一种自适应剪切增稠液限速装置及方法

1.本发明涉及限速装置领域，尤其是一种自适应剪切增稠液限速装置及方法。


背景技术：

2.剪切增稠液是一种新型的速率相关型智能材料，其粘度在外力剪切作用下随剪切速率增大而迅速增大，外力消失后又恢复初始状态，具有明显的剪切增稠效应。因此，剪切增稠液可以作为一种变阻尼材料，用于设计开发新型的可变阻尼装置，在减振抗冲、限速缓降等领域具有广阔的应用前景。
3.限速装置通常是一种对运动设备最高速度进行限定控制的重要器件，其主要应用场景可归纳为如下三个方面：(1)为确保驾驶安全，对各种车辆最高行驶速度进行限定控制；(2)对缓降设备在下降过程中进行运动速度控制，比如，电梯、建筑逃生缓降器等；(3)对重要设备旋转部件进行最大转速制动限定，如风力发电机叶片、绞车卷筒等。然而，现有的限速装置在一定程度上存在阻力部件磨损严重、限速响应过程比较缓慢、限速临界值不易调节等缺点，所以探索研究出一种解决上述问题的新型限速装置具有十分重要的现实意义。


技术实现要素：

4.本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种自适应剪切增稠液限速装置及方法，能够在运动设备速度大于临界设定值时，通过阻尼减速组件产生阻尼力矩作用，以达到限制其最高速度的目的。
5.本发明采用的技术方案如下：
6.一种自适应剪切增稠液限速装置，包括转轴，所述转轴上设有通过转轴的转动产生感应电动势的磁生电组件，所述转轴上还设置有电生磁组件，所述电生磁组件通过导线与磁生电组件连接，所述电生磁组件外设有阻尼减速组件，所述阻尼减速组件包括转筒和缸筒，所述转筒和缸筒均可转动的设于转轴上，所述转筒内设有通过磁力实现离合的离合组件，所述转筒通过离合组件与转轴传动连接，所述转筒可转动的设于缸筒内，所述转筒与缸筒之间设有剪切增稠液。
7.可供选择的，所述磁生电组件包括固定设置于转轴上的电枢绕组和相向设置于电枢绕组两侧的一对磁铁，其中一块所述磁铁的n极与另一块所述磁铁的s极沿转轴的轴线相对设置。
8.可供选择的，所述磁生电组件还包括固定设于缸筒上，且与缸筒之间具有空腔的端盖，两块所述磁铁设于端盖内。
9.可供选择的，所述电生磁组件包括固定设置于转轴上的铁芯，所述铁芯为u形，所述铁芯的两端部与转轴平行；所述铁芯的两端旁支上分别缠绕有励磁线圈。
10.可供选择的，所述离合组件包括主动盘和从动盘，所述主动盘设于电生磁组件的端部，所述主动盘与转轴固定连接；所述从动盘通过螺旋弹簧可沿转筒轴向移动的设置于
转筒内，所述从动盘设于主动盘的远电生磁组件的一侧，所述从动盘通过电生磁组件的磁力吸附于主动盘上。
11.可供选择的，所述转筒内设有沿轴向延伸的限位凹部，所述从动盘上设有与限位凹部对应的限位凸部。
12.可供选择的，所述转轴内设有引线孔，所述引线孔的一端设于磁生电组件处，所述引线孔的另一端设于电生磁组件处。
13.可供选择的，所述磁生电组件和电生磁组件之间串联有可变电阻。
14.一种自适应剪切增稠液限速方法，包括以下步骤：
15.步骤1、将需要限速的运动设备通过相应传动机构将动力传递给转轴；
16.步骤2、磁生电组件通过转轴的转动产生感应电动势；
17.步骤3、电生磁组件跟随转轴转动，并通过磁生电组件所产生的感应电动势产生磁力；
18.步骤4、当磁力达到一定值后，离合组件通过磁力闭合，转筒通过离合组件与转轴传动，转轴通过离合组件带动转筒在缸筒内的剪切增稠液中旋转，转筒与剪切增稠液发生剪切受到阻尼力矩作用，从而通过离合组件带动转轴降速。
19.可供选择的，在所述步骤2和步骤3之间还包括以下步骤：
