CN105067171B - 一种惯量飞轮防转装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种惯量飞轮防转装置，两夹紧臂通过回转销连接，两夹紧臂内侧各设有钩环，夹紧簧两端挂钩通过钩环与两夹紧臂连接，两夹紧臂外侧分别设有侧面电磁铁和主电磁铁，侧面电磁铁设置在两夹紧臂的外侧壁上，主电磁铁通过主电磁铁支架固定连接；前、后支撑台通过两支柱连接，前、后支撑台开设有通孔，圆柱挡销先后穿过后支撑台、挡销压簧、前支撑台，压簧架设置在圆柱挡销上，位于挡销压簧与前支撑台之间，后支撑台设置在支撑架上，副电磁铁通过副电磁铁支架固定连接；两挡销机构均设置在支撑架上，分别与两夹紧臂位置对应。避免控制器非闭合状态时，在摩擦力的影响下惯性飞轮随传动轴一起旋转，从而提高惯量模拟的控制及模拟准确度。

Description

一种惯量飞轮防转装置

技术领域

本发明涉及一种防转装置，具体涉及一种惯量飞轮防转装置。

背景技术

惯量模拟是动力测试类试验台的重要组成部分，其模拟精度直接影响整个试验台的测试结果。目前，尽管随着电子技术的发展，电惯量模拟已取得了一定的发展，但是传统的机械惯量模拟（飞轮惯量）仍然是惯量模拟的基础方式。然而，近年来大功率动力单元的出现要求动力测试类试验台的模拟惯量成倍增加。其中，对于机械类惯量模拟则需要不断增加惯量飞轮的直径及质量，以获得更大的机械惯量。

飞轮惯量的模拟方式通常可分为悬挂装卸式和电磁分断式。对于悬挂装卸式飞轮惯量模拟，仅需通过增减飞轮数量便可改变模拟惯量。而对于电磁分断式，由于惯量飞轮需要通过滚动轴承与传动轴连接，飞轮质量的增加势必造成轴承外圈所承受的正压力增大。当此正压力增大到一定程度时，将使得滚动体与轴承外圈间的摩擦力过大，进而造成即使电磁离合器等控制器处于断开状态时，传动轴的转动依旧会通过轴承内圈、滚动体及轴承外圈间过大的摩擦力引起飞轮的转动，即造成飞轮跟转问题。

目前尚未有相关装置解决上述中控制器断开时的飞轮跟转问题，尤其在诸如公开号为CN102749205A、CN1945255A的一类惯性台架试验台中，如若发生飞轮跟转问题，制动过程中跟转的飞轮必然会将轴承内圈、滚动体及轴承外圈间过大的摩擦力传递到传动轴上，而且此摩擦力为非平稳的时变量，势必产生复杂的非线性惯量效果，从而影响试验台的惯量开关控制与模拟精度；

另外，由于惯性飞轮处空间有限及整个台架布局的限制，不仅要求飞轮防转装置易安装，考虑到飞轮旋转时潜在的安全隐患，更要求此类防转装置应电控操作，从而使得操作人员远离危险区域。此外，为避免试验控制系统的复杂化，此类防转装置的动力及执行机构应尽量简单易行。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种惯量飞轮防转装置，避免控制器非闭合状态时，在摩擦力的影响下惯性飞轮随传动轴一起旋转，从而提高惯量模拟的控制及模拟准确度。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种惯量飞轮防转装置，包括夹紧机构和挡销机构；

夹紧机构由左夹紧臂、右夹紧臂、夹紧簧、侧面电磁铁、主电磁铁组成；

左夹紧臂和右夹紧臂底部通过回转销连接，两夹紧臂内侧各设有与夹紧簧挂钩相匹配的钩环，夹紧簧两端挂钩通过钩环与左夹紧臂、右夹紧臂连接，两夹紧臂外侧与钩环对应位置分别设有侧面电磁铁和主电磁铁，侧面电磁铁设置在两夹紧臂的外侧壁上，主电磁铁通过主电磁铁支架固定连接；

挡销机构由圆柱挡销、挡销压簧、前支撑台、后支撑台、副电磁铁、压簧架和支撑架组成；

前支撑台、后支撑台通过上支柱、下支柱连接，前支撑台、后支撑台开设有通孔，圆柱挡销先后穿过后支撑台的通孔、挡销压簧、前支撑台的通孔，压簧架设置在圆柱挡销上，位于挡销压簧与前支撑台之间，后支撑台设置在支撑架上，副电磁铁通过副电磁铁支架固定连接；

挡销机构有两个，均设置在支撑架上，分别与左夹紧臂、右夹紧臂位置对应；回转销与支撑架连接，位于两个支撑架之间。

还包括橡胶材质的夹紧垫片，夹紧垫片背面与左夹紧臂、右夹紧臂的内侧面连接，夹紧垫片正面为锯齿状结构。

所述的主电磁铁、侧面电磁铁、夹紧簧三者的轴线共线。

所述的夹紧簧为拉簧，自由状态下约束左夹紧臂、右夹紧臂上端为类“八”字形的非平行姿态；夹紧簧的工作状态为拉伸状态，并约束左夹紧臂、右夹紧臂上端为平行姿态；夹紧簧在主电磁铁与侧面电磁铁的吸力作用下，达到最大拉伸状态，并约束左夹紧臂、右夹紧臂上端为倒“八”字姿态。

所述的前支撑台和后支撑台相互平行。

所述的挡销压簧在自由状态下约束压簧架与前支撑平台的后表面接触，圆柱挡销前端面在夹紧臂后端面以前；挡销压簧在副电磁铁吸力的作用下，达到最大压缩状态，并约束圆柱挡销前端面后移到夹紧臂后端面以后。

所述的副电磁铁、挡销压簧两者的轴线共线。

本发明的有益效果是：不仅有效避免了动力测试类试验台中大直径、重质量飞轮在控制器处于断开状态时的随传动轴旋转问题，提高了试验台的惯量开关控制与模拟精度，而且可以方便的实现电控化操作和精简化结构，保障了人身安全和安装简便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明细节放大图；

图3为本发明中夹紧机构的夹紧位置示意图；

图4为本发明挡销机构结构示意图；

图中：00-惯量飞轮，

01-夹紧机构，011-夹紧垫片，012-左夹紧臂，013-右夹紧臂，014-夹紧簧，015-侧面电磁铁，016-主电磁铁，017-主电磁铁支架，018-回转销，019-钩环；

