本申請(qǐng)總體上涉及磁流變(mr)流體離合器裝置，更具體地，涉及使用這種裝置的纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前的分布式電力設(shè)備依賴于液壓或電磁致動(dòng)。液壓致動(dòng)對(duì)于機(jī)械堵塞是可靠的，但是從根本上限制了動(dòng)態(tài)響應(yīng)和效率。此外，液壓系統(tǒng)在商業(yè)應(yīng)用中的實(shí)施可能有問(wèn)題，因?yàn)橐簤喝菀仔孤瑢?dǎo)致維護(hù)成本增加。此外，液壓致動(dòng)是硬件密集的。

電磁致動(dòng)為液壓致動(dòng)提供了清潔的替代方案。對(duì)于高動(dòng)態(tài)應(yīng)用，機(jī)電致動(dòng)的最普通形式在直驅(qū)電機(jī)中發(fā)現(xiàn)，它是非常重的。通過(guò)提供電動(dòng)機(jī)和末端執(zhí)行器之間的減速比，可大大減少設(shè)備重量。實(shí)際上，當(dāng)耦合到減速齒輪箱時(shí)，機(jī)電致動(dòng)器比直接驅(qū)動(dòng)解決方案更輕且便宜，但是其高輸出慣量、摩擦和齒隙可能降低其動(dòng)態(tài)性能。

磁流變(mr)流體離合器(磁流變液離合器)裝置被稱為用于以精度和準(zhǔn)確度從驅(qū)動(dòng)軸傳遞運(yùn)動(dòng)的有用裝置，這可增強(qiáng)機(jī)電致動(dòng)系統(tǒng)的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本公開的目的是提供一種使用用于轉(zhuǎn)矩傳遞的磁流變流體的新型纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

因此，根據(jù)本申請(qǐng)的第一實(shí)施例，提供了一種張緊組件，包括：輸出構(gòu)件；磁流變流體離合器裝置，被配置為接收一定程度的致動(dòng)(doa)并且連接到所述輸出構(gòu)件，所述磁流變流體離合器裝置可致動(dòng)以通過(guò)受控的滑動(dòng)選擇性地將接收的doa通過(guò)所述輸出構(gòu)件傳遞；張緊構(gòu)件，連接到所述輸出構(gòu)件，以便在所述磁流變流體離合器裝置致動(dòng)時(shí)由所述輸出構(gòu)件拉動(dòng)，所述張緊構(gòu)件的自由端適于在由所述輸出構(gòu)件拉動(dòng)時(shí)施加傳遞到輸出的拉動(dòng)作用。

進(jìn)一步地，根據(jù)第一實(shí)施例，所述輸出構(gòu)件和所述張緊構(gòu)件是輪或滑輪和纜繩或鋼筋以及鏈環(huán)和鏈條中的任一個(gè)。

又進(jìn)一步地，根據(jù)第一實(shí)施例，液壓傳動(dòng)裝置與所述張緊構(gòu)件相關(guān)聯(lián)。

又進(jìn)一步地，根據(jù)第一實(shí)施例，所述液壓傳動(dòng)裝置包括：主缸，連接到所述張緊構(gòu)件以將所述拉動(dòng)作用轉(zhuǎn)換成液壓；從動(dòng)缸，適于將所述液壓傳遞到所述輸出部；以及液壓軟管，在主缸和從動(dòng)缸之間，用于在它們之間傳輸液壓。

又進(jìn)一步地，根據(jù)第一實(shí)施例，所述液壓傳動(dòng)裝置位于連接到所述輸出構(gòu)件的張緊構(gòu)件的一端與所述張緊構(gòu)件的自由端之間。

根據(jù)本公開的第二實(shí)施例，提供了一種系統(tǒng)，包括：至少一個(gè)如上所述的張緊組件；以及被配置為在所述輸出部上提供力的裝置，該力與在所述輸出部上的所述至少一個(gè)壓縮組件傳遞的拉動(dòng)作用相反。

進(jìn)一步地，根據(jù)第二實(shí)施例，用于提供所述拉動(dòng)作用的裝置是所述張緊組件中的另一個(gè)。

又進(jìn)一步地，根據(jù)第二實(shí)施例，所有張緊組件被配置為共享提供所述doa的單個(gè)動(dòng)力源。

又進(jìn)一步地，根據(jù)第二實(shí)施例，用于提供所述力的裝置是偏置構(gòu)件。

又進(jìn)一步地，根據(jù)第二實(shí)施例，制動(dòng)系統(tǒng)適于在不處于自由狀態(tài)模式的情況下將輸出部鎖定在期望位置。

又進(jìn)一步地，根據(jù)第二實(shí)施例，所述輸出部被限制為沿著至少一個(gè)自由度(dof)運(yùn)動(dòng)；動(dòng)力源提供所述doa，所述doa為旋轉(zhuǎn)doa；由此通過(guò)控制所述至少一個(gè)張緊組件的磁流變流體離合器裝置的致動(dòng)來(lái)致動(dòng)所述輸出部沿所述至少一個(gè)dof的運(yùn)動(dòng)。

又進(jìn)一步地，根據(jù)第二實(shí)施例，所述輸出部是由通過(guò)關(guān)節(jié)相互連接的主體形成的機(jī)構(gòu)，所述輸出部由至少等于dof+1個(gè)偏置構(gòu)件的多個(gè)張緊組件約束，所述dof是該機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)。

又進(jìn)一步地，根據(jù)第二實(shí)施例，所述輸出部是操縱桿。

又進(jìn)一步地，根據(jù)第二實(shí)施例，所述輸出部是摩擦離合器。

根據(jù)本公開的第三實(shí)施例，提供一種機(jī)械臂，包括：至少兩個(gè)主體，其中所述主體中的基礎(chǔ)主體被配置為連接到基部，并且所述主體中的端部主體被配置來(lái)支撐工具；至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)，串聯(lián)地互連所述主體，并且在所述主體之間提供至少一個(gè)自由度(dof)；以及如上所述的張緊組件中的至少兩個(gè)，所述張緊組件施加傳遞到所述至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)的相反的拉動(dòng)作用；由此通過(guò)控制所述張緊組件的磁流變流體離合器裝置的致動(dòng)來(lái)致動(dòng)所述主體相對(duì)于彼此以所述至少一個(gè)dof運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，根據(jù)第三實(shí)施例，每個(gè)串聯(lián)連接的一對(duì)主體之間的所述至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)中的每一個(gè)提供至少兩個(gè)dof，所述機(jī)械臂由至少等于dof+1個(gè)偏置構(gòu)件的多個(gè)張緊組件約束，dof是所述主體和所述運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)的組件的自由度數(shù)。

