CN112747078A - 一种用于滚珠丝杠惯容的可双向旋转棘轮式飞轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于滚珠丝杠惯容的可双向旋转棘轮式飞轮，包括滚珠丝杠以及至少一组飞轮装置；飞轮装置包括丝杠螺母组件、至少一个正向飞轮组件与至少一个反向飞轮组件，丝杠螺母组件与滚珠丝杠螺纹配合；正向飞轮组件包括正向拨轮、正向飞轮与正向棘爪机构，正向拨轮固定套设在丝杠螺母组件上，正向飞轮套设在正向拨轮上并通过正向棘爪机构与正向拨轮配合；反向飞轮组件包括反向拨轮、反向飞轮与反向棘爪机构，反向拨轮固定套设在丝杠螺母组件上，反向飞轮套设在反向拨轮上并通过反向棘爪机构与反向拨轮配合。实现了在不改变飞轮旋转方向的情况下，改变滚珠丝杠的平动方向，减小了滚珠丝杠惯容切换运动方向时因飞轮旋向改变造成的冲击。

Description

一种用于滚珠丝杠惯容的可双向旋转棘轮式飞轮

技术领域

本发明涉及飞轮式惯容器减振技术领域，具体是一种用于滚珠丝杠惯容的可双向旋转棘轮式飞轮。

背景技术

2001年，剑桥大学Smith发明了“惯容器”。这种新型机械元件可以通过很小的结构质量提供非常大的惯性量。理想的惯容器元件定义为一种具有两个相对独立且自由运动端点的单通道机械元件，两端点受力大小相等且方向相反，并且与相对加速度成比例。根据结构原理，惯容器分为机械型、液压型、机电型和电磁型等四类。此外，根据传递运动的相对关系还可分为同轴直线型、平行轴型、扭转型等种类。而直线型机械惯容器最为常见，其由用以实现运动转换的传动机构和用以储存能量并提供主要转动惯量的飞轮组成。

对于滚珠丝杠惯容，其虚拟质量，亦称作惯质系数b的表达式为：

其中I为旋转部件(主要为飞轮)绕其转轴的转动惯量，P为滚珠丝杠副导程。现有技术中一般采用单个飞轮，在滚珠丝杠惯容改变飞轮旋向时造成的冲击会对滚珠丝杠惯容平顺性产生影响。

发明内容

针对上述现有技术中一般滚珠丝杠惯容改变飞轮旋向时造成的冲击对滚珠丝杠惯容平顺性的影响的问题，本发明提供一种用于滚珠丝杠惯容的可双向旋转棘轮式飞轮，保证了滚珠丝杠惯容运动方向切换时惯质系数的不变；而各飞轮无需改变旋转方向，从而降低了滚珠丝杠惯容因飞轮旋向更换而造成的冲击。

为实现上述目的，本发明提供一种用于滚珠丝杠惯容的可双向旋转棘轮式飞轮，其特征在于，包括滚珠丝杠以及至少一组飞轮装置；

所述飞轮装置包括丝杠螺母组件、至少一个正向飞轮组件与至少一个反向飞轮组件，所述丝杠螺母组件与滚珠丝杠螺纹配合组成滚珠丝杠副；

所述正向飞轮组件包括正向拨轮、正向飞轮与正向棘爪机构，所述正向拨轮固定套设在丝杠螺母组件上，所述正向飞轮套设在正向拨轮上并通过正向棘爪机构与正向拨轮配合组成第一棘轮结构；

所述反向飞轮组件包括反向拨轮、反向飞轮与反向棘爪机构，所述反向拨轮固定套设在丝杠螺母组件上，所述反向飞轮套设在反向拨轮上并通过反向棘爪机构与反向拨轮配合组成第二棘轮结构；

所述正向飞轮与反向飞轮的旋转方向相反，所述正向飞轮组件与反向飞轮组件的质量与转动惯量相等；

同一组飞轮装置中，所述正向飞轮组件与反向飞轮组件的数量相等。

在其中一个实施例中，所述丝杠螺母组件包括第一丝杠法兰螺母与第二丝杠法兰螺母，所述正向飞轮组件设在第一丝杠法兰螺母上，所述反向飞轮组件设在第二丝杠法兰螺母上；

所述第一丝杠法兰螺母包括与滚珠丝杠螺纹配合的第一螺母部以及固定设在第一螺母部上的第一法兰部，所述第二丝杠法兰螺母包括与滚珠丝杠螺纹配合的第二螺母部以及固定设在第二螺母部上的第二法兰部；

