，至少一个线圈的致动使得从动构件与驱动构件之间的扭矩传递发生变化，并且其中，剩余磁化强度水平产生另一磁场，从而在从动构件与驱动构件之间进行扭矩传递。
7.进一步地，根据第一方面，例如，驱动构件和从动构件可旋转地连接定子。
8.仍进一步地，根据第一方面，例如，扭矩源是电机。
9.仍进一步地，根据第一方面，例如，扭矩源是提供制动动力的结构。
10.仍进一步地，根据第一方面，例如，至少一个可磁化部件是环形的。
11.仍进一步地，根据第一方面，例如，至少一个可磁化部件包括在磁流变流体离合器设备中沿周向分布的多个离散可磁化部件。
12.仍进一步地，根据第一方面，例如，至少一个可磁化部件是轴对称的。
13.仍进一步地，根据第一方面，例如，至少一个第一剪切面是输入筒的一部分，并且至少一个第二剪切面是输出筒的一部分。
14.仍进一步地，根据第一方面，例如，可磁化部件由alnico制成。
15.仍进一步地，根据第一方面，例如，提供了一种系统，该系统包括至少一个如以上描述的磁流变流体离合器设备并包括用于操作至少一个线圈的控制器。
16.仍进一步地，根据第一方面，例如，扭矩源是电机，该系统包括电机。
17.仍进一步地，根据第一方面，例如，至少一个磁流变流体离合器设备可操作地连接至门。
18.根据本公开的第二方面，提供了一种用于操作至少一个磁流变流体离合器设备的系统，该系统包括处理单元和非暂时性计算机可读存储器，该非暂时性计算机可读存储器通信地联接至处理单元并且包括可由该处理单元执行的计算机可读程序指令以用于：在第一模式中，通过致动至少一个磁流变流体离合器设备中的至少一个线圈来改变至少一个磁流变流体离合器设备中的驱动构件和从动构件之间的扭矩传递的量，并且在第二模式中，通过致动至少一个磁流变流体离合器设备中的至少一个线圈，来在至少一个磁流变流体离合器设备的磁性部件中设定期望剩余磁化强度水平，从而在从动构件与驱动构件之间进行扭矩传递。
19.进一步地，根据第二方面，例如，在第二模式中使连接至驱动构件的扭矩源减速。
20.更进一步地，根据第二方面，例如，在第二模式中使连接至驱动构件的扭矩源停止。
21.仍进一步地，根据第二方面，例如，在第三模式中，通过将至少一个磁流变流体离合器设备中的至少一个线圈致动到电流水平低于对应于期望剩余磁化强度水平的电流水平来改变在至少一个磁流变流体离合器设备中驱动构件与从动构件之间的扭矩传递的量。
22.仍进一步地，根据第二方面，例如，移除期望剩余磁化强度水平。
23.仍进一步地，根据第二方面，例如，在第一模式中，当从动构件施加力以使门移位时，执行改变扭矩传递的量。
24.仍进一步地，根据第二方面，例如，当从动构件将门保持在期望位置中时，在从动构件与驱动构件之间进行扭矩传递。
25.更进一步地，根据第二方面，例如，从动构件通过一个所述磁流变流体离合器设备是磁流变流体制动器设备而将门保持在期望位置中。
26.根据本公开的另一方面，提供了一种磁流变流体离合器设备，该磁流变流体离合器设备包括：定子，该定子适于连接至一结构，该定子具有至少一个环形壁；第一转子，该第一转子可旋转地安装至定子，第一转子具有至少一个第一剪切面；第二转子，该第二转子可旋转地安装至定子以围绕与第一转子共用的轴线旋转，第二转子具有与至少一个第一剪切面相对的至少一个第二剪切面，这些剪切面由至少一个环形空间分隔开；磁流变(mr)流体，该磁流变流体在包括至少一个环形空间的mr流体腔室中，该mr流体构造成当经历磁场时在这些转子之间产生可变量的扭矩传递；内磁芯和外磁芯，其中内磁芯连接至这些转子中的至少一个转子以与该至少一个转子一起旋转以可旋转地安装至定子，外磁芯连接至这些转子中的至少一个转子以与该至少一个转子一起旋转以可旋转地安装至定子；外流体间隙和内流体间隙，位于内磁芯与环形壁之间以及在外磁芯与环形壁之间，外流体间隙和内流体间隙完全填充有流体；至少一个线圈，该至少一个线圈由环形壁支撑并且是可致动的以产生通过mr流体的磁场，该磁场遵循包括环形壁、外流体间隙、外磁芯、至少一个第一剪切面和至少一个第二剪切面、内磁芯和内流体间隙的路径；其中，这些转子中的一个转子适于联接至动力输入部，这些转子中的另一个转子适于连接至输出部，由此至少一个线圈的致动使得转子之间的扭矩传递发生变化；并且其中，磁路的一部分由具有保持剩余磁化强度水平的类型的硬质或半硬质磁性材料制成。
