[发明专利]基于弹针机构的扭矩吸吐器

说明书

本发明公开了一种基于弹针机构的扭矩吸吐器，包括：轨道，其轨道面在几何构型上具有旋转对称轴线；轨道面为一变径旋转形成的柱面或其他曲面；弹针，其包括定托、动托和压簧；动托和定托的托身对头相嵌，并由动托和定托的托底夹持压簧，以通过压簧连接形成单一的移动副或兼具一定角度转动的移动副；动托的托尾构成弹针的梢部，梢部末端的弹针针梢抵接轨道面，并沿轨道面移动，弹针针梢几何与轨道面几何相匹配；其中，轨道和弹针二者之一以与扭矩吸吐轴随动的方式固定在扭矩吸吐轴上，另一个固定不动。其通过弹针和轨道面的配合，实现了通过压簧带动弹针伸缩来解决动力供应与负载需求之间的瞬时矛盾问题，即赋予了扭矩传递按需削峰填谷的能力。

技术领域

本发明涉及机械节能技术领域，特别涉及一种基于弹针机构的扭矩吸吐器。

背景技术

扭矩（或转矩）传递是实现机械功传送的基本形式之一，动力、负载和转轴是扭矩传递的三个基本要素。通常而言，动力和负载各有自己的本征扭转特性，但它们的本征扭转特性往往并不匹配，从而产生了混合扭矩传递，并伴随着动力及负载的自身能量转换效率降低、扭震、扭转能量传递损失、装置寿命缩短和可靠性降低等多种负面效应。

转轴扭转传功装置已经遍布当今社会生产生活的各个角落，但由于动力和负载之间普遍存在扭矩特性差异，故而导致动力和负载难以充分发挥它们各自的本征能量转换效率。对于负载和动力的扭矩匹配问题，传统技术已经给出了多种多样的解决方案，但简单且彻底的解决方案仍然缺乏。例如在汽车方面，已有的解决方案包括增加发动机的缸数、增设飞轮和扭矩减震器等。这些方案对扭矩匹配问题给予了一定程度的解决，但未能完全克服，而方案代价则是体系重量、体积、复杂性、精密性和生产成本的增加及可靠性的降低。

鉴于此，急需开发一种能够充分挖掘动力和负载各自的本征能量效率，并通过简单的方式彻底解决扭矩匹配问题的吸吐器。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种基于弹针机构的扭矩吸吐器，通过弹针和轨道面的配合，实现了通过压簧带动弹针伸缩来解决动力供应与负载需求之间的瞬时矛盾问题，即赋予了扭矩传递按需削峰填谷的能力。

为了实现这些目的和其它优点，本发明提供了一种基于弹针机构的扭矩吸吐器，包括：

轨道，其轨道面在几何构型上具有旋转对称轴线；所述轨道面为一变径旋转形成的柱面或其他曲面；

弹针，其包括定托、动托和压簧；所述动托和定托的托身对头相嵌，并由所述动托和定托的托底夹持所述压簧，以通过压簧连接形成单一的移动副或兼具一定角度转动的移动副；所述动托的托尾构成弹针的梢部，梢部末端的弹针针梢抵接所述轨道面，并沿轨道面移动，弹针针梢几何与轨道面几何相匹配；

其中，所述轨道和弹针二者之一以与扭矩吸吐轴随动的方式固定在扭矩吸吐轴上，另一个固定不动；所述扭矩吸吐轴为扭矩吸吐器转动部分的转轴，同时也是扭矩传递系统中动力和负载之间的扭矩传递轴。

优选的是，所述的基于弹针机构的扭矩吸吐器中，所述压簧以以下任一位置形式设置：

设置在所述定托的托身和动托的托身的外部；

设置在所述定托的托身和动托的托身的内部；以及

同时设置在所述定托的托身和动托的托身的内部和外部；

其中，当所述压簧同时设置在所述定托的托身和动托的托身的内部和外部时，所述定托的托身和动托的托身的内部和外部至少设置一个所述压簧，且各个所述压簧的中心线相互重合或平行；压簧组合只有一个中心线，或者是由各压簧中心线共线设置而形成的共享中心线，或者是由各压簧中心线相互对称设置而形成的对称中心线。压簧组合的中心线（简称压簧的中心线或压簧中心线，下同）与扭矩吸吐轴轴线垂直相交。