所述正向拨轮套设在第一螺母部上并与第一法兰部固定相连，所述反向拨轮套设在第二螺母部上并与第二法兰部固定相连。

在其中一个实施例中，所述滚珠丝杠上套设有若干止推轴承，以用于第一丝杠法兰螺母与第二丝杠法兰螺母的支撑与分离。

在其中一个实施例中，其特征在于，所述正向拨轮与正向飞轮均为圆环结构，所述正向棘爪机构包括第一棘轮槽、第一棘爪槽、第一棘爪与第一扭转弹簧；

所述第一棘轮槽设在正向拨轮的外环边缘与正向飞轮的内环边缘中的一个上，所述第一棘爪槽设在正向拨轮的外环边缘与正向飞轮边缘的内环中的另一个上，所述第一棘爪的尾端转动连接在第一棘爪槽内，所述第一棘爪的首端与第一棘轮槽接触配合，且所述第一棘爪仅具有沿第一棘轮槽一个方向运动的行程；

所述第一扭转弹簧设在第一棘爪槽内与第一棘爪相邻的位置，且所述第一扭转弹簧的一端抵接第一棘爪，另一端抵接第一棘爪槽的槽壁，使得第一棘爪的首端在第一扭转弹簧的预紧力作用下与第一棘轮槽的槽壁时刻接触。

在其中一个实施例中，所述第一棘爪通过第一销轴螺钉转动连接在第一棘爪槽内；

所述第一销轴螺钉包括从上至下依次相连的第一螺帽、第一光轴段与第一螺纹段，所述第一棘爪槽内对应第一棘爪的转动位置设有第一螺纹孔；

所述第一螺纹段穿过第一棘爪后与第一螺纹孔之间螺纹配合，所述第一棘爪转动连接在第一光轴段上。

在其中一个实施例中，所述正向飞轮组件还包括第一飞轮防飞压盖，所述第一飞轮防飞压盖固定设在正向飞轮上且覆盖第一棘轮槽与第一棘爪之间的配合位置。

在其中一个实施例中，所述反向拨轮与反向飞轮均为圆环结构，所述反向棘爪机构包括第二棘轮槽、第二棘爪槽、第二棘爪与第二扭转弹簧；

所述第二棘轮槽设在反向拨轮的外环边缘与反向飞轮的内环边缘中的一个上，所述第二棘爪槽设在反向拨轮的外环边缘与反向飞轮边缘的内环中的另一个上，所述第二棘爪的尾端转动连接在第二棘爪槽内，所述第二棘爪的首端与第二棘轮槽接触配合，且所述第二棘爪仅具有沿第二棘轮槽一个方向运动的行程；

所述第二扭转弹簧设在第二棘爪槽内与第二棘爪相邻的位置，且所述第二扭转弹簧的一端抵接第二棘爪，另一端抵接第二棘爪槽的槽壁，使得第二棘爪的首端在第二扭转弹簧的预紧力作用下与第二棘轮槽的槽壁时刻接触。

在其中一个实施例中，所述反向飞轮组件还包括第二飞轮防飞压盖，所述第二飞轮防飞压盖固定设在反向飞轮上且覆盖第二棘轮槽与第二棘爪之间的配合位置。

在其中一个实施例中，所述滚珠丝杠两端开设有沉孔，以用于与外部机械连接件的相连。

在其中一个实施例中，所述滚珠丝杠与飞轮装置均由铁基材料制成。

本发明提供的一种用于滚珠丝杠惯容的可双向旋转棘轮式飞轮，相较于现有技术，具有如下有益效果：

1.实现了在不改变飞轮旋转方向和转动惯量的情况下，改变滚珠丝杠的平动方向，减小了滚珠丝杠惯容切换运动方向时因飞轮旋向改变造成的冲击；

2.结构紧凑，增加的占用空间少；

3.可根据条件需求设置多个飞轮装置，且不同的飞轮装置中正向飞轮组件与反向飞轮组件的数量可根据实际进行调整；

4.制造与装配简单，制造成本低廉，具有良好的工程应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例中双向旋转棘轮式飞轮的整体结构剖视图；