27.根据本公开的另一方面，提供了一种磁流变流体离合器或制动器设备，其包括：第一转子，该第一转子可旋转地连接至一结构，该第一转子具有至少一个第一剪切面；第二转子，该第二转子可旋转地安装至定子，以围绕与第一转子共用的轴线旋转，该第二转子具有与至少一个第一剪切面相对的至少一个第二剪切面，这些剪切面由至少一个环形空间分隔开；磁流变(mr)流体，该磁流变流体位于包括至少一个环形空间的mr流体腔室中，mr流体构造成当经历磁场时在这些转子之间产生可变量的扭矩传递；内磁芯和外磁芯，其中内磁芯连接至这些转子中的至少一个转子，外磁芯连接至这些转子中的至少一个转子；至少一个线圈，该至少一个线圈由环形壁支撑并且是可致动的以产生通过mr流体的磁场，该磁场遵循包括环形壁、外流体间隙、外磁芯、至少一个第一剪切面和至少一个第二剪切面、内磁芯和内流体间隙的路径；其中，这些转子中的一个转子适于联接至动力输入部，这些转子中的另一个转子适于连接至一结构，由此至少一个线圈的致动使得转子之间的扭矩传递发生变化；并且其中，磁路的一部分由保持剩余磁化强度水平的类型的硬质或半硬质磁性材料制成。
附图说明
28.图1是结合了本公开的特征的一般磁流变(mr)流体离合器设备的示意图；
29.图2是根据一实施例的图1的mr流体离合器设备的示意性截面图；
30.图3是根据另一实施例的图1的mr流体离合器设备的示意性截面图；
31.图4是根据又一实施例的图1的mr流体离合器设备的示意性截面图；
32.图5是根据又一实施例的图1的mr流体离合器设备的示意性截面图；
33.图6是根据又一实施例的图1的mr流体离合器设备的示意性截面图；
34.图7是根据本公开的一方面的mr流体设备的磁化过程的图示；
35.图8是结合了本公开的特征的mr流体制动器设备的示意性截面图；
36.图9是根据又一实施例的mr流体离合器设备或mr流体制动器设备的示意性截面图；
37.图10是示出了呈三类的磁性材料的组的图；
38.图10’是如可以在本公开的mr流体离合器设备中使用的多种磁体类型的一系列b-h曲线；
39.图11是根据本公开的一方面的mr流体设备的示例性去磁过程的图示；
40.图12是特征是具有与车门一起使用的mr流体设备的系统的示意图；
41.图13是特征是具有与车门一起使用的mr流体设备的另一系统的示意图；
42.图14是特征是具有与车门一起使用的mr流体设备的另一系统的示意图；
43.图15是根据又一实施例的mr流体离合器设备的示意性截面图；以及
44.图16是根据又一实施例的图1的mr流体离合器设备的示意性截面图。
具体实施方式
45.参考附图并且更具体地参考图1，示出了磁流变(mr)流体离合器设备10，该磁流变流体离合器设备构造成基于所接收的输入电流提供机械输出力并且在没有输入电流时基于磁路中的可磁化部件的剩余磁化强度水平提供力。mr流体离合器设备10示出为具有共线的输入轴11和输出轴12的类型。然而，本文描述的构思可应用于mr流体离合器设备的其他构造，例如一些具有用于输出轴或输入轴的输入或输出外壳/外罩等。此处示出的原理将使用筒型的mr流体离合器设备来执行，但是也可应用于盘型mr流体离合器设备。此外，mr流体离合器设备10也可用作制动器，其中例如将输入部固定至结构。mr流体离合器设备的表述可因此包括mr流体制动器设备。当在本文使用mr流体制动器设备的表述时，它涉及具体用于注入制动力的mr流体离合器设备。在一些实施例中，mr流体离合器设备10是这样的mr流体致动器的一部分，该mr流体致动器可包括设备10以及诸如电机的动力源、电机和设备10之间的可选传动装置，诸如齿轮减速箱等。
