CN104391505B - 一种变惯量反作用飞轮 - Google Patents
一种变惯量反作用飞轮 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104391505B CN104391505B CN201410395768.3A CN201410395768A CN104391505B CN 104391505 B CN104391505 B CN 104391505B CN 201410395768 A CN201410395768 A CN 201410395768A CN 104391505 B CN104391505 B CN 104391505B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gear
- motor
- bearing
- tank shell
- fixed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Gear Transmission (AREA)
Abstract
本发明涉及一种变惯量反作用飞轮，包括固定齿轮箱组件、回转齿轮箱组件、飞轮组件，固定齿轮箱组件电机I、电机II、固定齿轮箱壳体、小齿轮I、轴承I、大齿轮I、小齿轮II、大齿轮II、轴承II；回转齿轮箱组件包括回转齿轮箱壳体、传动轴、锥齿轮I、轴承III；飞轮组件包括锥齿轮II、丝杠、轴承IV、丝杠螺母、配重块、导向杆、滑动轴承、挡板和轴承V。通过控制电机I、电机II的转速来控制配重块的惯性半径和回转角加速度，以改变飞轮组件的转动惯量，从而控制系统输出的反作用力矩范围和精度。本发明可快速调节系统输出的反作用力矩范围和精度，安装和工作空间小，应用于航天器和机器人领域中，有利于航天器和机器人的小型化。
Description
技术领域
本发明涉及一种飞轮，属于姿态控制的反作用飞轮领域，尤其涉及一种变惯量反作用飞轮。
背景技术
反作用飞轮作为姿态调节关键部件在卫星、独轮机器人等航天器和机器人领域中得到了非常广泛地应用。在物体内部安装反作用飞轮，通过驱动反作用飞轮获得反力矩可以控制物体的姿态，物体在作快速大角度姿态机动时，一般需要较大反力矩；而在做高精度姿态调节时则需要很小的反力矩对姿态进行调节。由于反作用飞轮转速和电机控制精度的限制，一般提供大的反力矩，需要转动惯量大的反作用飞轮，反之需要转动惯量较小的反作用飞轮，变惯量反作用飞轮较好地满足了这一需求。现有变惯量反作用飞轮结构尺寸大，需要较大的安装和工作空间，不利于航空器、机器人等的小型化。
发明内容
为克服现有变惯量反作用飞轮的上述不足，本发明提供了一种变惯量反作用飞轮，具体技术方案如下：
本发明的目的在于提供一种变惯量反作用飞轮，可快速调节飞轮的转动惯量，且结构紧凑，需要较小的安装和工作空间。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种变惯量反作用飞轮，包括固定齿轮箱组件、回转齿轮箱组件、飞轮组件，所述的固定齿轮箱组件电机I、电机II、固定齿轮箱壳体、小齿轮I、轴承I、大齿轮I、小齿轮II、大齿轮II、轴承II；所述的回转齿轮箱组件包括回转齿轮箱壳体、传动轴、锥齿轮I、轴承III；所述的飞轮组件包括锥齿轮II、丝杠、轴承IV、丝杠螺母、配重块、导向杆、滑动轴承、挡板和轴承V。
电机I2、电机II1固定在固定齿轮箱壳体3上，电机I2、电机II1的输出轴上分别固定有小齿轮I4、小齿轮II9，小齿轮I4、小齿轮II9分别与大齿轮I7、大齿轮II10相啮合，大齿轮I7与回转齿轮箱壳体6固定，带动回转齿轮箱壳体6转动，回转齿轮箱壳体6通过轴承I5安装在固定齿轮箱壳体3上，大齿轮I10固定在传动轴8的一端，带动固定在传动轴8另一端的锥齿轮I12转动，传动轴8两端通过轴承II11、轴承III13分别与固定齿轮箱壳体3、回转齿轮箱壳体6连接；丝杠15通过轴承IV16安装到回转齿轮箱壳体6上，丝杠15的一端通过轴承V22安装有挡板21，另一端固定有锥齿轮II14，锥齿轮II14与锥齿轮I12啮合，导向杆19固定连接于回转齿轮箱壳体6和挡板21之间，丝杠15与丝杠螺母17啮合，丝杠螺母17与配重块18固定，配重块18与导向杆19间设置有滑动轴承20；
所述的固定齿轮箱壳体3上设置有安装孔3-1，用于固定变惯量反作用飞轮；所述的回转齿轮箱壳体6上设置有两套以上的飞轮组件；