图2为本发明实施例中正向飞轮组件不包含第一飞轮防飞压盖的主视图；

图3为本发明实施例中正向飞轮组件包含第一飞轮防飞压盖的主视图；

图4为本发明实施例中正向棘爪机构的主视图；

图5为本发明实施例中反向飞轮组件不包含第二飞轮防飞压盖的主视图；

图6为本发明实施例中反向飞轮组件包含第二飞轮防飞压盖的主视图；

图7为本发明实施例中反向棘爪机构的主视图；

图8为本发明实施例中第一法兰丝杠螺母的轴测图；

图9为本发明实施例中第二法兰丝杠螺母的轴测图；

图10为本发明实施例中第一棘爪的主视图；

图11为本发明实施例中第二棘爪的主视图；

图12为本发明实施例中第一销轴螺钉的主视图。

附图标号：滚珠丝杠10、沉孔101；

正向飞轮组件20、正向拨轮201、第四螺纹孔2011、正向飞轮202、第十螺纹孔2021、第一安装槽2022、正向棘爪机构203、第一棘轮槽2031、第一棘爪槽2032、第一棘爪2033、第一通孔20331、第一扭转弹簧2034、第一飞轮防飞压盖204；

反向飞轮组件30、反向拨轮301、第六螺纹孔3011、反向飞轮302、第十二螺纹孔3021、第二安装槽3022、反向棘爪机构303、第二棘轮槽3031、第二棘爪槽3032、第二棘爪3033、第二通孔30331、第二扭转弹簧3034、第二飞轮防飞压盖304；

第一丝杠法兰螺母401、第一螺母部4011、第一法兰部4012、第三螺纹孔4013、第二丝杠法兰螺母402、第二螺母部4021、第二法兰部4022、第五螺纹孔4023；

止推轴承50；

第一销轴螺钉601、第一螺帽6011、第一光轴段6012、第一螺纹段6013、第二销轴螺钉602、第三销轴螺钉603、第四销轴螺钉604；

第一平头内六角螺钉701、第二平头内六角螺钉702。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1-12位本实施例所公开的一种用于滚珠丝杠惯容的可双向旋转棘轮式飞轮，其具体包括滚珠丝杠10以及至少一组飞轮装置。其中，飞轮装置包括丝杠螺母组件、至少一个正向飞轮组件20与至少一个反向飞轮组件30，丝杠螺母组件与滚珠丝杠10螺纹配合组成滚珠丝杠副。具体地，正向飞轮组件20包括正向拨轮201、正向飞轮202与正向棘爪机构203，正向拨轮201固定套设在丝杠螺母组件上，正向飞轮202套设在正向拨轮201上并通过正向棘爪机构203与正向拨轮201配合组成第一棘轮结构。反向飞轮组件30包括反向拨轮301、反向飞轮302与反向棘爪机构303，反向拨轮301固定套设在丝杠螺母组件上，反向飞轮302套设在反向拨轮301上并通过反向棘爪机构303与反向拨轮301配合组成第二棘轮结构。

正向飞轮组件20与反向飞轮组件30的质量与转动惯量相等，且正向飞轮202与反向飞轮302的旋转方向相反。例如：当滚珠丝杠10上的输入力为正向时，正向拨轮201、反向拨轮301与丝杠螺母组件固联并跟随丝杠螺母组件正向转动，此时，正向飞轮202在正向棘爪机构203的驱动下也正向转动，而反向飞轮302相对于反向拨轮301空转；当滚珠丝杠10上的输入力为负向时，正向拨轮201、反向拨轮301与丝杠螺母组件固联并跟随丝杠螺母组件反向转动，此时，反向飞轮302在反向棘爪机构303的驱动下也反向转动，正向飞轮202相对于正向拨轮201空转。即在同一时间内正向飞轮202与反向飞轮302中仅有一个在转动，输入力被分为正负两部分分别作用于正向飞轮202与反向飞轮302，正向飞轮202与反向飞轮302的旋转方向无需改变，且正向飞轮202与反向飞轮302的旋转运动互不影响，从而作用于滚珠丝杠惯容的相对冲量减小，滚珠丝杠惯容的结构振动降低。其中，滚珠丝杠10上的输入力的正负与滚珠丝杠10的位移方向有关，例如可以将滚珠丝杠10向上位移时的输入力定义为正向的，将滚珠丝杠10向下位移时的输入力定义为反向的。

