一種一體化的雙轉(zhuǎn)子絲杠機(jī)電慣容器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及慣容器，尤其涉及一種一體化的雙轉(zhuǎn)子絲杠機(jī)電慣容器。
【背景技術(shù)】
[0002]慣容器是近年來(lái)提出的一種具有兩個(gè)端子的機(jī)械慣性元件，其廣泛應(yīng)用于隔振技術(shù)領(lǐng)域，如懸架、建筑物防震及吸收動(dòng)力機(jī)械振動(dòng)等方向。在機(jī)電比擬理論中，慣容器可與電路網(wǎng)絡(luò)中的電容器完全類(lèi)似，從而可以用電路網(wǎng)絡(luò)綜合的理論方法來(lái)指導(dǎo)機(jī)械網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)。在機(jī)械網(wǎng)絡(luò)綜合中，慣容器可以替代質(zhì)量塊的作用而完全相似于電路網(wǎng)絡(luò)綜合里的電容器。慣容器所模擬的“虛質(zhì)量”稱為慣質(zhì)系數(shù)，慣質(zhì)系數(shù)與慣容器真實(shí)質(zhì)量之比稱為慣質(zhì)比。目前，人們已設(shè)計(jì)出了多種形式和結(jié)構(gòu)的慣容器，如齒輪齒條慣容器，滾珠絲杠慣容器，液壓慣容器等。這些實(shí)現(xiàn)方式中，其慣質(zhì)系數(shù)是通過(guò)飛輪質(zhì)量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此，其增大慣質(zhì)系數(shù)的方法，一方面是增加飛輪的質(zhì)量，另一方面是增加傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的放大系數(shù)，如齒輪齒條慣容器可以增大齒輪傳動(dòng)比，滾珠絲杠慣容器可減小絲杠導(dǎo)程。這兩種途徑都需要增加慣容器自身的重量，而不利于慣質(zhì)比的提高。增大傳動(dòng)機(jī)構(gòu)放大系數(shù)也放大了慣容器的非線性因素，影響慣容器性能。
[0003]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了一種采用螺母平動(dòng)推動(dòng)絲杠軸旋轉(zhuǎn)進(jìn)而帶動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的方式，通過(guò)將機(jī)械慣容器中的飛輪換成電機(jī)，并在電機(jī)電樞中串聯(lián)負(fù)阻抗變換器和大容值電容器的方法，有效提高了慣容器的慣質(zhì)系數(shù)和慣質(zhì)比。但存在以下問(wèn)題:
(I)慣容器中電機(jī)定子部分不旋轉(zhuǎn)，定子部分的實(shí)際質(zhì)量不能作為虛質(zhì)量，不利于慣容器進(jìn)一步提高慣質(zhì)比。
[0004](2)采用絲杠旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的方式，由于絲杠旋轉(zhuǎn)半徑小，相同質(zhì)量下轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，不利于提高慣質(zhì)比。
[0005](3)采用滾珠絲杠副與電機(jī)串聯(lián)的形式，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便于安裝和使用，難以小型化、一體化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種提高慣容器性能及穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)緊湊的雙轉(zhuǎn)子絲杠機(jī)電慣容器。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:
一種一體化的雙轉(zhuǎn)子絲杠機(jī)電慣容器，包括反向雙螺旋絲杠軸、外轉(zhuǎn)子組件、內(nèi)轉(zhuǎn)子組件、電樞繞組、永磁體及與所述電樞繞組連接的電樞控制電路，所述電樞繞組及永磁體分設(shè)于外轉(zhuǎn)子組件、內(nèi)轉(zhuǎn)子組件上，所述反向雙螺旋絲杠軸包括旋向相反的正旋段及反旋段，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子組件及外轉(zhuǎn)子組件分別與正旋段及反旋段螺紋配合，所述外轉(zhuǎn)子組件與內(nèi)轉(zhuǎn)子組件通過(guò)推力軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述反向雙螺旋絲杠軸的一端固定連接一活動(dòng)連接件，所述反向雙螺旋絲杠軸另一端滑設(shè)于一固定連接件內(nèi)，所述固定連接件與外轉(zhuǎn)子組件通過(guò)推力軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述反向雙螺旋絲杠軸直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)所述內(nèi)轉(zhuǎn)子組件及外轉(zhuǎn)子組件沿相反方向旋轉(zhuǎn)，所述電樞繞組在內(nèi)轉(zhuǎn)子組件及外轉(zhuǎn)子組件相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所述感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作用于電樞控制電路。
