件2與內(nèi)轉(zhuǎn)子組件3通過雙向推力軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接，雙向推力軸承的設(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軸向移動(dòng)產(chǎn)生的軸向力，保證慣容器的軸向剛度要求。
[0029]如圖1所示，本實(shí)施例中，雙向推力軸承為兩組，兩組雙向推力軸承分設(shè)于反向雙螺旋絲杠軸I的正旋段11及反旋段12位置處，一組雙向推力軸承設(shè)于內(nèi)轉(zhuǎn)子螺母31與外轉(zhuǎn)子22之間，另一組設(shè)于外轉(zhuǎn)子螺母21與內(nèi)轉(zhuǎn)子32之間。
[0030]本實(shí)施例中，反向雙螺旋絲杠軸I與內(nèi)轉(zhuǎn)子組件3之間設(shè)有滑環(huán)組件6，滑環(huán)組件6用于給電樞控制電路4供電，如圖1、圖2所示，反向雙螺旋絲杠軸I的中間部分設(shè)置軸肩，滑環(huán)組件6安裝于軸肩上，滑環(huán)組件6的內(nèi)環(huán)與反向雙螺旋絲杠軸I固聯(lián)，滑環(huán)組件6的外環(huán)安裝于內(nèi)轉(zhuǎn)子組件3上，隨內(nèi)轉(zhuǎn)子組件3 —同轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)轉(zhuǎn)子螺母31和外轉(zhuǎn)子螺母21的空間限制了軸肩的運(yùn)動(dòng)范圍，從而限定了反向雙螺旋絲杠軸I的直線運(yùn)動(dòng)范圍。
[0031]本實(shí)施例中，所述反向雙螺旋絲杠軸I的一端位于外轉(zhuǎn)子組件2的外側(cè)，另一端位于外轉(zhuǎn)子組件2的內(nèi)側(cè)，反向雙螺旋絲杠軸I的外側(cè)端固定連接活動(dòng)連接件5，活動(dòng)連接件5為反向雙螺旋絲杠軸I與外接物體的活動(dòng)連接件，反向雙螺旋絲杠軸I通過活動(dòng)連接件5驅(qū)動(dòng)軸向運(yùn)動(dòng)，固定連接件14上設(shè)有沿反向雙螺旋絲杠軸I軸向布置的止轉(zhuǎn)滑孔10，反向雙螺旋絲杠軸I的內(nèi)側(cè)端滑設(shè)于止轉(zhuǎn)滑孔10內(nèi)，形成直線滑動(dòng)副。本實(shí)施例中，活動(dòng)連接件5為吊耳，在其他實(shí)施例中，反向雙螺旋絲杠軸I可采用其他結(jié)構(gòu)與外接物體連接的，如耳環(huán)、法蘭。本實(shí)施例中，反向雙螺旋絲杠軸I的一端與吊耳滑動(dòng)配合，反向雙螺旋絲杠軸I的另一端與吊耳固定連接，形成反向雙螺旋絲杠軸I的直線滑動(dòng)副；與反向雙螺旋絲杠軸I滑動(dòng)配合的吊耳通過雙列角接觸球軸承安裝于外轉(zhuǎn)子22上，與反向雙螺旋絲杠軸I滑動(dòng)配合的吊耳5上設(shè)有與反向雙螺旋絲杠軸I滑動(dòng)配合的滑動(dòng)槽，同時(shí)，與反向雙螺旋絲杠軸I固定配合的吊耳設(shè)于外轉(zhuǎn)子組件2的外部，反向雙螺旋絲杠軸I的固定端伸出外轉(zhuǎn)子組件2的外轉(zhuǎn)子22連接吊耳，固定端的吊耳施加軸向力使反向雙螺旋絲杠軸I沿反向雙螺旋絲杠軸I的軸向運(yùn)動(dòng)。本實(shí)施例中，反向雙螺旋絲杠軸I上設(shè)有引線孔13。
[0032]本實(shí)施例中，電樞控制電路4設(shè)有外部供電接口以及與電樞繞組8連接的接口。電樞控制電路4具體可為雙端口電路網(wǎng)絡(luò)，由一對(duì)端口作為用于外部供電接口，另一對(duì)端口與電樞繞組8串聯(lián)組成閉合回路。電樞控制電路4也可根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置除上述接口以外的其他接口。
[0033]本實(shí)施例中，電樞控制電路4具體包括串聯(lián)連接的電容器C及負(fù)阻抗變換電路NIC，通過負(fù)阻抗變換電路NIC提供負(fù)阻抗，與電容器C構(gòu)成容性電路，從而模擬慣容特性。在其他實(shí)施例中，電樞控制電路4也可采用其他帶主動(dòng)控制器的有源控制電路。
[0034]本實(shí)施例將慣容器以及電樞控制電路4等效為如圖4所示的等效電路，其中，左側(cè)框內(nèi)電路為對(duì)應(yīng)慣容器電樞繞組8的等效電路，右側(cè)框內(nèi)電路為對(duì)應(yīng)電樞控制電路4的等效電路。在慣容器電樞繞組8的等效電路中，Eeq是電樞繞組8產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，Req是電樞繞組8的等效電阻，Leq是電樞繞組8等效電感。由于負(fù)阻抗變換電路NIC的作用，使得等效電路表現(xiàn)為容性電路，進(jìn)而通過電容C儲(chǔ)能模擬了附加的慣質(zhì)。當(dāng)內(nèi)轉(zhuǎn)子組件3與外轉(zhuǎn)子組件2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電樞繞組8產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Eeq，當(dāng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E大于電樞控制電路4的電壓時(shí)，電樞控制電路4通過電容器C進(jìn)行蓄能，當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E小于電樞控制電路4的電壓時(shí)，電樞控制電路4通過電容器C釋放能量。
[0035]本實(shí)施例中，一體化的雙轉(zhuǎn)子絲杠機(jī)電慣容器的工作過程為:外力推動(dòng)反向雙螺旋絲杠軸I直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子螺母31和外轉(zhuǎn)子螺母21旋轉(zhuǎn)，將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，內(nèi)轉(zhuǎn)子螺母31和外轉(zhuǎn)子螺母21分別帶動(dòng)外轉(zhuǎn)子組件2與內(nèi)轉(zhuǎn)子組件3反向旋轉(zhuǎn)，設(shè)于外轉(zhuǎn)子組件2與內(nèi)轉(zhuǎn)子組件3上的電樞繞組8及永磁體9相互作用產(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，電樞控制電路4產(chǎn)生阻止轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩反作用于內(nèi)轉(zhuǎn)子組件3和外轉(zhuǎn)子組件2，進(jìn)而反作用于反向雙螺旋絲杠軸1，來阻止活動(dòng)連接件5的相對(duì)直線運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到產(chǎn)生“虛擬質(zhì)量”的效果。
