径向型扭矩吸吐器制造技术

本发明专利技术公开了一种径向型扭矩吸吐器，包括：轨道，其轨面为沿轨道的轴线具有p次旋转对称性的旋转曲面，且轨面的准线为垂直于轨道的轴线且具有p次旋转对称性的平面闭合曲线；针毂，其包括针位；每组针位的数量为m个，针位的布局沿针毂的轴线具有m次旋转对称性；弹针，其为具有针梢的储能部件；一组针位关联n个弹针，且弹针在针位上的占位布局具有q次旋转对称性；吸吐轴，针毂和轨道二者之一固定不动，另一个固定在吸吐轴上与吸吐轴保持随动旋转。其通过弹针和轨道面的配合，以弹簧为储能元件，实现了吸吐器扭矩和弹簧能量之间的定量关联变化，具备了对瞬时扭矩震动进行正时等额消除的功能，具备了按需定量产生周期性瞬时扭矩震动的功能。

【技术实现步骤摘要】
径向型扭矩吸吐器
本专利技术涉及机械节能
，特别涉及一种径向型扭矩吸吐器。
技术介绍
扭矩（或转矩）传递是实现机械功传送的基本形式之一，动力、负载和转轴是扭矩传递的三个基本要素。通常而言，动力和负载各有自己的本征扭转特性，但它们的本征扭转特性往往并不匹配，从而产生了混合扭矩传递，并伴随着动力及负载的自身能量转换效率降低、扭振、扭转能量传递损失、装置寿命缩短和可靠性降低等多种负面效应。对于负载和动力的扭矩匹配问题，传统技术已经给出了多种多样的解决方案，但简单且彻底的解决方案仍然缺乏，这种情况直到扭矩吸吐器技术的出现才得以改观。扭矩吸吐器是根据工作原理对于新型装置的命名，但从不同角度或使用目的出发，它亦可以命名为扭矩适配器、扭矩消震器、扭矩变换器、扭矩耦合器、万能扭弹器、扭矩起振器或其他名字。实际上，节能是本专利技术人期望于扭矩吸吐器的首要功能，其他则为伴随功能，进一步地，它还将能为复杂或臃肿扭矩系统的精简改造、甚至是其他更多的新型装置的产生奠定基础。本专利技术人在新近几个专利中给出了几种基于弹针结构的径向型和轴向型扭矩吸吐器方案，例如申请号为：202011236289.9的中国专利，以及申请号为：202011235936.4的中国专利，等等，这些方案具有原理性质，便于演示和理解，但在结构上，尤其是弹针结构，尚需要进行简化改造。这些方案的弹针结构具有基础性质和高标属性，主要特点之一是使用定托对动托的运动进行约束，以使得动托仅沿弹簧中心线方向移动、弹簧受到的作用力的方向平行于弹簧中心线。这一具有高标属性的基本结构弹针很好地满足了在弹簧受力方面的期望要求，但使得扭矩吸吐器在整体上较为复杂。有鉴于此，本专利技术将从定托和动托之间的运动约束简化出发，并结合其他方面的结构和功能扩展，给出更多的扭矩吸吐器方案。本专利技术所给出的技术改造方案对径向型和轴向型扭矩吸吐器同样适用，但仅以对径向型扭矩吸吐器的改造作为例子进行描述。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种径向型扭矩吸吐器，通过弹针和轨道面的配合，以弹簧为储能元件，实现了吸吐器扭矩和弹簧能量之间的定量关联变化，具备了对瞬时扭矩震动进行正时等额消除的功能，具备了按需定量产生周期性瞬时扭矩震动的功能。本专利技术还有一个目的是提供一种径向型扭矩吸吐器，建立了轨面频数、弹针频数和扭矩频数之间的定量关系，揭示了吸吐器扭矩周期的内在形成规律，给予吸吐器在转角周期造型方面以更多选择。为了实现这些目的和其它优点，本专利技术提供了一种径向型扭矩吸吐器，单向转动时扭矩转角周期为360°/i；包括：轨道，其包括一个或多个轨面，所述轨面为沿所述轨道的轴线具有p次旋转对称性的旋转曲面，且所述轨面的准线为垂直于轨道的轴线且具有p次旋转对称性的平面闭合曲线；针毂，其包括一组或多组针位；每组所述针位的数量为m个，所述针位的布局沿所述针毂的轴线具有m次旋转对称性，且一组针位对应一个轨面或两个轨面；弹针，其为具有针梢的储能部件；所述弹针由定托、动托和弹簧构成；所述针梢设置在动托上，且抵接或勾接轨面，并沿轨面滑动或滚动；所述弹针通过定托关联安装在针位上；一组针位关联n个弹针，且所述弹针在针位上的占位布局具有q次旋转对称性；所述弹针通过动托将轨面半径变化转变为弹簧的伸缩、弯曲回弹或/和扭曲回弹，实现吸功或吐功；吸吐轴，其与所述轨道和针毂共轴线，且针毂和轨道二者之一固定不动，另一个固定在吸吐轴上与所述吸吐轴保持随动旋转；其中，i、p、m和q分别为扭矩、轨面、针位和弹针的频数，n为针数，且1≤n≤m，1≤q≤n，i为p和q的最小公倍数，同时，i、p、m、n和q均为自然数。