需要注意的是，同一组飞轮装置中，正向飞轮组件20与反向飞轮组件30的数量相等。虽然本实施例图示中的正向飞轮组件20与反向飞轮组件30均为一个，但也可以设置两个以上的正向飞轮组件20与反向飞轮组件30。例如，可以在滚珠丝杠10上根据条件需求设置三组飞轮装置，第一组飞轮装置中具有一个正向飞轮组件20与一个反向飞轮组件30，第二组飞轮装置中具有二个正向飞轮组件20与二个反向飞轮组件30，第三组飞轮装置中具有三个正向飞轮组件20与三个反向飞轮组件30，依次类推。也可以只在滚珠丝杠10上设置一组飞轮装置，并在该飞轮装置种设置两个以上且数量相等的正向飞轮组件20与反向飞轮组件30。

作为优选地实施方式，丝杠螺母组件包括第一丝杠法兰螺母401与第二丝杠法兰螺母402，正向飞轮组件20设在第一丝杠法兰螺母401上，反向飞轮组件30设在第二丝杠法兰螺母402上。具体地，第一丝杠法兰螺母401包括与滚珠丝杠10螺纹配合的第一螺母部4011以及固定设在第一螺母部4011上的第一法兰部4012，其中，第一螺母部4011上设有第三螺纹孔4013，正向拨轮201上设有与第三螺纹孔4013对应的第四螺纹孔2011，正向拨轮201通过第一螺钉固定连接在第一法兰部4012上，且正向拨轮201的内壁与第一螺母部4011的外壁相贴合。第二丝杠法兰螺母402包括与滚珠丝杠10螺纹配合的第二螺母部4021以及固定设在第二螺母部4021上的第二法兰部4022，其中，第二螺母部4021上设有第五螺纹孔4023，反向拨轮301上设有与第五螺纹孔4023对应的第六螺纹孔3011，反向拨轮301通过第二螺钉固定连接在第二法兰部4022上，且反向拨轮301的内壁与第二螺母部4021的外壁相贴合。当然，正向拨轮201与第一丝杠法兰螺母401之间、反向拨轮301与第二丝杠法兰螺母402之间，也可以不采用上述的实施结构，也可以采用其他固联结构，例如焊接、胶接等。而且，在本申请具体的实施过程中，也可以选择不将丝杠螺母组件分为上述第一丝杠法兰螺母401、第二丝杠法兰螺母402的结构，可以在一个丝杠螺母上设有两个法兰面，也能达到上述的效果。

本实施例中，滚珠丝杠10上套设有若干止推轴承50，以用于第一丝杠法兰螺母401与第二丝杠法兰螺母402的支撑与分离。例如，本实施例中的用于滚珠丝杠惯容的可双向旋转棘轮式飞轮仅具有一个飞轮装置，且该飞轮装置中仅具有一个正向飞轮组件20与一个反向飞轮组件30。因此在滚珠丝杠10上套设有三个止推轴承50，其中，一个止推轴承位于第一丝杠法兰螺母401与第二丝杠法兰螺母402之间，另外两个止推轴承位于第一丝杠法兰螺母401与第二丝杠法兰螺母402的两个对向端，止推轴承50的外壁可以和外部的滚珠丝杠惯容的壳体固联，进而实现第一丝杠法兰螺母401与第二丝杠法兰螺母402的支撑与分离。