[0036]雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種一體化的雙轉(zhuǎn)子絲杠機(jī)電慣容器，其特征在于，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)及與所述電樞繞組(8)連接的電樞控制電路(4)，所述電樞繞組(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，所述反向雙螺旋絲杠軸(I)包括旋向相反的正旋段(11)及反旋段(12)，所述內(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，所述外轉(zhuǎn)子組件(2)與內(nèi)轉(zhuǎn)子組件(3)通過推力軸承(7)轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述反向雙螺旋絲杠軸(I)的一端固定連接一活動(dòng)連接件(5)，所述反向雙螺旋絲杠軸(I)另一端滑設(shè)于一固定連接件(14)內(nèi)，所述固定連接件(14)與外轉(zhuǎn)子組件(2)通過推力軸承(7)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述反向雙螺旋絲杠軸(I)直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)所述內(nèi)轉(zhuǎn)子組件(3 )及外轉(zhuǎn)子組件(2 )沿相反方向旋轉(zhuǎn)，所述電樞繞組(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)，所述感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作用于電樞控制電路(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化的雙轉(zhuǎn)子絲杠機(jī)電慣容器，其特征在于，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子組件(3)包括內(nèi)轉(zhuǎn)子螺母(31)及內(nèi)轉(zhuǎn)子(32)，所述電樞繞組(8)安裝于內(nèi)轉(zhuǎn)子(32)上，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子螺母(31)與反向雙螺旋絲杠軸(I)螺紋配合，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子(32)安裝于所述內(nèi)轉(zhuǎn)子螺母(31)上，并可隨內(nèi)轉(zhuǎn)子螺母(31)旋轉(zhuǎn)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一體化的雙轉(zhuǎn)子絲杠機(jī)電慣容器，其特征在于，所述外轉(zhuǎn)子組件(2)包括外轉(zhuǎn)子螺母(21)及外轉(zhuǎn)子(22)，所述永磁體(9)安裝于外轉(zhuǎn)子(22)上，所述外轉(zhuǎn)子螺母(21)與反向雙螺旋絲杠軸(I)螺紋配合，所述外轉(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)。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的一體化的絲杠機(jī)電慣容器，其特征在于，所述永磁體(9)設(shè)于所述電樞繞組(8)的側(cè)面或設(shè)于所述電樞繞組(8)的外周。5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的一體化的雙轉(zhuǎn)子絲杠機(jī)電慣容器，其特征在于，所述電樞控制電路(4)包括串聯(lián)連接的電容器C及負(fù)阻抗變換電路NIC。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一體化的雙轉(zhuǎn)子絲杠機(jī)電慣容器，其特征在于，所述電樞控制電路(4)包括外部供電接口以及與所述電樞繞組(8)連接的接口。7.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的一體化的雙轉(zhuǎn)子絲杠機(jī)電慣容器，其特征在于，所述固定連接件(14)上設(shè)有沿反向雙螺旋絲杠軸(I)軸向布置的止轉(zhuǎn)滑孔(10)，所述反向雙螺旋絲杠軸(I)的一端滑設(shè)于所述止轉(zhuǎn)滑孔(10)內(nèi)。8.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的一體化的雙轉(zhuǎn)子絲杠機(jī)電慣容器，其特征在于，所述反向雙螺旋絲杠軸(I)與內(nèi)轉(zhuǎn)子組件(3)之間設(shè)有用于給電樞控制電路(4)供電的滑環(huán)組件(6)。9.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的一體化的雙轉(zhuǎn)子絲杠機(jī)電慣容器，其特征在于，所述推力軸承(7)為雙向推力軸承。
【專利摘要】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、永磁體及與電樞繞組連接的電樞控制電路，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，反向雙螺旋絲杠軸包括正旋段及反旋段，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，外轉(zhuǎn)子組件與內(nèi)轉(zhuǎn)子組件通過推力軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接；反向雙螺旋絲杠軸的一端固定連接活動(dòng)連接件，另一端滑設(shè)于固定連接件內(nèi)，固定連接件與外轉(zhuǎn)子組件通過推力軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接；反向雙螺旋絲杠軸驅(qū)動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子組件及外轉(zhuǎn)子組件沿相反方向旋轉(zhuǎn)，電樞繞組產(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。本發(fā)明具有提高慣容器性能及穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】H02J15/00, H02K7/18
【公開號(hào)】CN105048713
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510461809
【發(fā)明人】劉耀宗, 申碩, 朱鼎梟, 賀凌鐸
【申請(qǐng)人】中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年7月31日