CN110985602A - 无级变速器及半主动调谐粘滞惯性阻尼器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无级变速器及半主动调谐粘滞惯性阻尼器，无级变速器包括空转中心、定子、转子、输入环、输出环、行星齿轮组、电子马达；半主动调谐粘滞惯性阻尼器包括滚珠丝杠、惯性阻尼装置及无级变速器，滚珠丝杠与无级变速器的输入环连接，通过滚珠丝杠带动无级变速器的行星齿轮组转动，由行星齿轮组带动无级变速器的输出环转动；惯性阻尼装置与无级变速器的输出环连接，通过输出环转动带动惯性阻尼装置转动；通过惯性阻尼装置产生可调谐的惯性粘滞阻尼；本发明无级变速器用于控制传动速度，通过无级变速器改变输入到输出角速度比，调节所产生的惯性粘滞阻尼及其频率并保持可控状态。

Description

无级变速器及半主动调谐粘滞惯性阻尼器
技术领域
本发明涉及程结构消能减振技术领域，具体地，涉及无级变速器及半主动调谐粘滞惯性阻尼器。
背景技术
在结构振动控制中，当暴露于具有各种频率的波动冲击时的结构减振是一大热点。实际上，无源控制装置的主要缺陷与它们在窄范围频率下的操作有关，而外力频率可以在激励的每个时刻改变。在被动传统的基于质量和惯性的装置中，装置的基本频率在整个激励期间等于主结构的基频。而现有技术中需要开发一种改善在宽频率激励范围内不是非常令人满意的这种无源器件的振动消除性能。
经检索发现，申请号为201710048685.0的中国专利，公开了一种频率可调的调谐质量阻尼器，包括水平板、垂直板、质量板、弹簧约束装置、螺旋弹簧、齿条、轴承、飞轮、无级变速器和滑动支承件。上、下水平板和垂直板紧密相连，质量板和齿条组合与螺旋弹簧形成一体，可沿着滑动支承件往复运动；无级变速器通过传动轴附着于垂直板上。只要通过调整无级变速器齿轮比，就可以将自身的固有振动频率调整到当前的激励频率，以便于更好的达到耗能效果。当结构受到外部激励时，外部输入的能量积蓄于螺旋弹簧，进而使质量板和齿条往复运动，最终运动的齿条通过无级变速器将能量转化为飞轮的动能，使能量耗散。该在非常宽的振动频率范围内提供显著的阻尼性质，以及容易调谐和重新调谐的能力，耗能效果佳，鲁棒性好，具有很好的应用前景。
但是上述专利存在以下不足：上述专利中的滑动支承的往复运动是基于齿轮系统的，由齿轮在齿轮条上做旋转以驱动其进行线性运动，会产生较大摩擦力；该专利中无级变速器采用传统的V带无级变速器，无级变速器与飞轮是装在外部以连接齿轮及弹簧，惯性元件、阻尼及弹簧并联至附加块，因此只能产生不同的可变惯性；而产生不同惯性时需要附加不同的块(TMD)；且上述专利设有一极小的连续的阻尼系数，其阻尼不可调节。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种无级变速器及半主动调谐粘滞惯性阻尼器。
根据本发明第一个方面，提供一种无级变速器，包括壳体、空转中心、定子、转子、行星齿轮组和驱动部件；其中，
所述壳体的两侧为开口状，所述壳体的两侧分别设有输入环、输出环；
所述空转中心、所述定子、所述转子、所述行星齿轮组设置于所述壳体内；
所述空转中心为空心圆柱体，所述空转中心设置于所述壳体的中心；
所述定子由空转中心内通过，所述定子的两个端部固定于所述壳体的两侧，所述空转中心位于所述定子的外层，所述空转中心可以绕所述定子自由旋转并相对于所述定子线性移动；
所述转子围绕所述空转中心定位，所述转子与所述空转中心之间设有轴承，所述转子通过所述轴承相对于所述定子和所述空转中心旋转；
