[發明專利]一種具有非對稱阻尼特性電磁減振器及非對稱特性設計方法

有效

• 申請號: 202110072058.7
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112901695B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 李競;王佩犇;沈驍鸞;關棟;張純;高悅文;沈輝;龔俊杰;楊征睿;朱仲文
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: F16F6/00
• 分類號: F16F6/00;F16H19/04;H02K7/18;H02K7/116;H02K7/06
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 沈志海

一種具有非對稱阻尼特性電磁減振器及非對稱特性設計方法，屬于車輛工程技術領域，減振器由齒輪齒條機構、聯軸器、齒輪箱、電機、負載電路和機箱組成；結構新穎，通過含有雙超越離合器和四齒輪的齒輪齒條機構，實現齒條雙向運動，輸出軸單向旋轉；通過兩個齒輪傳動比不等于1的嚙合傳動，實現了齒條雙向等速度運動輸入時，輸出軸單向旋轉轉速變化的運動特點，實現了電磁減振器的非對稱阻尼特性以及發電特性，明確了電磁減振器感應電動勢的非對稱系數、電磁阻尼力的非對稱系數以及等效阻尼系數的非對稱系數與結構傳動參數的量化關系，根據該量化關系以及設計目標中的電磁阻尼力非對稱系數或感應電動勢非對稱系數，可迅速設計出滿足要求的電磁減振器。

技術領域

本發明屬于車輛工程技術領域，涉及一種車用減振器及其特性設計方法，具體的說是涉及一種利用電磁阻尼特性的具有雙向不對稱阻尼特性電磁減振器及其非對稱特性設計方法。

背景技術

車輛在路面行駛時，難免會受到各種不同的干擾力，比如：路面不平、制動力、加速度以及離心力等。在這些力的作用下車輛會產生能量的耗散，其中一部分被減振器消耗。近年來，人們對回收減振器的耗散能量進行了研究，開發了電磁減振器。但電磁減振器的本體電機不具備傳統車輛減振器的非對稱阻尼特性，故需要研究實現非對稱阻尼的方法。文獻“Electromagnetic?energy?harvesting?shock?absorbers?design?modeling?and?roadtests”設計了一種非對稱的電磁饋能減振器負載電路，利用負載電路電阻變化可導致電磁饋能減振器阻尼力變化這一特性，實現了一種具有非對稱阻尼的電磁減振器。然而，該設計方法在一定程度上限制了通過電阻調節電磁減振器阻尼力的能力。文獻“A?high-efficiency?regenerative?shock?absorber?considering?twin?ball?screwstransmissions?for?application?in?range-extended?electric?vehicles”設計了一種雙滾珠絲杠式電磁減振器，通過設計兩個傳動比不同的滾珠絲杠傳動裝置，使電磁減振器在不同行程下具有不同大小的阻尼力。然而該電磁減振器存在結構復雜，加工制作成本較高等問題。

目前市面上常用的液力式減振器具有壓縮行程提供的阻尼力小于拉伸提供的阻尼力，以便于在壓縮行程時利用彈性元件的彈性來吸收沖擊，拉伸行程迅速減振。電磁減振器則需要通過對傳動結構、電機或負載電路進行特殊設計方能實現非對稱阻尼特性。目前采用的方法主要有：第一，通過設計非對稱負載電路的方法實現電磁減振器的非對稱阻尼特性。然而該方法限制了電磁減振器通過負載電阻調節阻尼特性的特點；第二，通過設計非對稱滾珠絲杠結構實現電磁減振器的非對稱阻尼個性，然而該設計方法所設計的結構較為復雜，成本較高。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中存在的不足，提出一種具有非對稱阻尼特性的電磁減振器及非對稱特性設計方法，該電磁減振器可實現齒條雙向等速度運動輸入時，輸出軸單向旋轉轉速變化的運動特點，以實現電磁減振器的非對稱阻尼特性以及發電特性，通過對該電磁減振器的分析，明確了電磁減振器發電量的非對稱系數、輸出力的非對稱系數以及阻尼系數的非對稱系數與結構傳動參數的量化關系，可根據該量化關系以及設計目標中的輸出力非對稱系數或發電量非對稱系數，迅速設計出滿足要求的電磁減振器。

本發明的技術方案：一種具有非對稱阻尼特性電磁減振器，其特征在于：所述電磁減振器由齒輪齒條機構、聯軸器、齒輪箱、電機、負載電路和機箱組成；