[go: up one dir, main page]

DE102012017807A1 - Electronic control device for magnetorheological fluid (MRF) brake, has evaluation electronics unit and controller, and shear stress sensor that is accommodated in MRF brake, for measuring shear stress of MRF brake - Google Patents

Electronic control device for magnetorheological fluid (MRF) brake, has evaluation electronics unit and controller, and shear stress sensor that is accommodated in MRF brake, for measuring shear stress of MRF brake Download PDF

Info

Publication number
DE102012017807A1
DE102012017807A1 DE201210017807 DE102012017807A DE102012017807A1 DE 102012017807 A1 DE102012017807 A1 DE 102012017807A1 DE 201210017807 DE201210017807 DE 201210017807 DE 102012017807 A DE102012017807 A DE 102012017807A DE 102012017807 A1 DE102012017807 A1 DE 102012017807A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
shear stress
mrf
control electronics
brake according
brake
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE201210017807
Other languages
German (de)
Inventor
wird später genannt werden Erfinder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE201210017807 priority Critical patent/DE102012017807A1/en
Publication of DE102012017807A1 publication Critical patent/DE102012017807A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D57/00—Liquid-resistance brakes; Brakes using the internal friction of fluids or fluid-like media, e.g. powders
    • F16D57/002—Liquid-resistance brakes; Brakes using the internal friction of fluids or fluid-like media, e.g. powders comprising a medium with electrically or magnetically controlled internal friction, e.g. electrorheological fluid, magnetic powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/171—Detecting parameters used in the regulation; Measuring values used in the regulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

The electronic control device comprises a shear stress sensor (1), an evaluation electronics unit (2) and a controller (3). The shear stress sensor is accommodated in the MRF brake, for measuring the shear stress of the MRF brake. The evaluation electronics unit is attached to the shear stress sensor, for producing analog and digital signals equivalent to the shear stress. The controller is provided for outputting a manipulated variable with respect to the change in current of a coil (6).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Regelelektronik für eine MRF-Bremse. MRF-Bremsen sind bekannt und dadurch gekennzeichnet, dass die Bremswirkung durch eine Viskositätsänderung einer magnetorheologischen Flüssigkeit (MRF) entsteht. Die Viskositätsänderung erfolgt durch das erzeugen eines Magnetfeldes durch die MR-Flüssigkeit hindurch. Je größer die Flussdichte B ist, desto höher ist die Viskosität bzw. Scherspannung. Die Bremse dient zum Halten oder Bremsen von z. B. Motoren. Die Bremse besteht aus einem Permanentmagneten und einer Steuerspule. Die Magnetfelder der Steuerspule und des Permanentmagneten können sich aufheben (entgegengesetzt gerichtet) oder addieren (gleichgerichtet). Der Permanentmagnet dient zur Aufrechterhaltung der Bremswirkung auch ohne das ein Stromfluss durch die Spule besteht. Dies ist insbesondere dann notwendig, wenn die Bremse in NOT-AUS-Situationen o. ä. eine Bremswirkung erzielen soll. Beispiel hierfür wäre ein Industrieroboter, bei welchem auch im stromlosen Zustand die Bremse die Armglieder des Roboters halten muss. Die MRF ist im unteren Scherspannungsbereich stark von der Temperatur und der Drehzahl abhängig. Dies ändert sich bei größeren Scherspannungen bzw. Flussdichten, da sich immer mehr Ketten in der MRF bilden. Da die Bremse im Dauerbremsbetrieb, z. B. zur Aufrechterhaltung einer Fadenspannung, sich schnell stark erwärmt, ändert sich das Bremsmoment. Um dies auszugleichen ist eine Regelung notwendig. Hierfür ist ein Sensor notwendig welcher die Scherspannung misst. Dies kann bspw. über einen Dehnungsmessstreifen in bestimmten Anordnungen erreicht werden. Dieser Scherspannungssensor wird an eine Auswerteelektronik angeschlossen, welche den aktuellen IST-Wert der Scherspannung ausgibt. Dieser IST-Wert wird, wie der SOLL-Wert, dem Regler zugeführt. Um eine höhere Dynamik zu erzielen können ebenfalls Störgrößen (Temperatur u./o. Drehzahl) erfasst und dem Regler übergeben werden. Dieser ermittelt die notwendige Stellgröße.The present invention relates to a control electronics for an MRF brake. MRF brakes are known and characterized in that the braking effect is caused by a change in viscosity of a magnetorheological fluid (MRF). The change in viscosity occurs by generating a magnetic field through the MR fluid. The larger the flux density B, the higher the viscosity or shear stress. The brake is used to hold or brake z. B. engines. The brake consists of a permanent magnet and a control coil. The magnetic fields of the control coil and the permanent magnet can cancel (oppositely directed) or add (rectified). The permanent magnet serves to maintain the braking effect even without a current flow through the coil. This is particularly necessary when the brake in emergency stop situations o. Ä. Should achieve a braking effect. An example of this would be an industrial robot, in which the brake must hold the arm links of the robot even when de-energized. The MRF is heavily dependent on temperature and speed in the lower shear stress range. This changes with larger shear stresses or flux densities, as more and more chains form in the MRF. Since the brake in continuous braking, z. B. to maintain a thread tension, quickly heated up quickly, the braking torque changes. To compensate for this, a regulation is necessary. For this purpose, a sensor is necessary which measures the shear stress. This can be achieved, for example, via a strain gauge in certain arrangements. This shear stress sensor is connected to an evaluation electronics, which outputs the current actual value of the shear stress. This ACTUAL value, like the DESIRED value, is fed to the controller. To achieve greater dynamics, disturbance variables (temperature and / or speed) can also be detected and transferred to the controller. This determines the required manipulated variable.