所述行星齿轮组围绕在所述转子的表面和所述壳体的内表面之间；所述行星齿轮组包括多个行星齿轮，每个所述行星齿轮上设置贯穿其中心的行星轴承，使所述行星齿轮组可以相对于其行星轴承自由旋转；每个所述行星轴承在通过其所述行星齿轮的中心时发生相对于其中心的倾斜；所述定子、所述转子可相对于每个所述行星轴承旋转；
所述行星齿轮组表面的输入侧与所述输入环连接，通过所述输入环的旋转而使所述行星齿轮组围绕其行星轴承旋转；所述行星齿轮组表面的输出侧与所述输出环接触，通过所述行星齿轮组的旋转带动所述输出环旋转；
所述驱动部件，用于调节所述多个所述行星轴承倾斜的角度，从而改变所述行星齿轮组的角度，导致所述输出环角速度和扭矩传递的改变，调节所述输入环输入到所述输出环输出角速度比。
优选地，所述转子的数量为多个，多个所述转子形成的环状结构，所述环状结构与所述定子倾斜一定角度；所述空转中心在所述转子形成的环状结构内穿过，使所述轴承封闭在所述空转中心和所述转子之间。
优选地，所述壳体内设有手柄，所述手柄设置于所述行星轴承上，所述手柄与所述驱动部件连接，通过所述手柄的运动来倾斜所述行星轴承倾斜的角度。
根据本发明第二个方面，提供一种半主动调谐粘滞惯性阻尼器，包括上述无级变速器。
优选地，还包括滚珠丝杠和惯性阻尼装置，其中，
所述滚珠丝杠与所述无级变速器的所述输入环连接，通过所述滚珠丝杠带动所述无级变速器的所述行星齿轮组转动，由所述行星齿轮组带动所述无级变速器的所述输出环转动；
所述惯性阻尼装置与所述无级变速器的所述输出环连接，通过所述输出环转动带动所述惯性阻尼装置转动；通过所述惯性阻尼装置产生可调谐的惯性粘滞阻尼；
所述无级变速器用于控制传动速度，通过所述无级变速器改变输入、输出角速度比，调节所产生的惯性粘滞阻尼及其频率并保持可控状态，使惯性和阻尼能够实现实时控制和改变。
优选地，还包括第一固定装置，所述第一固定装置设置于所述滚珠丝杠的一侧，用于固定所述滚珠丝杠；
所述第一固定装置包括第一端板和第一端子，其中，所述第一端板用于垂直定位，所述第一端子固定于所述第一端板的另一面，所述第一端子与激励装置固定。
优选地，所述滚珠丝杠包括设有螺纹的螺杆轴、滚珠和螺母，所述螺杆轴的一端由所述无级变速器中心螺母穿过至所述惯性阻尼装置中，另一端与所述第一端板的一面垂直固定，通过线性外力撞击所述第一端板上的所述第一端子时，所述螺杆轴驱动所述滚珠位于所述螺杆轴的螺纹中循环，使所述螺杆轴发生平移，从而使所述螺母作旋转运动，所述螺杆轴从右向左平移或反之，使所述螺母在两个方向上旋转；所述螺母与所述无级变速器的所述输入环连接，将所述螺母的旋转和扭矩传递输入到所述无级变速器核心，所述无级变速器的所述输入环与所述螺母旋转方向相同。
优选地，所述惯性阻尼装置包括固定管、飞轮、内转子、粘性材料，其中：
所述内转子位于所述固定管的外层，所述粘性材料设置于所述内转子和所述固定管的间隙；通过所述粘性材料的粘滞和剪切变形产生平移阻力粘滞阻尼力；
所述飞轮位于所述内转子的外层，用于产生惯性力；
所述内转子和所述飞轮与所述输出环连接，通过所述输出环旋转使得所述内转子和所述飞轮同时围绕所述螺杆轴线旋转；
所述惯性阻尼装置可以控制由所述输出环的旋转引起的所述内转子和所述飞轮的旋转，在与所述螺杆轴运动相反的方向上产生可控的惯性和阻尼阻力。
优选地，还包括第二固定装置，所述第二固定装置设置于所述惯性阻尼装置的一侧，用于固定所述惯性阻尼装置；
所述第二固定装置包括第二端板、第二端子、第一轴承、第二轴承、第一密封部件和第二密封部件；
