[发明专利]一种基于滚珠丝杠惯容的机电耦合装置

说明书

本发明公开了一种基于滚珠丝杠惯容的机电耦合装置，包括：直流电机、直流电机固定座、联轴器、固定螺母、滚珠丝杠、飞轮、滚珠螺母和负载；其中，固定螺母安装在滚珠丝杠左端并锁死，滚珠螺母安装在滚珠丝杠轴上跟随丝杠旋转做直线运动；固定螺母、滚珠螺母分别连接提供相对振动的第一振动端和第二振动端；联轴器一端与滚珠丝杠左端连接，另一端与直流电机连接；直流电机固定座一端与固定螺母连接，另一端与直流电机连接；直流电机与负载用导线相连。本发明能够通过调节飞轮的转动和使用不同的负载来实现减振和发电，功能多样，适用场景和应用范围广泛。

技术领域

本发明涉及振动控制技术领域，尤其是一种基于滚珠丝杠惯容的机电耦合装置。

背景技术

惯容是剑桥大学Smith教授于2002年提出的一种双端机械元件，其作用在两端上的力与两个端点的相对加速度成正比，该比值被称为惯容量。由“惯容-弹簧-阻尼器”组成的机械隔振网络被广泛应用于车辆悬挂隔振、建筑物隔振等领域。惯容由于结构相对简单、效果相对较好，所以应用广泛。目前主要有滚珠丝杠式惯容、齿轮齿条惯容、液压式惯容。早期提出的基于飞轮的滚珠丝杠式惯容通过将螺母的直线水平运动转化为飞轮的转动，但是不能主动调节飞轮的转动惯量，在用于减振和收集能量的时候效果不好。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于滚珠丝杠惯容的机电耦合装置，能够通过调节飞轮的转动和使用不同的负载来实现减振和发电，功能多样，适用场景和应用范围广泛。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于滚珠丝杠惯容的机电耦合装置，包括：直流电机1、直流电机固定座2、联轴器3、固定螺母4、滚珠丝杠5、飞轮、滚珠螺母6和负载14；其中，固定螺母4安装在滚珠丝杠5左端并锁死，滚珠螺母6安装在滚珠丝杠5轴上跟随丝杠5旋转做直线运动；固定螺母4、滚珠螺母6分别连接提供相对振动的第一振动端21和第二振动端22；联轴器3一端与滚珠丝杠5左端连接，另一端与直流电机1连接；直流电机固定座2一端与固定螺母4连接，另一端与直流电机1连接；直流电机1与负载14用导线相连。

优选的，飞轮包括圆盘7、多个滑块8、多个铰链9、多个臂梁10、线性电机固定座11、中心轴12、线性电机13、多个线性导轨15和轴承座16；圆盘7安装在滚珠丝杠5的右端，圆盘7平面垂直于滚珠丝杠5；多个线性滑轨15固定连接在圆盘7平面上；多个滑块8固定连接在线性滑轨15表面；一部分铰链9一端固定于滑块8表面，另一端固定于臂梁10一端；另一部分铰链9一端固定于臂梁10另一端，另一端固定于线性电机固定座11；线性电机13连接在线性电机固定座11上，垂直于线性电机固定座11；圆盘7和线性电机固定座11同轴放置且连接于中心轴12上，中心轴12固定在圆盘上的轴承座16上。

优选的，线性电机固定座11可沿中心轴12滑动。

优选的，线性电机固定座11跟随线性电机13沿中心轴12滑动，带动滑块8在线性导轨15上滑动。

优选的，线性电机固定座11向左滑动时，滑块8远离中心轴12。

优选的，线性电机13与电机驱动板相连接，电机驱动板与单片机相连接，将线性电机13位置信号传输给单片机，同时，单片机输出位置控制信号，使线性电机13到达预期的位置。

优选的，联轴器3跟随丝杠5转动，联轴器3的转动带动直流电机1的转轴转动。

优选的，负载14为线性负载、非线性负载或可变负载。