作为优选地实施方式，正向拨轮201与正向飞轮202均为圆环结构，正向棘爪机构203包括第一棘轮槽2031、第一棘爪槽2032、第一棘爪2033与第一扭转弹簧2034。具体地，第一棘轮槽2031设在正向拨轮201的外环边缘与正向飞轮202的内环边缘中的一个上，第一棘爪槽2032设在正向拨轮201的外环边缘与正向飞轮202边缘的内环中的另一个上，第一棘爪2033的尾端转动连接在第一棘爪槽2032内，第一棘爪2033的首端与第一棘轮槽2031接触配合，且第一棘爪2033仅具有沿第一棘轮槽2031一个方向运动的行程；本实施例中图示的为第一棘轮槽2031设在正向飞轮202的内环边缘上，第一棘爪槽2032设在正向拨轮201的外环边缘上。进一步具体地，第一扭转弹簧2034设在第一棘爪槽2032内与第一棘爪2033相邻的位置，且第一扭转弹簧2034的一端抵接第一棘爪2033，另一端抵接第一棘爪槽2032的槽壁，使得第一棘爪2033的首端在第一扭转弹簧2034的预紧力作用下与第一棘轮槽2031的槽壁时刻接触，使得第一棘爪2033在第一扭转弹簧2034的预紧力作用下单向传递由正向拨轮201的扭矩。

优选地，第一棘爪2033通过第一销轴螺钉601转动连接在第一棘爪槽2032内，其中，第一销轴螺钉601包括从上至下依次相连的第一螺帽6011、第一光轴段6012与第一螺纹段6013，第一棘爪槽2032内对应第一棘爪2033的转动位置设有第一螺纹孔，第一棘爪2033上设有与第一螺纹孔对应的第一通孔20331，第一螺纹段6013穿过第一棘爪2033上的第一通孔20331后与第一螺纹孔之间螺纹配合，第一棘爪2033转动连接在第一光轴段6012上。第一螺帽6011用于限制第一棘爪2033沿第一销轴螺钉601的长度方向窜动。进一步地，第一螺帽6011上开有一字沟槽，用于通用工具的拆装使用，但不限于一字沟槽，可与通用拆装工具配合即可。当然，第一棘爪2033与第一棘爪槽2032之间的连接结构不仅仅局限于第一销轴螺钉601，也可以采用其他能够达到同样效果的连接件，例如铰链等。

进一步优选地，本实施例中，第一扭转弹簧2034通过第二销轴螺钉602设在第一棘爪槽2032的对应位置。其中，第二销轴螺钉602包括从上至下依次相连的第二螺帽、第二光轴段与第二螺纹段，第一棘爪槽2032上对应第一扭转弹簧2034的转动位置设有第七螺纹孔；第二螺纹段螺纹连接在第七螺纹孔内，第一扭转弹簧2034套设在第二光轴段上。第二螺帽用于限制第一扭转弹簧2034沿第二销轴螺钉602的长度方向窜动，其中第二光轴段上设有能够嵌入第一扭转弹簧2034的嵌入槽，进一步限制第一扭转弹簧2034的窜动。进一步地，第二螺帽上开有一字沟槽，用于通用工具的拆装使用，但不限于一字沟槽，可与通用拆装工具配合即可。当然，第一扭转弹簧2034与第一棘爪槽2032之间的连接结构不仅仅局限于第二销轴螺钉602，也可以采用其他能够达到同样效果的连接件，例如固定轴等。

再进一步优选地，正向飞轮组件20还包括第一飞轮防飞压盖204，第一飞轮防飞压盖204固定设在正向飞轮202上且覆盖第一棘轮槽2031与第一棘爪2033之间的配合位置，使得第一飞轮防飞压盖204与正向飞轮202上的圆环凸缘一同限制正向飞轮202的径向与轴向窜动。其中，正向飞轮202上靠近内环边缘的位置设有第一安装槽2022，第一飞轮防飞压盖204上设有第九螺纹孔，第一安装槽2022内设有与第九螺纹孔对应的第十螺纹孔2021，第一飞轮防飞压盖204通过第一平头内六角螺钉701、第九螺纹孔、第十螺纹孔2021固定嵌入连接在第一安装槽2022内，实现对正向飞轮202的径向与轴向限位。

