[发明专利]一种基于摆线钢球减速器的惯质馈能装置

权利要求书

1.一种基于摆线钢球减速器的惯质馈能装置，其特征在于，包括上吊耳(1)，电机缸筒(2)，绕组(3)，动子磁极(4)，旋转电机中心转子(10)，旋转电机定子(11)，旋转电机转子轴(12)，外壳体(13)，下吊耳(14)，旋转电机壳体(16)，输入轴(17)，摆线钢球减速器(18)，飞轮(19)，输出轴(20)，丝杠(22)，直线电机动子磁轭(24)，直线电机定子(25)，电机工作腔(26)，动子轴(27)；

所述上吊耳(1)与电机缸筒(2)焊接为一体，电机缸筒(2)的内侧壁沿径向呈圆形矩阵固定有直线电机定子(25)，直线电机定子(25)内均布有绕组(3)，动子磁极(4)与直线电机动子磁轭(24)均固定在动子轴(27)上，动子轴(27)从电机工作腔(26)伸出与丝杠(22)焊接连成一体，所述丝杠(22)与摆线钢球减速器的输出轴(20)焊接连成一体，旋转电机动子轴(12)与摆线钢球减速器的输入轴(17)焊接连成一体；所述飞轮(19)为均质回转体，飞轮(19)上设有中心孔，摆线钢球减速器的输入轴(17)穿过中心孔与飞轮(19)同轴固定连接，可同轴旋转；

所述外壳体(13)内部设有旋转电机壳体(16)，旋转电机壳体(16)固定在外壳体(13)内壁上，所述旋转电机壳体(16)内部设有旋转电机转子轴(12)，旋转电机转子轴(12)周围设有旋转电机转子(10)，且旋转电机中心转子(10)固定在旋转电机转子轴(12)上，旋转电机定子(11)固定在旋转电机壳体(16)上；

所述动子轴(27)可在电机工作腔(26)内做径向直线往复运动，旋转电机转子轴(12)与固结的旋转电机中心转子(10)可在旋转电机壳体(16)内做旋转运动，下吊耳(14)与外壳体(13)焊接为一体。

2.根据权利要求1所述的一种基于摆线钢球减速器的惯质馈能装置，其特征在于，所述丝杠(22)与丝杠螺母(5)相啮合，丝杠螺母(5)经由丝杠螺母安装螺栓(6)固定在电机缸筒(2)的下端。

3.根据权利要求1所述的一种基于摆线钢球减速器的惯质馈能装置，其特征在于，还包括法兰安装螺栓(7)，所述法兰安装螺栓(7)将端盖(8)固定安装在丝杠(22)延伸出外壳体(13)的上端，所述端盖(8)内部安装有角接触球轴承(21)，轴承内环与丝杠(22)相配合连接，可共同旋转。

4.根据权利要求1所述的一种基于摆线钢球减速器的惯质馈能装置，其特征在于，还包括旋转电机上端盖轴承(9)和旋转电机下端盖轴承(15)，所述旋转电机上端盖轴承(9)和旋转电机下端盖轴承(15)分别与旋转电机转子轴(12)相配合安装于旋转电机壳体(16)的上端与下端。

5.根据权利要求1所述的一种基于摆线钢球减速器的惯质馈能装置，其特征在于，所述电机缸筒(2)和旋转电机壳体(16)之间固定安装有防尘罩(23)，所述丝杠螺母(5)和丝杠(22)均位于所述防尘罩(23)的内部。

6.根据权利要求1所述的一种基于摆线钢球减速器的惯质馈能装置，其特征在于，所述上吊耳(1)与隔振系统上端点相铰接，下吊耳(14)与隔振系统下端点相铰接。

7.根据权利要求1所述的一种基于摆线钢球减速器的惯质馈能装置，其特征在于，当直线电机和旋转电机处于馈能状态时，利用上吊耳(1)，下吊耳(14)之间的相对运动使直线电机和旋转电机均处于发电状态，产生的端电压可以通过外端能量回收电路相连接，对系统的振动能量进行回收，用于其他控制系统的能量输入。

8.根据权利要求1所述的一种基于摆线钢球减速器的惯质馈能装置，其特征在于，所述摆线钢球减速器(18)输出轴作为输入端，输入轴作为输出端，运动过程是一个增速的过程，所述摆线钢球减速器的减速比i为：

式中，w₀为输出轴的转速，w_e为输入轴的转速，Z₁为外摆线中心盘波数、Z₂为内摆线偏心盘波数，Z₃为外摆线偏心盘波数，Z₄为内摆线输出盘波数。

9.根据权利要求1所述的一种基于摆线钢球减速器的惯质馈能装置，其特征在于，该馈能装置产生的输出功率P为：

式中，P₁为旋转电机产生的输出功率，P₂为直线电机产生的输出功率，K_e为旋转电机的电动势系数，v为上吊耳和下吊耳之间的相对速度，p为丝杠的导程，Z₁为外摆线中心盘波数、Z₂为内摆线偏心盘波数，Z₃为外摆线偏心盘波数，Z₄为内摆线输出盘波数，R₁为旋转电机外端回收电路电阻，r₁为旋转电机内阻，R₂为直线电机外端回收电路电阻，r₂为直线电机内阻，K_a为直线电机的电动势系数。