[發明專利]一種質心自校準慣性飛輪裝置

有效

• 申請號: 201910035384.3
• 申請日: 2019-01-15
• 公開（公告）號: CN109707793B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 王道明;羅洋均;訾斌;錢鈞;陳無畏;邵文彬;方時瑞
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: F16F15/315
• 分類號: F16F15/315;F16F15/36;G01M1/10
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

本發明公開了一種質心自校準慣性飛輪裝置，涉及實驗裝置技術領域，凸臺組件一端周向均布設各圓柱壓縮彈簧組，另一端外側面周向均布設各槽立柱，并于各對應的槽立柱和圓柱壓縮彈簧組之間設各支撐座，支撐座上固設齒條；支撐座上安裝齒輪組件，各齒輪組件的齒輪分別與各齒條嚙合；凸臺組件通過各圓柱壓縮彈簧組與安裝孔抵接配合；固定飛輪盤背部設固定飛輪盤齒條，各固定飛輪盤齒條分別與各齒輪嚙合。本發明轉動中固定飛輪盤會克服相應方向的圓柱壓縮彈簧的彈力沿定位銷軸向移動，自動實現固定飛輪盤質心位置的校準，使固定飛輪盤的質心與轉動軸的中心軸共線；通過各滑塊在V型槽內滑動和牽引鋼絲繩，實現固定飛輪盤轉動慣量大小小范圍的調節。

技術領域

本發明涉及實驗裝置技術領域，具體涉及一種用于模擬轉動慣量的慣性飛輪裝置。

背景技術

轉動慣量實驗是一種實驗室常見的實驗，在各種轉動慣量實驗裝置中，飛輪因其質量和慣性半徑較大的優點，常用于模擬轉動慣量。就傳統的模擬方式而言，飛輪質量一旦固定，飛輪的轉動慣量也固定不變。但隨著現代科技的高速發展，這種轉動慣量固定的模擬方式已無法滿足各種機械裝備的測試需求，越來越多的場合需要可調節的轉動慣量模擬裝置，有些甚至需要根據負載特性對轉動慣量進行實時調節；此外，由于安裝誤差的存在，不可避免造成慣性飛輪裝置的質心偏離回轉軸線，這會導致飛輪在轉動時產生不平衡量從而引起振動。

通過專利檢索，存在以下已知的技術方案：

專利1：

申請號：CN201310625769.8，申請日：2013.11.29，授權公告日：2014.02.19，本發明提供一種轉動慣量能調的慣性飛輪組裝置，包括旋轉主軸、能拆卸式固定設置在旋轉主軸的突出部的飛輪片，以及設置為能使飛輪片沿軸向移動并能固定飛輪片的飛輪片拆卸機構，其中，拆卸機構包括跨過旋轉主軸并與飛輪片平行布置的飛輪片拆卸盤，以及設置在飛輪片拆卸盤的兩端用于支撐飛輪片拆卸盤的安裝支座。設置在安裝支座上的直線導軌上設置運動體，用于帶動飛輪片拆卸盤安裝或拆卸飛輪片。飛輪片選擇性地固定在旋轉主軸和飛輪片拆卸盤中的一個上。此裝置結構簡單、操作方便、成本較低，同時在各種工作狀態下牢固可靠。

該裝置通過增加或減少可拆卸式飛輪片個數，改變轉動部件質量來改變裝置的轉動慣量，但是調節過程需要拆卸或安裝飛輪片，操作復雜且耗時長，同時該裝置只能滿足數種特定的轉動慣量大小，具有一定的局限性。

專利2：

申請號：CN201710725109.5，申請日：2017.8.22，授權公告日：2018.2.27，本發明公開轉動慣量模擬裝置中的一種轉動慣量可調及自動校準的慣性飛輪裝置，飛輪盤中間是空套在飛輪軸上的環狀凸起，飛輪盤軸向一側沿其徑向上裝有兩個相對于飛輪盤中心軸對稱的絲杠，每個絲杠內端各有一個位于環狀凸起內側的小錐齒輪，環狀凸起外側的每個絲杠上配裝有一個質量塊，錐齒輪盤設有能與兩個小錐齒輪相嚙合的錐齒；中間體固定套在飛輪軸外，中間體通過定位立柱有間隙地伸在環狀凸起內壁上開有的徑向盲孔中，每個定位立柱上均套有螺旋彈簧，飛輪盤軸向另一側面上設有兩組飛輪盤鉸座，每組飛輪盤鉸座各自通過短連桿鉸接質量調節塊，質量調節塊經長連桿鉸接中間體鉸座；能連續改變轉動慣量的大小，可自動感應和調節飛輪質量不均。

該裝置主要通過錐齒輪旋轉啟動小錐齒輪及絲杠傳動，致使配合在絲杠上的質量塊沿飛輪盤徑向移動，導致質量塊與飛輪軸中心軸軸心距離發生變化，從而改變轉動慣量的大小。該裝置飛輪盤空套在飛輪軸上，飛輪盤可以沿立柱方向克服彈簧力的作用進行少量徑向移動，自動感應飛輪盤質量不均，通過二連桿機構以及連接的質量調節塊自動調節質量不均，校準飛輪質量分布，但是小錐齒輪及絲杠傳動質量較重，質量塊的質量較輕，調節的轉動慣量范圍小，同時質心位置自動校準只能夠在一個方向上校準，而不能在飛輪盤整個圓周方向上校準。

通過以上的檢索發現，以上技術方案沒有影響本發明的新穎性；并且以上專利文件的相互組合沒有破壞本發明的創造性。

發明內容