一种转动惯量连续可变的自适应展开式飞轮制造技术

本发明专利技术公开一种转动惯量连续可变的自适应展开式飞轮，包括飞轮安装盘与若干展开飞轮；所述飞轮安装盘的边缘位置沿飞轮安装盘的周向间隔设有若干与展开飞轮一一对应的飞轮连接部；所述展开飞轮的首端转动连接在对应飞轮连接部上靠近其首端的位置；所述展开飞轮的尾端在展开飞轮的转动过程中具有靠近或远离对应飞轮连接部尾端的行程，进而实现飞轮的转动惯量连续可变。其在不增加额外装置且不利用额外能量的前提下，实现了飞轮转动惯量的连续可变且自适应于不同工况；不仅可根据使用条件设计最大转动惯量与最小转动惯量，具有更广的应用范围，而且结构紧凑，不会过多的增加飞轮的占用空间，同时制造与装配简单，成本低廉，具有良好的工程应用价值。有良好的工程应用价值。有良好的工程应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种转动惯量连续可变的自适应展开式飞轮


[0001]本专利技术涉及飞轮式惯容器减振
，具体是一种转动惯量连续可变的自适应展开式飞轮，尤其是一种可用于包含惯容器的减振系统的转动惯量连续可变的自适应展开式飞轮。

