[发明专利]基于同轴磁性齿轮的大惯质比惯容器

说明书

本发明公开了一种基于同轴磁性齿轮的大惯质比惯容器，包括：运动转换机构，用于将直线运动转换为旋转运动；惯容机构，与所述运动转换机构的输出轴传动连接以输出惯性质量；所述惯容机构包括环形均布设置的偶数个惯容单元，所述惯容单元分为数量相同的两组；所述惯容单元包括飞轮、第一输入轴和第二输入轴，所述第一输入轴和第二输入轴之间设有棘轮机构传动连接，所述第二输入轴与所述飞轮之间设有同轴磁性齿轮传动连接；两个所述惯容单元的所述第一输入轴均与所述运动转换机构的输出轴之间传动连接，属于同一组的所述惯容单元的所述棘轮机构的传动方向相同，分别属于两组所述惯容单元的所述棘轮机构的传动方向相反。

技术领域

本发明涉及一种惯容器，具体的为一种基于同轴磁性齿轮的大惯质比惯容器。

背景技术

惯容器主要通过改变运动的方式来实现其惯性特征，即通过改变运动的形式使两端点之间产生不同加速度，进而产生惯性。其改变运动的方式主要有：轴向运动-旋转运动、改变速度的大小(液体的流速)、改变电流(电压)的大小，即惯容器的实现方式主要分为三种类型：机械式、液体式、电磁式。经过几十年的发展，惯容器被广泛的应用在减隔震领域，是惯容器研究的重要发展方向。

研究表明，惯容器能够显著的提高控制系统的性能，且提高程度与其自身的惯性质量有关。为了提高惯容器的惯性质量，电磁惯容器一般通过电流来提高惯性质量，尽管半主动控制能够实现大惯质比，然而由于该装置需要输入外部能量，因此其可靠性以及适用性较差。为了解决上述问题，现有技术中通过减速机以及行星齿轮的形式提高机械式惯容器的传动比，其改进后的惯容器可靠性和适用性大大的提高。然而，无论是减速机还是行星齿轮，他们的工作机理均是通过多个齿轮的啮合，尽管显著提高了惯容器的惯性质量，但随之而来带来多个齿轮啮合使其摩擦力很大的问题，不仅影响其传动效率，而且由摩擦引起的非线性也更加显著。此外，机械式惯容器大多数由单个飞轮提供惯性质量，导致惯容器由于高速旋转旋转的飞轮在惯容器运动向改变时需要改变方向而造成为惯性质量输出不平顺，从而造成其工作效率降低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于同轴磁性齿轮的大惯质比惯容器，不仅能够实现大惯质比，并且能够消除传动摩擦导致的传动效率降低以及非线性问题，即便在改变方向时也能够使惯性质量平稳输出。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于同轴磁性齿轮的大惯质比惯容器，包括：

运动转换机构，用于将直线运动转换为旋转运动；

惯容机构，与所述运动转换机构的输出轴传动连接以输出惯性质量；

所述惯容机构包括环形均布设置的偶数个惯容单元，所述惯容单元分为数量相同的两组；所述惯容单元包括飞轮、第一输入轴和第二输入轴，所述第一输入轴和第二输入轴之间设有棘轮机构传动连接，所述第二输入轴与所述飞轮之间设有同轴磁性齿轮传动连接；

两个所述惯容单元的所述第一输入轴均与所述运动转换机构的输出轴之间传动连接，属于同一组的所述惯容单元的所述棘轮机构的传动方向相同，分别属于两组所述惯容单元的所述棘轮机构的传动方向相反。

进一步，所述运动转换机构包括丝杠、与所述丝杠配合的螺母和用于导向所述丝杠的导向机构，所述丝杠和螺母之间设有滚珠；

还包括转换输入机构，所述转换输入机构用于驱动所述螺母沿着所述丝杠的轴线方向移动以将所述螺母的直线运动转换为所述丝杠的旋转运动。

进一步，所述转换输入机构包括输入轴和与所述输入轴同步移动的行程室，所述行程室与所述螺母固定连接。

进一步，以所述丝杠为所述运动转换机构的输出轴，或所述运动转换机构的输出轴与所述丝杠传动连接；所述运动转换机构的输出轴上设有与其同步转动的输出锥齿轮，所述惯容单元的所述第一输入轴上设有与所述输出锥齿轮啮合的输入锥齿轮。