固定齿轮箱组件有两路输出，一路输出为电机I2依次通过小齿轮I4、大齿轮I7驱动回转齿轮箱组件中的回转齿轮箱壳体6转动，进而带动配重块18回转，当锥齿轮I12相对于固定齿轮箱壳体3静止时，锥齿轮II14在回转齿轮箱壳体6的带动下产生转速二路输出为电机II1依次通过小齿轮II9、大齿轮II10驱动回转齿轮箱组件中的锥齿轮I12转动，进而带动锥齿轮II14产生转速因此，上述两路输出叠加在锥齿轮II14的实际转速为通过控制电机I2、电机II1的转速来控制锥齿轮II14的转速，锥齿轮II14依次通过丝杠15、丝杠螺母17带动配重块18沿导向杆19的移动，进而控制配重块18的惯性半径，以改变飞轮组件的转动惯量，同时通过控制电机I2、电机II1的转速控制配重块18的回转角加速度，从而控制系统输出的反作用力矩范围和精度。
电机I2、电机II1安装在固定齿轮箱壳体6的同一侧。
有益效果
1.通过控制电机I、电机II的转速可快速调节配重块的惯性半径和回转角加速度，有效提高了系统输出反作用力矩的精度，扩展了系统输出反作用力矩范围。
2.电机I、电机II安装在固定齿轮箱的同一侧，系统整体结构紧凑，有效减小了系统所需的安装和工作空间，应用于航天器和机器人领域中，有利于航天器和机器人的小型化。
附图说明
附图1为本发明结构示意图。
图中：1、电机II，2、电机I，3、固定齿轮箱壳体，3-1、安装孔，4、小齿轮I，5、轴承I，6、回转齿轮箱壳体，7、大齿轮I，8、传动轴，9、小齿轮II，10、大齿轮II，11、轴承II，12、锥齿轮I，13、轴承III，14、锥齿轮II，15、丝杠，16、轴承IV，17、丝杠螺母，18、配重块，19、导向杆，20、滑动轴承，21、挡板，22、轴承V。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明作进一步说明。
如图1为本发明结构示意图，该变惯量反作用飞轮包括固定齿轮箱组件、回转齿轮箱组件、飞轮组件，所述的固定齿轮箱组件包括电机I2、电机II1、固定齿轮箱壳体3、小齿轮I4、轴承I5、大齿轮I7、小齿轮II9、大齿轮II10、轴承II11；所述的回转齿轮箱组件包括回转齿轮箱壳体6、传动轴8、锥齿轮I12、轴承III13；本实施例中包含两套飞轮组件，两套飞轮组件对称分布，并均通过锥齿轮II14与锥齿轮I12啮合，飞轮组件包括锥齿轮II14、丝杠15、轴承IV16、丝杠螺母17、配重块18、导向杆19、滑动轴承20、挡板21和轴承V22。
所述的回转齿轮箱壳体6与大齿轮I7固定，通过轴承I5安装在固定齿轮箱壳体3上；所述的丝杠15通过轴承IV16安装到回转齿轮箱壳体6上，丝杠15的一端通过轴承V22安装有挡板21，另一端固定有锥齿轮II14，锥齿轮II14与锥齿轮I12啮合，两个导向杆19分别固定在回转齿轮箱壳体6和挡板21之间，丝杠螺母17与丝杠15啮合，丝杠螺母17与配重块18固定，配重块18与导向杆19间设置有滑动轴承20；所述的传动轴8两端通过轴承II11、轴承III13分别与固定齿轮箱壳体3、回转齿轮箱壳体6连接，传动轴8上固定有大齿轮I10、锥齿轮I12；所述的电机I2、电机II1固定在固定齿轮箱壳体3上，电机I2、电机II1的输出轴上分别固定有小齿轮I4、小齿轮II9，小齿轮I4、小齿轮II9分别与大齿轮I7、大齿轮II10相啮合。
所述的固定齿轮箱壳体3上设置有安装孔3-1，用于固定变惯量反作用飞轮。所述的回转齿轮箱壳体6上设置有两套飞轮组件。
电机I2依次通过小齿轮I4、大齿轮I7驱动回转齿轮箱壳体6回转，进而带动配重块18回转，当锥齿轮I12相对于固定齿轮箱壳体3静止时，锥齿轮II14在回转齿轮箱壳体6的带动下产生转速电机II1依次通过小齿轮II9、大齿轮II10、传动轴8驱动锥齿轮I12回转，进而带动锥齿轮II14产生转速锥齿轮II14的实际转速为通过控制电机I2、电机II1的转速来控制锥齿轮II14的转速，锥齿轮II14依次通过丝杠15、丝杠螺母17带动配重块18沿导向杆19的移动，进而控制配重块18的惯性半径，以改变飞轮组件的转动惯量，同时通过控制电机I2、电机II1的转速控制配重块18的回转角加速度，从而控制变惯量反作用飞轮输出的反作用力矩范围和精度。
Claims (2)
1.一种变惯量反作用飞轮，包括固定齿轮箱组件、回转齿轮箱组件、飞轮组件，所述的固定齿轮箱组件包括电机I(2)、电机II(1)、固定齿轮箱壳体(3)、小齿轮I(4)、轴承I(5)、大齿轮I(7)、小齿轮II(9)、大齿轮II(10)、轴承II(11)；所述的回转齿轮箱组件包括回转齿轮箱壳体(6)、传动轴(8)、锥齿轮I(12)、轴承III(13)；所述的飞轮组件包括锥齿轮II(14)、丝杠(15)、轴承IV(16)、丝杠螺母(17)、配重块(18)、导向杆(19)、滑动轴承(20)、挡板(21)和轴承V(22)；