[0008]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):
所述內(nèi)轉(zhuǎn)子組件包括內(nèi)轉(zhuǎn)子螺母及內(nèi)轉(zhuǎn)子，所述電樞繞組安裝于內(nèi)轉(zhuǎn)子上，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子螺母與反向雙螺旋絲杠軸螺紋配合，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子安裝于所述內(nèi)轉(zhuǎn)子螺母上，并可隨內(nèi)轉(zhuǎn)子螺母旋轉(zhuǎn)。
[0009]所述外轉(zhuǎn)子組件包括外轉(zhuǎn)子螺母及外轉(zhuǎn)子，所述永磁體安裝于外轉(zhuǎn)子上，所述外轉(zhuǎn)子螺母與反向雙螺旋絲杠軸螺紋配合，所述外轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子螺母固定連接，并可隨外轉(zhuǎn)子螺母旋轉(zhuǎn)。
[0010]所述永磁體設(shè)于所述電樞繞組的側(cè)面或設(shè)于所述電樞繞組的外周。
[0011 ] 所述電樞控制電路包括串聯(lián)連接的電容器C及負(fù)阻抗變換電路NIC。
[0012]所述電樞控制電路包括外部供電接口以及與所述電樞繞組連接的接口。
[0013]所述固定連接件上設(shè)有沿反向雙螺旋絲杠軸軸向布置的止轉(zhuǎn)滑孔，所述反向雙螺旋絲杠軸的一端滑設(shè)于所述止轉(zhuǎn)滑孔內(nèi)。
[0014]所述反向雙螺旋絲杠軸與內(nèi)轉(zhuǎn)子組件之間設(shè)有用于給電樞控制電路供電的滑環(huán)組件。
[0015]所述推力軸承為雙向推力軸承。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
1、本發(fā)明通過(guò)雙螺紋反向雙螺旋絲杠軸帶動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子組件和外轉(zhuǎn)子組件同時(shí)旋轉(zhuǎn)，其效果相當(dāng)于兩個(gè)滾珠絲杠式慣容器串聯(lián)，有效增加了旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量占比，提高了慣容器效率及慣容器性能；且內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子同時(shí)旋轉(zhuǎn)，使電樞繞組切割磁感線的線速度提高一倍，即將感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)提高一倍，提高了慣容器的工作效率。
[0017]2、本發(fā)明通過(guò)反向雙螺旋絲杠軸驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子組件旋轉(zhuǎn)，使直線運(yùn)動(dòng)部件靠近軸線，旋轉(zhuǎn)部件遠(yuǎn)離軸線，有效增大了旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，進(jìn)一步提高了慣質(zhì)比。
[0018]3.本發(fā)明反向雙螺旋絲杠軸與電樞繞組、永磁體為一體化結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊、安裝使用方便，利于工程化和小型化。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是本發(fā)明的另一結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3是本發(fā)明反向雙螺旋絲杠軸的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4是本發(fā)明的等效電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中各標(biāo)號(hào)表不:
1、反向雙螺旋絲杠軸；11、正旋段；12、反旋段；13、引線孔；2、外轉(zhuǎn)子組件；21、外轉(zhuǎn)子螺母；22、外轉(zhuǎn)子；3、內(nèi)轉(zhuǎn)子組件；31、內(nèi)轉(zhuǎn)子螺母；32、內(nèi)轉(zhuǎn)子；4、電樞控制電路；5、活動(dòng)連接件；6、滑環(huán)組件；7、推力軸承；8、電樞繞組；9、永磁體；10、止轉(zhuǎn)滑孔；14、固定連接件。