1 stellt schematisch die Regelelektronik für eine MRF-Bremse dar. Der Scherspannungssensor 1 ist an die Auswerteelektronik 2 angeschlossen, welche das Signal bspw. verstärkt und temperaturkompensiert. Die Auswerteelektronik 2 liefert den IST-Wert an den Regler 3, welchem auch der SOLL-Wert 3b zugeführt wird. Dem Regler 3 können auch Störgrößen 3a (Temperatur, Drehzahl, etc.) zugeführt werden. Der Regler 3 gibt die Stellgröße aus und übergibt sie der Ansteuerung 4, welche bspw. ein PWM-Signal generiert und dem Leistungsteil 5 übergibt. Dieser verstärkt das Signal (z. B. Vollbrücke), wodurch die Spule 6 gemäß der Stellgröße bestromt wird. 1 schematically represents the control electronics for an MRF brake. The shear stress sensor 1 is to the transmitter 2 connected, which amplifies the signal, for example, and temperature compensated. The evaluation electronics 2 returns the ACTUAL value to the controller three , which is also the target value 3b is supplied. The regulator three can also disturbances 3a (Temperature, speed, etc.) are supplied. The regulator three outputs the manipulated variable and transfers it to the control 4 which, for example, generates a PWM signal and the power section 5 passes. This amplifies the signal (eg full bridge), causing the coil 6 energized according to the manipulated variable.

2 zeigt schematisch die Abhängigkeit des Bremsmomentes einer MRF-Bremse von der Drehzahl und der Temperatur. Das Bremsmoment ist abhängig von der Geometrie und dem Aufbau der Bremse. Liste der Elemente Nummer Bezeichnung 1 Scherspannungssensor 2 Auswerteelektronik 3 Regler 3a Störgrößeneingang 3b SOLL-Wert-Eingang 4 Ansteuerung 5 Leistungsteil 6 Spule 2 schematically shows the dependence of the braking torque of an MRF brake on the speed and the temperature. The braking torque depends on the geometry and the structure of the brake. List of elements number description 1 Shear stress sensor 2 evaluation three regulator 3a disturbance input 3b SET value input 4 control 5 power unit 6 Kitchen sink

Vorteileadvantages

Das hier beschriebene Verfahren ermöglicht eine Regelung der Scherspannung. Dies ist insbesondere bei kleinen Bremsmomenten notwendig, da diese stärker von den äußeren Einflüssen (Temperatur, Drehzahl) abhängig sind.The method described here allows a regulation of the shear stress. This is especially necessary for small braking torques, as they are more dependent on the external influences (temperature, speed).

Claims (16)

