CN109236918A - 一种能量回收型电磁阻尼器 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种能量回收型电磁阻尼器，包括第一振动连接端与第二振动连接端，分别连接在相互之间位移发生变化的结构件上；发电机(1)，所述发电机(1)的旋转轴设置有螺纹；螺母(4)转动设置在旋转轴上；第一振动连接端铰接有第一铰接杆与第二铰接杆，第一铰接杆的另一端铰接在发电机(1)的外壳上，第二铰接杆的另一端铰接在螺母(4)上；同理，第二振动连接端铰接有第三铰接杆与第四铰接杆，第三铰接杆的另一端铰接在发电机(1)的外壳上，第四铰接杆的另一端铰接在螺母(4)上。本申请将铰接杆的直线运动转换为旋转运动，即使物体运动幅值较小，也可以从运动物体中有效吸收能量。

Description

一种能量回收型电磁阻尼器

技术领域

本申请属于减振设计技术领域，具体涉及一种能量回收型电磁阻尼器。

背景技术

已有直升机旋翼系统阻尼器实现桨叶摆振阻尼效应的方式有三种。第一种是通过相对运动部件之间的摩擦力来实现阻尼效应，即为摩擦阻尼器；第二种是利用液压油等油液的粘滞力产生阻尼效应，即为液压阻尼器；第三种是利用橡胶等粘弹材料的分子结构在材料形变时的内摩擦产生阻尼效应，即为粘弹阻尼器；同时也有将以上三种阻尼实现方式结合的阻尼器，如结合液压油的粘滞力和粘弹材料内摩擦实现阻尼效应的阻尼器，称之为液弹阻尼器。以上所述阻尼器都是将运动物体的机械能转化为热能，并最终将热能传递到阻尼器所处环境中，而不能将所吸收的能量转化为热能以外的其他形式并有效利用。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种能量回收型电磁阻尼器，可以应用于直升机旋翼系统，增强直升机旋翼系统桨叶在摆振运动方向的阻尼，以防止“地面共振”等风险。该电磁阻尼器也可用于任何需要增强阻尼效应的机械结构。

本申请能量回收型电磁阻尼器，包括：

第一振动连接端与第二振动连接端，分别连接在相互之间位移发生变化的结构件上；

发电机，所述发电机的旋转轴设置有螺纹；

螺母，转动设置在所述旋转轴上；

所述第一振动连接端铰接有第一铰接杆与第二铰接杆，所述第一铰接杆的另一端铰接在所述发电机的外壳上，所述第二铰接杆的另一端铰接在所述螺母上；同理，所述第二振动连接端铰接有第三铰接杆与第四铰接杆，所述第三铰接杆的另一端铰接在所述发电机的外壳上，所述第四铰接杆的另一端铰接在所述螺母上。

根据本申请的至少一个实施方式，所述第一铰接杆、第二铰接杆、第三铰接杆及第四铰接杆均为弹性杆。

根据本申请的至少一个实施方式，所述发电机外壳固定在固定设备上，所述螺母随第二铰接杆及第四铰接杆运动进行转动。

根据本申请的至少一个实施方式，所述螺母固定在固定设备上，所述发电机外壳随第一铰接杆接第三铰接杆运动进行转动。

根据本申请的至少一个实施方式，所述电机壳体上套接有转动圆环，所述第一铰接杆和/或第二铰接杆铰接在所述圆环上。

根据本申请的至少一个实施方式，所述第一铰接杆与所述第二铰接杆连接所述结构件的一端设置为单耳片，通过耳片连接所述结构件。

根据本申请的至少一个实施方式，所述第三铰接杆与所述第四铰接杆连接所述结构件的一端设置为单耳片，通过耳片连接所述结构件。

根据本申请的至少一个实施方式，所述结构件均为振动件。

根据本申请的至少一个实施方式，所述电机壳体与所述螺母之间设置有弹簧，所述弹簧套接在所述旋转轴外。

根据本申请的至少一个实施方式，所述结构件中一个为振动件，另一个为固定件。

本申请的关键点：1、应用电机将运动物体中的机械能转化为电能，产生阻尼效应并将产生的电能用于其他设备。2、位移放大机构将运动物体的运动幅值放大。3、位移放大机构输出端连接滚珠丝杠和螺母相对运动，将位移放大机构的直线运动转换为旋转运动，并带动电机转动产生电能输出。