又進(jìn)一步地，根據(jù)第三實(shí)施例，所述從動(dòng)缸連接到所述主體，并且其中，所述主缸和所述磁流變流體離合器裝置連接到基部。

又進(jìn)一步地，根據(jù)第三實(shí)施例，所有張緊組件被配置為共享安裝到所述基部的單個(gè)動(dòng)力源。

又進(jìn)一步地，根據(jù)第三實(shí)施例，所述至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)包括共享共同托架的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，所述兩個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)中的一個(gè)旋轉(zhuǎn)地連接到所述主體中的第一個(gè)，所述兩個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)地連接到所述主體的第二個(gè)。

根據(jù)第四實(shí)施例，提供一種壓縮組件，包括：磁流變流體離合器裝置，被配置為接收一定程度的致動(dòng)(doa)，所述磁流變流體離合器裝置可致動(dòng)以通過(guò)受控的滑動(dòng)選擇性地傳遞所述doa；主缸，連接到磁流變流體離合器裝置，以將其致動(dòng)轉(zhuǎn)換成液壓，從動(dòng)缸，適于將所述液壓傳遞到輸出部；和液壓軟管，在所述主缸和所述從動(dòng)缸之間，用于在它們之間傳輸液壓。

根據(jù)本公開的第五實(shí)施例，提供一種系統(tǒng)，包括：如上所述的壓縮組件中的至少一個(gè)；和被配置為在所述輸出部上提供力的裝置，該力與在所述輸出部上的所述至少一個(gè)壓縮組件傳遞的液壓相反。

進(jìn)一步地，根據(jù)第五實(shí)施例，用于提供所述力的裝置是所述壓縮組件中的另一個(gè)。

又進(jìn)一步地，根據(jù)第五實(shí)施例，所有壓縮組件被配置為共享提供所述doa的單個(gè)動(dòng)力源。

又進(jìn)一步地，根據(jù)第五實(shí)施例，所述用于提供所述力的裝置是偏置構(gòu)件。

又進(jìn)一步地，根據(jù)第五實(shí)施例，制動(dòng)系統(tǒng)適于在不處于自由狀態(tài)模式時(shí)將所述輸出部鎖定在期望位置。

又進(jìn)一步地，根據(jù)第五實(shí)施例，所述輸出部，所述輸出部被限制為沿著至少一個(gè)自由度(dof)運(yùn)動(dòng)；動(dòng)力源提供doa，所述doa為旋轉(zhuǎn)doa；由此通過(guò)控制至少一個(gè)壓縮組件的磁流變流體離合器裝置的致動(dòng)來(lái)致動(dòng)所述輸出部沿至少一個(gè)dof的運(yùn)動(dòng)。

又進(jìn)一步地，根據(jù)第五實(shí)施例，所述輸出部是由通過(guò)關(guān)節(jié)相互連接的主體形成的機(jī)構(gòu)，所述輸出部由至少等于dof+1個(gè)偏置構(gòu)件的多個(gè)壓縮組件約束，dof是所述機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)。

根據(jù)本公開的第六實(shí)施例，提供了一種用于在至少一個(gè)自由度(dof)中控制輸出部的運(yùn)動(dòng)的方法，包括：獲得至少一個(gè)程度的致動(dòng)(doa)；控制第一磁流變流體離合器裝置的滑動(dòng)，以便用第一構(gòu)件將至少一部分doa轉(zhuǎn)化為在至少一個(gè)dof的第一方向上的在所述輸出部上的作用；以及控制至少第二磁流變流體離合器裝置的滑動(dòng)，以便用第二構(gòu)件將至少一部分doa轉(zhuǎn)化為在至少一個(gè)dof的第二方向上的在所述輸出部上的作用，該作用與由所述第一磁流變流體離合器裝置做出的動(dòng)作相反。

又進(jìn)一步地，根據(jù)第六實(shí)施例，獲得所述至少一個(gè)doa包括從用于所有磁流變流體離合器裝置的公共動(dòng)力源獲得所述至少一個(gè)doa。

又進(jìn)一步地，根據(jù)第六實(shí)施例，控制所述第一磁流變流體離合器裝置的滑動(dòng)包括用第一構(gòu)件將至少一部分doa轉(zhuǎn)化為在所述輸出部上的拉動(dòng)作用，所述第一構(gòu)件是張緊構(gòu)件。

又進(jìn)一步地，根據(jù)第六實(shí)施例，控制所述第二磁流變流體離合器裝置的滑動(dòng)包括用第二構(gòu)件將至少一部分doa轉(zhuǎn)化為在所述輸出部上的拉動(dòng)作用，所述第二構(gòu)件是另一張緊構(gòu)件。

又進(jìn)一步地，根據(jù)第六實(shí)施例，控制所述第一磁流變流體離合器裝置的滑動(dòng)包括用第一構(gòu)件將至少一部分doa轉(zhuǎn)化為在所述輸出部上的推動(dòng)作用，所述第一構(gòu)件是壓縮構(gòu)件。

又進(jìn)一步地，根據(jù)第六實(shí)施例，控制所述第二磁流變流體離合器裝置的滑動(dòng)包括用第二構(gòu)件將至少一部分doa轉(zhuǎn)化為在所述輸出部上的推動(dòng)作用，所述第二構(gòu)件是另一壓縮構(gòu)件。

又進(jìn)一步地，根據(jù)第六實(shí)施例，所述輸出部具有一個(gè)以上dof，并且其中，控制所述磁流變流體離合器裝置的滑動(dòng)包括相反地與用于所述dof中的每一個(gè)的所述磁流變流體離合器裝置的動(dòng)作相反。

附圖說(shuō)明

圖1是在本公開的纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中使用的磁流變流體離合器裝置的示意圖；

圖2是根據(jù)本公開的使用磁流變流體離合器裝置的纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的電力分配布置的示意圖；

圖3是使用具有用于末端執(zhí)行器的相反位移的一對(duì)磁流變流體離合器裝置的公共動(dòng)力源的纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的示意圖；

圖4是在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度中使用具有用于末端執(zhí)行器的位移的磁流變流體離合器裝置的公共動(dòng)力源的纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的示意圖；

圖5是圖4的纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的透視圖，其設(shè)置有兩對(duì)用于末端執(zhí)行器的相反位移的磁流變流體離合器裝置；

圖6a是一種纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)使用具有一對(duì)磁流變流體離合器裝置的公共動(dòng)力源，以控制由運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)串聯(lián)連接的主體的運(yùn)動(dòng)，其中動(dòng)力源在主體上；