作为优选地实施方式，反向拨轮301与反向飞轮302均为圆环结构，反向棘爪机构303包括第二棘轮槽3031、第二棘爪槽3032、第二棘爪3033与第二扭转弹簧3034。具体地，第二棘轮槽3031设在反向拨轮301的外环边缘与反向飞轮302的内环边缘中的一个上，第二棘爪槽3032设在反向拨轮301的外环边缘与反向飞轮302边缘的内环中的另一个上，第二棘爪3033的尾端转动连接在第二棘爪槽3032内，第二棘爪3033的首端与第二棘轮槽3031接触配合，且第二棘爪3033仅具有沿第二棘轮槽3031一个方向运动的行程；本实施例中图示的为第二棘轮槽3031设在反向飞轮302的内环边缘上，第二棘爪槽3032设在反向拨轮301的外环边缘上。进一步具体地，第二扭转弹簧3034设在第二棘爪槽3032内与第二棘爪3033相邻的位置，且第二扭转弹簧3034的一端抵接第二棘爪3033，另一端抵接第二棘爪槽3032的槽壁，使得第二棘爪3033的首端在第二扭转弹簧3034的预紧力作用下与第二棘轮槽3031的槽壁时刻接触，使得第二棘爪3033在第二扭转弹簧3034的预紧力作用下单向传递由反向拨轮301的扭矩。

优选地，第二棘爪3033通过第三销轴螺钉603转动连接在第二棘爪槽3032内，其中，第三销轴螺钉603包括从上至下依次相连的第三螺帽、第三光轴段与第三螺纹段，第二棘爪槽3032内对应第二棘爪3033的转动位置设有第二螺纹孔，第二棘爪3033上设有与第二螺纹孔对应的第二通孔30331，第三螺纹段穿过第二棘爪3033上的第二通孔30331后与第二螺纹孔之间螺纹配合，第二棘爪3033转动连接在第三光轴段上。第三螺帽用于限制第二棘爪3033沿第三销轴螺钉603的长度方向窜动。进一步地，第三螺帽上开有一字沟槽，用于通用工具的拆装使用，但不限于一字沟槽，可与通用拆装工具配合即可。当然，第二棘爪3033与第二棘爪槽3032之间的连接结构不仅仅局限于第三销轴螺钉603，也可以采用其他能够达到同样效果的连接件，例如铰链等。

进一步优选地，本实施例中，第二扭转弹簧3034通过第四销轴螺钉604设在第二棘爪槽3032的对应位置。其中，第四销轴螺钉604包括从上至下依次相连的第四螺帽、第四光轴段与第四螺纹段，第二棘爪槽3032上对应第二扭转弹簧3034的转动位置设有第八螺纹孔；第四螺纹段螺纹连接在第八螺纹孔内，第二扭转弹簧3034套设在第四光轴段上。第四螺帽用于限制第二扭转弹簧3034沿第四销轴螺钉604的长度方向窜动，其中第四光轴段上设有能够嵌入第二扭转弹簧3034的嵌入槽，进一步限制第二扭转弹簧3034的窜动。进一步地，第四螺帽上开有一字沟槽，用于通用工具的拆装使用，但不限于一字沟槽，可与通用拆装工具配合即可。当然，第二扭转弹簧3034与第二棘爪槽3032之间的连接结构不仅仅局限于第四销轴螺钉604，也可以采用其他能够达到同样效果的连接件，例如固定轴等。

再进一步优选地，反向飞轮组件30还包括第二飞轮防飞压盖304，第二飞轮防飞压盖304固定设在反向飞轮302上且覆盖第二棘轮槽3031与第二棘爪3033之间的配合位置，使得第二飞轮防飞压盖304与反向飞轮302上的圆环凸缘一同限制反向飞轮302的径向与轴向窜动。其中，反向飞轮302上靠近内环边缘的位置设有第二安装槽3022，第二飞轮防飞压盖304上设有第十一螺纹孔，第二安装槽3022内上设有与第十一螺纹孔对应的第十二螺纹孔3021，第二飞轮防飞压盖304与反向飞轮302之间通过第二平头内六角螺钉702、第十一螺纹孔、第十二螺纹孔3021固定嵌入连接在第二安装槽3022内，实现对反向飞轮302的径向与轴向限位。