20.步骤2.5、根据需要限制的临界速度，调节磁生电组件所产生的感应电动势与电生磁组件接收电动势的关系，进而调整电生磁组件所产生的电磁力，从而对限制的临界速度进行调节。
21.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
22.1、本发明所提供的一种自适应剪切增稠液限速装置及方法，能够通过磁生电组件和电生磁组件将转轴的转动转化为用于闭合离合组件的磁力，并在运动设备速度大于临界设定值时，通过离合组件带动转筒在缸筒内的剪切增稠液中旋转，并产生阻尼力矩作用，以达到限制其最高速度的目的；由于该装置在达到限速临界值时，转筒不跟随转轴转动，从而减小磨损，并且能够实现设置限速临界值的功能。
23.2、本发明所提供的一种自适应剪切增稠液限速装置及方法，当确定好需要限制的临界速度后，能够通过调节磁生电组件所产生的感应电动势与电生磁组件接收电动势的关系，进而调整电生磁组件所产生的电磁力，即可快速方便地将限速临界值设定好。
24.3、本发明所提供的一种自适应剪切增稠液限速装置及方法，主要依靠转筒表面在剪切增稠液中的剪切作用而产生阻尼力矩来降低需要限速运动设备的速度，由于限速阻尼是固液之间的相互作用产生的，所以几乎不存在阻尼部件的磨损问题。
25.4、本发明所提供的一种自适应剪切增稠液限速装置及方法，由于剪切增稠液的粘度会随着转筒的剪切速率变化而迅速改变，若需要限速运动设备的速度很大，转筒的剪切速率也会很大，这时剪切增稠液的粘度将会迅速增大，使转筒受到的阻尼力矩迅速增大，从而快速实现限速目标，极大缩短限速响应过程。
26.5、本发明所提供的一种自适应剪切增稠液限速装置及方法，能够通过改变电阻的阻值大小来无级调节限速临界值，所以具有调节速度快、控制精度高、操作简单等优点。
附图说明
27.本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
28.图1为装置整体剖面图；
29.图2为图1中装置a-a视图方向剖面图；
30.图3为图1中装置b-b视图方向剖面图；
31.图4为图1中装置c-c视图方向剖面图；
32.图5为图1中装置d-d视图方向剖面图；
33.图6为主动盘的结构示意图；
34.图7为从动盘的结构示意图；
35.图8为磁路图；
36.图9为电枢绕组、可变电阻和励磁线圈组成的电路图。
37.图中标记：1-转轴，101-引线孔，2-磁生电组件，201-电枢绕组，202-磁铁，203-绕组安装筒，204-端盖，3-电生磁组件，301-铁芯，302-励磁线圈，4-阻尼减速组件，401-转筒，4011-限位凹部，402-缸筒，403-转筒盖板，404-缸筒盖板，5-离合组件，501-主动盘，5011-通孔，5012-凹槽，502-从动盘，5021-凸台，5022-套筒，5023-限位凸部，6-第一紧固螺母，7-密封盖板，701-密封圈，8-第二紧固螺母，9-第三紧固螺母，10-轴承，11-螺旋弹簧。
具体实施方式
38.下面结合附图，对本发明作详细的说明。
39.本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
40.本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
41.一种自适应剪切增稠液限速装置及方法，如图1-9所示，包括转轴1，所述转轴1上设有通过转轴1的转动产生感应电动势的磁生电组件2，所述转轴1上还设置有电生磁组件3，所述电生磁组件3通过导线与磁生电组件2连接，所述电生磁组件3外设有阻尼减速组件4，所述阻尼减速组件4包括转筒401和缸筒402，所述转筒401和缸筒402均可转动的设于转轴1上，所述转筒401内设有通过磁力实现离合的离合组件5，所述转筒401通过离合组件5与转轴1传动连接，所述转筒401可转动的设于缸筒402内，所述转筒401与缸筒402之间设有剪切增稠液。