其特征在于：电机I(2)、电机II(1)固定在固定齿轮箱壳体(3)上，电机I(2)、电机II(1)的输出轴上分别固定有小齿轮I(4)、小齿轮II(9)，小齿轮I(4)、小齿轮II(9)分别与大齿轮I(7)、大齿轮II(10)相啮合，大齿轮I(7)与回转齿轮箱壳体(6)固定，带动回转齿轮箱壳体(6)转动，回转齿轮箱壳体(6)通过轴承I(5)安装在固定齿轮箱壳体(3)上，大齿轮I(10)固定在传动轴(8)的一端，带动固定在传动轴(8)另一端的锥齿轮I(12)转动，传动轴(8)两端通过轴承II(11)、轴承III(13)分别与固定齿轮箱壳体(3)、回转齿轮箱壳体(6)连接；丝杠(15)通过轴承IV(16)安装到回转齿轮箱壳体(6)上，丝杠(15)的一端通过轴承V(22)安装有挡板(21)，另一端固定有锥齿轮II(14)，锥齿轮II(14)与锥齿轮I(12)啮合，导向杆(19)固定连接于回转齿轮箱壳体(6)和挡板(21)之间，丝杠(15)与丝杠螺母(17)啮合，丝杠螺母(17)与配重块(18)固定，配重块(18)与导向杆(19)间设置有滑动轴承(20)；
所述的固定齿轮箱壳体(3)上设置有安装孔(3-1)，用于固定变惯量反作用飞轮；所述的回转齿轮箱壳体(6)上设置有两套以上的飞轮组件；
电机I(2)依次通过小齿轮I(4)、大齿轮I(7)驱动回转齿轮箱壳体(6)回转，进而带动配重块(18)回转，当锥齿轮I(12)相对于固定齿轮箱壳体(3)静止时，锥齿轮II(14)在回转齿轮箱壳体(6)的带动下产生转速电机II(1)依次通过小齿轮II(9)、大齿轮II(10)、传动轴(8)驱动锥齿轮I(12)回转，进而带动锥齿轮II(14)产生转速锥齿轮II(14)的实际转速为通过控制电机I(2)、电机II(1)的转速来控制锥齿轮II(14)的转速，锥齿轮II(14)依次通过丝杠(15)、丝杠螺母(17)带动配重块(18)沿导向杆(19)的移动，进而控制配重块(18)的惯性半径，以改变飞轮组件的转动惯量，同时通过控制电机I(2)、电机II(1)的转速控制配重块(18)的回转角加速度，从而控制变惯量反作用飞轮输出的反作用力矩范围和精度。
2.根据权利要求1所述的一种变惯量反作用飞轮，其特征在于：电机I(2)、电机II(1)安装在固定齿轮箱壳体(6)的同一侧。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410395768.3A CN104391505B (zh) | 2014-08-13 | 2014-08-13 | 一种变惯量反作用飞轮 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410395768.3A CN104391505B (zh) | 2014-08-13 | 2014-08-13 | 一种变惯量反作用飞轮 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104391505A CN104391505A (zh) | 2015-03-04 |
| CN104391505B true CN104391505B (zh) | 2017-02-22 |
Family
ID=52609422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410395768.3A Expired - Fee Related CN104391505B (zh) | 2014-08-13 | 2014-08-13 | 一种变惯量反作用飞轮 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104391505B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107741301B (zh) * | 2017-08-22 | 2019-05-31 | 江苏大学 | 一种转动惯量可调及自动校准的惯性飞轮装置 |
| CN115247687A (zh) * | 2022-02-09 | 2022-10-28 | 许昌学院 | 一种主动可变惯量装置 |
| CN115401480A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-11-29 | 成都飞机工业（集团）有限责任公司 | 一种高速偏心旋转夹持装置及其偏心调节方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59187134A (ja) * | 1983-04-06 | 1984-10-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | はずみ車 |
| FR2778442B1 (fr) * | 1998-05-05 | 2001-02-09 | Valeo | Double volant amortisseur de torsion, notamment pour vehicule automobile |
| JP3857239B2 (ja) * | 2002-01-25 | 2006-12-13 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 弾み車の慣性抵抗軽減方法 |
| CN101555831B (zh) * | 2008-12-31 | 2011-05-04 | 靳北彪 | 惯量旋转动力发动机 |
| DE102011117395A1 (de) * | 2011-10-11 | 2013-04-11 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) | Zweimassenschwungrad |
| US20140024486A1 (en) * | 2012-07-20 | 2014-01-23 | Paolo SOTGIU | Drive assembly for tire service machines |
| CN203305222U (zh) * | 2013-03-24 | 2013-11-27 | 北京工业大学 | 一种飞轮倒立摆系统 |
| CN103332301B (zh) * | 2013-06-08 | 2015-09-23 | 北京航空航天大学 | 利用充液变惯量飞轮控制航天器姿态的方法及其执行机构 |
| CN103631280A (zh) * | 2013-11-27 | 2014-03-12 | 北京工业大学 | 一种变惯量反作用飞轮 |
| CN103904817B (zh) * | 2014-04-10 | 2016-09-14 | 北京工业大学 | 一种复合式反作用飞轮 |
-
2014
- 2014-08-13 CN CN201410395768.3A patent/CN104391505B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104391505A (zh) | 2015-03-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111267567B (zh) | 一种重摆偏心驱动的水陆两栖侦察球形机器人 | |
| CN203727654U (zh) | 多载荷吊舱稳定平台 | |
| CN104391505B (zh) | 一种变惯量反作用飞轮 | |
| CN102530269B (zh) | 一种利用流速调节控制航天器姿态的方法及其执行机构 | |
| CN107144409A (zh) | 旋转柔性梁刚柔耦合系统振动测量控制装置及方法 | |
| CN104192307B (zh) | 一种仿鸟扑翼机构 | |
| CN105782355B (zh) | 单输入双输出的传动装置 | |
| CN103523207A (zh) | 一种电动舵机 | |
| CN105251687A (zh) | 一种可调节偏心质量的旋转激振器 | |
| CN105292458A (zh) | 一种多旋翼飞行器双伞齿动力传动系统 | |
| CN104227101A (zh) | 新型螺旋铣孔装置 | |
| CN102486899B (zh) | 加载梯度随动被动加载舵机负载模拟器 | |
| CN203010161U (zh) | 一种磁悬浮控制力矩陀螺用三体框架 | |
| CN202183176U (zh) | 加载梯度随动被动加载舵机负载模拟器 | |
| Ye et al. | Theoretical and experimental study on the dynamic behavior of spur gear transmission system during hovering maneuver flights | |
| CN204535711U (zh) | 陀螺的万向调节装置 | |
| CN104595475B (zh) | 机电混合式精密传动系统的控制方法 | |
| CN104071361B (zh) | 增速飞轮惯量模拟器及利用增速飞轮惯量模拟器实现航天器转动惯量和平动惯量模拟的方法 | |
| CN204538931U (zh) | 基于空心杯电机的小模数齿轮减速电动舵机 | |
| CN106208512B (zh) | 一种角动量自平衡装置及方法 | |
| CN102522849A (zh) | 一种机载光电平台外框架消间隙力矩电机驱动轴系模块 | |
| CN106015459B (zh) | 离心作动器 | |
| CN202686757U (zh) | 一种带自锁功能的舵机用减速系统 | |
| CN103489355B (zh) | 一种深空探测模拟训练装置及其工作方法 | |
| CN103904817B (zh) | 一种复合式反作用飞轮 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170222 |