所述第二端板的一面与所述固定管的端部垂直固定，所述第二端子固定于所述第二端板的另一面上；
所述第一轴承和所述第二轴承分别垂直设置于所述固定管两端的侧面上，且位于所述固定管和所述内转子之间；
所述第一密封部件和所述第二密封部件分别设置于所述内转子的两端，避免漏油。
优选地，所述惯性阻尼装置通过串联连接到刚度元件。
与现有技术相比，本发明具有如下至少一种的有益效果：
本发明上述无级变速器用于控制传动速度，通过无级变速器(CVT)改变输入到输出角速度比，调节所产生的惯性粘滞阻尼及其频率并保持可控状态。该无级变速器(CVT)用于承受和传递外部施加的较大扭矩和力。该角速度和扭矩传递以平滑且精确的方式执行，使得相对于输入加速度产生输出角加速度(α2＝φα1)。
本发明上述阻尼器(SATVID)，创新优势依赖于新开发的无级变速器(CVT)的显着能力，可以调节输入到输出角速度比，通过使用无级变速器(CVT)校准到适当的比率来设置理想的惯性粘滞阻尼，可以在宽频率激励范围内实现理想减振效果。
本发明上述半主动调谐粘滞惯性阻尼器(SATVID)，在滚珠丝杠系统中使用的无级变速器(CVT)，可以产生可调谐惯性和粘性阻尼。可控制的惯性器包括飞轮和粘性材料的平行布局，其连续地连接到弹簧中，该布局可以控制设备频率并将其等同到适当的量，从而在外力的巨大频率范围内使设备所附接的土建及机械结构的振动得到极大减少。
本发明上述结构中，半主动调谐粘滞惯性阻尼器应用于土木建筑、机械装置等多种工程振动控制中，具有较好的工程应景。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明一实施例的无级变速器(CVT)的剖面立体图；
图2是本发明实施例提供的无级变速器(CVT)的剖面图；
图3是本发明一实施例的半主动粘滞惯性阻尼器(SAVID)的俯视图；
图4是图3的A-A向剖面图；
图5是图3的局部剖视图；
图6是本发明一实施例的数学模型的示意图。
图中标记分别表示为：1为第一端子、2为第一端板、3为螺杆轴、4为螺纹、5为滚珠、6为螺母、7为输入环、8-13为行星齿轮组、14-19为行星轴承、20为空转中心、21为定子、22为转子、23为输出环、24为飞轮、25为内转子、26为粘性材料、27为固定管、28为第二端板、29为第一轴承、30为第二轴承、31为第一密封部件、32为第二密封部件、33为第二端子、34为无级变速器、35为阻尼器。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
参照图1-2所示，为本发明一实施例无级变速器的结构示意图，图中包括内表面被铸造的成形壳体的壳体、空转中心20、定子21、转子22、输入环7、输出环23、行星齿轮组8-13和电子马达；其中，定子21为空心圆柱体，位于壳体的中间，将定子21的两个端部牢固地固定到壳体的两侧。空转中心20为带边缘空心圆柱体，其边缘与壳体相连，也放置在壳体的中心，且空转中心20位于定子21的外层，定子21在空转中心20内通过。空转中心20可以绕定子21自由旋转并相对于定子21线性移动。另外，多个转子22形成具有倾斜表面的环状结构，空转中心20在转子22形成的有角度的环状结构内穿过，使得轴承(小钢球)封闭在空转中心20和转子22之间；转子22围绕空转中心20定位，使它可以使用空转中心20和转子22之间的轴承相对于定子21和空转中心20旋转。将整个行星齿轮组8-13(滚球式齿轮，单体为钢球)和它们的轴与转子22和空转中心20分别固定于定子21周围的壳体。