本申请所涉及到的能量回收型电磁阻尼器利用电机将运动物体的机械能转化为电能，产生阻尼效应以抑制共振等危险状态，该阻尼器产生的电能可用于其他设备，更为节能环保。将运动物体的能量转移走，而非变为阻尼器的内能，可以降低阻尼器自身的红外辐射强度。所述阻尼器中有位移放大结构、滚珠丝杠和螺母等运动转换机构，即使物体运动幅值较小，也可以从运动物体中有效吸收能量。

附图说明

图1是本申请能量回收型电磁阻尼器的一优选实施例的电磁阻尼器结构示意图。

图2是本申请图1所示的剖视图。

图3是本申请能量回收型电磁阻尼器的应用示意图。

其中，1-发电机，2-位移放大机构，3-滚珠丝杠，4-螺母，5-直升机旋翼桨毂，6-旋翼桨叶，7-电磁阻尼器。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

本申请涉及到的能量回收型电磁阻尼器利用电机将运动物体的机械能转化为电能。运动物体带动位移放大机构，位移放大机构将运动物体的运动幅值放大。滚珠丝杠与电机轴连接，电机固定在位移方法机构上，滚珠丝杠和电机轴可一起相对位移放大机构转动。滚珠丝杠螺母固定在位移放大机构上，不可以相对位移放大机构转动。位移放大机构的输出端带动滚珠丝杠和螺母相对运动，将位移放大结构的直线运动转换为滚珠丝杠的旋转运动，然后，滚珠丝杠带动电机旋转，从而产生电能。同理也可以将滚珠丝杠与位移放大机构固定，将滚珠丝杠螺母与电机轴连接，利用滚珠丝杠螺母带动电机轴转动。

图1及图2给出了能量回收型电磁阻尼器结构示意图，如图所示，本申请能量回收型电磁阻尼器包括：

第一振动连接端与第二振动连接端，分别连接在相互之间位移发生变化的结构件上；

发电机1，所述发电机1的旋转轴设置有螺纹；

螺母4，转动设置在所述旋转轴上；

所述第一振动连接端铰接有第一铰接杆与第二铰接杆，所述第一铰接杆的另一端铰接在所述发电机1的外壳上，所述第二铰接杆的另一端铰接在所述螺母4上；同理，所述第二振动连接端铰接有第三铰接杆与第四铰接杆，所述第三铰接杆的另一端铰接在所述发电机1的外壳上，所述第四铰接杆的另一端铰接在所述螺母4上。

需要说明的是，本实施例的发电机用于将电机轴的转动转换为电能，具有多种实现形式，本实施例应用最简单的切割电磁场的方式，通过电机旋转轴旋转，在发电机壳体内部切割磁感应线圈，实现发电。

本实施例中，设置有螺纹的电机旋转轴构成了滚珠丝杠3，第一铰接杆、第二铰接杆、第三铰接杆与第四铰接杆构成了位移放大机构2，用于将微弱的振动幅度放大，同时形成丝杠机构，将直线运动转换成电机轴的转动运动。

在一些可选实施方式中，所述第一铰接杆、第二铰接杆、第三铰接杆及第四铰接杆均为弹性杆。可以理解的是，由于振动件振动幅度较快，为了使丝杠机构能够适应该较快运动，上述铰接杆设置成弹性杆能够有利于吸收过快运动的趋势，不致于因螺母转动不及时导致上述铰接杆断裂。

在一些可选实施方式中，所述发电机1外壳固定在固定设备上，所述螺母4随第二铰接杆及第四铰接杆运动进行转动。

在一些可选实施方式中，所述螺母4固定在固定设备上，所述发电机1外壳随第一铰接杆接第三铰接杆运动进行转动。

上述两个实施例给出了电机轴相对于电机外壳转动的应用示例，在第一个示例中，电机壳体不动，螺母受铰接杆带动运动，进而驱动电机旋转轴旋转，此时，连接结构件与发电机壳体的杆通过自身弹性吸收变形力，或者设置为两段能够端部套接的杆结构，一段杆结构能够相对沿轴向穿插到另一段杆结构内，以适应因结构件与发电机壳体之间的距离变化而导致的杆长变化。同理，在第二个示例中，螺母固定，电机壳体运动，电机壳体受铰接杆带动运动，进而驱动电机旋转轴旋转，此时，连接结构件与螺母的杆通过自身弹性吸收变形力，或者置为两段能够端部套接的杆结构，设置形式与原理同上，不再赘述。