优选的是，所述的径向型扭矩吸吐器中，所述轨道上设置一个或两个轨圈作为所述轨面的载体；当轨道随所述吸吐轴转动，针毂固定不动时，所述轨道上还设置有轨辐和轨道轴圈，以通过所述轨辐连接轨道轴圈和轨圈，并通过轨道轴圈将轨圈固定在吸吐轴上，或不另设轨道轴圈甚至轨辐，直接以一个轨圈作为轨道轴圈固定在吸吐轴上；当轨道固定不动，所述针毂随吸吐轴转动时，直接以轨圈作为定位和固定载体，或另设轨辐，轨辐连接轨圈，以轨圈和轨辐两者或一者作为定位和固定载体，或再设轨道轴圈，轨道轴圈连接轨辐和轨圈，轨道轴圈通过滚动媒介定位在吸吐轴上，以轨道轴圈、轨圈、轨辐中的三者、两者或一者作为固定载体。优选的是，所述的径向型扭矩吸吐器中，所述轨道包括单轨、双轨和复轨三种；其中，单轨仅有一个轨面，设置一个轨圈，轨面设置为轨圈的径向内表面或外表面；双轨具有径向内外两个轨面，两个轨面的轨道半径随转角的变化相反，且设置为径向内外分布的内轨圈和外轨圈两个轨圈，轨面或者设置为内轨圈的外表面和外轨圈的内表面，称为内卡双轨，或者设置为内轨圈的内表面和外轨圈的外表面，称为外卡双轨；同时，单轨和双轨的轨面均为由单支轨面构成的独支式或由双支轨面构成的双支式，所述双支式由轴向分离的两个轨面分支构成；复轨是由s个由单轨或双轨组成的轨道单元沿轴向排列而形成的复合轨道，s为不小于2的自然数，所述复轨以轨面作为参照且不考虑轴向位置，各轨道单元相互之间沿轨道轴线具有s次旋转对称性；所述复轨分为内嵌式和外序式两种；外序式复轨的轨道单元为单向顺序布置，轨道单元为独支式或双支式；内嵌式复轨的轨道单元或全为双支式，或其中之一为独支式；所述内嵌式复轨的轨道单元以独支轨道单元或一个双支轨道单元作为轴向中心，其余轨道单元的两个分支对称布置在中心单元的轴向两侧，双向顺序布置。优选的是，所述的径向型扭矩吸吐器中，当针毂随所述吸吐轴转动，轨道固定不动时，在针毂上设置针毂轴圈，针毂通过针毂轴圈固定在吸吐轴上，仅以针毂轴圈作为针位载体；或在针毂轴圈上再设针辐，针辐单独作为针位载体或联合针毂轴圈共同作为针位载体；或在针辐上再设针圈，针圈单独作为针位载体或联合针辐、针毂轴圈共同作为针位载体；当轨道随所述吸吐轴转动，针毂固定不动时，针毂上设置针辐或针圈，仅以针辐或针圈作为针位载体及固定接口载体；或针辐和针圈同设，针圈联合针辐共同作为针位载体和/或固定接口载体；或在针辐上再设针毂轴圈，针毂轴圈通过滚动媒介定位在吸吐轴上，针毂轴圈联合针辐、针圈共同作为针位载体和/或固定接口载体。优选的是，所述的径向型扭矩吸吐器中，根据轨面结构及针位结构的不同，针毂分为单榖和复榖两种；当轨道为单轨或双轨时，针毂为单榖，设置一组针位；当轨道为复轨时，针毂为复榖，设置s组针位，对应一个轨道单元在针毂上设置一组针位，不考虑针位的轴向位置，不同轨道单元对应的针位相互之间沿轨道轴线具有s次旋转对称性；复榖分为外序式复榖和内嵌式复榖两种，当复轨为外序式时，复榖为外序式，各组针位的轴向位置与其所对应的轨道单元的轴向位置相对应，当复轨为内嵌式时，复榖为内嵌式，各组针位的轴向位置重合，并重合于中心轨道单元的对称面。优选的是，所述的径向型扭矩吸吐器中，所述弹针包括孤针、合针、联针、组针和复针五种；其中，孤针是单个基本结构的弹针，适配于单轨；且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种径向型扭矩吸吐器，其特征在于，单向转动时扭矩转角周期为360°/i；包括：/n轨道，其包括一个或多个轨面，所述轨面为沿所述轨道的轴线具有p次旋转对称性的旋转曲面，且所述轨面的准线为垂直于轨道的轴线且具有p次旋转对称性的平面闭合曲线；/n针毂，其包括一组或多组针位；每组所述针位的数量为m个，所述针位的布局沿所述针毂的轴线具有m次旋转对称性，且一组针位对应一个轨面或两个轨面；/n弹针，其为具有针梢的储能部件；所述弹针由定托、动托和弹簧构成；所述针梢设置在动托上，且抵接或勾接轨面，并沿轨面滑动或滚动；所述弹针通过定托关联安装在针位上；一组针位关联n个弹针，且所述弹针在针位上的占位布局具有q次旋转对称性；所述弹针通过动托将轨面半径变化转变为弹簧的伸缩、弯曲回弹或/和扭曲回弹，实现吸功或吐功；/n吸吐轴，其与所述轨道和针毂共轴线，且针毂和轨道二者之一固定不动，另一个固定在吸吐轴上与所述吸吐轴保持随动旋转；/n其中，i 、p、m和q分别为扭矩、轨面、针位和弹针的频数，n为针数，且1≤n≤m，1≤q≤n，i为p和q的最小公倍数，同时，i、p、m、n和q均为自然数。/n