46.mr流体离合器设备10可响应于从操作者接收的输入电流而提供输出力，并且在没有输入电流时基于磁路中的可磁化部件的磁化水平传递输入力和输出力。示例性mr流体离合器设备10可具有定子10a，该定子是mr流体离合器设备10所连接到的结构。mr流体离合器设备10的特征是具有由填充有mr流体的间隙分隔开的从动构件11和驱动构件12，如下文所解释。驱动构件12可以从动力装置(例如，电机)接收旋转能量(扭矩)，该动力装置具有或不具有传动装置(例如，齿轮减速箱等)。
47.根据实施例，驱动构件12可以(直接地或者通过传动装置)与动力输入部机械连通，并且从动构件11可以与动力输出部(即，力输出部、扭矩输出部)机械连通。定子10a、从动构件11和驱动构件12可以通过轴承12a和12b互连。在示出的实施例中，轴承12a在定子10a与驱动构件12之间，而轴承12b在从动构件11与驱动构件12之间。还可以在定子10a、从动构件11和驱动构件12之间的界面处设置一个或多个密封件12c，以保持构件11和12之间的mr流体。此外，提供密封件12c以防止mr流体到达轴承12b或从设备10泄漏。
48.如以下参考图2至图4所示，筒围绕旋转轴线cl周向地定位。因此，一些支撑件必须基本上径向地延伸以将筒支撑在它们的周向布置中。根据一个实施例，参考图2，低磁导率输入筒支撑件13(又名径向壁)从驱动构件12的轴径向地突出。输入筒支撑件13可连接至输
的一体部件。
54.在图5的实施例中，mr流体离合器设备10类似于图2中的mr流体离合器设备，其中，相同的附图标记表示相同的元件。在图5的实施例中，输入筒15和/或输出筒16由轻质低磁导率材料(例如，塑料、掺杂有金属颗粒或铝的塑料)制成。另外，输入转子14配备有可磁化部件31，该可磁化部件位于磁路中输入转子14与定子10a之间的流体(即空气)间隙处。
55.在图6的实施例中，mr流体离合器设备10类似于图5中的mr流体离合器设备，其中，相同的附图标记表示相同的元件。在图5的实施例中，一个或多个筒15或16由作为磁路的一部分的可磁化部件31(又名筒)代替。替代地，一个或多个筒15或16可以涂覆有可磁化部件材料。
56.因此，图2至图6示出了mr流体离合器设备10中的可磁化部件31的多个预期位置。在所有这样的方面中，可磁化部件31在磁路内，并且可以沿着同一磁路或类似磁路产生其自己的磁场。还观察到，在定子10a与转子14之间存在环形间隙a。环形间隙a可以径向地定位在定子10a与转子14之间、定子10a与驱动构件12之间、或者可以在其他位置处、在其他取向上(轴向间隙)。环形间隙a可称为流体间隙，这是因为它们通常填充有流体，即，来自环境的空气或其他非mr流体。环形间隙a也可指的是空的。一些mr流体离合器设备可以没有这样的间隙。
57.在图1至图6中，电磁体单元18由定子10a支撑，并且用于启动和控制mr流体离合器设备10的离合器功能。电磁体单元18被示意性地示出，但该电磁体单元传统上可具有环形线圈和芯以形成电磁体、所有必要的布线以产生可变磁场。根据实施例，这些环形空间在筒15和筒16的组的面对的表面之间(即，在径向方向上)具有0.25mm至1mm的宽度。环形空间的宽度范围仅作为非排他性示例提供，这是因为考虑到诸如整体扭矩、部件尺寸、粘性阻力等的多种因素，也考虑其他环形空间宽度。