作为优选地实施方式，第一棘爪2033与第二棘爪3033的尾端均为圆弧结构，以用于减小正向飞轮202和反向飞轮302切换旋转方向时的碰撞冲击。

作为优选地实施方式，滚珠丝杠10两端开设有沉孔101，以用于与吊环等外部机械连接件的相连。

本实施例中，滚珠丝杠10与飞轮装置均由碳钢材料和不锈钢材料等铁基材料制成。

本实施例还公开了一种用于滚珠丝杠惯容的可双向旋转棘轮式飞轮的装配方法，其具体包括以下步骤：

步骤1，根据第一棘轮槽2031的凹槽形状，将若干第一棘爪2033与若干第一扭转弹簧2034安装在第一销轴螺钉601与第二销轴螺钉602上，并借助工具将第一销轴螺钉601与第二销轴螺钉602安装在第一棘爪槽2032内；根据第二棘轮槽3031的凹槽形状，将若干第二棘爪3033与若干第二扭转弹簧3034安装在第三销轴螺钉603与第四销轴螺钉604上，并借助工具将第三销轴螺钉603与第四销轴螺钉604安装在第二棘爪槽3032内。

步骤2，将第一棘爪2033嵌在第一棘轮槽2031中，盖上第一飞轮防飞压盖204，并借助工具将第一平头内六角螺钉701拧入，使得第一飞轮防飞压盖204与正向飞轮202紧固连接；将第二棘爪3033嵌在第二棘轮槽3031中，盖上第二飞轮防飞压盖304，并借助工具将第二平头内六角螺钉702拧入，使得第二飞轮防飞压盖304与反向飞轮302紧固连接。

步骤3，完成滚珠丝杠10与第一丝杠法兰螺母401的连接。

步骤4，完成第一丝杠法兰螺母401与正向拨轮201的固定连接。

步骤5，完成第一丝杠法兰螺母401与止推轴承50的配合。

步骤6，重复步骤3-步骤5，完成第二丝杠法兰螺母402与滚珠丝杠10、反向拨轮301、止推轴承50的连接。

步骤7，完成所述用于滚珠丝杠惯容的可双向旋转棘轮式飞轮与惯容壳体的连接。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于滚珠丝杠惯容的可双向旋转棘轮式飞轮，其特征在于，包括滚珠丝杠以及至少一组飞轮装置；

所述飞轮装置包括丝杠螺母组件、至少一个正向飞轮组件与至少一个反向飞轮组件，所述丝杠螺母组件与滚珠丝杠螺纹配合组成滚珠丝杠副；

所述正向飞轮组件包括正向拨轮、正向飞轮与正向棘爪机构，所述正向拨轮固定套设在丝杠螺母组件上，所述正向飞轮套设在正向拨轮上并通过正向棘爪机构与正向拨轮配合组成第一棘轮结构；

所述反向飞轮组件包括反向拨轮、反向飞轮与反向棘爪机构，所述反向拨轮固定套设在丝杠螺母组件上，所述反向飞轮套设在反向拨轮上并通过反向棘爪机构与反向拨轮配合组成第二棘轮结构；

所述正向飞轮与反向飞轮的旋转方向相反，所述正向飞轮组件与反向飞轮组件的质量与转动惯量相等；

同一组飞轮装置中，所述正向飞轮组件与反向飞轮组件的数量相等。

2.根据权利要求1所述用于滚珠丝杠惯容的可双向旋转棘轮式飞轮，其特征在于，所述丝杠螺母组件包括第一丝杠法兰螺母与第二丝杠法兰螺母，所述正向飞轮组件设在第一丝杠法兰螺母上，所述反向飞轮组件设在第二丝杠法兰螺母上；

所述第一丝杠法兰螺母包括与滚珠丝杠螺纹配合的第一螺母部以及固定设在第一螺母部上的第一法兰部，所述第二丝杠法兰螺母包括与滚珠丝杠螺纹配合的第二螺母部以及固定设在第二螺母部上的第二法兰部；