圖6b是一種纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)使用具有一對(duì)磁流變流體離合器裝置的共同動(dòng)力源的，以控制由運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)串聯(lián)連接的主體的運(yùn)動(dòng)，其中在基部上具有共享動(dòng)力源；

圖7a是基于圖2至6b的系統(tǒng)的機(jī)械臂的透視圖；

圖7b是圖7a的機(jī)械臂的中間體的透視圖；

圖7c是圖7a的機(jī)械臂的功率模塊的透視圖；

圖7d是圖7a的機(jī)械臂的功率模塊的另一實(shí)施例的透視圖；

圖7e是圖7d的功率模塊的橫截面視圖；

圖8是結(jié)合車輛摩擦離合器使用的磁流變伺服液壓致動(dòng)器系統(tǒng)的示意圖；以及

圖9是使用具有用于末端執(zhí)行器的相反位移的一對(duì)磁流變流體離合器裝置的公共動(dòng)力源的流體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

參考附圖，更具體地參考圖1，其中示出了被配置為基于接收的輸入電流提供機(jī)械輸出力的通用磁流變(mr)流體離合器裝置10。圖1的mr流體離合器裝置10是可在下文描述的系統(tǒng)中使用的mr流體離合器裝置的簡(jiǎn)化表示。在下文描述的系統(tǒng)中使用的mr流體離合器裝置可具有額外的組件和特征，諸如鼓、冗余電磁體、mr流體膨脹系統(tǒng)等。

mr流體離合器裝置10具有帶徑向盤13的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件12，該組件也稱為輸入轉(zhuǎn)子。mr流體離合器裝置10還具有帶環(huán)形板15的從動(dòng)構(gòu)件14，其中環(huán)形板15與徑向盤13纏繞，以定義填充有mr流體16的環(huán)形室，環(huán)形室由殼體17限定，殼體17是從動(dòng)構(gòu)件14不可或缺的部分。從動(dòng)構(gòu)件14和環(huán)形板15的組件也稱為輸出轉(zhuǎn)子。在圖1的實(shí)例中，驅(qū)動(dòng)構(gòu)件12可以是與電力輸入機(jī)械聯(lián)通的輸入軸，并且從動(dòng)構(gòu)件14可與電力輸出(即力輸出，轉(zhuǎn)矩輸出)機(jī)械聯(lián)通。mr流體16是一種智能流體，其由設(shè)置在載體流體中的可磁化顆粒組成，所述載體流體通常是一種油。當(dāng)經(jīng)受磁場(chǎng)時(shí)，流體可能增加其表觀粘度，潛在地到成為粘塑性固體的點(diǎn)。表觀粘度由操作剪切應(yīng)力和包括在相對(duì)剪切表面之間的mr流體的操作剪切速率之間的比率限定——即驅(qū)動(dòng)側(cè)的徑向盤13與環(huán)形板15和環(huán)形室17中的殼體17的壁的操作剪切速率。磁場(chǎng)強(qiáng)度主要影響mr流體的屈服剪切應(yīng)力。可通過(guò)經(jīng)由控制器的使用，改變由集成在殼體17中的電磁體18產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度，即輸入電流，來(lái)控制處于流體的有效(“接通”)狀態(tài)的流體的屈服剪切應(yīng)力。因此，mr流體的傳遞力的能力可用電磁體18來(lái)控制，從而用作構(gòu)件12和14之間的離合器。電磁體18被配置為改變磁場(chǎng)的強(qiáng)度，使得構(gòu)件12和14之間的摩擦足夠低以允許驅(qū)動(dòng)構(gòu)件12與從動(dòng)構(gòu)件14自由旋轉(zhuǎn)，反之亦然。

參考圖2，根據(jù)本公開的纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)總體以20表示。纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20具有n個(gè)mr流體離合器裝置10，其經(jīng)由由動(dòng)力源21驅(qū)動(dòng)的公共動(dòng)力軸22從單個(gè)動(dòng)力源21接收轉(zhuǎn)矩輸入。例如，動(dòng)力源21可以是電動(dòng)機(jī)，盡管也可使用諸如液壓電機(jī)的其他類型的動(dòng)力源，在許多其他實(shí)例中。

mr流體離合器裝置10各自配備有輸出構(gòu)件23，在該輸出構(gòu)件23上安裝有纜繩24，以形成張緊組。輸出構(gòu)件實(shí)際上可連接到mr流體離合器裝置10的從動(dòng)構(gòu)件14(圖1)，以便與其一起旋轉(zhuǎn)。但是，輸出構(gòu)件也可具有從動(dòng)構(gòu)件14和輸出構(gòu)件23之間的機(jī)構(gòu)，而不是直接驅(qū)動(dòng)。例如，輸出構(gòu)件23可包括減速齒輪箱。表述“輸出輪”用作包括等效部件的表述，諸如滑輪、鏈環(huán)、鏈輪、螺母、螺釘、杠桿臂等。同樣，表述“纜繩”用作包括等效部件的表述，諸如鋼筋束、繩、皮帶、鏈條等張緊構(gòu)件。纜繩類型的選擇是基于輸出輪的類型。纜繩24具有附接到輸出輪23的端部，附接到輸出組件的自由端25，纜繩的長(zhǎng)度圍繞輸出輪23纏繞。輸出輪23的旋轉(zhuǎn)，例如由從動(dòng)構(gòu)件14(圖1)驅(qū)動(dòng)，可將額外的纜繩長(zhǎng)度卷繞到輸出輪23上，導(dǎo)致在纜繩24的自由端處的拉動(dòng)作用。可替代地，對(duì)自由端25的拉動(dòng)作用可能導(dǎo)致解開來(lái)自輸出輪23的纜繩24，例如當(dāng)mr流體離合器裝置10處于滑動(dòng)狀態(tài)時(shí)，即當(dāng)自由端25上的拉動(dòng)作用超過(guò)從動(dòng)構(gòu)件14產(chǎn)生的力時(shí)。纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20具有單個(gè)程度的致動(dòng)的n個(gè)輸出。使用連續(xù)滑動(dòng)mr流體離合器裝置10作為纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20中的張緊器，允許從許多輸出中的單個(gè)動(dòng)力源21進(jìn)行轉(zhuǎn)矩分配，以驅(qū)動(dòng)可能的多個(gè)dof。盡管mr流體離合器裝置10只能在由動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)的方向上產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，但在纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的情況下這不是問(wèn)題，因?yàn)槔|繩固有地不能有效地傳遞壓縮負(fù)載。