技术介绍

[0002]2001年，剑桥大学Smith专利技术了“惯容器”。这种新型机械元件可以通过很小的结构质量提供非常大的惯性量。理想的惯容器元件定义为一种具有两个相对独立且自由运动端点的单通道机械元件，两端点受力大小相等且方向相反，并且与相对加速度成比例。根据结构原理，惯容器分为机械型、液压型、机电型和电磁型等四类。此外，根据传递运动的相对关系还可分为同轴直线型、平行轴型、扭转型等种类。而直线型机械惯容器最为常见，其由用以实现运动转换的传动机构和用以储存能量并提供主要转动惯量的飞轮组成。
[0003]对于一个圆盘状飞轮，其绕长度方向转动的转动惯量与其半径成二次方关系，即其中J为转动惯量，m为飞轮质量，R为飞轮半径。当飞轮质量不变时，其回转半径增大，则飞轮的转动惯量增大。对于带有固定转动惯量飞轮的惯容器，其惯质系数无法适应变化的工况，尤其是大载荷作用瞬间，转动惯量的不可变造成的冲击效应，极大地限制了惯容器的使用效能。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术中一般惯容器所用飞轮转动惯量不可变，难以承受瞬时大载荷的问题，本专利技术提供一种转动惯量连续可变的自适应展开式飞轮，在不增加额外装置且不利用额外能量的前提下，实现了飞轮转动惯量的连续可变且自适应于不同工况。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种转动惯量连续可变的自适应展开式飞轮，包括飞轮安装盘与若干展开飞轮；
[0006]所述飞轮安装盘的边缘位置沿飞轮安装盘的周向间隔设有若干与展开飞轮一一对应的飞轮连接部；
[0007]所述展开飞轮的首端转动连接在对应飞轮连接部上靠近其首端的位置；
[0008]所述展开飞轮的尾端在展开飞轮的转动过程中具有靠近或远离对应飞轮连接部尾端的行程，进而实现飞轮的转动惯量连续可变。
[0009]在其中一个实施例中，所述飞轮连接部上靠近其首端的位置设有扭转弹簧，所述扭转弹簧的一端抵接在对应飞轮连接部的首端，另一端抵接在对应展开飞轮的首端，所述扭转弹簧具有预紧力；
[0010]当所述飞轮安装盘处于静置状态时，在扭转弹簧的预紧力的作用下，使得展开飞轮的尾端处于最接近对应飞轮连接部尾端的状态；
[0011]当所述飞轮安装盘的转速逐渐提升时且旋转离心力大于扭转弹簧的预紧力时，各
所述展开飞轮的尾端逐渐远离对应飞轮连接部的尾端。
[0012]在其中一个实施例中，所述飞轮安装盘的边缘位置沿飞轮安装盘的周向间隔设有若干辐条形凸起，每相邻的两个辐条形凸起之间具有一所述飞轮连接部，所述飞轮连接部的首端为对应辐条形凸起的侧壁。
[0013]在其中一个实施例中，所述飞轮安装盘为一法兰形圆盘，各所述飞轮连接部构成该法兰形圆盘的大面端部分，所述展开飞轮为扇形结构；
[0014]当所述飞轮安装盘静置时，各所述展开飞轮的内圆弧与飞轮安装盘的凸缘完全贴合；
[0015]当所述飞轮安装盘的转速逐渐提升时，各所述展开飞轮的内圆弧逐渐远离飞轮安装盘的凸缘。
[0016]在其中一个实施例中，所述展开飞轮通过第一销轴螺钉转动连接在对应飞轮连接部上；
[0017]所述第一销轴螺钉包括从上至下依次相连的第一螺帽、第一光轴段与第一螺纹段，所述飞轮连接部上对应展开飞轮的转动位置设有第一螺纹孔；
[0018]所述第一螺纹段穿过展开飞轮后与第一螺纹孔之间螺纹配合，所述展开飞轮转动连接在第一光轴段上。
[0019]在其中一个实施例中，所述扭转弹簧通过第二销轴螺钉设在对应飞轮连接部上；
[0020]所述第二销轴螺钉包括从上至下依次相连的第二螺帽、第二光轴段与第二螺纹段，所述飞轮连接部上对应扭转弹簧的转动位置设有第二螺纹孔；
[0021]所述第二螺纹段螺纹连接在第二螺纹孔内，所述扭转弹簧套设在第二光轴段上。
[0022]在其中一个实施例中，还包括传动轴，所述飞轮安装盘固定套设在传动轴上。
[0023]在其中一个实施例中，所述展开飞轮由铁基材料制成，所述飞轮安装盘由轻质金属材料制成。。
[0024]本专利技术提供的一种转动惯量连续可变的自适应展开式飞轮，相较于现有技术，具有如下有益效果：
[0025]1.在不增加额外装置且不利用额外能量的前提下，实现了飞轮转动惯量的连续可变且自适应于不同工况；
[0026]2.结构紧凑，不会过多的增加飞轮的占用空间；
[0027]3.可根据使用条件设计最大转动惯量与最小转动惯量，具有更广的应用范围；
[0028]4.轮制造与装配简单，制造成本低廉，具有良好的工程应用价值。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0030]图1为本专利技术实施例中转动惯量连续可变的自适应展开式飞轮的轴测图；
[0031]图2为本专利技术实施例中转动惯量连续可变的自适应展开式飞轮在各展开飞轮展开时的整体结构主视图；
[0032]图3为本专利技术实施例中转动惯量连续可变的自适应展开式飞轮在各展开飞轮闭合时的整体结构主视图；
[0033]图4为本专利技术实施例中飞轮安装盘的轴测图；
[0034]图5为本专利技术实施例中展开飞轮的主视图；
[0035]图6为本专利技术实施例中第一销轴螺钉的主视图。
[0036]附图标号：传动轴10、键101、飞轮安装盘20、飞轮连接部201、辐条形凸起202、凸缘203、第一螺纹孔204、第二螺纹孔205、键槽206、展开飞轮30、通孔301、扭转弹簧40、第一销轴螺钉50、第一螺帽501、第一光轴段502、第一螺纹段503、第二销轴螺钉60。
[0037]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0038]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0040]另外，在本专利技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转动惯量连续可变的自适应展开式飞轮，其特征在于，包括飞轮安装盘与若干展开飞轮；所述飞轮安装盘的边缘位置沿飞轮安装盘的周向间隔设有若干与展开飞轮一一对应的飞轮连接部；所述展开飞轮的首端转动连接在对应飞轮连接部上靠近其首端的位置；所述展开飞轮的尾端在展开飞轮的转动过程中具有靠近或远离对应飞轮连接部尾端的行程，进而实现飞轮的转动惯量连续可变。2.根据权利要求1所述转动惯量连续可变的自适应展开式飞轮，其特征在于，所述飞轮连接部上靠近其首端的位置设有扭转弹簧，所述扭转弹簧的一端抵接在对应飞轮连接部的首端，另一端抵接在对应展开飞轮的首端，所述扭转弹簧具有预紧力；当所述飞轮安装盘处于静置状态时，在扭转弹簧的预紧力的作用下，使得展开飞轮的尾端处于最接近对应飞轮连接部尾端的状态；当所述飞轮安装盘的转速逐渐提升时且旋转离心力大于扭转弹簧的预紧力时，各所述展开飞轮的尾端逐渐远离对应飞轮连接部的尾端。3.根据权利要求1或2所述转动惯量连续可变的自适应展开式飞轮，其特征在于，所述飞轮安装盘的边缘位置沿飞轮安装盘的周向间隔设有若干辐条形凸起，每相邻的两个辐条形凸起之间具有一所述飞轮连接部，所述飞轮连接部的首端为对应辐条形凸起的侧壁。4.根据权利要求1或2所述转动惯量连续可变的自适应展开式飞轮，其特征在于，所述飞轮安装盘为一法兰形圆盘，各所述飞轮连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：程哲，李月昊，胡茑庆，陈凌，肖卓，陈家庚，王博政，周洋，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：