[发明专利]滚珠丝杠式自供能半主动悬架作动器及其控制方法

摘要

本发明公开了一种滚珠丝杠式自供能半主动悬架作动器，包括作动器本体和作动器控制系统，作动器本体包括上壳体、下壳体、丝杠轴、第一传动轴、第二传动轴、输出轴、直流无刷电机、滚珠丝杠、丝杠固定螺母、丝杠轴齿轮、第一传动轴第一齿轮、第一传动轴棘轮、第一传动轴第二齿轮、第二传动轴齿轮、输出轴第一齿轮、输出轴第二齿轮、丝杠螺母和十字连接器；作动器控制系统包括作动器控制器、计算机、车辆速度传感器、路面不平度位移传感器、非簧载质量位移传感器、簧载质量位移传感器和作动器速度传感器；本发明还公开了一种滚珠丝杠式自供能半主动悬架作动器的控制方法。本发明避免了大量的惯量损失，提高了馈能效率，工作稳定性和可靠性高。

主权项

1.一种滚珠丝杠式自供能半主动悬架作动器，其特征在于：包括作动器本体和作动器控制系统，所述作动器本体包括上壳体(43)和下壳体(35)，所述上壳体(43)内设置有丝杠轴(2)、第一传动轴(7)、第二传动轴(9)和输出轴(13)，所述上壳体(43)的顶部设置有上壳体盖(4)，所述上壳体盖(4)上嵌入安装有用于支撑安装丝杠轴(2)的丝杠轴轴承(3)、用于支撑安装第一传动轴(7)的第一传动轴上端轴承(5)、用于支撑安装第二传动轴(9)的第二传动轴轴承(8)和用于支撑安装输出轴(13)的输出轴轴承(11)，所述上壳体(43)的底部嵌入安装有位于丝杠轴轴承(3)下方的固定支撑座(39)和位于第一传动轴上端轴承(5)下方的第一传动轴下端轴承(19)，所述上壳体(43)的底部固定连接有直流无刷电机(23)，所述直流无刷电机(23)的电机轴(21)穿入上壳体(43)内，所述下壳体(35)内设置有滚珠丝杠(34)；所述丝杠轴(2)的上端安装在丝杠轴轴承(3)内且穿出上壳体盖(4)顶部连接有上吊耳(1)，所述丝杠轴(2)的下端穿过设置在固定支撑座(39)上的轴孔与滚珠丝杠(34)的上端固定连接，所述丝杠轴(2)上安装有位于固定支撑座(39)顶部且用于限制丝杠轴(2)轴向运动的丝杠固定螺母(41)，所述第一传动轴(7)的上端安装在第一传动轴上端轴承(5)内，所述第一传动轴(7)的下端安装在第一传动轴下端轴承(19)内，所述第二传动轴(9)的上端安装在第二传动轴轴承(8)内，所述输出轴(13)的上端安装在输出轴轴承(11)内，所述输出轴(13)的下端通过联轴器(20)与电机轴(21)连接；所述丝杠轴(2)上连接有丝杠轴齿轮(42)，所述第一传动轴(7)上连接有第一传动轴第一齿轮(6)和第一传动轴棘轮(15)，所述第一传动轴棘轮(15)上套装有与丝杠轴齿轮(42)相啮合的第一传动轴第二齿轮(16)，所述第二传动轴(9)上连接有与第一传动轴第一齿轮(6)相啮合的第二传动轴齿轮(10)，所述输出轴(13)上连接有输出轴棘轮(17)和与第二传动轴齿轮(10)相啮合的输出轴第一齿轮(12)，所述输出轴棘轮(17)上套装有与第一传动轴第二齿轮(16)相啮合的输出轴第二齿轮(18)；所述滚珠丝杠(34)上连接有丝杠螺母(36)，所述丝杠螺母(36)固定连接在下壳体(35)的上部，所述滚珠丝杠(34)上套装有位于丝杠螺母(36)上部的减震橡胶垫(38)，所述下壳体(35)的下部固定连接有十字连接器(25)；所述作动器控制系统包括作动器控制器(53)和与作动器控制器(53)相接的计算机(58)，以及电能存储电路和安装在车辆上且用于对车速进行实时检测的车辆速度传感器(54)；所述作动器控制器(53)的输入端还接有用于对路面不平度进行实时检测的路面不平度位移传感器(55)、用于对非簧载质量位移进行实时检测的非簧载质量位移传感器(29)和用于对簧载质量位移进行实时检测的簧载质量位移传感器(56)，以及用于对悬架作动器的运动速度进行实时检测的作动器速度传感器(57)；所述非簧载质量位移传感器(29)固定连接在十字连接器(25)的下端，所述非簧载质量位移传感器(29)的下端固定连接有下吊耳(33)；所述电能存储电路包括依次连接的整流器(44)、第一DC-DC升压模块(45)、第一MOS开关触发驱动模块(46)、超级电容组(47)、第二MOS开关触发驱动模块(49)、第二DC-DC升压模块(50)和蓄电池(51)，所述整流器(44)的输入端与直流无刷电机(23)的输出端连接，所述超级电容组(47)的输出端接有用于对超级电容组(47)的输出电压进行实时检测的超级电容电压传感器(48)，所述蓄电池(51)的输出端接有用于对蓄电池(51)的输出电压进行实时检测的蓄电池电压传感器(52)，所述超级电容电压传感器(48)的输出端和蓄电池电压传感器(52)的输出端均与作动器控制器(53)的输入端连接，所述第一MOS开关触发驱动模块(46)和第二MOS开关触发驱动模块(49)均与作动器控制器(53)的输出端连接。