圖2的纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)具體實(shí)施例在圖3中示出為30。由于纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)30具有與圖2的纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20相同的組件，相同的組件將具有相同的附圖標(biāo)記。纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)30具有一對(duì)mr流體離合器裝置，其中一個(gè)示為10a，另一個(gè)示為10b，裝置10a和10b連接到公共動(dòng)力源(未示出)，如圖2的系統(tǒng)20的情況。mr流體離合器裝置10a和10b經(jīng)由纜繩24連接到公共的末端執(zhí)行器31。公共的末端執(zhí)行器31被示出為樞轉(zhuǎn)臂，通過(guò)樞軸33安裝到基部32。因此，末端執(zhí)行器31可以以一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度(dof)移動(dòng)。盡管由公共動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)，mr流體離合器裝置10a和10b在末端執(zhí)行器31上提供了相反的拉動(dòng)作用，以能夠進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。而且，盡管末端執(zhí)行器31被示出為可沿一個(gè)旋轉(zhuǎn)dof移動(dòng)，但是末端執(zhí)行器31可通過(guò)平移關(guān)節(jié)連接到基部32，由此系統(tǒng)30將提供平移dof。還考慮提供單個(gè)mr流體離合器裝置10，并且因此提供連接到末端執(zhí)行器31的單個(gè)纜繩24，具有由諸如聯(lián)動(dòng)裝置、彈簧、重力、其他類型的致動(dòng)器等的偏置構(gòu)件(未示出)提供的相反力。偏置構(gòu)件還可包括更復(fù)雜的機(jī)構(gòu)，諸如伺服系統(tǒng)、線性致動(dòng)器等。換句話說(shuō)，可使用能夠?qū)δ┒藞?zhí)行器31施加相反力的任何機(jī)構(gòu)。這對(duì)于下面提供的給定實(shí)施例是同樣適用的。

在典型的相反的纜繩驅(qū)動(dòng)致動(dòng)系統(tǒng)中，通常每個(gè)自由度(dof)使用一個(gè)致動(dòng)器。因此，每個(gè)致動(dòng)器必須設(shè)計(jì)成滿足其所驅(qū)動(dòng)的自由度的最大負(fù)載。由于纜繩不能傳遞壓縮負(fù)載，dof由兩個(gè)致動(dòng)器致動(dòng)。因此，每個(gè)dof由兩個(gè)相反的致動(dòng)器致動(dòng)，并且通常由于它們的相反作用，一次僅一個(gè)被致動(dòng)。例如，如果需要沿順時(shí)針?lè)较蛏a(chǎn)負(fù)載，則順時(shí)針致動(dòng)器(cwa)被供電，并且逆時(shí)針致動(dòng)器(ccwa)被斷電，反之亦然，如果需要在其他方向產(chǎn)生負(fù)載的話。

相反，當(dāng)在圖3的系統(tǒng)30中集中動(dòng)力源21(圖2)時(shí)，所得到的系統(tǒng)可導(dǎo)致緊湊且輕質(zhì)的設(shè)計(jì)。此外，由于連續(xù)滑動(dòng)mr流體離合器裝置將動(dòng)力源21的慣性從末端執(zhí)行器31解耦，所以可使用諸如與高比例減速齒輪箱耦合的高速電動(dòng)機(jī)的輕質(zhì)動(dòng)力源，而不影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。此外，可根據(jù)應(yīng)用來(lái)調(diào)整動(dòng)力源21的所需負(fù)載，從而進(jìn)一步減輕重量。例如，由于纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)30利用純粹的相反致動(dòng)布置，因此不需要?jiǎng)恿υ?1來(lái)產(chǎn)生正在驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)連續(xù)滑動(dòng)mr流體離合器裝置10的負(fù)載能力的總和，因?yàn)槊繉?duì)中只有一個(gè)可同時(shí)處于有效狀態(tài)。因此，動(dòng)力源21可設(shè)計(jì)為僅總負(fù)載要求的大約一半(即，滑移中離合器裝置的“斷開狀態(tài)或自由狀態(tài)”功率大于零)。該原理不僅適用于相反架構(gòu)的情況，而且也適用于多個(gè)輸出不需要在其最大負(fù)載下同時(shí)被致動(dòng)的任何應(yīng)用中。

當(dāng)保持滑動(dòng)并與作為動(dòng)力源21的齒輪電機(jī)一起使用時(shí)，纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)30中的mr流體離合器裝置10將電機(jī)的動(dòng)態(tài)行為從輸出解耦，導(dǎo)致低的輸出慣性和高的控制質(zhì)量，因?yàn)辇X輪電機(jī)21的高輸出慣性沒(méi)有在系統(tǒng)輸出處反映。纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)30還可提供增加的力精度，因?yàn)辇X輪電機(jī)的非線性行為(例如嵌齒、齒輪間隙、摩擦力)被mr流體離合器裝置過(guò)濾。纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)30還具有相對(duì)較低的質(zhì)量和減少的組件數(shù)量，因?yàn)楣昌X輪電機(jī)21產(chǎn)生的負(fù)載可在多個(gè)輸出之間共享。在一些應(yīng)用中，纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)30可以是可靠的，因?yàn)楫?dāng)冗余電機(jī)可用作備用時(shí)，故障的齒輪電機(jī)可在離合器分離之后與輸出斷開。

參考圖4和5，使用纜繩系統(tǒng)20和30的概念的又一個(gè)實(shí)施例在40示出。由于纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)40具有與圖2的纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20相同的組件，相同的組件將具有相同的附圖標(biāo)記。纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)40具有四個(gè)mr流體離合器裝置10。mr流體離合器裝置10連接到公共動(dòng)力源21。

mr流體離合器裝置10經(jīng)由纜繩24連接到共同的末端執(zhí)行器41。公共末端執(zhí)行器41被示出為旋轉(zhuǎn)臂，通過(guò)萬(wàn)向關(guān)節(jié)43(或其他關(guān)節(jié)，諸如通用關(guān)節(jié)和球形關(guān)節(jié))安裝到基部42。因此，末端執(zhí)行器41可在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)dof中移動(dòng)，但是也可提供其它關(guān)節(jié)布置，以將末端執(zhí)行器約束成沿著一個(gè)平移dof和一個(gè)旋轉(zhuǎn)dof或兩個(gè)平移dof運(yùn)動(dòng)。盡管由公共動(dòng)力源21驅(qū)動(dòng)，mr流體離合器裝置10在末端執(zhí)行器41上提供了相反和補(bǔ)充的拉動(dòng)作用，以實(shí)現(xiàn)在至少兩個(gè)旋轉(zhuǎn)dof中的移動(dòng)。