58.驱动构件12的环形筒15和从动构件11的环形筒16之间的环形空间填充有mr流体19。用于在从动构件11与驱动构件12之间传递力的mr流体19是由设置在载体流体(通常是一种类型的油)中的可磁化颗粒组成的类型的智能流体。当经受磁场时，该流体可以增加其表观粘度，潜在地达到变成粘塑性固体的程度。表观粘度由包括在相对剪切面之间的mr流体的操作剪切应力和操作剪切速率之间的比率限定。磁场强度主要影响mr流体的屈服剪切应力。流体的屈服剪切应力在处于其启动(“开启”)状态时可以经由使用控制器通过改变由电磁体产生的磁场强度(即，输入电流和/或经由可磁化部件31的剩余磁化强度水平)来控制。mr流体中的有效磁通量可以是两者的总和。因此，mr流体传递力的能力可用电磁体控制，以使mr流体充当构件11和12之间的离合器。电磁体单元18构造成改变磁场的强度，使得构件11和12之间的摩擦甚至可以足够低以允许驱动构件11相对于从动构件12自由旋转，并且反之亦然。因此，mr流体离合器设备10可响应于所接收的输入通过改变暴露于mr流体19的磁通量的量来改变提供的力的大小。具体地，mr流体离合器设备10可通过基于输入力来改变磁通量的量而基于输入力来提供输出力。
59.每组筒15和筒16之间的环形空间是由一个或多个密封件密封的mr流体腔室的一部分。除了在筒顶端的端部处的空间以及在筒15和筒16与剪切面(这些剪切面是驱动构件12的轴和输入转子14的一部分)之间的空间之外，mr流体腔室还包括一组筒15和筒16之间的环形空间。mr流体腔室还可包括定位成与输出筒支撑件17相对的环形空间20，尽管这样
的环形空间20可能不存在。根据实施例，mr流体的流动如下。当驱动构件12旋转时，可以由输入筒15产生一些泵送作用，通过该泵送作用，mr流体19在到达筒15和筒16的端部之后在径向向外方向上移动。当超出最外侧的筒16时，mr流体19可以被引导以通过输出筒支撑件17的径向边缘并且进入到环形空间20中。mr流体19将经由输出筒支撑件17中的孔径向向内移动，以返回到输出筒支撑件17的另一侧，以在筒15和筒16之间循环。空间20可与膨胀系统23流体连通。这是mr流体循环的一个其他示例。
60.mr流体以上述方式的移动允许mr流体在mr流体腔室中循环。该运动可以经由在筒15的表面上存在螺旋通道来实现。还可在筒15的组或筒16的组中的任一者上使用其他表面凹陷或磁导率的局部变化，以在mr流体腔室中引起泵送作用，即在其他光滑柱形表面中的一些形式的腔、突起部或通道。
61.当电流通过电磁体单元18时，在包括可磁化部件31、筒15和筒16的互相盘绕布置以及轴12的剪切面和输入转子14的剪切面(其中，mr流体19介于它们之间)的磁路或磁性路径中产生磁场。因此，磁场使mr流体19的表观粘度增加，以抓住筒15和筒16，以使得旋转运动从输入筒15传递到输出筒16。筒15和筒16的互相盘绕布置允许增加每体积mr流体19的总离合器剪切面。电磁体单元18用于增加磁路中的磁场。因为磁路包括可磁化部件31，所以当电流通过环形线圈18时，可磁化部件31可以被磁化。当电流被移除时，可磁化部件31由于其磁滞行为而保持被磁化，但处于比曾经施加到磁路的磁场更低的水平。在所示实施例中，输入转子14和定子10a之间以及轴12和定子10a之间的径向流体间隙a是径向的而不是轴向的，尽管可设想轴向间隙。可能期望使用径向间隙a，这是因为径向公差容易实现使得流体间隙能够相当小(＜0.2mm)，并且因此磁化流体间隙34a和34b所需的线圈中的额外匝数被最小化。此外，由于定子10a的相对两侧上的流体间隙的旋转对称性，在定子10a与磁性输入转子14和轴12两者之间的流体间隙a中的磁引力可几乎被抵消。
62.参考图9，示出了具有盘而不是筒的mr流体离合器设备70。该mr流体制动器设备和mr流体制动器设备70类似于图1至图7的mr流体制动器设备10，其中，相同的附图标记表示相同的元件。在该实施例中，筒由盘71和72取代。一个或多个输入盘71连接至驱动构件12，而一个或多个输出盘72连接至定子10a。
63.在这种一个或多个盘型的mr流体离合器设备中，当磁路没有完全平衡时，由线圈或可磁化部件31产生的力在轴承上产生轴向载荷。因为磨损可能导致组件随时间轴向地移动，所以在轴承中产生的轴向载荷可能影响耐用性并且可能对系统的可靠性有影响。一个或多个盘的轴向偏心程度越高，其将在轴承中产生轴向载荷越多，这将成比例地增加磨损速率。此外，配备有可磁化部件31的盘型mr流体离合器设备70可能更难以控制，这是因为板可在盘71或72上产生的轴向载荷下弯曲。对于多个盘型的装置而言，因为非常紧密的轴向公差的累积，小间隙可能更难以保持。
64.图7示出了设想可磁化部件31最初被去磁的情况下，mr流体离合器设备10中产生的扭矩(t)和电磁体单元18中的电流(i)之间的关系(实线)的示例。当电磁体单元18中的电流处于i
sat
水平时，由mr流体离合器设备10产生的有效扭矩可对应于t
sat
水平(mr流体离合器设备10可达到的最大水平)。当在电磁体单元18中移除电流时，可磁化部件31由于其磁滞特性而将保持磁路的磁化水平，并且即使在电磁体单元18中移除了电流(即，i＝0a)，mr流体离合器设备10也将产生扭矩t
sat0
。类似地，当电磁体单元18中的电流处于水平id时，由mr
流体离合器设备10产生的有效扭矩可对应于水平td，当在电磁体单元18中移除电流时，可磁化部件31由于其磁滞特性将保持磁路的磁化水平，并且mr流体离合器设备10将产生扭矩t
d0
，即使电磁体单元18中移除了电流(即，i＝0a)。通过使用电磁体单元18中的适当电流i，可磁化部件31可以被磁化，并且有效mr流体离合器设备10扭矩在电磁体单元18中没有电流时可以调节至0至t
sat0
之间的任何水平。要注意的是，并非电磁体单元18中的所有电流水平都会影响t
d0
。当电流保持在id的情况下时，可以在mr流体离合器设备10中产生将引起超过t
d0
的扭矩的磁场，因此在不影响其“程序设定”t
d0
的情况下，暂时增加由mr流体离合器设备10产生的扭矩。例如，表述“程序设定”可以解释为设定扭矩、期望扭矩、选择的扭矩的同义词。替代地，通过在mr流体离合器设备10中注入负电流，可以在不影响其“程序设定”t
d0
的情况下，暂时减小由mr流体离合器设备10产生的扭矩。通过将电流保持在不影响t
d0
值的范围内(即，图7中id处或以下)，可以操作mr流体离合器设备10(其中t
d0
值可以程序设定为低带宽)，以便然后用高带宽在t
d0
周围精细地调节由mr流体离合器设备10产生的扭矩。在高带宽下调节扭矩的能力将受到用于可磁化部件31的磁体的类型的影响，该磁体的类型可能需要针对具体应用和可调节范围被不同地选择。
65.图8示出了类似于图2的mr流体离合器设备10的mr流体制动器设备50，其中，相同的附图标记表示相同的元件。在图8中，驱动构件12和定子10a现在作为非移动部分附接在一起，以便当定子10a安装在底盘(未示出)上时用作制动器。mr流体制动器设备50产生的扭矩类似于图1至图7的mr流体离合器设备10中的mr流体制动器设备，并且可磁化部件31可位于任何合适的位置处，诸如图2至图6中所示的那些位置。
66.图10示出了可制造可磁化部件31的多种类型的材料。在所示实施例中，可磁化部件31理想地由矫顽力高的半硬质或硬质磁性材料制成。这可以示出以下优点：尽管半硬质或硬质磁性材料通常比软磁性材料(即，标准碳钢)更昂贵，但在mr流体离合器设备10和70(包括制动器50)的磁路中使用具有高保磁性的硬质磁性材料，以便使磁性材料的尺寸和重量保持最小。然而，半硬质或硬质磁性材料可能需要每体积更多的能量来磁化或去磁，并且可具有更高的磁滞性。在本公开的mr流体设备中，已知磁滞减小了设备的带宽。如果可磁化材料31的体积应当减小到最小以实现更经济的解决方案，则硬质材料的使用可可以表示更好的选择。然而，由于其较高的磁滞，硬质材料的使用可能会损害mr流体离合器10或制动器50设备的带宽。如果mr流体离合器10或制动器50设备的带宽是重要的，则半硬质材料的使用可以表示用于可磁化材料31的更好选择，但是将损害成本，这是因为当在线圈18中没有电流产生时，将需要更多体积的可磁化材料31以产生给定磁通量。
67.图10’示出了图10的可制成可磁化部件31的一些类型的磁性材料示例性饱和曲线(又名，所施加的外部磁场h对总磁通量密度b的b-h曲线)。具有最高残余场br的材料可以允许mr流体离合器设备10的磁路的截面最小化。因此，像钕铁硼、钐钴的硬质磁体和像alnico的半硬质材料非常适合用作可磁化部件31。磁性材料的磁化水平与其在固有b-h曲线上的固有工作点直接相关。磁性材料的固有工作点由加载线限定，该加载线由磁路特性和外部磁场确定，该外部磁场由mr流体离合器设备10的电磁体单元18的线圈中所施加的电流产生。通过增加电磁体单元18的线圈中的去磁电流，加载线向左平移。当固有工作点低于固有b-h曲线的拐点时，磁性材料将在移除电磁体单元18的线圈中的电流之后损失一些能量。硬质材料(诸如钕铁硼n48sh)与半硬质材料(诸如alnico)之间的差异是拐点在固有b-h曲线
中的位置。对于alnico，固有曲线和正常曲线非常相似，因此容易实现去磁。相反，对于钕铁硼，需要线圈中的较高电流以达到固有b-h曲线的拐点，并且因此需要线圈中的较高电流以使硬质材料去磁。钕铁硼属于稀土磁体族，不像alnico那样容易获得。此外，取决于磁体的等级，钕铁硼的磁性特性可以通过温度改变并且可能不适用于要求温度稳定性的应用，例如在要求在-30摄氏度至80摄氏度之间的稳定性的汽车应用中。alnico对温度变化较不敏感，因此可适用于涉及温度变化的应用。
68.图11示出了可能需要将可磁化部件31的剩余磁化强度水平降低至接近于0的去磁过程，如通过电磁体单元18驱动。由于可磁化部件31选择为具有高磁滞性，因此使用消磁过程可呈现其优点。在线圈18中施加交流电。控制器可开始通过在线圈18中产生较高电流，且将其减小直到为零，然后在线圈18中产生比先前电流低的水平的反向电流，持续直到交流电的水平达到接近于0为止。交流电快速地切换方向，从而改变电磁场的取向。可磁化部件31中的磁偶极子试图根据场取向，但是随着场的改变，它们最终随机化。该材料的芯可以由于磁滞性而保持轻微的磁场，但是当没有向线圈18供应电流时，在磁路中可以获得总体上为零的剩余磁场。
69.图12至图14是可以使用本公开的mr流体离合器设备(即，特征是包括可磁化部件31的mr流体离合器设备(包括mr流体制动器设备))的应用的示例性实施例。在图12中，mr流体离合器设备可用于利用高带宽控制门的打开力，如在pct申请公开第wo 2017083970号中解释的那样。以此同时，mr流体离合器设备70也可用于制动门120，即使不存在供应至mr流体离合器/制动器设备10和70的动力。在本技术中，mr流体制动器设备可被程序设定为输出将门保持在给定位置所需的扭矩，但是如果在车门120上提供外力则将移动门所需的力保持到低水平。当在第一模式(诸如致动模式)中使用时，mr流体离合器设备10联接到的电机m被启动，并且mr流体离合器设备10保持滑动以控制到门120的扭矩量。mr流体制动器设备70停用(程序设定为0nm)。线圈18中的离合器电流被电子控制以便以高带宽(＞15hz)改变施加在齿轮箱g处的力。当门120达到由位置编码器p测量的期望位置时，mr流体离合器设备10停止传递扭矩并且将门停止。可以记录所产生的“保持扭矩”。