【技术特征摘要】
1.一种径向型扭矩吸吐器，其特征在于，单向转动时扭矩转角周期为360°/i；包括：
轨道，其包括一个或多个轨面，所述轨面为沿所述轨道的轴线具有p次旋转对称性的旋转曲面，且所述轨面的准线为垂直于轨道的轴线且具有p次旋转对称性的平面闭合曲线；
针毂，其包括一组或多组针位；每组所述针位的数量为m个，所述针位的布局沿所述针毂的轴线具有m次旋转对称性，且一组针位对应一个轨面或两个轨面；
弹针，其为具有针梢的储能部件；所述弹针由定托、动托和弹簧构成；所述针梢设置在动托上，且抵接或勾接轨面，并沿轨面滑动或滚动；所述弹针通过定托关联安装在针位上；一组针位关联n个弹针，且所述弹针在针位上的占位布局具有q次旋转对称性；所述弹针通过动托将轨面半径变化转变为弹簧的伸缩、弯曲回弹或/和扭曲回弹，实现吸功或吐功；
吸吐轴，其与所述轨道和针毂共轴线，且针毂和轨道二者之一固定不动，另一个固定在吸吐轴上与所述吸吐轴保持随动旋转；
其中，i、p、m和q分别为扭矩、轨面、针位和弹针的频数，n为针数，且1≤n≤m，1≤q≤n，i为p和q的最小公倍数，同时，i、p、m、n和q均为自然数。


2.如权利要求1所述的径向型扭矩吸吐器，其特征在于，所述轨道上设置一个或两个轨圈作为所述轨面的载体；当轨道随所述吸吐轴转动，针毂固定不动时，所述轨道上还设置有轨辐和轨道轴圈，以通过所述轨辐连接轨道轴圈和轨圈，并通过轨道轴圈将轨圈固定在吸吐轴上，或不另设轨道轴圈甚至轨辐，直接以一个轨圈作为轨道轴圈固定在吸吐轴上；当轨道固定不动，所述针毂随吸吐轴转动时，直接以轨圈作为定位和固定载体，或另设轨辐，轨辐连接轨圈，以轨圈和轨辐两者或一者作为定位和固定载体，或再设轨道轴圈，轨道轴圈连接轨辐和轨圈，轨道轴圈通过滚动媒介定位在吸吐轴上，以轨道轴圈、轨圈、轨辐中的三者、两者或一者作为固定载体。