在圖5的具體配置中，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)dof中的每一個(gè)由兩個(gè)相反mr流體離合器裝置10的相應(yīng)張緊組(即，設(shè)置在萬(wàn)向關(guān)節(jié)43的相對(duì)側(cè))控制。但是，可能僅使用三個(gè)mr流體離合器裝置10來(lái)控制兩個(gè)旋轉(zhuǎn)dof。同樣地，圖5的四個(gè)mr流體離合器裝置10可用于控制三個(gè)旋轉(zhuǎn)dof，通過(guò)將纜繩25交叉以控制圍繞末端執(zhí)行器41的縱向軸線的旋轉(zhuǎn)。

纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)40可利用具有高減速比齒輪箱的高速電動(dòng)機(jī)作為單個(gè)集中式動(dòng)力源21。錐齒輪44(包圍在圖5中的殼體50中)用于將動(dòng)力傳遞到向纜繩24施加張力的四個(gè)mr流體離合器裝置10的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件。相反張緊組的錐齒輪44相對(duì)于驅(qū)動(dòng)錐齒輪是同軸的和徑向相對(duì)的。纜繩引導(dǎo)件51可存在以將纜繩24路由在限制的體積內(nèi)。

纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)30和40可被適配和優(yōu)化以匹配具體應(yīng)用的特定要求。例如，纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)40的布置可用在主動(dòng)操縱桿中。主動(dòng)操縱桿能夠?qū)崟r(shí)地將力反饋調(diào)制到操作者，與傳統(tǒng)的被動(dòng)操縱桿相反，對(duì)于傳統(tǒng)的被動(dòng)操縱桿，力-位移特性不能改變?；诶|繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)40的主動(dòng)操縱桿可具有高動(dòng)態(tài)響應(yīng)，高的力能力并且重量輕?；诶|繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)30和40的這種主動(dòng)操縱桿的最終用途在許多應(yīng)用領(lǐng)域中是眾多的，包括非排他性消費(fèi)者移動(dòng)車輛、重型設(shè)備、材料處理設(shè)備、醫(yī)療應(yīng)用(機(jī)械輔助手術(shù))、航空航天等)。在另一種情況下，纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)40的布置可用作機(jī)械臂。在另一種情況下，纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)40的布置可用于引導(dǎo)液壓回路的流體。在另一種情況下，纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)40可用于引導(dǎo)氣體，以便用作引導(dǎo)飛機(jī)的推力矢量系統(tǒng)。

參考圖6a和6b，使用纜繩系統(tǒng)20、30和40的概念的又一實(shí)施例在60示出。由于纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)60具有與圖2的纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20相同的組件，相同的組件將具有相同的附圖標(biāo)記。纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)60可被描述為具有主體60a，60b，60n(通常在機(jī)器人技術(shù)中也稱為連桿構(gòu)件或連接件)，通過(guò)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)61(樞軸、球關(guān)節(jié)，滑塊等)彼此連接，并且通過(guò)諸如纜繩24的有限剛度元件彼此連接。纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)60在基部63中具有功率模塊或源62。動(dòng)力源62將其輸出傳輸?shù)揭粚?duì)mr流體離合器裝置10，每個(gè)mr流體離合器裝置10支撐輸出輪23和纜繩24，其中mr流體離合器裝置10組裝到基部63，以便共享從動(dòng)力源62輸出的功率(例如，以類似于圖2-5所示的布置的方式)。

纜繩24的自由端連接到主體60a，以便對(duì)主體60a施加拉動(dòng)作用。主體60a通過(guò)其連接到運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)61被限制于給定運(yùn)動(dòng)，并且通過(guò)mr流體離合器裝置10的致動(dòng)來(lái)控制纜繩24的拉動(dòng)作用，以便選擇性地控制主體60a的運(yùn)動(dòng)。主體60a，60b，60n可具有與基部63類似的配置，即每個(gè)具有其自己的動(dòng)力源62、mr流體離合器10、輸出輪23和纜繩24，串聯(lián)地連接主體60a，60b，60n。主體60a，60b，60n也可具有與包括基部63的配置不同的配置。例如，主體60a，60b，60n中的每一個(gè)或幾個(gè)可具有mr流體離合器裝置10、輸出輪23和纜繩24，串聯(lián)地連接主體60a，60b，60n，所有主體具有mr流體離合器裝置10，使用來(lái)自基部源62的動(dòng)力(即，動(dòng)力可由旋轉(zhuǎn)的柔性軸分配)。

可替代地，如圖6b所示，基部63中的單個(gè)動(dòng)力源62可由基部63上的多個(gè)mr流體離合器裝置10共享，近側(cè)主體60a上的纜繩引導(dǎo)件65可施加張力在遠(yuǎn)端主體60b等上。纜繩引導(dǎo)件65可以是惰輪、柱等。

再次，有限剛度元件(即，纜繩24)中的張力由mr流體離合器裝置10控制。因此，施加在主體60a，60b，60n上的負(fù)載及其相對(duì)于彼此的運(yùn)動(dòng)可以以高動(dòng)態(tài)性能精確控制。

參考圖7a-7c，在機(jī)械臂70中示出了圖6a和6b的纜繩系統(tǒng)的實(shí)施例。機(jī)械臂70是在其輸出端具有夾持器71的類型。夾持器71是可用作機(jī)械臂70的端部的許多可能的工具之一，并且被簡(jiǎn)單地提供為實(shí)例。例如，夾持器71獨(dú)立于機(jī)械手臂70的致動(dòng)而致動(dòng)，因?yàn)閵A持器71僅需要移動(dòng)其手指并在其手腕處旋轉(zhuǎn)。出于說(shuō)明的目的，可用作夾持器71的替代物的其它工具包括鑷子、鉆頭、鉗子，僅舉幾個(gè)例子。

機(jī)械臂70被示出為具有主體60a，60b和60c的4-dof臂，因?yàn)?個(gè)旋轉(zhuǎn)dof提供在基部63和支撐夾持器71的主體60c的部分之間。再次，這是許多可能性之一，如圖6a和6b解釋的，可能有更多或更少的主體，具有更多或更少的dof，dof是平移和/或旋轉(zhuǎn)。