行星齿轮组8-13围绕在转子22的表面和壳体的内表面之间，形成了这种排列方式。在这种配置中，行星齿轮组8-13表面的输入和输出侧都可通过围绕壳体两侧的开口形成的输入环7和输出环23连接，即输入环7和输出环23位于的行星齿轮组8-13表面的输入侧和输出侧。在该机构中，输入环7、输出环23和行星齿轮组8-13旋转方向相同，而转子22沿相反方向旋转。此外，输入环7和输出环23必须紧紧夹住行星齿轮组8-13以满足扭矩传递。无级变速器34(CVT)核心通过螺母6和飞轮24保持并固定在装置中。
上述实施例中，无级变速器34核心由输入环7，输出环23，包括转子22和定子21在内的空转中心20以及少数行星齿轮排列组成，行星齿轮组8-13的行星齿轮(滚球式齿轮)排列取决于它们的数量和行星(钢球)的数量，分离行星之间的间隙和行星半径，从而实现特殊应用的理想物理设计和合适的比率范围，该实例中行星齿轮组8-13包括6个行星齿轮和6个行星轴承14-19。它们的计数、分离间隙和半径是为特殊应用而对应设计。
在无级变速器34中，除了由于输入环7的旋转而使行星齿轮围绕其行星轴承14-19旋转之外，行星轴承14-19在通过行星齿轮组8-13的中心时发生相对于其中心的倾斜。通过外部低压电子马达，可以调整行星齿轮组8-13的行星轴承14-19倾斜的角度。无级变速器34的输出环23也与行星齿轮组8-13紧密相连，使得行星齿轮组8-13的旋转引起输出环23旋转。通过电子马达改变行星齿轮组8-13的角度导致角速度和扭矩传递的改变。
行星齿轮组8-13的行星轴承14-19穿过行星齿轮组8-13的中心，使得行星齿轮组8-13可以相对于它们的轴自由旋转，以及通过倾斜行星齿轮组8-13的行星轴承14-19来倾斜行星齿轮组8-13。每个轴可通过位于轴的两端的两个手柄的运动来倾斜，手柄与驱动部件连接，手柄位于壳体内表面铸造的槽道中。驱动部件采用电子马达，电子马达为低压电动机，与手柄相连，用于调节多个行星轴承14-19倾斜的角度，从而改变行星齿轮组8-13的角度，导致输出环23角速度和扭矩传递的改变，调节输入环7输入到输出环23输出角速度比。原则上，输入到输出角速度比的改变由无级变速器34进行，使得输入角速度可以校准输出角速度的大小。低速传动的条件(φ＜1)和过载的条件下(φ＞1)无级变速器34中的无级变速器34比(输入环7与输出环23的角速度比)可分别设定为φ＝0.45和φ＝2.2。
进一步，基于上述的设计，无级变速器34可以通过在输入环7、输出环23和行星齿轮组8-13之间封闭一层牵引流体，将接收到的高外力和扭矩从螺母6传递到内外转子。使用牵引流体从而在滚动表面之间的界面中发生牵引而导致通过流体层中的剪切在表面之间传递较高的力和扭矩。实际运用中，在接受恒定输入速度的同时实现了更精确的输出速度控制。
参照图3-5所示，在另一实施例中，提供一种半主动调谐粘滞惯性阻尼器的结构示意图，包括上述实施例中的无级变速器34。
无级变速器34的部件(行星齿轮组8-13，轴承，转子22，空转中心20和定子21)由铸造外壳夹紧。然后将输入环7和输出环23定位在行星齿轮组8-13表面上，以便将扭矩从输入环7传递到输出环23。