3.如权利要求2所述的径向型扭矩吸吐器，其特征在于，所述轨道包括单轨、双轨和复轨三种；其中，单轨仅有一个轨面，设置一个轨圈，轨面设置为轨圈的径向内表面或外表面；双轨具有径向内外两个轨面，两个轨面的轨道半径随转角的变化相反，且设置为径向内外分布的内轨圈和外轨圈两个轨圈，轨面或者设置为内轨圈的外表面和外轨圈的内表面，称为内卡双轨，或者设置为内轨圈的内表面和外轨圈的外表面，称为外卡双轨；同时，单轨和双轨的轨面均为由单支轨面构成的独支式或由双支轨面构成的双支式，所述双支式由轴向分离的两个轨面分支构成；复轨是由s个由单轨或双轨组成的轨道单元沿轴向排列而形成的复合轨道，s为不小于2的自然数，所述复轨以轨面作为参照且不考虑轴向位置，各轨道单元相互之间沿轨道轴线具有s次旋转对称性；所述复轨分为内嵌式和外序式两种；外序式复轨的轨道单元为单向顺序布置，轨道单元为独支式或双支式；内嵌式复轨的轨道单元或全为双支式，或其中之一为独支式；所述内嵌式复轨的轨道单元以独支轨道单元或一个双支轨道单元作为轴向中心，其余轨道单元的两个分支对称布置在中心单元的轴向两侧，双向顺序布置。


4.如权利要求3所述的径向型扭矩吸吐器，其特征在于，当针毂随所述吸吐轴转动，轨道固定不动时，在针毂上设置针毂轴圈，针毂通过针毂轴圈固定在吸吐轴上，仅以针毂轴圈作为针位载体；或在针毂轴圈上再设针辐，针辐单独作为针位载体或联合针毂轴圈共同作为针位载体；或在针辐上再设针圈，针圈单独作为针位载体或联合针辐、针毂轴圈共同作为针位载体；
当轨道随所述吸吐轴转动，针毂固定不动时，针毂上设置针辐或针圈，仅以针辐或针圈作为针位载体及固定接口载体；或针辐和针圈同设，针圈联合针辐共同作为针位载体和/或固定接口载体；或在针辐上再设针毂轴圈，针毂轴圈通过滚动媒介定位在吸吐轴上，针毂轴圈联合针辐、针圈共同作为针位载体和/或固定接口载体。


5.如权利要求4所述的径向型扭矩吸吐器，其特征在于，根据轨面结构及针位结构的不同，针毂分为单榖和复榖两种；当轨道为单轨或双轨时，针毂为单榖，设置一组针位；当轨道为复轨时，针毂为复榖，设置s组针位，对应一个轨道单元在针毂上设置一组针位，不考虑针位的轴向位置，不同轨道单元对应的针位相互之间沿轨道轴线具有s次旋转对称性；复榖分为外序式复榖和内嵌式复榖两种，当复轨为外序式时，复榖为外序式，各组针位的轴向位置与其所对应的轨道单元的轴向位置相对应，当复轨为内嵌式时，复榖为内嵌式，各组针位的轴向位置重合，并重合于中心轨道单元的对称面。


6.如权利要求5所述的径向型扭矩吸吐器，其特征在于，所述弹针包括孤针、合针、联针、组针和复针五种；其中，孤针是单个基本结构的弹针，适配于单轨；且根据孤针主体与轨面的径向位置关系，孤针可分为内针式和外针式两种，内针式孤针的孤针主体在轨面的径向内侧，外针式孤针的孤针主体在轨面的径向外侧；所述孤针包括移托式孤针、摆托式孤针和摆簧式孤针三种；合针是两个孤针的径向复合体；联针是两个或多个孤针或两个或多个合针的切向复合体；组针是安装在一组针位上的所有弹针的切向共同体，包括孤针、合针和联针；复针是两组或多组组针的轴向共同体。


7.如权利要求6所述的径向型扭矩吸吐器，其特征在于，所述移托式孤针的动托为移托，定托为轨托；所述移托的梢部安装所述针梢，梢部的针梢对侧连接并定位在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红飞，
申请(专利权)人：简俭科技宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33