一种低惯量的增速变阻尼一体化机构

本发明涉及阻尼器，具体而言，涉及一种低惯量的增速变阻尼一体化机构。

背景技术：

1、星球车可用于月面作业，由于月面底面凹凸不平，星球车在月面行驶的过程中会产生振动，星球车移动系统上的悬架叉臂会在振动的作用下转动，影响星球车正常工作，需要使用阻尼机构阻碍悬架叉臂转动，减弱振动对星球车的影响，现有的阻尼机构常使用液体介质阻尼机构，但由于月面为低重力、真空环境，液体介质阻尼机构存在液体介质不易密封、大温差下的性能降低等问题，使用液体介质阻尼效果差，容易影响星球车正常工作。

技术实现思路

1、本发明所要解决的问题是提供一种可在月球表面工作的低惯量的增速变阻尼一体化机构。

2、为此，本发明提供了一种低惯量的增速变阻尼一体化机构，包括同轴设置的永磁体阵列组件、环形架、加速器、连接盘及铜环，所述永磁体阵列组件呈环形排列，且连接在所述环形架上，所述加速器穿设于所述环形架，所述加速器的输出端与所述连接盘连接，所述铜环连接在所述连接盘朝向所述环形架的一端上，所述铜环套设在所述永磁体阵列组件周侧，所述环形架的周侧内表面设有轴座，所述轴座上开设有沿所述环形架轴向延伸的轴孔，所述轴孔内穿设有导向轴，所述加速器的周侧表面上沿所述加速器轴向的两端均设有吊耳，所述导向轴的两端分别与两个所述吊耳连接，所述导向轴与所述轴座滑动连接。

3、可选地，所述永磁体阵列组件包括16个正方体永磁体，16个所述永磁体呈环形排列，所述永磁体边长为25毫米，相邻两个所述永磁体的n极所在直线之间的夹角为67.5度，以16个所述永磁体中心所围成圆的半径为110毫米。

4、可选地，所述环形架远离所述连接盘的一端向远离所述环形架轴向的方向延伸设有环形板，所述环形板朝向所述连接盘的端面上设有16个呈环形排布的限位块，16个所述限位块和16个所述永磁体交错抵接。

5、可选地，低惯量的增速变阻尼一体化机构还包括环形固定板，所述固定板朝向轴心的一端与所述环形架朝向所述连接盘的一端连接，所述固定板远离所述连接盘的面与16个所述永磁体抵接。

6、可选地，低惯量的增速变阻尼一体化机构还包括第一螺栓，所述加速器的输出端与所述连接盘上均开设有第一螺纹孔，所述第一螺栓穿设于所述第一螺纹孔。

7、可选地，低惯量的增速变阻尼一体化机构还包括第二螺栓，所述铜环套设在所述连接盘周侧表面上，所述铜环和所述连接板的周侧表面上均开设有第二螺纹孔，所述第二螺栓穿设于所述第二螺纹孔。

8、可选地，所述连接盘的周侧表面上设有环形凸缘，所述铜环远离所述加速器的端面与所述凸缘抵接。

9、可选地，低惯量的增速变阻尼一体化机构还包括轴承，所述轴座远离所述连接盘的面上开设有凹槽，所述凹槽的槽口设有挡环，所述轴承设置在所述凹槽内，所述导向轴穿设于所述轴承和所述挡环。

10、可选地，低惯量的增速变阻尼一体化机构还包括挡圈，所述导向轴的两端分别插入两个所述吊耳，所述导向轴的两端的周侧表面上均开设有环形槽，两个所述挡圈分别套设在两个所述环形槽内，两个所述挡圈相背离的面分别与两个所述吊耳相对的面抵接。

11、与现有技术相比，本发明的低惯量的增速变阻尼一体化机构的有益效果是：

12、本发明通过设置环形排列的永磁体阵列组件，产生磁场，将永磁体阵列组件连接在环形架上，进行固定，环形架的中心设置加速器，加速器贯穿环形架，加速器的高速输出端与连接盘的中心连接，连接盘与环形架同轴设置，连接盘朝向加速器的面上连接有铜环，铜环套设在永磁体阵列组件的周侧，铜环转动时可切割永磁体阵列组件产生磁场中的磁感线，产生感应电动势，由感应电动势产生电流，电流在磁场中受洛伦兹力，根据楞次定律，该洛伦兹力产生的效果将阻碍铜环的切割磁感线运动，产生阻尼效果，工作时，阻尼机构安装在星球车移动系统的悬架叉臂处，安装在叉臂的支点位置，在星球车行驶过程中，星球车产生的振动经由轮胎传递给悬架叉臂，使悬架叉臂转动，这种转动通常是一个低速的转动，低速的转动输入到加速器的低速输入端，带动加速器的低速输入端转动，外界的低转速输入低速输入端，经过加速器内部的加速传递到高速输出端，高速输出端连接连接盘，将增大后的转速输出，连接盘带动铜环转动，在永磁体阵列组件的磁场中转动的铜环产生感应电动势，由感应电动势产生电流，电流在磁场中受洛伦兹力，从而产生阻尼力矩，设置加速器通过放大转速，增大阻尼力矩，提高阻尼效果，环形架的周侧内表面上设有轴座，轴座上开设有沿环形架轴向延伸的轴孔，加速器的周侧表面上设有吊耳，两个吊耳沿加速器的轴向设置在加速器周侧表面的两端，设置导向轴穿设于轴孔，导向轴的两端分别与两个吊耳连接，导向轴通过吊耳与加速器连接在一起，结构简单，阻尼机构的体积较小，质量小，便于适应狭小的安装空间，且阻尼机构中重量较大的永磁体阵列组件和环形架都通过导向轴固定在了加速器的外壳上，转动部分主要由铜环组成，铜环的重量较小，因此等效的转动惯量较小，使得阻尼机构的转动惯量低，不易影响星球车正常工作，环形架可通过轴孔沿导向轴移动，永磁体阵列组件可沿导向轴移动，而铜环与导向轴的相对位置固定，即永磁体阵列组件可沿导向轴远离或靠近铜环，以调整铜环切割磁感线的体积，进而调整阻尼大小，从而控制阻尼机构输出不同的阻尼力矩，使阻尼机构能够用于多种不同的工况，相对于现有的液体介质阻尼，本发明使用电磁阻尼，可避免液体介质泄露的风险，且电磁阻尼不受真空低重力的环境干扰，阻尼效果好，可在月球表面低重力真空的环境中使用。

