[发明专利]一种基于杠杆的滚珠丝杠式半主动惯容装置

说明书

本发明公开了一种基于杠杆的滚珠丝杠式半主动惯容装置，包括：旋转飞轮，其上沿周向均布有多个质量块；质量块能够相对旋转飞轮的径向往复运动，并通过连杆与套环铰接，且可相对套环转动；第一驱动单元用于带动套环上下移动，以带动质量块的移动；导向单元用于对套环的移动进行导向；滚珠丝杠单元，其中丝杠的上端与旋转飞轮相连，丝杠螺母下端与多个力臂可调的杠杆机构相连；均布在丝杠螺母下端的多个杠杆机构，杠杆机构通过与其铰接的支撑杆固定支撑在固定板上，内侧与丝杠螺母铰接，外侧设有力臂调节单元，能够调节相对支撑杆的力臂大小，同时带动丝杠螺母上下移动以驱动丝杠转动，进而带动旋转飞轮的转动。本发明增大了惯容系数的调节范围。

技术领域

本发明属于半主动惯容领域，具体涉及一种基于杠杆的滚珠丝杠式半主动惯容装置。

背景技术

惯容，是基于机电相似理论而提出的二端子一端口的机械元件，其两端的相对加速度与施加在其两端的力成正比，比例系数称为惯容系数，与质量具有同样的量纲。惯容已经应用在各种机械系统中，如汽车悬架系统等方面。惯容可以与数倍于自身质量的质量块产生同样的减振效果。惯容、弹簧及阻尼器结合的悬架用于F1赛车,大大提升了其操控性能；含惯容的火车悬架能提升火车的乘坐舒适性及行驶安全性；在车辆悬架系统中，惯容能提高车辆悬架的隔振性能。

到目前为止，已经提出的惯容主要包括三种，齿轮齿条式惯容，滚珠丝杠式惯容，液压式惯容。但这些惯容存在惯容系数不能在线调节，无法适应复杂多变的环境的不足。为了弥补这一不足，半主动惯容的概念被提出，其惯容系数可在线调节，可以适应复杂多变的环境。基于可调转动惯量飞轮的滚珠丝杠式半主动惯容通过改变飞轮上滑块的径向位置实现对飞轮转动惯量的调节，进而实现对惯容系数的调节。但由于受到飞轮半径的限制，使得惯容系数的调节范围受到了一定的限制，因此其适用的振动频率范围有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于杠杆的滚珠丝杠式半主动惯容装置，解决了现有的基于可调转动惯量飞轮的半主动惯容由于飞轮半径的限制，使得惯容系数的调节范围受到了一定的限制，其适用的振动频率范围有限的问题，增大了滚珠丝杠式半主动惯容的惯容系数的调节范围。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种基于杠杆的滚珠丝杠式半主动惯容装置，包括：

旋转飞轮，其上沿周向均布有多个质量块；所述质量块能够相对旋转飞轮的径向往复运动；所述质量块通过连杆与套环铰接，且质量块可相对套环转动；

第一驱动单元，用于带动套环上下移动，以带动质量块相对旋转飞轮的移动；

导向单元，用于对套环的移动进行竖直方向的导向；

滚珠丝杠单元，其中丝杠的上端与旋转飞轮相连，丝杠螺母下端与多个力臂可调的杠杆机构相连；

均布在丝杠螺母下端的多个杠杆机构，所述杠杆机构通过与其铰接的支撑杆固定支撑在固定板上，内侧与丝杠螺母铰接，外侧设有力臂调节单元，能够调节相对支撑杆的力臂大小，同时能够带动丝杠螺母上下移动以驱动丝杠转动，进而带动旋转飞轮的转动。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

本发明通过在可调转动惯量飞轮的滚珠丝杠式半主动惯容的基础上引入一个杠杆机构，结合旋转飞轮的转动惯量和滚珠丝杠的导程，通过调节杠杆机构两力臂之比可以改变等效半主动惯容的惯容系数的调节范围，可以消除物体的振动，使得滚珠丝杠式半主动惯容拥有了更广泛的应用范围。

附图说明

图1为本发明所述的基于杠杆的滚珠丝杠式半主动惯容装置的三维图。

图2为图1的前视图。

图3为杠杆的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。