Regelelektronik für eine MRF-Bremse, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelelektronik aus einem Scherspannungssensor 1, einer Auswerteelektronik 2 und einem Regler 3 besteht.Control electronics for an MRF brake, characterized in that the control electronics from a shear stress sensor 1 , an evaluation 2 and a regulator three consists. Regelelektronik für eine MRF-Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Scherspannungssensor 1 jedes erdenkliche Messprinzip verwenden kann, welches Rückschlüsse auf die Scherspannung der magnetorheologischen Flüssigkeit zulässt.Control electronics for an MRF brake according to claim 1, characterized in that the shear stress sensor 1 Any conceivable measuring principle can be used, which allows conclusions about the shear stress of the magnetorheological fluid. Regelelektronik für eine MRF-Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Scherspannungssensor 1 an jeder erdenklichen Stelle in der Bremse untergebracht sein kann, an welcher die Scherspannung gemessen werden kann.Control electronics for a magnetorheological fluid brake according to claim 1, characterized in that the shear strain sensor 1 can be housed in any imaginable place in the brake, on which the shear stress can be measured. Regelelektronik für eine MRF-Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Scherspannungssensor 1 in der Bremse untergebracht wird.Control electronics for an MRF brake according to claim 1, characterized in that at least one shear stress sensor 1 is housed in the brake. Regelelektronik für eine MRF-Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteelektronik 2 jede erdenkliche elektronische Schaltung sein kann, welche ein der Scherspannung äquivalentes Signal erzeugt. Control electronics for an MRF brake according to claim 1, characterized in that the evaluation 2 Any conceivable electronic circuit that generates a signal equivalent to the shear stress can be. Regelelektronik für eine MRF-Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an die Auswerteelektronik 2 mindestens ein Scherspannungssensor 1 angeschlossen ist.Control electronics for an MRF brake according to claim 1, characterized in that the evaluation 2 at least one shear stress sensor 1 connected. Regelelektronik für eine MRF-Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auch mehrere Scherspannungssensoren 1 an die Auswerteelektronik 2 angeschlossen sind, um bspw. einen Mittelwert zu bilden.Control electronics for an MRF brake according to claim 1, characterized in that also several shear stress sensors 1 to the transmitter 2 are connected, for example, to form an average. Regelelektronik für eine MRF-Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteelektronik 2 sowohl ein oder mehrere analoge als auch digitale Signale ausgeben kann.Control electronics for an MRF brake according to claim 1, characterized in that the evaluation 2 can output both one or more analog and digital signals. Regelelektronik für eine MRF-Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteelektronik 2 auch in einem Scherspannungssensor 1 untergebracht sein kann.Control electronics for an MRF brake according to claim 1, characterized in that the evaluation 2 also in a shear stress sensor 1 can be accommodated. Regelelektronik für eine MRF-Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Regler 3 vorhanden ist und dieser nach jedem erdenklichen Reglerprinzip arbeiten kann.Control electronics for an MRF brake according to claim 1, characterized in that at least one controller three is available and this can work according to any conceivable controller principle. Regelelektronik für eine MRF-Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteelektronik 2 an den Regler 3 angeschlossen wird und den IST-Wert der Scherspannung übermittelt.Control electronics for a magnetorheological fluid brake according to claim 1, characterized in that the evaluation electronics 2 to the controller three is connected and transmitted the actual value of the shear stress. Regelelektronik für eine MRF-Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler über mindestens einen SOLL-Wert-Eingang 3b verfügt.Control electronics for an MRF brake according to claim 1, characterized in that the controller via at least one setpoint value input 3b features. Regelelektronik für eine MRF-Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Regler 3 auch eine oder mehrere Störgröße(n) (Temperatur, Drehzahl, etc.) zugeführt werden können.Control electronics for a magnetorheological fluid brake according to claim 1, characterized in that the controller three also one or more disturbance variable (s) (temperature, speed, etc.) can be supplied. Regelelektronik für eine MRF-Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Störgrößen über einen Störgrößeneingang 3b oder mehreren Stärgrößeneingängen 3b zugeführt werden können.Control electronics for a magnetorheological fluid brake according to claim 1, characterized in that the disturbance variables by a disturbance input 3b or more starch inputs 3b can be supplied. Regelelektronik für eine MRF-Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler 3 eine Stellgröße ausgibt mit welcher der Spulenstrom der Spule 6 verändert wird.Control electronics for a magnetorheological fluid brake according to claim 1, characterized in that the controller three a manipulated variable outputs with which the coil current of the coil 6 is changed. Regelelektronik für eine MRF-Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler 3 auch Teil einer größeren Regelstrecke sein kann, z. B. innerhalb einer Kaskade.Control electronics for an MRF brake according to claim 1, characterized in that the controller three can also be part of a larger controlled system, z. Within a cascade.
DE201210017807 2012-09-10 2012-09-10 Electronic control device for magnetorheological fluid (MRF) brake, has evaluation electronics unit and controller, and shear stress sensor that is accommodated in MRF brake, for measuring shear stress of MRF brake Withdrawn DE102012017807A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210017807 DE102012017807A1 (en) 2012-09-10 2012-09-10 Electronic control device for magnetorheological fluid (MRF) brake, has evaluation electronics unit and controller, and shear stress sensor that is accommodated in MRF brake, for measuring shear stress of MRF brake

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210017807 DE102012017807A1 (en) 2012-09-10 2012-09-10 Electronic control device for magnetorheological fluid (MRF) brake, has evaluation electronics unit and controller, and shear stress sensor that is accommodated in MRF brake, for measuring shear stress of MRF brake

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102012017807A1 true DE102012017807A1 (en) 2014-06-12