為了便于說(shuō)明并避免冗余，參考圖7b僅詳細(xì)描述圖7a所示的中間體60b在主體60a和60c之間，但是基礎(chǔ)主體60a和端部主體60c具有相似的組件。所示的中間體60b通過(guò)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)61連接到端部主體60c，運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)61包括多個(gè)組件。運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)61實(shí)際上可包括固定到主體60b的第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)72，第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)72具有一對(duì)滑輪或等同物，72a和72b，兩者同時(shí)圍繞軸線θ1旋轉(zhuǎn)。滑輪72a和72b同時(shí)可旋轉(zhuǎn)，因?yàn)樗鼈儽舜斯潭ā；?2a和72b的旋轉(zhuǎn)將導(dǎo)致托架73的旋轉(zhuǎn)，再次繞軸線θ1旋轉(zhuǎn)。鏡像或相似的布置還提供在與中間體60b相接的端部主體60c的一端，如旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)74所示，托架73由作為運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)61的一部分的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)72和74共享。因此，運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)61提供機(jī)械臂70的四個(gè)旋轉(zhuǎn)dof中的兩個(gè)，分別通過(guò)關(guān)節(jié)72和關(guān)節(jié)74圍繞軸線θ1和θ2。

滑輪72a和72b分別連接到纜繩或等同物24a和24b，但是在相反的卷繞方向上，使得纜繩24a提供順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，并且纜繩24b提供相反的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)?？紤]使用諸如圖6b中的65所示的纜繩引導(dǎo)件將纜繩24a和24b直接路由到mr流體離合器裝置。但是，示出了液壓傳動(dòng)裝置的使用，作為替代。在涉及更多dof和更廣泛運(yùn)動(dòng)的給定系統(tǒng)中，液壓傳動(dòng)裝置可能是實(shí)際的替代方案，因?yàn)橐簤很浌艿穆肪€選擇可能比纜繩路線選擇復(fù)雜。

對(duì)于旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)72，相反致動(dòng)由從動(dòng)缸75a和75b提供。從動(dòng)缸75a具有可沿xa移動(dòng)的桿76a，以拉動(dòng)纜繩24a，從而旋轉(zhuǎn)滑輪72a，即，附著有“a”的組件。同樣，從動(dòng)缸75b具有沿xb移動(dòng)的桿76b，以拉動(dòng)纜繩24b，從而旋轉(zhuǎn)滑輪72b，即，附著有“b”的組件。在描述中，這里使用纜繩以提供更大的移動(dòng)幅度。但是，類似于后面描述的用于圖9的機(jī)構(gòu)，活塞桿76a，76b，76c可直接附接到滑輪72a，72b，72c，只要將適當(dāng)?shù)年P(guān)節(jié)(例如，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié))安裝在活塞桿76和相應(yīng)的滑輪72之間，并且只要缸75可相對(duì)于主體60的結(jié)構(gòu)組件旋轉(zhuǎn)。每個(gè)從動(dòng)缸75a和75b具有其自己的專用mr流體離合器裝置10，如圖7c稍后所示，提供必要的液壓和流體運(yùn)動(dòng)以產(chǎn)生相反力控制，這可導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)72的受控運(yùn)動(dòng)。

圖7b還示出了朝向基礎(chǔ)主體60a定向的另一對(duì)從動(dòng)缸75c和75d。從動(dòng)缸75c和75d以與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)72所述相同的方式控制另一個(gè)旋轉(zhuǎn)dof。附圖右手側(cè)的組件基本上與左手側(cè)相同，憑此右手側(cè)的操作是不言自明的。主體60b被示為使用框架構(gòu)件60b1以用作運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)61之間的剛性連接。缸75的主體也可與連接板和相關(guān)聯(lián)的硬件一起用作框架構(gòu)件。任何可能的框架布置被認(rèn)為并且可用于確?？尚D(zhuǎn)組件，即旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)72和74尤其可在其軸線被固定就位時(shí)旋轉(zhuǎn)。

參考圖7c，通用功率模塊62被示出為具有驅(qū)動(dòng)輸出軸22的電動(dòng)機(jī)21。功率模塊62用于致動(dòng)和控制機(jī)械臂70的運(yùn)動(dòng)。有利地，功率模塊62的重量不被機(jī)械臂70支撐，并且可替代地在單獨(dú)的結(jié)構(gòu)上，使得機(jī)械臂70不需要承受功率模塊62的重量。mr流體離合器裝置10a-10h，同時(shí)稱為10，每個(gè)被固定到輸出軸22。每個(gè)mr流體離合器裝置10具有滑輪或等效物23，其中與之前描述的實(shí)施例類似的方式圍繞該滑輪或等效物23卷繞纜繩或等效物24。通過(guò)纜繩24，每個(gè)mr流體離合器裝置10拉動(dòng)相應(yīng)的桿77(從桿77a-77h)。桿77各自與主缸78(即，缸78a-78h中的一個(gè))相關(guān)聯(lián)，由此拉力將在液壓軟管79(即，管子、管道等)處產(chǎn)生液壓流量或壓力供應(yīng)。參見圖7a，軟管79(即79a-79h)的線束分散到單獨(dú)的軟管79中，每個(gè)到達(dá)相關(guān)聯(lián)的從動(dòng)缸，如圖7a所示，而不是圖7b，在圖7b中，軟管79不存在以簡(jiǎn)化該圖。例如，圖7c中的主缸78a和78b可分別連接到圖7b中的從動(dòng)缸75a和75b。因此，主缸78將由mr流體離合器裝置10產(chǎn)生的機(jī)械拉動(dòng)轉(zhuǎn)換為液壓，液壓被從動(dòng)缸75重新轉(zhuǎn)換為機(jī)械拉動(dòng)，從而產(chǎn)生相反力和運(yùn)動(dòng)。因此，機(jī)械臂70在其mr運(yùn)動(dòng)中受益于mr流體離合器裝置10的動(dòng)態(tài)響應(yīng)?？墒褂脝蝹€(gè)動(dòng)力源即電機(jī)21來(lái)致動(dòng)機(jī)械臂70的多個(gè)dof，運(yùn)動(dòng)的控制由來(lái)自mr流體離合器裝置10的選擇性耦合輸入提供，由控制器操作(包括處理器單元和適當(dāng)?shù)目刂颇K)。

當(dāng)相關(guān)聯(lián)的mr流體離合器裝置10a中的一個(gè)通過(guò)拉動(dòng)纜繩24a(并且因此在滑輪23a上纏繞纜繩24a)而引起拉動(dòng)作用時(shí)，每對(duì)相反從動(dòng)缸(例如，對(duì)75a和75b)提供相反力，另一個(gè)mr流體離合器裝置10b可能處于受控滑動(dòng)狀態(tài)。受控滑動(dòng)導(dǎo)致液壓傳動(dòng)裝置和纜繩24b中的壓力釋放。因此，纜繩24b圍繞滑輪72b纏繞(圖7b)。因此，桿76b被纜繩24b拉動(dòng)，從而從動(dòng)液壓缸75b相對(duì)于主缸78b(圖7c)暫時(shí)變?yōu)橹鞲?。這導(dǎo)致桿77b縮回到主缸78b中，并且在mr流體離合器裝置10b處解開纜繩24b的纏繞。因此，如先前所建議的那樣，電動(dòng)機(jī)21不會(huì)同時(shí)向全部張力組傳遞全部力，這是由于張緊組對(duì)的相反操作。