02-挡销机构，021-圆柱挡销，022-挡销压簧，023-前支撑台，024-后支撑台，025-上支柱，026-下支柱，027-副电磁铁，028-副电磁铁支架，029-压簧架，030-支撑架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、图2和图4所示，本惯量飞轮防转装置，包括夹紧机构01和挡销机构02；夹紧机构01由左夹紧臂012、右夹紧臂013、夹紧簧014、侧面电磁铁015、主电磁铁016组成；左夹紧臂012和右夹紧臂013底部通过回转销018连接，回转销018约束左夹紧臂012、右夹紧臂013绕其轴线转动；两夹紧臂内侧各设有与夹紧簧014挂钩相匹配的钩环019，夹紧簧014两端挂钩通过钩环019与左夹紧臂012、右夹紧臂013连接，夹紧簧014的轴线与左夹紧臂012、右夹紧臂013的中线位于同一水平面，两夹紧臂外侧与钩环019对应位置分别设有侧面电磁铁015和主电磁铁016，侧面电磁铁015设置在两夹紧臂的外侧壁上，主电磁铁016通过主电磁铁支架017固定连接，主电磁铁016设置在与侧面电磁铁015相距为圆柱挡销021直径3倍的位置，主电磁铁016、侧面电磁铁015、夹紧簧014三者的轴线共线；左夹紧臂012、右夹紧臂013内侧面设置有橡胶材质的夹紧垫片011，夹紧垫片011背面与左夹紧臂012、右夹紧臂013的内侧面连接，夹紧垫片011正面为锯齿状结构，两夹紧臂夹紧时，夹紧垫片011中线与飞轮中线共线，如图3所示；夹紧簧014为拉簧，自由状态下约束左夹紧臂012、右夹紧臂013上端为类“八”字形的非平行姿态；夹紧簧014的工作状态为拉伸状态，并约束左夹紧臂012、右夹紧臂013上端为平行姿态；夹紧簧014在主电磁铁016与侧面电磁铁015的吸力作用下，达到最大拉伸状态，并约束左夹紧臂012、右夹紧臂013上端为倒“八”字姿态；挡销机构02由圆柱挡销021、挡销压簧022、前支撑台023、后支撑台024、副电磁铁027、压簧架029和支撑架030组成；圆柱挡销021前端为易施径向力的倾斜面，前支撑台023、后支撑台024通过上支柱025、下支柱026连接，前支撑台023和后支撑台024相互平行，前支撑台023、后支撑台024开设有通孔，圆柱挡销021先后穿过后支撑台024的通孔、挡销压簧022、前支撑台023的通孔，压簧架029设置在圆柱挡销021上，位于挡销压簧022与前支撑台023之间，后支撑台024设置在支撑架030上，副电磁铁027通过副电磁铁支架028固定连接，副电磁铁027、挡销压簧022两者的轴线共线，圆柱挡销021的后端与副电磁铁027相距一定距离；挡销压簧022在自由状态下约束压簧架029与前支撑平台023的后表面接触，圆柱挡销021前端面在夹紧臂后端面以前；挡销压簧022在副电磁铁027吸力的作用下，达到最大压缩状态，并约束圆柱挡销021前端面后移到夹紧臂后端面以后；挡销机构02有两个，均设置在支撑架030上，分别与左夹紧臂012、右夹紧臂013位置对应；回转销018与支撑架030连接，位于两个支撑架029之间。

本发明具体工作过程如下：

在动力测试类试验台的惯量飞轮00处设置本发明。

1）当电磁离合器等飞轮控制器断开时，借助于夹紧簧014的拉力作用，利用左夹紧臂012、右夹紧臂013使夹紧垫片011紧压在飞轮侧表面，进而通过夹紧垫片011表面处的静摩擦力，防止惯量飞轮00随传动轴旋转。

2）当电磁离合器等飞轮控制器需要闭合，进而带动惯量飞轮00与传动轴同步旋转时，侧面电磁铁015和主电磁铁016通电，从而通过电磁吸力的作用，使得左夹紧臂012和右夹紧臂013张开至倒“八”字姿态：

在左夹紧臂012和右夹紧臂013张开的过程中，圆柱挡销021前部的倾斜面在径向力的作用下，将圆柱挡销021向后挤压，直至圆柱挡销021的最前端与左夹紧臂012、右夹紧臂013的后表面平齐，从而使得左夹紧臂012、右夹紧臂013可以顺利张开；夹紧簧014的拉力随左夹紧臂012、右夹紧臂013的张开而不断增大，当主电磁铁016和侧面电磁铁015之间的吸力与夹紧簧014的拉力平衡时，左夹紧臂012、右夹紧臂013已完全越过圆柱挡销021，进而圆柱挡销021恢复至原位；此时侧面电磁铁015和主电磁铁016断电，在圆柱挡销021的约束下，左夹紧臂012、右夹紧臂013无法借助于夹紧簧014的拉力作用复位，从而使得夹紧臂上端的夹紧垫片011与飞轮00分开，形如倒“八”字。