42.具体的，所述转轴1能够用于连接需要限速的运动设备，并将转动传递到限速装置内部；所述磁生电组件2能够通过转轴1的转动产生感应电动势；所述电生磁组件3与磁生电组件2通过导线连接，从而能够接收并通过磁生电组件2所产生的感应电动势产生磁力，进一步的，所述电生磁组件3固定设置于转轴1上，当离合组件5转动时，能够保证电生磁组件3所产生的吸引点与离合组件5不产生相对转动，从而提升吸引效果；所述转筒401与剪切增稠液发生剪切受到阻尼力矩作用，从而带动转轴1降速。当磁力足够时，离合组件5闭合，能够带动阻尼减速组件4中的转筒401与转轴1传动，从而带动转筒401在缸筒402内的剪切增稠液中转动，进而带动转轴1降速；当磁力不够时，离合组件5分离，从而转筒401在缸筒402
内的剪切增稠液中不转动，不进行减速。其中，所述离合组件5的一部分固定设置于转轴1上，所述离合组件5的另一部分设置于转筒401上，所述离合组件5通过磁力实现离合，从而决定转筒401与转轴1是否传动。作为具体的设计，所述电生磁组件3以及离合组件5均设于转筒401内，能够避免离合组件5与剪切增稠液接触，发生剪切而产生阻力；利用转筒401内部布置，结构紧凑，减少其他位置空间占用；便于对剪切增稠液的密封，防止泄露。进一步的，所述转筒401与缸筒402均开设有开口，所述转筒401的开口处设有转筒盖板403，所述缸筒402的开口处设有缸筒盖板404，能够方便进行本装置的装配。进一步的，所述转轴1穿过转筒401和缸筒402，所述转轴1、转筒401以及缸筒402共轴，能够保证本装置的结构对称性。
43.作为另一具体的实施方式，所述磁生电组件2包括固定设置于转轴1上的电枢绕组201和相向设置于电枢绕组201两侧的一对磁铁202，其中一块所述磁铁202的n极与另一块所述磁铁202的s极沿转轴1的轴线相对设置。当转轴1转动时，带动电枢绕组201转动，由于电枢绕组201处于一对磁铁202形成的磁场中，进而电枢绕组201切割磁铁202n极到s极的磁力线，电枢绕组201中产生感应电动势，并通过换向器形成直流电压。其中，所述磁铁202为方形，所述磁铁202为永磁铁202。进一步的，所述电枢绕组201通过绕组安装筒203设于转轴1上，所述绕组安装筒203固定设置于转轴1上；所述转轴1上设有用于限制绕组安装筒203轴向移动的第一轴肩，所述绕组安装筒203的一侧抵靠在第一轴肩上，所述绕组安装筒203的另一侧通过第一紧固螺母6锁紧于转轴1上，防止绕组安装筒203轴向移动。
44.作为另一具体的实施方式，所述磁生电组件2还包括固定设于缸筒402上，且与缸筒402之间具有空腔的端盖204，两块所述磁铁202设于端盖204内。通过空腔能够用于容纳并保护转轴1、电枢绕组201以及磁铁202，并且能够固定磁铁202。进一步的，所述端盖204为柱形，所述转轴1与端盖204共轴，所述转轴1穿过端盖204。
45.作为更为具体的设计，所述端盖204和/或缸筒402和/或转筒401和/或转筒盖板403和/或缸筒盖板404的与转轴1接触处设置有密封盖板7，所述密封盖板7内设有密封槽，所述密封槽为环形，所述密封槽内设有密封圈701，能够防止灰尘、水分等进入端盖204内腔，以及防止剪切增稠液泄露。
