[0028] 下面结合附图1以及具体实施例对本发明作进一步的说明，需要指出的是，下面仅以一种最优化的技术方案对本发明的技术方案以及设计原理进行详细阐述，但本发明的保护范围并限于此。
[0029] 如图1所示，一种基于摆线钢球减速器的惯质馈能装置，包括上吊耳1，电机缸筒2，绕组3，动子磁极4，丝杠螺母5，丝杠螺母安装螺栓6，法兰安装螺栓7，端盖8，旋转电机上端盖轴承9，旋转电机中心转子10，旋转电机定子11，旋转电机转子轴12，外壳体13，下吊耳14，旋转电机下端盖轴承15，旋转电机壳体16，输入轴17，摆线钢球减速器18，飞轮19，输出轴20，角接触球轴承21，丝杠22，防尘罩23，直线电机动子磁轭24，直线电机定子25，电机工作腔26，动子轴27。
[0030] 所述上吊耳1与电机缸筒2焊接为一体，电机缸筒2的内侧壁沿径向呈圆形矩阵固定有直线电机定子25，直线电机定子25内均布有绕组3，动子磁极4与直线电机动子磁轭24均固定在动子轴27上，动子轴27从电机工作腔26伸出与丝杠22焊接连成一体，所述丝杠22与摆线钢球减速器的输出轴20焊接连成一体，旋转电机动子轴12与摆线钢球减速器的输入轴17焊接连成一体。
[0031] 所述外壳体13内部设有旋转电机壳体16，旋转电机壳体16固定在外壳体13内壁上，所述旋转电机壳体16内部设有旋转电机转子轴12，旋转电机转子轴12周围设有旋转电机中心转子10，且旋转电机中心转子10固定在旋转电机转子轴12上，旋转电机定子11固定在旋转电机壳体16上。
[0032] 所述动子轴27可在电机工作腔26内做径向直线往复运动，旋转电机转子轴12与固结的旋转电机中心转子10可在旋转电机壳体16内做旋转运动。下吊耳14与外壳体13焊接为一体。
[0033] 所述丝杠螺母5与丝杠22相啮合，经由丝杠螺母安装螺栓6固定在电机缸筒2的下端。
[0034] 所述法兰安装螺栓7将端盖8固定安装在丝杠22延伸出外壳体13的上端。
[0035] 所述端盖8内部安装有角接触球轴承21，轴承内环与丝杠22相配合连接，可共同旋转。
[0036] 所述旋转电机上端盖轴承9和旋转电机下端盖轴承15分别与旋转电机转子轴12相配合安装于旋转电机壳体16的上端与下端。
[0037] 所述飞轮19为均质回转体，飞轮19上设有中心孔，摆线钢球减速器的输入轴17穿过中心孔与飞轮19同轴固定连接，可同轴旋转。
[0038] 所述电机缸筒2和旋转电机壳体16之间固定安装有防尘罩23，所述丝杠螺母5和丝杠22均位于所述防尘罩23的内部。
[0039] 所述上吊耳1与隔振系统上端点相铰接，下吊耳14与隔振系统下端点相铰接，由此完成一种基于摆线钢球减速器的惯质馈能装置的安装。
[0040] 以图1所示的一种基于摆线钢球减速器的惯质馈能装置为例，其工作过程为：
[0041] 当上吊耳1与下吊耳14之间产生相对压缩或拉伸运动时，上吊耳1与电机缸筒2相对于下吊耳14和外壳体13做往复直线运动，与丝杠22相啮合的丝杠螺母5做往复直线运动，此时丝杠22做旋转运动，与丝杠22相连接的摆线钢球减速器的输出轴20以角速度we输入，并以角速度w0经输入轴输出。在此运动过程中，输出轴20作为输入端，输入轴17作为输出端，则运动过程是一个增速的过程。与摆线钢球减速器的输入轴17相连接的旋转电机中心转子10也相对于旋转电机定子11做切割磁感线旋转运动，带动旋转电机发电，在外端电路产生感应电压。
[0042] 与此同时，固定在电机缸筒2上的直线电机定子25相对于丝杠22固定的动子轴27做径向相对直线运动，动子磁极4与直线电机动子磁轭24相对于直线电机定子25做切割磁感线运动，带动直线电机发电，在外端电路产生感应电压。
[0043] 本发明所提出的一种基于摆线钢球减速器的惯质馈能装置，具有回收能量的作用。当直线电机和旋转电机处于馈能状态时，利用上下吊耳之间的相对运动使直线电机和旋转电机均处于发电状态，产生的端电压可以通过外端能量回收电路相连接，对系统的振动能量进行回收，用于其他控制系统的能量输入，相对于传统的单独的旋转电机或直线电机形式，本发明采用的双电机馈能装置具有更高的能量回收效率。摆线钢球减速器以输出轴作为输入端，输入轴作为输出端，起到增速效果，提高了旋转电机中心转子相对于定子切割磁感线的速率，进而提高能量回收效果。此外，摆线钢球传动属滚动摩擦，摩擦力很小，是近乎理想的替代转动质量元件的转动型机械元件。
[0044] 以二级摆线钢球减速器为例，忽略空气阻力、元件之间摩擦力、热变形等影响因素。丝杠的导程为p，上吊耳和下吊耳之间的相对速度为v，则丝杠的旋转角速度w0(单位为rad/s)，即输入端角速度可表示为：
[0045]
[0046] 惯质系数b可表示为：
[0047]
[0048] 式中，J为飞轮等旋转部件的转动惯量。
[0049] 摆线钢球减速器的减速比i可表示为：
[0050]
[0051] 式中，we为输出端的转速，Z1为外摆线中心盘波数、Z2为内摆线偏心盘波数，Z3为外摆线偏心盘波数，Z4为内摆线输出盘波数。
[0052] 在摆线钢球减速器运动过程中，输出轴作为输入端，输入轴作为输出端，运动过程是一个增速的过程，则旋转电机中心转子的转速w1＝we为：
[0053]
[0054] 由式(4)可知，通过改变内、外摆线盘的波数，便可得到不同的传动比。
[0055] 通过对旋转电机和直线电机的工作原理分析可知，旋转电机产生的感应电动势Ve为：
[0056]
[0057] 式中，Ke为旋转电机的电动势系数。
[0058] 直线电机产生的感应电动势Va为：
[0059] Va＝Kav (6)
[0060] 式中，Ka为直线电机的电动势系数。
[0061] 旋转电机产生输出功率P1为：
[0062]
[0063] 式中，R1为旋转电机外端回收电路电阻，r1为旋转电机内阻。
[0064] 直线电机产生的输出功率P2为：
[0065]
[0066] 式中，R2为直线电机外端回收电路电阻，r2为直线电机内阻。
[0067] 该馈能装置产生的输出功率P为：
[0068]
[0069] 选用Z1＝22、Z2＝20、Z3＝18、Z4＝20与Z1＝22、Z2＝20、Z3＝14、Z4＝16，并且选定p＝10mm，R1＝R2＝50Ω，r1＝r2＝50Ω，ka＝1.7V·s/m，Ke＝3V·s/rad，对比加入这两种摆线钢球减速器与不加入摆线钢球减速器三种情况下的旋转电机转速与对外输出功率，仿真结果如图2和图3所示。可以看出，本发明加入摆线钢球减速器后旋转电机转速明显提高，能量回收效果越好，且摆线钢球减速器传动比越大，旋转电机增速越明显。
[0070] 所述实施为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
