[发明专利]一种用于绕轴往复运动的驱动装置

摘要

本发明公开了一种用于绕轴往复运动的驱动装置，包括：一个输出转矩周期和曲线可调的驱动电机，用于输出周期性转矩驱动载荷；一个或多个参数可调的储能器，用于在载荷减速时吸收能量，载荷加速时输出能量；一个载荷基座。其往复运动周期可调，往复运动零点位置可调，往复运动转角幅值可调。本发明用于驱动载荷作绕轴往复运动，采用力矩电机直接驱动转轴，取消了机械传动装置，并设置了储能器，具有运动参数可调，传动机构简单，分析计算方法方便，同时具有能耗低、可靠性高、噪声低、成本低等优点。

主权项

1.一种用于绕轴往复运动的驱动装置的调节方法，其特征在于：所述驱动装置包括：一个输出转矩的重复周期和输出转矩相对于转角的曲线可调的驱动电机，用于输出周期性转矩驱动载荷；一个或多个储能器，所述储能器参数可调，用于在载荷减速时吸收能量，载荷加速时输出能量；一个载荷基座；所述储能器由两组空气弹簧组成；所述空气弹簧的气室充气量精确可调；两组空气弹簧的气室充气量之比精确可调；调节方法如下：对于惯量为的载荷，要求往复运动周期为、零点位置相对水平面夹角为、幅值为；选择空气弹簧的活塞随载荷运动时，实际行程尽可能短，并选择尽可能长的气室有效行程，载荷‑储能器近似为一个弹簧振动系统；选择载荷运动时转角、角速度、角加速度相对于时间为正弦曲线；选取驱动电机输出转矩周期等于往复运动的周期，即输出转矩的频率为：设系统运行时的阻尼系数为，系统在共振时，所需的电机转矩幅值为：使系统满足共振条件的储能器的等效弹性系数为：设运动过程中，空气弹簧与载荷基座夹角近似保持90°；设空气弹簧在载荷基座上的安装点距轴心距离为；设空气弹簧气室有效行程为，活塞直径为，计算出气室中气体压强为：设储能器无输出时，零点位置与水平面夹角为0°，计算出两组空气弹簧气室充气量之比为：。