[发明专利]一种双向离合式滚珠丝杠惯容器

说明书

本发明公开一种双向离合式滚珠丝杠惯容器，包括基架组件、丝杠螺母组件、与丝杠螺母组件配合的滚珠丝杠；丝杠螺母组件上设有第一单向离合器与第二单向离合器，第一单向离合器与第二单向离合器的旋转方向相反；第一单向离合器上固定连接有第一飞轮，第二单向离合器上固定连接有第二飞轮，滚珠丝杠上设有传力连接件，以用于将外部竖直方向的振动能量转换为第一飞轮、第二飞轮的转动惯量。实现了在不改变飞轮旋转方向的情况下，改变滚珠丝杠的平动方向，减小了滚珠丝杠惯容切换运动方向时因飞轮旋向改变造成的冲击，不仅结构紧凑，增加的占用空间及所需转动惯量可根据使用条件设计而且制造与装配简单，制造成本低廉，具有良好的工程应用价值。

技术领域

本发明涉及飞轮式惯容器减振技术领域，尤其是一种双向离合式滚珠丝杠惯容器，具体是一种带有两个单向离合器，实现了两个飞轮各自做单向旋转的滚珠丝杠式惯容器。

背景技术

2001年，剑桥大学Smith发明了“惯容器”。这种新型机械元件可以通过很小的结构质量提供非常大的惯量。理想的惯容器元件定义为一种具有两个相对独立且自由运动端点的单通道机械元件，两端点受力大小相等且方向相反，并且与相对加速度成比例。根据结构原理，惯容器分为机械型、液压型、机电型和电磁型等四类。此外，根据传递运动的相对关系还可分为同轴直线型、平行轴型、扭转型等种类。而直线型机械惯容器最为常见，其由用以实现运动转换的传动机构和用以储存能量并提供主要转动惯量的飞轮组成。

对于滚珠丝杠惯容，其虚拟质量，亦称作惯质系数b的表达式为：其中I为旋转部件(主要为飞轮)绕其转轴的转动惯量，P为滚珠丝杠副导程。现有技术中一般采用单个飞轮，在滚珠丝杠惯容改变飞轮旋向时造成的冲击会对滚珠丝杠惯容平顺性产生影响。

发明内容

针对上述现有技术中一般滚珠丝杠惯容改变飞轮旋向时造成的冲击对滚珠丝杠惯容平顺性的影响的问题，本发明提供一种双向离合式滚珠丝杠惯容器，保证了滚珠丝杠惯容运动方向切换时惯质系数的不变；而各飞轮无需改变旋转方向，从而降低了滚珠丝杠惯容因飞轮旋向更换而造成的冲击。

为实现上述目的，本发明提供一种双向离合式滚珠丝杠惯容器，包括基架组件、转动连接在基架组件上的丝杠螺母组件、与丝杠螺母组件配合的滚珠丝杠；

所述丝杠螺母组件上设有第一单向离合器与第二单向离合器，所述第一单向离合器与第二单向离合器的旋转方向相反；

所述第一单向离合器上固定连接有第一飞轮，所述第二单向离合器上固定连接有第二飞轮，所述滚珠丝杠上设有传力连接件，以用于将外部竖直方向的振动能量转换为第一飞轮、第二飞轮的转动惯量。

在其中一个实施例中，所述丝杠螺母组件上设有第一台阶与第二台阶；

所述第一单向离合器与第二单向离合器设有丝杠螺母组件上位于第一台阶与第二台阶之间的位置，所述丝杠螺母组件的两端均与基架组件转动相连；

所述第一台阶与第一单向离合器之间、所述第一单向离合器与第二单向离合器之间、所述第二单向离合器与第二台阶之间设有止推轴承相连。

在其中一个实施例中，所述丝杠螺母组件包括同轴固定相连的丝杠螺母与法兰短轴段，所述第一台阶设在丝杠螺母上，所述第二台阶设在法兰短轴段上；

所述丝杠螺母上远离第二台阶的一端转动连接在基架组件的一端上，所述法兰短轴段上远离第一台阶的一端转动连接在基架组件的另一端上。

在其中一个实施例中，所述基架组件上对应丝杠螺母组件的位置设有角接触轴承，所述丝杠螺母组件的两端转动连接在对应角接触轴承上；

所述第一台阶与对应角接触轴承之间、所述第二台阶与对应角接触轴承之间均设有至少一个垫片，以使得可通过垫片数量调整丝杠螺母组件与角接触球轴承的配合长度。

在其中一个实施例中，所述滚珠丝杠的两端设有丝杠限制件，以用于防止滚珠丝杠从丝杠螺母组件中脱出；