[发明专利]一种齿轮齿条式机电惯质馈能装置

权利要求书

1.一种齿轮齿条式机电惯质馈能装置，其特征在于，包括上吊耳(1)，下吊耳(7)，工作壳体(14)，以及工作壳体(14)内部的电机工作腔(2)，电机缸筒(3)，直线电机定子(4)，绕组(5)，大齿轮(6)，动子轴(8)，动子磁极(9)，直线电机动子磁轭(10)，齿条(11)，小齿轮(12)，中齿轮(13)，工作壳体(14)，平键(15)，旋转电机定子(17)，旋转电机中心转子(18)，旋转电机转子轴(19)，外壳体(20)，旋转电机壳体(21)，支架(23)；

所述电机缸筒(3)的内侧壁沿径向呈圆形矩阵固定有直线电机定子(4)，直线电机定子(4)内均布有绕组(5)，动子磁极(9)与直线电机动子磁轭(10)均固定在动子轴(8)上，上吊耳(1)与动子轴(8)上端焊接为一体，动子轴(8)下端从电机工作腔(2)伸出与齿条(11)焊接连成一体；所述齿条(11)与小齿轮(12)通过啮合连接；所述小齿轮(12)与大齿轮(6)固结为一体，可同轴共同旋转，且大齿轮(6)与中齿轮(13)相啮合转动；

所述外壳体(20)内部设有旋转电机壳体(21)，旋转电机壳体(21)固定在外壳体(20)内壁上，所述旋转电机壳体(21)内部设有旋转电机转子轴(19)，旋转电机转子轴(19)周围设有旋转电机中心转子(18)，且旋转电机中心转子(18)固定在旋转电机转子轴(19)上；旋转电机定子(17)固定在旋转电机壳体(21)上；所述外壳体(20)通过支架(23)与工作壳体(14)焊接为一体，位置相对静止，且中齿轮(13)通过平键(15)与旋转电机转子轴(19)连接，可同轴转动；下吊耳(7)与工作壳体(14)焊接为一体。

2.根据权利要求1所述的一种齿轮齿条式机电惯质馈能装置，其特征在于，还包括旋转电机上端盖轴承(16)和旋转电机下端盖轴承(22)，所述旋转电机上端盖轴承(16)和旋转电机下端盖轴承(22)分别与旋转电机转子轴(19)相配合安装于旋转电机壳体(21)的左端与右端。

3.根据权利要求1所述的一种齿轮齿条式机电惯质馈能装置，其特征在于，所述动子轴(8)可在电机工作腔(2)内做径向直线往复运动，旋转电机转子轴(19)与固结的旋转电机中心转子(18)可在旋转电机壳体(21)内做旋转运动。

4.根据权利要求1所述的一种齿轮齿条式机电惯质馈能装置，其特征在于，所述上吊耳(1)与隔振系统上端点相铰接，下吊耳(7)与隔振系统下端点相铰接。

5.根据权利要求1所述的一种齿轮齿条式机电惯质馈能装置，其特征在于，该装置工作在三种工作模式：

1)当直线电机和旋转电机处于馈能状态时，利用上吊耳、下吊耳之间的相对运动以及齿条(11)、小齿轮(12)、大齿轮(6)、中齿轮(13)间的相互啮合使直线电机和旋转电机均处于发电状态，产生的端电压可以通过外端能量回收电路相连接，对系统的振动能量进行回收，用于其他控制系统的能量输入，此时齿轮齿条式惯性馈能装置工作在“馈能工作模式”；

2)当直线电机和旋转电机处于被动控制状态时，由上吊耳(1)，下吊耳(7)，动子轴(8)，齿条(11)，小齿轮(12)，中齿轮(13)组成齿轮齿条式惯容器，通过改变直线电机的外端阻抗Z_a(s)和旋转电机的外端电路阻抗Z_e(s)均可实现对装置阻尼力的改变，极大地拓宽了所能实现的复杂网络阻抗的范围，此时新型齿轮齿条式惯性馈能装置工作在“被动控制模式”；

3)当直线电机和旋转电机处于主动控制状态时，可通过直线电机或旋转电机外接电路控制电流，实现对振动系统的主动控制，此时齿轮齿条式惯性馈能装置工作在“主动控制模式”。