结合图3、图4、图5所示，该阻尼器35(SAVID)还包括滚珠丝杠、惯性阻尼装置，其中，滚珠丝杠与无级变速器34的输入环7连接，通过滚珠丝杠带动无级变速器34的行星齿轮组8-13转动，由行星齿轮组8-13带动无级变速器34的输出环23转动。惯性阻尼装置与无级变速器34的输出环23连接，通过输出环23转动带动惯性阻尼装置转动。通过惯性阻尼装置产生可调谐的惯性粘滞阻尼；本发明中性阻尼器35包括可变惯性和可变阻尼，在该可变阻尼和可变阻尼处，装置的惯性和阻尼能够在时刻中控制和改变。通过串联连接到刚度元件，可以改善所考虑的阻尼器35减少振动和能量耗散的这种行为。刚度元件也可以增加需要安装阻尼器35的外部装置行程和粘性阻尼力。这种刚度可以通过简单的螺旋弹簧或粘弹性材料引入，或者选用具有其自身特定规格的刚度的材料。弹簧以串联方式与阻尼器35连接；本发明中阻尼器35是通过将弹簧(支撑/螺旋)以串联方式连接到阻尼器35组装，弹簧的节点连接到阻尼器35的端板，阻尼器35连接到端子，切换到阻尼器35，而弹簧的另一侧可以设置为牢固固定到的需要安装阻尼器35的装置另一端子以作为减轻其振动的主要结构。
无级变速器34用于控制传动速度，通过无级变速器34改变输入到输出角速度比，调节所产生的惯性粘滞阻尼及其频率并保持可控状态。
进一步地，在惯性器中用作齿轮比控制器的无级变速器34可以控制传动速度。通过平滑地改变无级变速器34的角速度比即CVT比，可以调节所产生的惯性粘滞阻尼及其相关频率并保持可控状态。因此，基于简化版阻尼器35频率公式如下，装置有利于利用无级变速器34平滑地改变其频率，其中φb和kd分别是弹簧的可变惯性和刚度：
Figure BDA0002313629840000071
在一优选实施例中，一种半主动调谐粘滞惯性阻尼器滚珠丝杠包括滚珠丝杠、惯性阻尼装置、无级变速器34、第一固定装置和第二固定装置；参照图4所示，其中，滚珠丝杠包括设有螺纹4的螺杆轴3、滚珠5和螺母6，在螺杆轴3上具有足够的螺纹4，通过线性外力撞击端板上的右端子时，具有足够螺纹4的螺杆轴3驱动滚珠5，滚珠5位于螺旋轴的螺纹4中，于螺纹4中循环，使螺杆轴3发生平移，从而使螺母6作旋转运动，螺杆轴3从右向左平移(向前)或反之亦然(向后)有助于由于滚珠丝杠相互作用而使螺母6在两个方向上旋转。由于滚珠丝杠的相互作用，螺杆轴3从右向左平移或反之亦然，从而使螺母6旋转。实际上，螺杆轴3的双向平移运动转换为螺母6的旋转运动。螺母6与无级变速器34核心的输入环7连接，将螺母6的旋转和扭矩传递输入无级变速器34，使无级变速器34的输入环7与螺母6旋转方向相同。输入环7的旋转引发并旋转无级变速器34的行星齿轮组8-13，在输入环7与行星齿轮组8-13的连接中，行星齿轮组8-13的旋转及转矩可以从螺母6和输入环7传递，从而使行星齿轮组8-13的旋转和转矩得到稳定的传递。
第一固定装置设置于滚珠丝杠的一侧，用于固定滚珠丝杠。第一固定装置包括第一端板2、第一端子1，第一端板2用于垂直定位，第一端板2的一面与螺杆轴3的另一端垂直固定，第一端子1固定于第一端板2的另一面，阻尼器35的一侧通过第一端子1牢固地固定在激励装置上。
参照图5所示，惯性阻尼装置包括固定管27、飞轮24(外转子)、内转子25和粘性材料26，其中内转子25位于固定管27的外层，内转子25可绕固定管27转动；飞轮24位于内转子25的外层，飞轮24可绕固定管27转动；飞轮24可以采用管状飞轮。无级变速器34的输出环23连接到内转子25和飞轮24，输出环23旋转使得内转子25和飞轮24同时围绕滚珠丝杠的螺杆轴3线旋转；内转子25用于在内转子25和固定管27之间的微小间隙中容纳粘性油，以产生粘性阻尼力，而外转子用作飞轮24产生惯性力，这两个转子是通过铸造钢填充的圆筒制造的，因此，在内转子25与外转子之间没有连接；惯性阻尼装置可以控制由输出环23的旋转引起的内转子25和外转子(飞轮24)的旋转，之后，在与螺杆轴3运动相反的方向上产生可控的惯性和阻尼阻力。惯性和粘性阻尼阻力分别由飞轮24的惯性矩和粘性材料26的剪切变形引起。