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0025]如圖1所示，本實(shí)施例的一體化的雙轉(zhuǎn)子絲杠機(jī)電慣容器，包括反向雙螺旋絲杠軸1、外轉(zhuǎn)子組件2、內(nèi)轉(zhuǎn)子組件3、電樞繞組8、永磁體9及電樞控制電路4，電樞控制電路4與電樞繞組8連接，電樞繞組8及永磁體9分設(shè)于外轉(zhuǎn)子組件2、內(nèi)轉(zhuǎn)子組件3上，如圖3，本實(shí)施例中，反向雙螺旋絲杠軸I包括正旋段11及反旋段12，正旋段11及反旋段12旋向相反，內(nèi)轉(zhuǎn)子組件3及外轉(zhuǎn)子組件2分別與正旋段11及反旋段12螺紋配合，外轉(zhuǎn)子組件2與內(nèi)轉(zhuǎn)子組件3通過(guò)推力軸承7轉(zhuǎn)動(dòng)連接，推力軸承7為雙向推力軸承，推力軸承7的設(shè)置保證了外轉(zhuǎn)子組件2與內(nèi)轉(zhuǎn)子組件3的相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，承受反向雙螺旋絲杠軸I往復(fù)軸向作用力，保證慣容器的軸向剛度要求；反向雙螺旋絲杠軸I的一端固定連接一活動(dòng)連接件5，反向雙螺旋絲杠軸I另一端滑設(shè)于一固定連接件14內(nèi)，固定連接件14與外轉(zhuǎn)子組件2通過(guò)推力軸承7轉(zhuǎn)動(dòng)連接，反向雙螺旋絲杠軸I直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子組件3及外轉(zhuǎn)子組件2沿相反方向旋轉(zhuǎn)，反向雙螺旋絲杠軸I帶動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子組件3和外轉(zhuǎn)子組件2同時(shí)旋轉(zhuǎn)，其效果相當(dāng)于兩個(gè)滾珠絲杠式慣容器串聯(lián)，有效增加了旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量占比，提高了慣容器效率及慣容器性能，且內(nèi)外轉(zhuǎn)子同時(shí)旋轉(zhuǎn)，使電樞繞組8切割磁感線的線速度提高一倍，即將感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)提高一倍，提高了慣容器的工作效率；電樞繞組8在內(nèi)轉(zhuǎn)子組件3及外轉(zhuǎn)子組件2相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作用于電樞控制電路4，將感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)輸出至電樞控制電路4進(jìn)行存儲(chǔ)，通過(guò)調(diào)節(jié)電樞控制電路4即可實(shí)現(xiàn)慣性系數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，有效避免了采用飛輪時(shí)難以達(dá)到理想慣容系數(shù)的問(wèn)題，提高了慣容器性能，且采用電氣控制裝置，有效避免了慣容器為純機(jī)械結(jié)構(gòu)時(shí)需大結(jié)構(gòu)尺寸、大慣性質(zhì)量實(shí)現(xiàn)慣容效果的問(wèn)題，有效減小了裝置結(jié)構(gòu)尺寸、降低了裝置質(zhì)量，提高了慣容器的穩(wěn)定性。同時(shí)，本發(fā)明通過(guò)反向雙螺旋絲杠軸I驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子組件旋轉(zhuǎn)，使直線運(yùn)動(dòng)部件靠近軸線，旋轉(zhuǎn)部件遠(yuǎn)離軸線，有效增大了旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，進(jìn)一步提高了慣質(zhì)比；且本發(fā)明反向雙螺旋絲杠軸I與電樞繞組8、永磁體9為一體化結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊、安裝使用方便，利于工程化和小型化。
[0026]如圖1，本實(shí)施例中，電樞繞組8安裝于內(nèi)轉(zhuǎn)子組件3上，永磁體9安裝于外轉(zhuǎn)子組件2上，在其他實(shí)施例中，電樞繞組8可安裝于外轉(zhuǎn)子組件2上，永磁體9可安裝于內(nèi)轉(zhuǎn)子組件3上。本實(shí)施例中，內(nèi)轉(zhuǎn)子組件3包括內(nèi)轉(zhuǎn)子螺母31及內(nèi)轉(zhuǎn)子32，電樞繞組8安裝于內(nèi)轉(zhuǎn)子32上，內(nèi)轉(zhuǎn)子螺母31與反向雙螺旋絲杠軸I螺紋配合，內(nèi)轉(zhuǎn)子32安裝于內(nèi)轉(zhuǎn)子螺母31上，并可隨內(nèi)轉(zhuǎn)子螺母31旋轉(zhuǎn)。
[0027]本實(shí)施例中，外轉(zhuǎn)子組件2包括外轉(zhuǎn)子螺母21及外轉(zhuǎn)子22，外轉(zhuǎn)子螺母21與反向雙螺旋絲杠軸I螺紋配合，外轉(zhuǎn)子22與外轉(zhuǎn)子螺母21固定連接，并可隨外轉(zhuǎn)子螺母21旋轉(zhuǎn)，永磁體9安裝于外轉(zhuǎn)子22上，永磁體9與電樞繞組8感應(yīng)配合，如圖1，本實(shí)施例中，永磁體9分設(shè)于電樞繞組8的外周，在其他實(shí)施例中，永磁體9可設(shè)于電樞繞組8的側(cè)面，如圖2所示，永磁體9可為兩個(gè)，兩個(gè)永磁體9分設(shè)于電樞繞組8的兩側(cè)。
[0028]本實(shí)施例中，外轉(zhuǎn)子組