Family

ID=50777655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201210017807 Withdrawn DE102012017807A1 (en) 2012-09-10 2012-09-10 Electronic control device for magnetorheological fluid (MRF) brake, has evaluation electronics unit and controller, and shear stress sensor that is accommodated in MRF brake, for measuring shear stress of MRF brake

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102012017807A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017004615A1 (en) 2017-03-31 2018-10-04 Kastriot Merlaku Pedal vehicle, bike or purely by muscle-powered vehicle for children

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3609861A1 (en) * 1986-03-22 1987-09-24 Bayer Ag SENSOR CONTROLLED HYDRAULIC SYSTEM WITH ELECTROVISCOSIC LIQUIDS
DE19735897A1 (en) * 1997-08-19 1999-02-25 Bayer Ag clutch
US20080097269A1 (en) * 2004-11-09 2008-04-24 Brian Weinberg Electro-Rheological Fluid Brake and Actuator Devices and Orthotic Devices Using the Same
WO2011041890A1 (en) * 2009-10-09 2011-04-14 The University Of Western Ontario Magneto-rheological clutch with sensors measuring electromagnetic field strength
WO2012154466A1 (en) * 2011-05-06 2012-11-15 Washington State University Research Foundation Magnetorheological devices and associated methods of control

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3609861A1 (en) * 1986-03-22 1987-09-24 Bayer Ag SENSOR CONTROLLED HYDRAULIC SYSTEM WITH ELECTROVISCOSIC LIQUIDS
DE19735897A1 (en) * 1997-08-19 1999-02-25 Bayer Ag clutch
US20080097269A1 (en) * 2004-11-09 2008-04-24 Brian Weinberg Electro-Rheological Fluid Brake and Actuator Devices and Orthotic Devices Using the Same
WO2011041890A1 (en) * 2009-10-09 2011-04-14 The University Of Western Ontario Magneto-rheological clutch with sensors measuring electromagnetic field strength
WO2012154466A1 (en) * 2011-05-06 2012-11-15 Washington State University Research Foundation Magnetorheological devices and associated methods of control

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017004615A1 (en) 2017-03-31 2018-10-04 Kastriot Merlaku Pedal vehicle, bike or purely by muscle-powered vehicle for children
DE102017004615B4 (en) * 2017-03-31 2020-11-05 Kastriot Merlaku Pedal vehicles, bicycles or vehicles powered purely by muscle power for children

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012106771B4 (en) CONTROLLER FOR ELECTRIC MOTOR, COMPREHENSIVE A FUNCTION FOR SIMULTANEOUSLY ESTIMATING INERTIA, FRICTION AND SPRING CONSTANT
CN103775437B (en) Cylinder bench load simulating device and controlling method thereof
DE102017107622A1 (en) Digitally controlled power supply device and production management system
DE102015110643B4 (en) Control device for a machine tool, which estimates overheating of an engine
EP2878566B1 (en) Method for influencing a movement of a load lifted by a crane
EP3642856B1 (en) Method and device for controlling a part movable by means of a coil, and solenoid valve
DE102015011113B4 (en) Motor control system that compensates for interference between axes
DE10257856A1 (en) Vibration damping method for a coordinate measuring machine and coordinate measuring machine
EP2545417B1 (en) Method for replacing an existing control device in an automation system with a new control device and automation system designed for this purpose
DE102012005614A1 (en) Sensory connection element and manufacturing method
DE112011105755T5 (en) Positioning control system for an actuator equipped with a wave gear
EP0824386A1 (en) Process for operating a chill run in oscillation and continuous casting device for carrying out said process
DE112004001083T5 (en) Position control and control method for it
DE10122517C1 (en) Rev filter for IC engine incorporates full or partial elimination of rotational vibration of first order
DE102012017807A1 (en) Electronic control device for magnetorheological fluid (MRF) brake, has evaluation electronics unit and controller, and shear stress sensor that is accommodated in MRF brake, for measuring shear stress of MRF brake
DE102015112454A1 (en) Position control device
DE102016214708A1 (en) Continuous valve unit, hydraulic axis and method for operating a hydraulic axis
DE102015102556A1 (en) Apparatus and method for increasing the safety of roller coasters and / or carousels
DE102012005862B4 (en) Drive system and method for controlling the drive system
AT519997B1 (en) Determination of a vehicle longitudinal acceleration on the test bench
EP4370403B1 (en) Method for checking a steer-by-wire steering system, steering system, and vehicle
DE102009060262A1 (en) Method and arrangement for controlling a process fluid flow and positioner
EP3165801B1 (en) Method and device for controlling a solenoid valve
DE102018112361A1 (en) Drive unit of an automation component, in particular a gripping, tensioning and alternating or pivoting unit
DE102011087157A1 (en) Process automation device

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee