一种行星式飞轮制造技术

本实用新型专利技术属于机械传动系统技术领域，尤其涉及一种行星式飞轮，包括加能杆、第一飞轮组件、第二飞轮组件和弹性势能输入端轴，第一飞轮组件包括内环、顶针和外环，外环的外侧壁固定连接加能杆，外环的内侧设有棘轮，内环与顶针的铰接，内环的内侧壁设置有内齿轮；第二飞轮组件包括中心轮和行星轮，中心轮的中心与弹性势能输出端轴的一端垂直固定连接，每个行星轮的中心间隙套置一中心轴，中心轴的一端固定设置在箱体上，外环、内环和弹性势能输出端轴均同轴设置，中心轴与弹性势能输出端轴相平行，若干行星轮均与中心轮相咬合，行星轮与内齿轮相咬合。本实用新型专利技术提升了现有技术中使用飞轮结构的机械储能供电系统中飞轮的加能效率。

A kind of planetary flywheel

【技术实现步骤摘要】
一种行星式飞轮
本技术属于机械传动系统
，尤其涉及一种行星式飞轮。
技术介绍
在本技术的申请人已经提出的中国专利技术专利(公开号：CN108533466A)“一种全智能机械储能供电系统”中，加能杆通过转动加能飞轮，进而带动弹性势能输入端轴旋转，给弹簧储能盒内的弹簧(采用涡卷弹簧或螺旋弹簧)增加弹性势能，在系统的整个运动过程中，加能飞轮只需要在90°范围内运转。加能杆的角速度一定，通过加能飞轮带动弹性势能输入端轴转动角速度越高，则弹性势能的储存越高、系统中的加能效率越高。但是目前的加能效率有待提升，如何更进一步提高该全智能机械储能供电系统的加能效率已成为亟待解决的问题。
技术实现思路
根据以上现有技术的不足，本技术提供了一种行星式飞轮，其能通过简单有效的结构有效进一步提升了现有技术中使用飞轮结构的机械储能供电系统中飞轮的加能效率。本技术解决的技术问题采用的技术方案为：一种行星式飞轮，包括加能杆、第一飞轮组件、第二飞轮组件和弹性势能输入端轴，所述第一飞轮组件包括内环、顶针和外环，所述外环的外侧壁与加能杆的一端端部垂直固定连接，所述内环设置于外环的内部，所述外环的内侧壁设置有棘轮，所述内环的外侧壁与顶针的一端铰接，所述顶针的另一端通过弹性件与内环的外侧壁固定连接，所述内环的内侧壁设置有内齿轮；所述第二飞轮组件包括中心轮和若干尺寸、结构相同的行星轮，所述中心轮的中心与弹性势能输出端轴的一端垂直固定连接，每个所述行星轮的中心间隙套置一中心轴，所述中心轴与其所在的行星轮同轴设置，所述中心轴的一端固定设置在放置整个行星式飞轮的箱体上，箱体是使用本行星式飞轮的装置外壳的一部分，该装置的技术方案可以是本申请人已经申请并公开的中国技术专利“一种全智能机械储能供电系统”(公开号：CN108533466A)，所述外环、内环和弹性势能输出端轴均同轴设置，所述中心轴与弹性势能输出端轴相平行，若干所述行星轮均布于中心轮的外侧且与中心轮相咬合，若干所述行星轮设置于内环的内侧且与内环的内齿轮相咬合。本行星式飞轮是对本申请人已申请的中国技术专利“一种多层飞轮”(公开号：CN208457108U)的一种改进，与“一种多层飞轮”相比，此次行星式飞轮能有效改善使用飞轮结构的机械储能供电系统的加能效率，比“一种多层飞轮”的加能效率还要高很多倍。记：齿轮的线速度此处为其分度圆的线速度；内齿轮的分度圆半径为R内齿轮；内齿轮的线速度为V内齿轮；角速度为ω内齿轮；行星轮的分度圆半径为R行星轮；行星轮的线速度为V行星轮，角速度为ω行星轮；中心轮的分度圆半径为R中心轮；中心轮的线速度为V中心轮，角速度为ω中心轮；加能杆运动的角速度为ω加能杆；外环运动的角速度为ω外环；顶针和棘轮配合，当加能杆顺时针旋转时，外环与内环运动分离，进而，加能杆顺时针的转动不能传递到弹性势能输入端轴；当加能杆逆时针运动时，顶针的一端卡住棘轮，使得外环带动其内环转动以相同的角速度转动，且该角速度与加能杆的转动角速度ω加能杆相同，即ω外环＝ω内齿轮＝ω加能杆，ω内齿轮也就是内环的角速度，中心轴被固定在箱体上，不会在空间内移动，而只允许行星轮绕中心轴转动，行星轮与内环的内齿轮相咬合，所以V行星轮＝V内齿轮，行星轮与中心轮相咬合，所以V行星轮＝V中心轮；因为弹性势能输入端轴与中心轮同轴固定连接，所以弹性势能输入端轴的角速度ω输入端轴与ω中心轮相同。根据线速度和角速度的关系：V＝ω*R，和上述中的关系可以得出加能杆的角速度ω加能杆和弹性势能输入端轴的角速度ω输入端轴的关系：ω加能杆＝ω内齿轮＝V内齿轮/R内齿轮＝V行星轮/R内齿轮＝V中心轮/R内齿轮＝(ω中心轮*R中心轮)/R内齿轮；由上式得出ω输入端轴＝ω中心轮＝(ω加能杆*R内齿轮)/R中心轮；因为内齿轮的半径比中心轮的半径大很多，可见，弹性势能输出端轴的角速度ω输入端轴显然比加能杆的角速度ω加能杆大很多，而且大的比例由R内齿轮/R中心轮的比值决定，可见本技术实现了输出比输入更快的转动效果，大大提升了加能效率，弹性势能输入端轴转动带动全智能机械储能供电系统的储能弹簧(弹簧采用涡卷弹簧或螺旋弹簧)储存能量，所以通过拨动加能杆进行储存能量的效率大大提高。