第二固定装置设置于惯性阻尼装置的一侧，用于固定惯性阻尼装置；第二固定装置包括第二端板28、第二端子33、第一轴承29、第二轴承30、第一密封部件31和第二密封部件32；第二端板28的一面与固定管27的端部垂直固定，第二端子固定于第二端板28的另一面上；第一轴承29和第二轴承30分别垂直设置于固定管27两端的侧面上，且位于固定管27和内转子25之间；第一密封部件31和第二密封部件32分别设置于内转子25的两端，避免漏油。
参照图5所示，粘性材料26设置固定管27与内转子25之间；通过粘性材料26的粘滞和剪切变形产生平移阻力粘滞阻尼力；将粘性材料26插入内转子25与固定管27之间的间隙，将固定管27固定在左侧第二端板上。飞轮24与内转子25并联布置，并与弹簧串联连接，如图6中数学模型所示，钢制外转子(飞轮24)和内转子25同时相对于固定管27旋转，从而产生平行的阻力；输出环23与内转子25和飞轮24连接，输出环23旋转使内转子25和飞轮24同时围绕螺杆轴3轴线旋转；在具体实施的过程中，输出环23安装在内转子25和飞轮24中，将输出环23连接到内转子25和飞轮24，输出环23旋转使得内转子25和外转子同时围绕螺杆轴3轴线旋转。采用粘性材料26和惯性质量的飞轮24，一方面，具有小物理质量的管状飞轮24(外转子)及其惯性矩可以通过输出环23旋转，从而产生抗惯性扭矩，之后产生线性惯性阻力。另一方面，粘性材料可插入内转子25与固定管27之间的间隙。
滚珠丝杠的螺杆轴3的一端从无级变速器34的空转中心20穿出到固定管27中，并在空转中心20和固定管27中作往复移动。
上述结构中，事实上，通过在滚珠丝杠中使用无级变速器34，可以通过操纵无级变速器34传动比来改变螺杆轴3的线速度和飞轮24的角速度之间的比率。这些比率的范围可通过重新设计无级变速器34(CVT)以获得更有效性的系统。该无级变速器34用于承受和传递外部施加的较大扭矩和力。该角速度和扭矩传递以平滑且精确的方式执行，使得相对于输入加速度产生输出角加速度(α2＝φα1)。
通常，在使用整个装置的力-扭矩转换期间，沿着螺杆轴3在外力的相反方向上的两个惯性阻尼阻力被放大，并且它们可以通过使用无级变速器34而产生变化。两个可变惯性粘滞阻尼力如下FI＝φb.a和Fv＝φcd.v，a和v分别为螺杆轴3的线性加速度和速度。这样，飞轮24的实际质量为24(mf)被放大数倍后称为惯性质量(b从中获得质量放大系数
Figure BDA0002313629840000091
)。另外，产生的阻尼系数(cd)通过放大粘性部分的相对位移来消散巨大的能量。阻尼器35产生的惯性和粘性阻尼系数可以如下给出：
Figure BDA0002313629840000092
Figure BDA0002313629840000093
在惯性公式中，I和L是飞轮24的惯性力矩和螺杆3的导程，υ、dy、A和r它们分别是粘性材料26、内转子25和固定管27之间的间隙(间隙)，内转子25的横向面积和半径。最后，通过螺钉，螺母6和无级变速器34，双向结构运动被转换成内转子25和飞轮24的旋转运动，使得它们的扭转可以是可调的并且在技术存在的情况下连续地特殊的无级变速器34。
本发明上述实施例通过使用在滚珠丝杠装置中使用的无级变速器34的半主动调谐粘滞惯性阻尼器35可以产生可调谐惯性和粘性阻尼。惯性阻尼装置包括飞轮24和内转子25的并联布局，并串联连接到弹簧中。这种布局可以控制设备频率并将其等同到适当的量，从而在外力的巨大频率范围内使设备所附接的土建及机械结构的振动得到极大减少。