技术特征：

1.一种低惯量的增速变阻尼一体化机构，其特征在于，包括同轴设置的永磁体阵列组件、环形架(21)、加速器(3)、连接盘(4)及铜环(5)，所述永磁体阵列组件呈环形排列，且连接在所述环形架(21)上，所述加速器(3)穿设于所述环形架(21)，所述加速器(3)的输出端(31)与所述连接盘(4)连接，所述铜环(5)连接在所述连接盘(4)朝向所述环形架(21)的一端上，所述铜环(5)套设在所述永磁体阵列组件周侧，所述环形架(21)的周侧内表面设有轴座(22)，所述轴座(22)上开设有沿所述环形架(21)轴向延伸的轴孔，所述轴孔内穿设有导向轴(6)，所述加速器(3)的周侧表面上沿所述加速器(3)轴向的两端均设有吊耳(32)，所述导向轴(6)的两端分别与两个所述吊耳(32)连接，所述导向轴(6)与所述轴座(22)滑动连接。

2.根据权利要求1所述的低惯量的增速变阻尼一体化机构，其特征在于，所述永磁体阵列组件包括16个正方体永磁体(1)，16个所述永磁体(1)呈环形排列，所述永磁体(1)边长为25毫米，相邻两个所述永磁体(1)的n极所在直线之间的夹角为67.5度，以16个所述永磁体(1)中心所围成圆的半径为110毫米。

3.根据权利要求2所述的低惯量的增速变阻尼一体化机构，其特征在于，所述环形架(21)远离所述连接盘(4)的一端向远离所述环形架(21)轴向的方向延伸设有环形板(23)，所述环形板(23)朝向所述连接盘(4)的端面上设有16个呈环形排布的限位块(24)，16个所述限位块(24)和16个所述永磁体(1)交错抵接。

4.根据权利要求3所述的低惯量的增速变阻尼一体化机构，其特征在于，还包括环形固定板(25)，所述固定板(25)朝向轴心的一端与所述环形架(21)朝向所述连接盘(4)的一端连接，所述固定板(25)远离所述连接盘(4)的面与16个所述永磁体(1)抵接。

5.根据权利要求1所述的低惯量的增速变阻尼一体化机构，其特征在于，还包括第一螺栓(7)，所述加速器(3)的输出端(31)与所述连接盘(4)上均开设有第一螺纹孔，所述第一螺栓(7)穿设于所述第一螺纹孔。

6.根据权利要求1所述的低惯量的增速变阻尼一体化机构，其特征功在于，还包括第二螺栓(81)，所述铜环(5)套设在所述连接盘(4)周侧表面上，所述铜环(5)和所述连接板的周侧表面上均开设有第二螺纹孔，所述第二螺栓(81)穿设于所述第二螺纹孔。

7.根据权利要求6所述的低惯量的增速变阻尼一体化机构，其特征在于，所述连接盘(4)的周侧表面上设有环形凸缘(41)，所述铜环(5)远离所述加速器(3)的端面与所述凸缘(41)抵接。

8.根据权利要求1所述的低惯量的增速变阻尼一体化机构，其特征在于，还包括轴承(91)，所述轴座(22)远离所述连接盘(4)的面上开设有凹槽(221)，所述凹槽(221)的槽口设有挡环(92)，所述轴承(91)设置在所述凹槽(221)内，所述导向轴(6)穿设于所述轴承(91)和所述挡环(92)。

9.根据权利要求1所述的低惯量的增速变阻尼一体化机构，其特征在于，还包括挡圈(61)，所述导向轴(6)的两端分别插入两个所述吊耳(32)，所述导向轴(6)的两端的周侧表面上均开设有环形槽，两个所述挡圈(61)分别套设在两个所述环形槽内，两个所述挡圈(61)相背离的面分别与两个所述吊耳(32)相对的面抵接。

技术总结
本发明提供了一种低惯量的增速变阻尼一体化机构，涉及阻尼器技术领域，低惯量的增速变阻尼一体化机构包括永磁体阵列组件、环形架、加速器、连接盘及铜环，永磁体阵列组件连接在环形架上，加速器穿设于环形架，其输出端连接连接盘，铜环连接在连接盘上，套设在永磁体阵列组件周侧，环形架上设有开设有轴孔的轴座，轴孔内穿设导向轴，加速器沿其轴向的两端均设有吊耳，导向轴的两端与两个吊耳连接，导向轴与轴座滑动连接。本发明通过设置加速器通过放大转速，增大阻尼力矩，提高阻尼效果，永磁体阵列组件可沿导向轴远离或靠近铜环，控制阻尼机构输出不同的阻尼力矩，使阻尼机构能够用于多种不同的工况，可在月球表面低重力真空的环境中使用。

技术研发人员：刘振,高海波,于坤石,邓宗全,孔一鸣,刘海龙,冀飞,朱春宇,姚泓宇
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17