[发明专利]基于曲线内展处理的驱动声波增雨装置音圈的凸轮设计数值实现方法

权利要求书

1.一种用于驱动天河工程高压射流式声波增雨装置机械配气系统中音圈部件的基于曲线内展处理的凸轮设计数值实现方法，所述凸轮与摇臂系统中的半径为r的摇臂滚轮外切接触，特征在于，包括步骤：

通过所述摇臂系统中的摇臂旋转中心、摇臂滚轮中心和摇臂弧面中心这三个点的刚性位置关系以及所述摇臂弧面中心关于曲轴角的位置关系，求得所述摇臂滚轮中心的轨迹；

将所述摇臂滚轮中心的轨迹数值化，形成由点集为{x_k,y_k}的离散点连接形成的轨迹曲线；

对离散点连接形成的轨迹曲线，确定每个点处的法向；

根据点{x_k,y_k}和法向，沿着法向距离r，确定每个离散点内展的方向，得到内展点的坐标；

得到内展点的坐标后，将这些点连接起来，形成凸轮的型线；

用形成的凸轮的型线来设计所述凸轮；

其中，滚柱中心轨迹求解的具体求解方法如下：

设摇臂旋转中心、摇臂滚轮中心和摇臂弧面中心的坐标分别为：

(x₁,y₁),(x₂,y₂),(x₃,y₃)，

则由于三个点之间的刚性关系，有：

弧面圆心在y方向的关系有：

其中下标0代表气阀关闭时的位置，或者装配位置；

通过式(0.1)和式(0.2)四个方程求得

得到滚柱中心坐标，再由

得到摇臂滚柱中心相对凸轮旋转中心在曲轴角为时的距离，在凸轮固连坐标系中是一条封闭的曲线。

2.根据权利要求1所述的凸轮设计数值实现方法，其特征在于，所述确定每个点处的法向包括：选取点{x_k,y_k}前后的模板点{x_k-1,y_k-1}和{x_k+1,y_k+1}，预先判断这三个点不共线时，通过这三个点确定一个圆，则所述法向由点{x_k,y_k}和圆心的连线确定。

3.根据权利要求1所述的凸轮设计数值实现方法，其特征在于，所述确定每个离散点内展的方向得到内展点的坐标，包括：根据点{x_k,y_k}和法向，得到法向方程，对于沿着法向距离r的两个点(A，B)，利用到点{x_k,y_k}处的切向方程k₁x+k₂y+C＝0以及利用凸轮上的点(B)与凸轮旋转中心的点(O)始终在切向方程的同侧，将这三个点(A，B，O)的坐标带入切向方程，判断出与凸轮旋转中心的点(O)同号的即为所求的内展点，得到其坐标。

4.根据权利要求1所述的凸轮设计数值实现方法，其特征在于，

在保证进气曲线不变的情形下，可以进行滚轮半径对凸轮动力学性能影响的研究，设定不同的滚轮半径，可快速计算出凸轮矢径及其一阶和二阶导数，进而分析随着滚轮半径的变化，凸轮升程的变化规律及凸轮动力学特性的变化。

5.根据权利要求1所述的凸轮设计数值实现方法，其特征在于，

还可以分析滚轮在摇臂上的位置变化时，凸轮的动力学特性，即通过设定滚轮中心初始位置的不同坐标值，可以快速计算得到对应的凸轮矢径和转角的关系，以及凸轮的一阶特性和二阶特性，进而分析凸轮的动力学特性。

6.一种用于驱动天河工程高压射流式声波增雨装置机械配气系统中音圈部件的凸轮，其是根据权利要求1至5所述的任意一项的凸轮设计数值实现方法设计制造的。