參考圖7d和7e，功率模塊的另一布置被示出為62’，并且具有驅(qū)動(dòng)多個(gè)mr離合器裝置10的輸入的電動(dòng)機(jī)21。功率模塊62’用于致動(dòng)和控制機(jī)械臂70的運(yùn)動(dòng)(圖7a-7b)。同時(shí)稱為10的mr流體離合器裝置10a-10h彼此可操作地連接，用于將電動(dòng)機(jī)21的電力輸入傳遞到所有mr流體離合器裝置10。mr流體離合器裝置10布置在兩行中，第一行包括彼此嚙合的沿第一方向旋轉(zhuǎn)的mr流體離合器裝置10a-10d，第二行包括彼此嚙合的沿第二方向旋轉(zhuǎn)的mr流體離合器裝置10e-10h，所述第二方向與第一個(gè)方向相反。相反的方向可通過(guò)將齒輪21a用作第一排將齒輪21b用作第二排的齒輪布置來(lái)實(shí)現(xiàn)，接收來(lái)自電機(jī)21的單個(gè)旋轉(zhuǎn)輸出以沿相反的方向旋轉(zhuǎn)。

如圖7e所示，由相反對(duì)10a和10e示出的每個(gè)相反對(duì)mr流體離合器裝置作用在作為從動(dòng)構(gòu)件14的一部分的惰螺母14’上。從動(dòng)構(gòu)件14被相反對(duì)10a和10e共享。但是，驅(qū)動(dòng)構(gòu)件12a將沿著第一方向旋轉(zhuǎn)從動(dòng)構(gòu)件14，而驅(qū)動(dòng)構(gòu)件12e將沿相反方向旋轉(zhuǎn)從動(dòng)構(gòu)件14。因此，相反對(duì)(例如，10a/10e)的每個(gè)mr流體離合器裝置在惰螺母14’上相反地作用。惰螺母14’可連接到螺紋軸14”或類似于任何其他旋轉(zhuǎn)到平移類型的機(jī)構(gòu)，諸如滾珠絲杠，其將會(huì)將來(lái)自mr流體離合器裝置10的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成方向x上的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)相反的旋轉(zhuǎn)方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。螺紋軸14”在其相對(duì)的端部處連接到活塞桿77a和77e，活塞桿77a和77e作用在單作用主缸78a和78e上或在雙作用主缸(未示出)上?；钊麠U77a和77e可能只能平移，其圍繞其主軸線的旋轉(zhuǎn)被一機(jī)構(gòu)(未示出)阻擋。還考慮了其他功率模塊布置，圖7c和7e的實(shí)施例是可能的實(shí)施例的兩個(gè)圖示。

上述纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)合纜繩和輸出輪使用mr流體離合器裝置，包括如上所述的纜繩和輸出輪的所有其它變型或?qū)嵤├?/p>

完全約束和控制主體上的組件所需的離合器裝置10的數(shù)量應(yīng)該多于或等于dof+1個(gè)偏置構(gòu)件的數(shù)量，dof是機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)。

要注意的是，如果離合器和主體上的附接點(diǎn)被正確定位，則多于dof+1個(gè)偏置構(gòu)件的數(shù)量的離合器裝置10的數(shù)目能夠產(chǎn)生冗余。

參考圖8，磁流變伺服液壓致動(dòng)器系統(tǒng)通常在80示出，并與車輛摩擦離合器一起使用，示意性地示為90。系統(tǒng)80具有與圖2的纜繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20相同的組件，由此相同的組件將具有相同的附圖標(biāo)記，例如用于mr流體離合器裝置10、動(dòng)力源21(例如，電動(dòng)機(jī))，輸出輪23和纜繩24。系統(tǒng)80可另外包括齒輪箱81。磁流變伺服液壓致動(dòng)器系統(tǒng)80設(shè)計(jì)成控制轉(zhuǎn)矩，所述轉(zhuǎn)矩通過(guò)摩擦離合器90從車輛發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到其驅(qū)動(dòng)輪。系統(tǒng)80可與具有手動(dòng)傳動(dòng)裝置或自動(dòng)手動(dòng)傳動(dòng)裝置的車輛一起使用，例如以消除使用離合器踏板和/或最小化換檔時(shí)間。

在系統(tǒng)80中，纜繩24的自由端附接到主缸82的桿上。主缸82用于通過(guò)液壓軟管和儲(chǔ)液器84遠(yuǎn)程地移動(dòng)從動(dòng)缸83。從動(dòng)缸83移動(dòng)叉85以接合/解除車輛的摩擦離合器90。

在操作中，動(dòng)力源21的旋轉(zhuǎn)速度通常被限制為確保分離軸承91所需的平移速度導(dǎo)致令人滿意的系統(tǒng)性能的值。

當(dāng)mr流體離合器裝置10傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，纜繩24圍繞輸出輪23旋轉(zhuǎn)，從而拉動(dòng)主缸82的桿。液壓流體通過(guò)軟管從主缸82移動(dòng)到從動(dòng)缸83，從動(dòng)缸83的輸出通過(guò)叉85移動(dòng)車輛摩擦離合器90的分離軸承91。當(dāng)mr流體離合器裝置10中的電流減小時(shí)，摩擦離合器90的彈簧92通過(guò)提供相反作用有助于其重新接合。mr流體離合器裝置10中的電流水平被控制和調(diào)節(jié)，以避免損壞車輛離合器90的摩擦界面。當(dāng)電流消除時(shí)，無(wú)動(dòng)力的mr離合器裝置的低摩擦轉(zhuǎn)矩導(dǎo)致纜繩24中的最小張力。

如果發(fā)現(xiàn)纜繩24中的這種殘余張力太高，則系統(tǒng)80可進(jìn)一步包括恒定的低力設(shè)備，諸如安裝在輸出輪23上的恒定扭力彈簧并聯(lián)安裝并參考底盤，以抵消任何寄生張力，同時(shí)不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的導(dǎo)通狀態(tài)特性產(chǎn)生顯著影響。當(dāng)mr流體離合器裝置10未提供動(dòng)力時(shí)，這種設(shè)備將減輕轉(zhuǎn)矩對(duì)車輛摩擦離合器90可能產(chǎn)生的任何影響，諸如避免裝載可能會(huì)減少其壽命的分離軸承91。