本发明上述实施例与背景技术中现有技术(申请号为CN201710048685.0)相比，现有技术(申请号为CN201710048685.0)中其滑动支承的往复运动是基于齿轮系统的，由齿轮在齿轮条上做旋转以驱动其进行线性运动，而本发明采用基于滚珠系统的线形转换运动进行动能的转换，滚珠在螺杆轴上的螺纹中旋转运动，摩擦力小；现有技术(申请号为CN201710048685.0)中无级变速器与飞轮是装在外部以连接齿轮及弹簧，而本发明的无级变速器及飞轮以一个占用面积小的紧密空间装配，并在核心处留有孔洞，可安装于外部所需使用阻尼器的装置上；现有技术(申请号为CN201710048685.0)中由惯性元件、阻尼及弹簧并联至附加块，而本发明的数学模型则由惯性元件及阻尼并联继而与弹簧串联构成；现有技术(申请号为CN201710048685.0)中只能产生不同的可变惯性，而在本发明中，可生成不同的惯性并配合不同的粘性阻尼；现有技术(申请号为CN201710048685.0)中产生不同惯性时需要附加不同的块(TMD)，而本发明产生不同的惯性以及不同的阻尼但不需要附加块。现有技术(申请号为CN201710048685.0)中设有一极小的连续的阻尼系数，而本发明粘性阻尼是可以调节的。现有技术(申请号为CN201710048685.0)中未配有装配支撑，而本发明设有可装配于附加物的支撑，即在核心处留有孔洞，便于安装；现有技术(申请号为CN201710048685.0)中采用传统的V带无级变速器，本发明中无级变速器核心，更适配于各类附加物。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种无级变速器，其特征在于：包括壳体、空转中心、定子、转子、行星齿轮组和驱动部件；其中，
所述壳体的两侧为开口状，所述壳体的两侧分别设有输入环、输出环；
所述空转中心、所述定子、所述转子、所述行星齿轮组设置于所述壳体内；
所述空转中心为空心圆柱体，所述空转中心设置于所述壳体的中心；
所述定子由空转中心内通过，所述定子的两个端部固定于所述壳体的两侧，所述空转中心位于所述定子的外层，所述空转中心可以绕所述定子自由旋转并相对于所述定子线性移动；
所述转子围绕所述空转中心定位，所述转子与所述空转中心之间设有轴承，所述转子通过所述轴承相对于所述定子和所述空转中心旋转；
所述行星齿轮组围绕在所述转子的表面和所述壳体的内表面之间；所述行星齿轮组包括多个行星齿轮，每个所述行星齿轮上设置贯穿其中心的行星轴承，使所述行星齿轮组可以相对于其行星轴承自由旋转；每个所述行星轴承在通过其所述行星齿轮的中心时发生相对于其中心的倾斜；所述定子、所述转子可相对于每个所述行星轴承旋转；
所述行星齿轮组表面的输入侧与所述输入环连接，通过所述输入环的旋转而使所述行星齿轮组围绕其行星轴承旋转；所述行星齿轮组表面的输出侧与所述输出环接触，通过所述行星齿轮组的旋转带动所述输出环旋转；
所述驱动部件，用于调节所述多个所述行星轴承倾斜的角度，从而改变所述行星齿轮组的角度，导致所述输出环角速度和扭矩传递的改变，调节所述输入环输入到所述输出环输出角速度比。
2.根据权利要求1所述的一种无级变速器，其特征在于：所述转子的数量为多个，多个所述转子形成的环状结构，所述环状结构与所述定子倾斜一定角度；所述空转中心在所述转子形成的环状结构内穿过，使所述轴承封闭在所述空转中心和所述转子之间。
