[发明专利]一种质心自校准惯性飞轮装置

说明书

本发明公开了一种质心自校准惯性飞轮装置，涉及实验装置技术领域，凸台组件一端周向均布设各圆柱压缩弹簧组，另一端外侧面周向均布设各槽立柱，并于各对应的槽立柱和圆柱压缩弹簧组之间设各支撑座，支撑座上固设齿条；支撑座上安装齿轮组件，各齿轮组件的齿轮分别与各齿条啮合；凸台组件通过各圆柱压缩弹簧组与安装孔抵接配合；固定飞轮盘背部设固定飞轮盘齿条，各固定飞轮盘齿条分别与各齿轮啮合。本发明转动中固定飞轮盘会克服相应方向的圆柱压缩弹簧的弹力沿定位销轴向移动，自动实现固定飞轮盘质心位置的校准，使固定飞轮盘的质心与转动轴的中心轴共线；通过各滑块在V型槽内滑动和牵引钢丝绳，实现固定飞轮盘转动惯量大小小范围的调节。

技术领域

本发明涉及实验装置技术领域，具体涉及一种用于模拟转动惯量的惯性飞轮装置。

背景技术

转动惯量实验是一种实验室常见的实验，在各种转动惯量实验装置中，飞轮因其质量和惯性半径较大的优点，常用于模拟转动惯量。就传统的模拟方式而言，飞轮质量一旦固定，飞轮的转动惯量也固定不变。但随着现代科技的高速发展，这种转动惯量固定的模拟方式已无法满足各种机械装备的测试需求，越来越多的场合需要可调节的转动惯量模拟装置，有些甚至需要根据负载特性对转动惯量进行实时调节；此外，由于安装误差的存在，不可避免造成惯性飞轮装置的质心偏离回转轴线，这会导致飞轮在转动时产生不平衡量从而引起振动。

通过专利检索，存在以下已知的技术方案：

专利1：

申请号：CN201310625769.8，申请日：2013.11.29，授权公告日：2014.02.19，本发明提供一种转动惯量能调的惯性飞轮组装置，包括旋转主轴、能拆卸式固定设置在旋转主轴的突出部的飞轮片，以及设置为能使飞轮片沿轴向移动并能固定飞轮片的飞轮片拆卸机构，其中，拆卸机构包括跨过旋转主轴并与飞轮片平行布置的飞轮片拆卸盘，以及设置在飞轮片拆卸盘的两端用于支撑飞轮片拆卸盘的安装支座。设置在安装支座上的直线导轨上设置运动体，用于带动飞轮片拆卸盘安装或拆卸飞轮片。飞轮片选择性地固定在旋转主轴和飞轮片拆卸盘中的一个上。此装置结构简单、操作方便、成本较低，同时在各种工作状态下牢固可靠。

该装置通过增加或减少可拆卸式飞轮片个数，改变转动部件质量来改变装置的转动惯量，但是调节过程需要拆卸或安装飞轮片，操作复杂且耗时长，同时该装置只能满足数种特定的转动惯量大小，具有一定的局限性。

专利2：

申请号：CN201710725109.5，申请日：2017.8.22，授权公告日：2018.2.27，本发明公开转动惯量模拟装置中的一种转动惯量可调及自动校准的惯性飞轮装置，飞轮盘中间是空套在飞轮轴上的环状凸起，飞轮盘轴向一侧沿其径向上装有两个相对于飞轮盘中心轴对称的丝杠，每个丝杠内端各有一个位于环状凸起内侧的小锥齿轮，环状凸起外侧的每个丝杠上配装有一个质量块，锥齿轮盘设有能与两个小锥齿轮相啮合的锥齿；中间体固定套在飞轮轴外，中间体通过定位立柱有间隙地伸在环状凸起内壁上开有的径向盲孔中，每个定位立柱上均套有螺旋弹簧，飞轮盘轴向另一侧面上设有两组飞轮盘铰座，每组飞轮盘铰座各自通过短连杆铰接质量调节块，质量调节块经长连杆铰接中间体铰座；能连续改变转动惯量的大小，可自动感应和调节飞轮质量不均。

该装置主要通过锥齿轮旋转启动小锥齿轮及丝杠传动，致使配合在丝杠上的质量块沿飞轮盘径向移动，导致质量块与飞轮轴中心轴轴心距离发生变化，从而改变转动惯量的大小。该装置飞轮盘空套在飞轮轴上，飞轮盘可以沿立柱方向克服弹簧力的作用进行少量径向移动，自动感应飞轮盘质量不均，通过二连杆机构以及连接的质量调节块自动调节质量不均，校准飞轮质量分布，但是小锥齿轮及丝杠传动质量较重，质量块的质量较轻，调节的转动惯量范围小，同时质心位置自动校准只能够在一个方向上校准，而不能在飞轮盘整个圆周方向上校准。

通过以上的检索发现，以上技术方案没有影响本发明的新颖性；并且以上专利文件的相互组合没有破坏本发明的创造性。

发明内容