46.作为另一具体的实施方式，所述电生磁组件3包括固定设置于转轴1上的铁芯301，所述铁芯301为u形，所述铁芯301的两端部与转轴1平行；所述铁芯301的两端旁支上分别缠绕有励磁线圈302。当励磁线圈302通电，铁芯301产生电磁力，从而离合组件5闭合，转筒401跟随转轴1转动。由于铁芯301布置在转轴1上，并与转轴1一起转动，上面还要缠绕励磁线圈302，与离合组件5一起形成磁回路，故采用u形,具体的，所述铁芯301中部为圆环，所述转轴1设于圆环内。所述铁芯301具有良好的导磁性能，能够用于形成磁路。进一步的，所述u形铁芯301对称设置于转轴1上。作为具体的设计，所述电枢绕组201与励磁线圈302电连接。其中，所述转轴1上设有用于限制铁芯301轴向移动的第二轴肩，所述铁芯301的一侧抵靠在第二轴肩上，所述铁芯301的另一侧通过第二紧固螺母8锁紧于转轴1上，防止铁芯301轴向移动。
47.作为另一具体的实施方式，所述离合组件5包括主动盘501和从动盘502，所述主动盘501设于电生磁组件3的端部，所述主动盘501与转轴1固定连接；所述从动盘502通过螺旋弹簧11可沿转筒401轴向移动的设置于转筒401内，所述从动盘502设于主动盘501的远电生磁组件3的一侧，所述从动盘502通过电生磁组件3的磁力吸附于主动盘501上。由于铁芯301
为产生良好的导磁效果，常采用纯铁材质，并且，当铁芯301为u形时，铁芯301的固定位置为中部，而吸引位置位于两支部，因此若将从动盘502直接与铁芯301离合，则无法保证传动的可靠性。因此通过主动盘501，不仅能够提升传动部件的强度，还能够增加从动盘502传动时的接触面积，从而提升传动的可靠性。其中，所述转轴1上设有用于限制主动盘501轴向移动的第三轴肩，所述主动盘501的一侧抵靠在第三轴肩上，所述主动盘501的另一侧通过第三紧固螺母9锁紧于转轴1上，防止主动盘501轴向移动。所述主动盘501上设有与铁芯301的端部对应的通孔5011，所述铁芯301的两端部插入通孔5011中，使分支端面与主动盘501端面处于同一平面。进一步的，铁芯301、从动盘502由具有良好导磁性能的材料制成，转轴1、主动盘501、螺旋弹簧11、转筒401、转筒盖板403均为非导磁材料制成。其中，所述铁芯301、从动盘502及铁芯301与从动盘502之间的气隙组成磁路。
48.进一步的，所述主动盘501端面上开设有凹槽5012，所述从动盘502端面设有凸台5021，所述凹槽5012与凸台5021刚好配合，能够更好的传动扭矩。当励磁线圈302通电，铁芯301产生电磁力，一旦电磁力大于螺旋弹簧11拉伸阻力时，将会把从动盘502吸向主动盘501，进而压靠在主动盘501上，并且从动盘502的凸台5021与主动盘501的凹槽5012镶嵌配合，确保主动盘501与从动盘502此时不会发生相对滑动，若这时铁芯301和主动盘501随转轴1转动，主动盘501将把转矩传递给从动盘502，从动盘502再带动转筒401旋转。
49.作为更为具体的设计，所述转筒401和/或缸筒402和/或端盖204和/或从动盘502通过轴承10设于转轴1上，能够减小转筒401和/或缸筒402和/或端盖204和/或从动盘502与转轴1之间的摩擦，由于从而转筒401、缸筒402、端盖204和从动盘502均为可转动的设于转轴1上，通过轴承10能够减小磨损，增加使用寿命。具体的，由于转筒401和缸筒402为开口结构，因此转筒盖板403及缸筒盖板404也分别通过轴承10设于转轴1上。进一步的，所述轴承10为滚动轴承，由于需要防止剪切增稠液进入转筒401或泄露出缸筒402，因此转筒401、缸筒402、转筒盖板403及缸筒盖板404处需采用整体式轴承，方便采取密封措施，而滑动轴承的轴承座一般是由两部分组成；并且考虑到转筒401以及转轴1都要转动，因此采用滚动轴承。其中，转筒401以及转筒盖板403均通过两个轴承10设于转轴1上，由于转筒401与转轴1进行传动时，会产生同向同速的转动，而单个轴承10常用于连接不同步转动的两个部件，因此采用两个轴承10，其中一个轴承10通过连接套设于另一轴承10内。。此外，所述从动盘502与轴承10之间设有套筒5022，所述轴承10固定设于套筒5022上，所述从动盘可活动的设于套筒外。
50.作为另一具体的实施方式，所述转筒401内设有沿轴向延伸的限位凹部4011，所述从动盘502上设有与限位凹部4011对应的限位凸部5023。通过所述限位凹部4011和限位凸部5023能够固定转筒401与从动盘502在周向上的位置，使从动盘502沿转轴1轴向移动，从而防止螺旋弹簧11出现扭转。其中，当限位凹部4011与限位凸部5023远主动盘501的端面接触时，所述螺旋弹簧11刚好处于静止平衡状态。
51.工作时，缸筒402最好水平放置和安装固定，当倾斜或竖直时，从动盘受重力影响，可能对弹簧的弹力造成影响，从而影响限速临界值的精确度。当然，在具体的实施中，当从动盘的重力可以忽略不计时，也可以倾斜或竖直放置。
52.当主动盘501与从动盘502吸合时，转筒401跟随转轴1旋转，转筒401表面将对剪切增稠液产生剪切作用，转筒401转速越快，剪切速率将会越大，剪切增稠液粘度将会越大，进
而转筒401受到的转动阻尼力矩将会越大，从而实现快速降低和限制转轴1转速的目标。
53.所述转轴1内设有引线孔101，所述引线孔101的一端设于磁生电组件2处，所述引线孔101的另一端设于电生磁组件3处。能够用于穿过导线，连接电枢绕组201和励磁线圈302，使电枢绕组201产生的感应电动势可以施加到励磁线圈302上，在励磁线圈302中产生电流，进而产生磁场，并通过铁芯301。
54.作为另一具体的实施方式，所述磁生电组件2和电生磁组件3之间串联有可变电阻。进一步的，通过在电枢绕组201和励磁线圈302组成的电路中串联一个可变电阻，来实现对限速临界值进行无级调节。当确定好需要限制的临界速度后，通过调节可变电阻改变其阻值rv大小，即可快速方便地将限速临界值设定好。具体调节操作为可变电阻阻值越大，限制的临界速度越高。当然，在具体的实施中，所述可变电阻可以为并联，但经济性和实用性差，可变电阻的阻值范围需要很大才行，且阻值不能调节为零，故采用串联。
55.一种自适应剪切增稠液限速方法，包括以下步骤：
56.步骤1、将需要限速的运动设备通过相应传动机构将动力传递给转轴；
57.步骤2、磁生电组件通过转轴的转动产生感应电动势；
58.步骤3、电生磁组件跟随转轴转动，并通过磁生电组件所产生的感应电动势产生磁力；
59.步骤4、当磁力达到一定值后，离合组件通过磁力闭合，转筒通过离合组件吸附于电生磁组件上，转轴通过电生磁组件带动转筒在缸筒内的剪切增稠液中旋转，转筒与剪切增稠液发生剪切受到阻尼力矩作用，从而通过电生磁组件带动转轴降速。
60.作为另一具体的实施方式，在所述步骤2和步骤3之间还包括以下步骤：
61.步骤2.5、根据需要限制的临界速度，调节磁生电组件所产生的感应电动势与电生磁组件接收电动势的关系，进而调整电生磁组件所产生的电磁力，从而对限制的临界速度进行调节。
62.进一步的，所述磁生电组件所产生的感应电动势与电生磁组件接收电动势的关系通过在磁生电组件2和电生磁组件3之间串联可变电阻实现。
63.本发明所提供的一种自适应剪切增稠液限速装置及方法，其限速临界值计算方法如下：
64.1)电枢绕组感应电动势计算
65.由于电枢绕组每层导体旋转的线速度均不相同，为了计算方便，设电枢绕组中每根导体的平均线速度为：
[0066][0067]
式(1)中，d
01
为电枢绕组内径，d
02
为电枢绕组外径，n为转轴每分钟转速。
[0068]
故电枢绕组中每根导体感应的平均电动势为:
[0069][0070]
式(2)中，b为电磁铁n极和s极之间的磁通密度，l0为电枢绕组中每根导体有效长度。
[0071]
则电枢绕组感应的电动势u为：
[0072][0073]
式(3)中，t为电枢绕组导体总根数，m为并联支路数。
[0074]
2)气隙处电磁力计算
[0075]
磁路磁阻rm为:
[0076][0077]
式(4)中，d1为铁芯圆环部分内径，d2为铁芯圆环部分外径，d3为从动盘圆环部分内径，d4为从动盘圆环部分外径，h1为铁芯圆环部分与延伸部分的厚度，h2为铁芯两旁分支部分的厚度，h3为从动盘厚度，l1为铁芯圆环延伸部分的长度，l2为铁芯两旁分支部分长度，w为铁芯圆环延伸部分与两旁分支部分的宽度，δ为铁芯两旁分支部分端面与从动盘之间的气隙宽度，μ0为空气的磁导率，μ1为铁芯的磁导率，μ2为从动盘的磁导率。
[0078]
由于铁芯和从动盘采用具有良好导磁性能的材料制成，所以磁路中铁芯和从动盘部分的磁阻远远小于空气间隙处的磁阻，假如在一定误差范围内忽略铁芯和从动盘部分的磁阻，则磁路总磁阻可以简化为：
[0079][0080]
根据磁动势em定义及公式有
[0081][0082]
式(6)中，i为通过励磁线圈的电流，n为励磁线圈的匝数，uc为励磁线圈的加载电压，rc为励磁线圈的电阻，φ为磁路中的磁通。
[0083]
将式(5)代入式(6)中有
[0084][0085]
由于铁芯两旁分支部分的端面与从动盘端面之间的气隙宽度δ较小，并且假定气隙之间磁力线分布均匀，则根据麦克斯韦电磁力简化公式，可推导出气隙处电磁力fm为：
[0086][0087]
式(8)中，b为气隙处的磁感应强度，s为铁芯两旁分支部分的横截面积。
[0088]
3)恒定限速临界值下限速控制条件
[0089]
若从动盘在电磁力作用下吸向主动盘，并与主动盘刚好吸合在一起，则螺旋弹簧拉伸变形量将等于气隙宽度，即为δ，其拉伸阻力fs为：
[0090]fs
＝kx＝kδ
ꢀꢀ
(9)
[0091]
式(9)中，k为劲度系数，是常数；x为变形量。
[0092]
由于当从动盘和主动盘刚好吸合在一起时，从动盘的凸台将会与主动盘的凹槽镶嵌配合，确保从动盘跟随主动盘转动时不会发生相对滑移，所以从动盘与主动盘吸合传递动力的条件为：
[0093]
2fm≥fsꢀꢀ
(10)
[0094]
将式(8)和式(9)代入式(10)中有
[0095][0096]
若励磁线圈的加载电压uc由电枢绕组产生的感应电动势提供，即uc＝u，并将式(3)代入式(11)中有
[0097][0098]
进而由式(12)可推导出装置限速控制的条件为：
[0099][0100]
式(13)中，n0为限速临界值，其值大小由装置的各结构参数决定，所以一旦装置结构参数确定，其将为恒定值。
[0101]
4)可调限速临界值下限速控制条件
[0102]
当在电枢绕组与励磁线圈之间的电路中串联一个可变电阻，这时励磁线圈的加载电压uc为：
[0103][0104]
式(14)中，rv为可变电阻的阻值。
[0105]
将式(3)、式(8)、式(9)、式(14)代入式(10)中有
[0106][0107]
进而由式(15)可推导出装置限速控制的条件为：
[0108][0109]
式(16)中，n0为限速临界值，这时其值大小除了受到装置结构参数影响外，还会随着可变电阻的阻值变化而改变，所以一旦装置结构参数确定，其值大小是可以通过改变可变电阻的阻值来调节的。
[0110]
本发明所提供的一种自适应剪切增稠液限速装置及方法，其工作过程如下：
[0111]
1、当转轴的转速n≥限速临界值n0时，需要限速的运动设备通过相应传动机构将动力传递给转轴，驱动转轴旋转，电枢绕组中将产生感应电动势，并且感应电动势随转轴速度增大而增大，感应电动势的大小也就表征了转轴速度的高低。感应电动势加载到励磁线圈两端，使励磁线圈通电产生磁场，磁场在铁芯、从动盘以及气隙三者中形成磁回路，于是铁芯在气隙处对从动盘产生电磁吸力，由于这时电磁吸力fm大于或等于螺旋弹簧拉伸阻力fs，所以从动盘在电磁吸力作用下靠近主动盘，并吸合嵌套，于是转轴通过主动盘将转矩传递给从动盘，进而从动盘带动转筒在缸筒内部的剪切增稠液中旋转，由于转筒表面与剪切增稠液发生剪切作用，转筒将受到阻尼力矩作用，阻尼力矩会随转筒转速增大而迅速增大，从而通过转筒受到的反向阻尼力矩迅速阻止需要限速运动设备的速度上升，并使其对应转速快速下降到限速临界值n0以下；
[0112]
2、当转轴的转速n＜限速临界值n0时，电枢绕组中产生的感应电动势下降，于是励磁线圈产生的电磁吸力减小，使电磁吸力fm小于螺旋弹簧拉伸阻力fs，这时从动盘与主动盘分离，主动盘将不能把转轴的转矩传递给从动盘，因而转筒将停止转动，不再对需要限速运动设备的速度产生影响。因此，无论运动设备速度如何变化，本装置都能通过将转轴的转速控制在限速临界值n0以下，以达到限制其最高速度的目的；
[0113]
3、当确定好需要限制的临界速度后，通过调节可变电阻改变其阻值rv大小，即可快速方便地将限速临界值n0设定好。
[0114]
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
[0115]
1、本发明所提供的一种自适应剪切增稠液限速装置及方法，能够通过磁生电组件和电生磁组件将转轴的转动转化为用于闭合离合组件的磁力，并在运动设备速度大于临界设定值时，通过离合组件带动转筒在缸筒内的剪切增稠液中旋转，并产生阻尼力矩作用，以达到限制其最高速度的目的；由于该装置在达到限速临界值时，转动不跟随转轴转动，从而减小磨损，并且能够实现设置限速临界值的功能。
[0116]
2、本发明所提供的一种自适应剪切增稠液限速装置及方法，当确定好需要限制的临界速度后，能够通过调节磁生电组件所产生的感应电动势与电生磁组件接收电动势的关系，进而调整电生磁组件所产生的电磁力，即可快速方便地将限速临界值设定好。
[0117]
3、本发明所提供的一种自适应剪切增稠液限速装置及方法，主要依靠转筒表面在剪切增稠液中的剪切作用而产生阻尼力矩来降低需要限速运动设备的速度，由于限速阻尼是固液之间的相互作用产生的，所以几乎不存在阻尼部件的磨损问题。
[0118]
4、本发明所提供的一种自适应剪切增稠液限速装置及方法，由于剪切增稠液的粘度会随着转筒的剪切速率变化而迅速改变，若需要限速运动设备的速度很大，转筒的剪切速率也会很大，这时剪切增稠液的粘度将会迅速增大，使转筒受到的阻尼力矩迅速增大，从而快速实现限速目标，极大缩短限速响应过程。
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5、本发明所提供的一种自适应剪切增稠液限速装置及方法，能够通过改变电阻的阻值大小来无级调节限速临界值，所以具有调节速度快、控制精度高、操作简单等优点。
[0120]
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。