3.根据权利要求1所述的一种无级变速器，其特征在于：所述壳体内设有手柄，所述手柄设置于所述行星轴承上，所述手柄与所述驱动部件连接，通过所述手柄的运动来倾斜所述行星轴承倾斜的角度。
4.一种半主动调谐粘滞惯性阻尼器，其特征在于：包括权利要求1-3中任一项所述的无级变速器。
5.根据权利要求4所述的一种半主动调谐粘滞惯性阻尼器，其特征在于：还包括滚珠丝杠和惯性阻尼装置，其中，
所述滚珠丝杠与所述无级变速器的所述输入环连接，通过所述滚珠丝杠带动所述无级变速器的所述行星齿轮组转动，由所述行星齿轮组带动所述无级变速器的所述输出环转动；
所述惯性阻尼装置与所述无级变速器的所述输出环连接，通过所述输出环转动带动所述惯性阻尼装置转动；通过所述惯性阻尼装置产生可调谐的惯性粘滞阻尼；
所述无级变速器用于控制传动速度，通过所述无级变速器改变输入、输出角速度比，调节所产生的惯性粘滞阻尼及其频率并保持可控状态，使惯性和阻尼能够实现实时控制和改变。
6.根据权利要求5所述的一种半主动调谐粘滞惯性阻尼器，其特征在于：还包括第一固定装置，所述第一固定装置设置于所述滚珠丝杠的一侧，用于固定所述滚珠丝杠；
所述第一固定装置包括第一端板和第一端子，其中，所述第一端板用于垂直定位，所述第一端子固定于所述第一端板的另一面，所述第一端子与激励装置固定。
7.根据权利要求6所述的一种半主动调谐粘滞惯性阻尼器，其特征在于：所述滚珠丝杠包括设有螺纹的螺杆轴、滚珠和螺母，所述螺杆轴的一端由所述无级变速器中心穿过至所述惯性阻尼装置中，另一端与所述第一端板的一面垂直固定，通过线性外力撞击所述第一端板上的所述第一端子时，所述螺杆轴驱动所述滚珠位于所述螺杆轴的螺纹中循环，使所述螺杆轴发生平移，从而使所述螺母作旋转运动，所述螺杆轴从右向左平移或反之，使所述螺母在两个方向上旋转；所述螺母与所述无级变速器的所述输入环连接，将所述螺母的旋转和扭矩传递输入到所述无级变速器核心，所述无级变速器的所述输入环与所述螺母旋转方向相同。
8.根据权利要求7所述的一种半主动调谐粘滞惯性阻尼器，其特征在于：所述惯性阻尼装置包括固定管、飞轮、内转子、粘性材料，其中：
所述内转子位于所述固定管的外层，所述粘性材料设置于所述内转子和所述固定管的间隙；通过所述粘性材料的粘滞和剪切变形产生平移阻力粘滞阻尼力；
所述飞轮位于所述内转子的外层，用于产生惯性力；
所述内转子和所述飞轮与所述输出环连接，通过所述输出环旋转使得所述内转子和所述飞轮同时围绕所述螺杆轴线旋转；
所述惯性阻尼装置可以控制由所述输出环的旋转引起的所述内转子和所述飞轮的旋转，在与所述螺杆轴运动相反的方向上产生可控的惯性和阻尼阻力。
9.根据权利要求8中所述的一种半主动调谐粘滞惯性阻尼器，其特征在于：还包括第二固定装置，所述第二固定装置设置于所述惯性阻尼装置的一侧，用于固定所述惯性阻尼装置；
所述第二固定装置包括第二端板、第二端子、第一轴承、第二轴承、第一密封部件和第二密封部件；
所述第二端板的一面与所述固定管的端部垂直固定，所述第二端子固定于所述第二端板的另一面上；
所述第一轴承和所述第二轴承分别垂直设置于所述固定管两端的侧面上，且位于所述固定管和所述内转子之间；
所述第一密封部件和所述第二密封部件分别设置于所述内转子的两端，避免漏油。
10.根据权利要求5-9中任一项所述的一种半主动调谐粘滞惯性阻尼器，其特征在于：所述惯性阻尼装置通过串联连接到刚度元件。
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