应当理解的是，在最优实施方式中，电机壳体及螺母均为被限制，两者可以同时沿电机转轴的轴向运动。

在一些可选实施方式中，所述电机壳体上套接有转动圆环，所述第一铰接杆和/或第二铰接杆铰接在所述圆环上。

在一些可选实施方式中，如图1所示，所述第一铰接杆与所述第二铰接杆连接所述结构件的一端设置为单耳片，通过耳片连接所述结构件。可以理解的是，第一铰接杆与所述第二铰接杆可以各自在端部设置单耳片，也可以共用一个单耳片，在共用一个单耳片时，第一铰接杆与所述第二铰接杆应当各自铰接到该单耳片上。

在一些可选实施方式中，所述第三铰接杆与所述第四铰接杆连接所述结构件的一端设置为单耳片，通过耳片连接所述结构件，其连接形式同上述实施例。

在一些可选实施方式中，所述结构件均为振动件，该实施例中，第一振动连接端与第二振动连接端均连接有振动件，两个振动件的相互之间的位移转化为电机能量。

在一些可选实施方式中，所述电机壳体与所述螺母之间设置有弹簧，所述弹簧套接在所述旋转轴外，通过弹簧进一步吸收振动能量。

在一些可选实施方式中，所述结构件中一个为振动件，另一个为固定件，如图3所示，两个结构件分别为直升机旋翼桨毂5及旋翼桨叶6，两者之间安装有本申请的能量回收型电磁阻尼器7，两个结构件之间距离的变化会联动使得滚珠丝杠与螺母之间相对直线运动，而滚珠丝杠与螺母可以将该直线运动转换为旋转，从而带动电机旋转产生电能。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种能量回收型电磁阻尼器，其特征在于，包括：

第一振动连接端与第二振动连接端，分别连接在相互之间位移发生变化的结构件上；

发电机(1)，所述发电机(1)的旋转轴设置有螺纹；

螺母(4)，转动设置在所述旋转轴上；

所述第一振动连接端铰接有第一铰接杆与第二铰接杆，所述第一铰接杆的另一端铰接在所述发电机(1)的外壳上，所述第二铰接杆的另一端铰接在所述螺母(4)上；同理，所述第二振动连接端铰接有第三铰接杆与第四铰接杆，所述第三铰接杆的另一端铰接在所述发电机(1)的外壳上，所述第四铰接杆的另一端铰接在所述螺母(4)上。

2.如权利要求1所述的能量回收型电磁阻尼器，其特征在于，所述第一铰接杆、第二铰接杆、第三铰接杆及第四铰接杆均为弹性杆。

3.如权利要求1所述的能量回收型电磁阻尼器，其特征在于，所述发电机(1)外壳固定在固定设备上，所述螺母(4)随第二铰接杆及第四铰接杆运动进行转动。

4.如权利要求1所述的能量回收型电磁阻尼器，其特征在于，所述螺母(4)固定在固定设备上，所述发电机(1)外壳随第一铰接杆接第三铰接杆运动进行转动。

5.如权利要求1所述的能量回收型电磁阻尼器，其特征在于，所述电机壳体上套接有转动圆环，所述第一铰接杆和/或第二铰接杆铰接在所述圆环上。

6.如权利要求1所述的能量回收型电磁阻尼器，其特征在于，所述第一铰接杆与所述第二铰接杆连接所述结构件的一端设置为单耳片，通过耳片连接所述结构件。

7.如权利要求1所述的能量回收型电磁阻尼器，其特征在于，所述第三铰接杆与所述第四铰接杆连接所述结构件的一端设置为单耳片，通过耳片连接所述结构件。

8.如权利要求1所述的能量回收型电磁阻尼器，其特征在于，所述结构件均为振动件。

9.如权利要求1所述的能量回收型电磁阻尼器，其特征在于，所述电机壳体与所述螺母之间设置有弹簧，所述弹簧套接在所述旋转轴外。

10.如权利要求1所述的能量回收型电磁阻尼器，其特征在于，所述结构件中一个为振动件，另一个为固定件。