电机m可减速到较低速度，并且mr流体离合器设备10可维持“保持扭矩”。当外力施加至门120时，诸如由人(或风)在门120上推动，门120可在非常低的外力的作用下就移动。门120可在mr流体离合器设备10辅助的情况下移动。可以使用扭矩传感器，但不是必需的。如果系统需要降低其功率消耗，那么如之前所解释的，“保持扭矩”可被程序设定在mr制动器70中，并且电机m和/或mr流体离合器设备10可停用。在本技术中，系统的电机可以关闭，但是mr流体制动器设备70在没有动力的情况下保持“保持扭矩”，这是因为扭矩在结构上被制动而不是在可反向驱动的电机上被制动。这样的第二模式可以被称为保持模式(或设定模式、或程序设定模式)，这是因为mr流体制动器设备70使用其剩余磁化强度来保持门120。当诸如人(或风)的外力在门120上进行推动时，门120可在非常低的力的作用下就移动而不需要扭矩传感器。当门120移动时，mr流体离合器设备10可返回至致动模式，并且mr流体制动器设备70可以以图11所示的方式消磁以具有程序设定在mr流体制动器设备70中的零制动力。当车辆的门关闭时，这个最后的模式可能是有用的，并且需要存在最小制动力以不限制车辆的手动门打开。为了实现这种类型的操作，控制器c可以连接至系统的多个部件。控制器c可包括一个或多个处理单元c1以及非暂时性计算机可读存储器c2，该非暂时性计算机可读存储器通信地联接到处理单元c1
并且包括可由处理单元执行以用于操作以上描述的系统的计算机可读程序指令。控制器c可以在存储器c2中包括数据库，该数据库包括可磁化部件的特性，诸如图7、图10’和图11中的图，以使控制器c具有驱动电磁体单元18以设定期望保持扭矩的能力。
70.控制器c因此可通过以下方式操作图12和随后附图中所示的系统或本文描述的任何mr流体离合器设备：在第一模式中，通过致动至少一个磁流变流体离合器设备中的至少一个线圈来改变至少一个磁流变流体离合器设备中的驱动构件和从动构件之间的扭矩传输的量；在第二模式中，通过致动至少一个磁流变流体离合器设备中的至少一个线圈，在至少一个磁流变流体离合器设备的磁性部件中设定期望剩余磁化强度水平，从而在从动构件与驱动构件之间进行扭矩传递；在第二模式中，使连接到驱动构件的扭矩源减速；在第二模式中，使连接到驱动构件的扭矩源停止；在第三模式中，通过将至少一个磁流变流体离合器设备中的至少一个线圈致动到电流水平低于对应于期望剩余磁化强度水平的电流水平来改变在至少一个磁流变流体离合器设备中驱动构件与从动构件之间的扭矩传递的量；移除期望剩余磁化强度水平；当从动构件施加力以使门移位时，改变第一模式中的扭矩传递的量；当从动构件将门保持在期望位置时，在从动构件与驱动构件之间进行扭矩传递；以及/或者通过一个所述磁流变流体离合器设备是磁流变流体制动器设备而将门保持在期望位置中。
71.图13是可以仅使用mr流体离合器设备10的典型应用的另一示例性实施例。使用mr流体离合器设备10而不是mr流体制动器设备70，所以该架构与图12中所示的架构不同。在该应用中，mr流体离合器设备的驱动构件12(未示出)可以连接至不可反向驱动的动力系统，使得当未提供动力时，动力系统可以不相对于底盘(未示出)旋转。在本技术中，mr流体离合器设备10可用于以比图12的系统低的带宽控制门的打开力，这是因为在磁路中存在可磁化部件31(未示出)。在本技术中，mr流体离合器设备10可被程序设定为输出将门保持在给定位置中所需的扭矩，并且如果在车门120上提供外力则移动门所需的力保持到低水平。当在致动模式中使用时，启动电机并且mr流体离合器设备10保持滑动以控制施加至门120的扭矩的量。线圈18中的电流被电子控制以便以平均带宽(＞1hz)改变施加在齿轮箱处的力。当门120达到由位置编码器测量的期望位置时，mr流体离合器设备10停止传递扭矩使得门120停止。