3）当电磁离合器等飞轮控制器断开，需要本发明防止飞轮转动时，副电磁铁027通电，进而吸引圆柱挡销021向后移动至左夹紧臂012、右夹紧臂013的后表面以后；在夹紧簧014的作用下，左夹紧臂012、右夹紧臂013闭合，直至两者上端的夹紧垫片011压在飞轮00的表面；副电磁铁027断电，圆柱挡销021恢复至原位。

Claims (7)

1.一种惯量飞轮防转装置，其特征在于，包括夹紧机构（01）和挡销机构（02）；夹紧机构（01）由左夹紧臂（012）、右夹紧臂（013）、夹紧簧（014）、侧面电磁铁（015）、主电磁铁（016）组成；

左夹紧臂（012）和右夹紧臂（013）底部通过回转销（018）连接，两夹紧臂内侧各设有与夹紧簧（014）挂钩相匹配的钩环（019），夹紧簧（014）两端挂钩通过钩环（019）与左夹紧臂（012）、右夹紧臂（013）连接，两夹紧臂外侧与钩环（019）对应位置分别设有侧面电磁铁（015）和主电磁铁（016），侧面电磁铁（015）设置在两夹紧臂的外侧壁上，主电磁铁（016）通过主电磁铁支架（017）固定连接；

挡销机构（02）由圆柱挡销（021）、挡销压簧（022）、前支撑台（023）、后支撑台（024）、副电磁铁（027）、压簧架（029）和支撑架（030）组成；

前支撑台（023）、后支撑台（024）通过上支柱（025）、下支柱（026）连接，前支撑台（023）、后支撑台（024）开设有通孔，圆柱挡销（021）先后穿过后支撑台（024）的通孔、挡销压簧（022）、前支撑台（023）的通孔，压簧架（029）设置在圆柱挡销（021）上，位于挡销压簧（022）与前支撑台（023）之间，后支撑台（024）设置在支撑架（030）上，副电磁铁（027）通过副电磁铁支架（028）固定连接；

挡销机构（02）有两个，均设置在支撑架（030）上，分别与左夹紧臂（012）、右夹紧臂（013）位置对应；回转销（018）与支撑架（030）连接，位于两个支撑架（030）之间。

2.根据权利要求1所述的一种惯量飞轮防转装置，其特征在于，还包括橡胶材质的夹紧垫片（011），夹紧垫片（011）背面与左夹紧臂（012）、右夹紧臂（013）的内侧面连接，夹紧垫片（011）正面为锯齿状结构。

3.根据权利要求2所述的一种惯量飞轮防转装置，其特征在于，所述的主电磁铁（016）、侧面电磁铁（015）、夹紧簧（014）三者的轴线共线。

4.根据权利要求1所述的一种惯量飞轮防转装置，其特征在于，所述的夹紧簧（014）为拉簧，自由状态下约束左夹紧臂（012）、右夹紧臂（013）上端为类“八”字形的非平行姿态；夹紧簧（014）的工作状态为拉伸状态，并约束左夹紧臂（012）、右夹紧臂（013）上端为平行姿态；夹紧簧（014）在主电磁铁（016）与侧面电磁铁（015）的吸力作用下，达到最大拉伸状态，并约束左夹紧臂（012）、右夹紧臂（013）上端为倒“八”字姿态。

5.根据权利要求1所述的一种惯量飞轮防转装置，其特征在于，所述的前支撑台（023）和后支撑台（024）相互平行。

6.根据权利要求1所述的一种惯量飞轮防转装置，其特征在于，所述的挡销压簧（022）在自由状态下约束压簧架（029）与前支撑台（023）的后表面接触，圆柱挡销（021）前端面在夹紧臂后端面以前；挡销压簧（022）在副电磁铁（027）吸力的作用下，达到最大压缩状态，并约束圆柱挡销（021）前端面后移到夹紧臂后端面以后。

7.根据权利要求1所述的一种惯量飞轮防转装置，其特征在于，所述的副电磁铁（027）、挡销压簧（022）两者的轴线共线。