所述正向拨轮套设在第一螺母部上并与第一法兰部固定相连，所述反向拨轮套设在第二螺母部上并与第二法兰部固定相连。

3.根据权利要求1所述用于滚珠丝杠惯容的可双向旋转棘轮式飞轮，其特征在于，所述滚珠丝杠上套设有若干止推轴承，以用于第一丝杠法兰螺母与第二丝杠法兰螺母的支撑与分离。

4.根据权利要求1或2或3所述用于滚珠丝杠惯容的可双向旋转棘轮式飞轮，其特征在于，所述正向拨轮与正向飞轮均为圆环结构，所述正向棘爪机构包括第一棘轮槽、第一棘爪槽、第一棘爪与第一扭转弹簧；

所述第一棘轮槽设在正向拨轮的外环边缘与正向飞轮的内环边缘中的一个上，所述第一棘爪槽设在正向拨轮的外环边缘与正向飞轮边缘的内环中的另一个上，所述第一棘爪的尾端转动连接在第一棘爪槽内，所述第一棘爪的首端与第一棘轮槽接触配合，且所述第一棘爪仅具有沿第一棘轮槽一个方向运动的行程；

所述第一扭转弹簧设在第一棘爪槽内与第一棘爪相邻的位置，且所述第一扭转弹簧的一端抵接第一棘爪，另一端抵接第一棘爪槽的槽壁，使得第一棘爪的首端在第一扭转弹簧的预紧力作用下与第一棘轮槽的槽壁时刻接触。

5.根据权利要求4所述用于滚珠丝杠惯容的可双向旋转棘轮式飞轮，其特征在于，所述第一棘爪通过第一销轴螺钉转动连接在第一棘爪槽内；

所述第一销轴螺钉包括从上至下依次相连的第一螺帽、第一光轴段与第一螺纹段，所述第一棘爪槽内对应第一棘爪的转动位置设有第一螺纹孔；

所述第一螺纹段穿过第一棘爪后与第一螺纹孔之间螺纹配合，所述第一棘爪转动连接在第一光轴段上。

6.根据权利要求4所述用于滚珠丝杠惯容的可双向旋转棘轮式飞轮，其特征在于，所述正向飞轮组件还包括第一飞轮防飞压盖，所述第一飞轮防飞压盖固定设在正向飞轮上且覆盖第一棘轮槽与第一棘爪之间的配合位置。

7.根据权利要求1或2或3所述用于滚珠丝杠惯容的可双向旋转棘轮式飞轮，其特征在于，所述反向拨轮与反向飞轮均为圆环结构，所述反向棘爪机构包括第二棘轮槽、第二棘爪槽、第二棘爪与第二扭转弹簧；

所述第二棘轮槽设在反向拨轮的外环边缘与反向飞轮的内环边缘中的一个上，所述第二棘爪槽设在反向拨轮的外环边缘与反向飞轮边缘的内环中的另一个上，所述第二棘爪的尾端转动连接在第二棘爪槽内，所述第二棘爪的首端与第二棘轮槽接触配合，且所述第二棘爪仅具有沿第二棘轮槽一个方向运动的行程；

所述第二扭转弹簧设在第二棘爪槽内与第二棘爪相邻的位置，且所述第二扭转弹簧的一端抵接第二棘爪，另一端抵接第二棘爪槽的槽壁，使得第二棘爪的首端在第二扭转弹簧的预紧力作用下与第二棘轮槽的槽壁时刻接触。

8.根据权利要求7所述用于滚珠丝杠惯容的可双向旋转棘轮式飞轮，其特征在于，所述反向飞轮组件还包括第二飞轮防飞压盖，所述第二飞轮防飞压盖固定设在反向飞轮上且覆盖第二棘轮槽与第二棘爪之间的配合位置。

9.根据权利要求1或2或3所述用于滚珠丝杠惯容的可双向旋转棘轮式飞轮，其特征在于，所述滚珠丝杠两端开设有沉孔，以用于与外部机械连接件的相连。

10.根据权利要求1或2或3所述用于滚珠丝杠惯容的可双向旋转棘轮式飞轮，其特征在于，所述滚珠丝杠与飞轮装置均由铁基材料制成。

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