可以记录所产生的“保持扭矩”。在保持模式中，电机可减速到低速度，并且mr流体离合器设备10可保持mr流体离合器设备10中的“保持扭矩”。当外力施加至门120时，诸如由人(或风)在门120上推动，门120可用非常低的力就移动。门120可以移动并且系统可以帮助运动。可以使用扭矩传感器，但不是必需的。如果系统需要降低其功率消耗，那么如之前所解释的，“保持扭矩”可被程序设定或设定在mr离合器10中，并且电机和/或mr流体离合器设备10可以没有动力。在本技术中，系统可以关闭并且mr流体离合器设备10在没有动力的情况下保持“保持扭矩”，这是因为扭矩在非可反向驱动的电机上被制动。当人(或风)在门120上推动时，门120可以用非常低的力就移动而不需要扭矩传感器。当门120移动时，mr流体离合器设备10可返回至致动模式，并如图11中所解释的那样去磁以移除剩余磁化强度。当车辆的门关闭时，该最后模式可能是有用的，并且在致动器上需要存在最小制动力以不限制车辆的手动门打开。在任何时刻，可控制可程序设定离合器10中的电流以调节可传递扭矩。在具体模式(第三模式)中，mr流体离合器设备可能已经程序设定有剩余磁化强度水平(如在保持模式中)，然而电磁体单元18可以在低于对应于保持扭矩的电流下被驱动以调
节扭矩传递。
72.图14是可以使用mr流体离合器设备10’和10”的两个变型的典型应用的另一示例性实施例。在本技术中，mr流体离合器设备10”可用于以高带宽控制门的打开力，如wo 2017083970中所解释。与此同时，mr流体离合器设备10’可用于向门120提供偏置力，即使不存在供应至mr流体离合器设备10’和10”的动力。在本技术中，mr流体离合器设备10’可程序设定有所需的扭矩，以将门保持在给定位置，但是如果在车门120上提供外力，则将移动门所需的力保持到低水平。当在致动模式中使用时，启动电机m并且mr流体离合器设备10”保持滑动以控制施加到门120的扭矩的量，同时可由mr离合器设备10’产生恒定的力(dc力)。该构造在需要低带宽力和高带宽力(ac力)两者并行的情况下可能是有用的。许多应用可能需要这种力的组合。作为示例，任何直升机旋转斜盘上用于控制叶片的倾斜的力均可以受益于该布置。在图14中，mr流体离合器设备10’和10”两者均可连接到公用电机m，尽管可使用单独的电机。
73.图15示出的实施例类似于图4的实施例，不同之处在于输出构件11(又名从动构件)位于与定子10a相同的一侧上。除了在定子10a上支撑驱动构件12的轴承12a和12b之外，增加了两个轴承12c和12d以引导从动构件11。可磁化部件31可以位于图2至图7中描述的任何位置处，但示出为例如以套筒或环的形式在输入转子的外壳上。驱动构件12具有与输出构件11同心的细长管状部分，其中，轴承12c和12d将该管状部分接合到输出构件11上。如还观察到的，筒15从支撑件13朝向输入端部突出，而筒16从支撑件17朝向从动端部突出。支撑件13从输入转子14的壳径向地向内突出。
74.图16是类似于图4中的mr流体离合器设备的mr流体离合器设备的示意性截面图，不同之处在于限定输入转子14或驱动构件12的部件中的任一个以一结构为基础。在该构造中，可以使定子10a与电磁体单元18一起滑动离开。换句话说，定子10a可视为安装在图16的mr流体制动器设备中的调节盒，以设定保持扭矩。在设定了剩余磁化强度水平后，定子盒被移除并且图16的mr流体制动器设备保持在保持模式中。在单元在一段时间内仅需要被程序设定一次时以及在应用期间具有电磁体单元18及其相关联的线的情况下这样的实施例可能是有用的。在多尘的环境(例如，建筑物)中可能需要可程序设定的机械保险丝的应用中以及在电磁体单元18可能容易损坏的应用中，这样的实施例可能是有用的。