进一步地，所述弹性件为压缩弹簧。压缩弹簧的作用是始终将顶针的顶部顶起与棘轮接触。进一步地，所述第一飞轮组件还包括固定外盖、若干钢珠，所述外环的内侧壁中间向内凸起设置为凸台，所述凸台的左右两侧面设置为弧形轨道，所述弧形轨道内均设置有若干钢珠，所述凸台的内侧向内设置为棘轮，所述内环的一端边沿沿径向向外凸起设置为钢珠后盖、另一端可拆卸连接固定外盖。固定外盖螺栓锚固连接于内环的一端端面上。固定外盖的作用是覆盖钢珠，使得钢珠位于弧形轨道内。进一步地，所述行星轮的数量为3个。进一步地，所述第一飞轮组件中的顶针数量为2个。进一步地，所述第一飞轮组件、第二飞轮组件的材质均为碳钢合金或尼龙。本技术具有以下有益效果：本技术通过将具有棘轮结构特征的第一飞轮组件和具有行星齿轮结构特征的第二飞轮组件相组合，使得加能杆转动一定的角速度时，内部弹性势能输入端轴转动的角速度比现有技术中弹性势能输入端轴转动的角速度更快，进一步提高了使用飞轮做机械传动机构的全智能机械储能供电系统的加能效率。附图说明图1是本技术所提供实施例的内部结构正视图；图2是本技术所提供实施例的纵向剖视图；图中：1、加能杆2、弹性势能输入端轴31、内环311、内齿轮312、钢珠后盖32、顶针321、弹性件33、外环331、棘轮332、凸台333、弧形轨道34、固定外盖35、钢珠41、中心轮42、行星轮421、中心轴5、箱体51、轴承。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步描述。实施例一：如图1～图2所示，本技术所述的一种行星式飞轮，包括加能杆1、第一飞轮组件、第二飞轮组件和弹性势能输入端轴2，所述第一飞轮组件包括内环31、顶针32和外环33，所述外环32的外侧壁与加能杆1的一端端部垂直固定连接，所述内环31设置于外环33的内部，所述外环33的内侧壁设置有棘轮331，所述内环31的外侧壁与顶针32的一端铰接，所述顶针32的另一端通过弹性件321与内环31的外侧壁固定连接，所述内环31的内侧壁设置有内齿轮311；所述第二飞轮组件包括中心轮41和若干尺寸、结构相同的行星轮42，所述中心轮41的中心与弹性势能输出端轴2的一端垂直固定连接，每个所述行星轮42的中心间隙套置一中心轴421，所述中心轴421与其所在的行星轮42同轴设置，所述中心轴421的一端固定设置在放置整个行星式飞轮的箱体5上，箱体5是使用本行星式飞轮的装置外壳的一部分，该装置的技术方案可以是本申请人已经申请并公开的中国技术专利“一种全智能机械储能供电系统”(公开号：CN108533本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种行星式飞轮，其特征在于：包括加能杆、第一飞轮组件、第二飞轮组件和弹性势能输入端轴，所述第一飞轮组件包括内环、顶针和外环，所述外环的外侧壁与加能杆的一端端部垂直固定连接，所述内环设置于外环的内部，所述外环的内侧壁设置有棘轮，所述内环的外侧壁与顶针的一端铰接，所述顶针的另一端通过弹性件与内环的外侧壁固定连接，所述内环的内侧壁设置有内齿轮；/n所述第二飞轮组件包括中心轮和若干尺寸、结构相同的行星轮，所述中心轮的中心与弹性势能输出端轴的一端垂直固定连接，每个所述行星轮的中心间隙套置一中心轴，所述中心轴与其所在的行星轮同轴设置，所述中心轴的一端固定设置在放置整个行星式飞轮的箱体上，所述外环、内环和弹性势能输出端轴均同轴设置，所述中心轴与弹性势能输出端轴相平行，若干所述行星轮均布于中心轮的外侧且与中心轮相咬合，若干所述行星轮设置于内环的内侧且与内环的内齿轮相咬合。/n

【技术特征摘要】
1.一种行星式飞轮，其特征在于：包括加能杆、第一飞轮组件、第二飞轮组件和弹性势能输入端轴，所述第一飞轮组件包括内环、顶针和外环，所述外环的外侧壁与加能杆的一端端部垂直固定连接，所述内环设置于外环的内部，所述外环的内侧壁设置有棘轮，所述内环的外侧壁与顶针的一端铰接，所述顶针的另一端通过弹性件与内环的外侧壁固定连接，所述内环的内侧壁设置有内齿轮；
所述第二飞轮组件包括中心轮和若干尺寸、结构相同的行星轮，所述中心轮的中心与弹性势能输出端轴的一端垂直固定连接，每个所述行星轮的中心间隙套置一中心轴，所述中心轴与其所在的行星轮同轴设置，所述中心轴的一端固定设置在放置整个行星式飞轮的箱体上，所述外环、内环和弹性势能输出端轴均同轴设置，所述中心轴与弹性势能输出端轴相平行，若干所述行星轮均布于中心轮的外侧且与中心轮相咬合，若干所述行星轮设置于内环的内侧且与内环的内...

【专利技术属性】
技术研发人员：张奇，
申请(专利权)人：青岛天德恒机电科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：山东;37