在系統(tǒng)80中，液壓回路(即，主缸82、從動(dòng)缸83和儲(chǔ)液器84)純粹用作負(fù)載傳動(dòng)裝置，并且電氣硬件可位于車引擎罩的內(nèi)部或下部。但是，不同的組裝可通過(guò)將纜繩24的從動(dòng)端直接附接到車輛摩擦離合器90的叉85來(lái)允許液壓系統(tǒng)的移除。

系統(tǒng)80可以以“啟動(dòng)”和“換檔”兩種操作模式使用。在“啟動(dòng)”模式中，系統(tǒng)80的作用是通過(guò)控制由摩擦離合器90傳遞的轉(zhuǎn)矩來(lái)確保車輛啟動(dòng)期間道路上輪胎的充分牽引力。在“換擋”模式中，系統(tǒng)80的作用是當(dāng)駕駛員啟動(dòng)變速并且在變速完成時(shí)平滑地重新接合離合器90時(shí)，快速地離開離合器90。

系統(tǒng)20，30，40，50，60和80通常配備有控制器(即，處理單元)和輸出傳感器以控制傳遞到mr流體離合器裝置10的電流以實(shí)現(xiàn)所需的輸出響應(yīng)。因此，當(dāng)系統(tǒng)20，30，40，50，60和80獲得doa時(shí)，控制器控制輸出沿一個(gè)或多個(gè)dof的移動(dòng)。所述控制器控制第一磁流變流體離合器裝置的滑動(dòng)，以便用第一張緊構(gòu)件將至少一部分doa轉(zhuǎn)化為在至少一個(gè)dof的第一方向上的在所述輸出上的拉動(dòng)；并控制至少第二磁流變流體離合器裝置的滑動(dòng)，以便用第二張緊構(gòu)件將至少一部分doa轉(zhuǎn)化為在至少一個(gè)dof的第二方向上的在所述輸出上的拉動(dòng)，所述拉動(dòng)與由所述第一磁流變流體離合器裝置做出的拉動(dòng)相反。第二磁流變流體離合器裝置可由偏置構(gòu)件代替—作用在物體上的重力或構(gòu)件的柔性也包括在偏置構(gòu)件的列表中—，偏置構(gòu)件不可控制但仍然對(duì)第一磁流變流體離合器裝置10提供相反作用。doa可從用于所有磁流變流體離合器裝置的公共動(dòng)力源獲得。在一些系統(tǒng)中，輸出具有兩個(gè)dof，從而控制第一和第二磁流變流體離合器裝置的滑動(dòng)是在第一dof中相反地拉動(dòng)輸出，而第三和第四磁流變流體離合器裝置的滑動(dòng)被控制以在第二dof中相反地拉動(dòng)輸出。

參考圖9，以類似的相反方式操作的系統(tǒng)以100示出。但是，代替纜繩，系統(tǒng)100使用流體壓力來(lái)致動(dòng)輸出的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)液壓傳動(dòng)單元，類似于在圖7a-7c的機(jī)械臂70中使用的那些。在圖示的實(shí)施例中，系統(tǒng)100具有一對(duì)mr流體離合器裝置10，盡管未示出，它可從公共動(dòng)力源接收動(dòng)力，例如如圖2或圖4所示。但是，為了簡(jiǎn)單起見，在圖9中未示出動(dòng)力源和相關(guān)聯(lián)的傳動(dòng)裝置。每個(gè)mr流體離合器裝置10的從動(dòng)構(gòu)件14是通過(guò)桿103樞轉(zhuǎn)地連接到主缸102的活塞101的臂。系統(tǒng)100可進(jìn)一步具有從主缸102延伸到另一個(gè)缸(從動(dòng)缸105)的柔性軟管104。該從動(dòng)缸105具有活塞106，并且其桿107樞轉(zhuǎn)地連接到輸出108，輸出108樞轉(zhuǎn)地安裝到樞軸109處的地面。

在操作中，mr流體離合器裝置10中的一個(gè)的致動(dòng)導(dǎo)致其相關(guān)聯(lián)的活塞101在相應(yīng)的主缸102中的移動(dòng)。加壓流體可能因此從主缸102通過(guò)軟管104行進(jìn)，并且進(jìn)入從動(dòng)缸105。這將導(dǎo)致活塞106的運(yùn)動(dòng)，其將推動(dòng)輸出108。另外一個(gè)mr流體離合器裝置10的致動(dòng)可導(dǎo)致輸出108的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在該圖示的一個(gè)旋轉(zhuǎn)dof的實(shí)施例中。

因此，系統(tǒng)100以與系統(tǒng)20，30，40，50，60，70和80類似的相反方式操作，但是具有推動(dòng)作用(壓縮負(fù)載)而不是如當(dāng)使用纜繩時(shí)的拉動(dòng)作用(張緊負(fù)載)，由此系統(tǒng)100具有與張緊組相對(duì)的壓縮組。系統(tǒng)100可被布置成提供額外的輸出自由度，例如具有與圖4，5，6和7類似的布置。作為圖9中的兩個(gè)mr流體離合器裝置10的存在的替代，系統(tǒng)100可使用其他力來(lái)執(zhí)行相反的相對(duì)，諸如彈簧、重力等，抵抗其中一個(gè)mr流體離合器裝置10的作用。

應(yīng)當(dāng)注意，兩個(gè)軟管可被插入同一活塞體的不同室中，在輸入端或輸出端處，相反的相對(duì)施加在活塞上，桿向末端執(zhí)行器傳遞力。

在又一個(gè)實(shí)施例中，考慮提供一對(duì)一個(gè)張緊組(例如，在系統(tǒng)20，30，40，50，60，70和80中)，和一個(gè)壓縮組(例如，如在系統(tǒng)100中)，以在一輸出的相同dof上提供相反的力。在通過(guò)這種布置提供的可能性中，用于張緊組和壓縮組的錨定點(diǎn)可在該輸出的同一側(cè)、相同區(qū)域和/或相同位置上。當(dāng)空間在輸出的一側(cè)稀少時(shí)，這可能是有價(jià)值的特征。

這些系統(tǒng)20，30，40，50，60，80和100中的任何一個(gè)可使用制動(dòng)器，該制動(dòng)器可將輸出固定在驅(qū)動(dòng)位置延長(zhǎng)的時(shí)間段，而不必激活到達(dá)從動(dòng)位置的mr流體離合器裝置10。這樣的目的是為了限制mr流體離合器裝置10中的mr流體的磨損，同時(shí)系統(tǒng)處于彈簧力或外力的影響下，同時(shí)系統(tǒng)處于不動(dòng)狀態(tài)。