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1-6所示为本实施例所公开的一种转动惯量连续可变的自适应展开式飞轮，其具体包括传动轴10、飞轮安装盘20与若干展开飞轮30。飞轮安装盘20安装于传动轴10上，以用于展开飞轮30的承载与限位。其中，飞轮安装盘20与传动轴10通过键101与键槽206连接，当然，本实施例中飞轮安装盘20与传动轴10之间的连接方式并不限于键连接，仅需满足将传动轴10的扭矩稳定传递到飞轮安装盘20的连接方式即可。

具体地，飞轮安装盘20的边缘位置沿飞轮安装盘20的周向间隔设有若干与展开飞轮30一一对应的飞轮连接部201。展开飞轮30的首端转动连接在对应飞轮连接部201上靠近其首端的位置，展开飞轮30的尾端在展开飞轮30的转动过程中具有靠近或远离对应飞轮连接部201尾端的行程，其中，展开飞轮30的尾端与飞轮安装盘20之间不存在任何的连接结构，在飞轮安装盘20旋转过程中离心力的作用下，展开飞轮30的尾端会逐渐远离对应飞轮连接部201尾端，这一过程变向的连续增大了飞轮的回转半径，进而使得飞轮的转动惯量增大，其增大过程是连续的且自适应于飞轮安装盘20的转速，实现了飞轮的转动惯量自适应连续可变。

进一步具体地，飞轮连接部201上靠近其首端的位置设有扭转弹簧40，扭转弹簧40的一端抵接在对应飞轮连接部201的首端，另一端抵接在对应展开飞轮30的首端。其中，扭转弹簧40具有预紧力，该预紧力会促使展开飞轮30的尾端靠近对应飞轮连接部201的尾端。因此，当飞轮安装盘20处于静置状态时，此时展开飞轮30仅受到扭转弹簧40的预紧力，在该预紧力的作用下，使得展开飞轮30的尾端处于最接近对应飞轮连接部201尾端的状态，此时飞轮的回转半径最小。当飞轮安装盘20的转速逐渐提升时，展开飞轮30所受的旋转离心力逐渐增大，当旋转离心力大于扭转弹簧40的预紧力时，各展开飞轮30的尾端在旋转离心力的作用下逐渐远离对应飞轮连接部201的尾端，使得飞轮的回转半径逐渐增大，实现了飞轮的转动惯量连续可变。

优选地，扭转弹簧40的两端与飞轮连接部201、展开飞轮30之间除了抵接的连接方式外，还可以采用卡扣连接或钩接的方式，以防止扭转弹簧40在受力过程中发生偏转。

作为优选地实施方式，飞轮安装盘20的边缘位置沿飞轮安装盘20的周向间隔设有若干辐条形凸起202，每相邻的两个辐条形凸起202之间具有一飞轮连接部201，飞轮连接部201的首端为对应辐条形凸起202的侧壁。其中，辐条形凸起202不仅起到了连接扭转弹簧40的作用，还对展开飞轮30起到了限位作用，避免了因转角过大使得相邻的展开飞轮30之间发生碰撞。

本实施例中，飞轮安装盘20为一法兰形圆盘，其具体包括内部的凸缘203以及环绕在凸缘203上的大面端部分，其中，各飞轮连接部201构成该法兰形圆盘的大面端部分。展开飞轮30为扇形结构，其内圆弧的半径与凸缘203的半径相等，而外圆弧尺寸可根据所需转动惯量变更设计。当飞轮安装盘20静置时，各展开飞轮30的内圆弧与飞轮安装盘20的凸缘203完全贴合；当飞轮安装盘20的转速逐渐提升至一定程度后，各展开飞轮30的内圆弧逐渐远离飞轮安装盘20的凸缘203。

本实施例中，展开飞轮30通过第一销轴螺钉50转动连接在对应飞轮连接部201上。其中，第一销轴螺钉50包括从上至下依次相连的第一螺帽501、第一光轴段502与第一螺纹段503，飞轮连接部201上对应展开飞轮30的转动位置设有第一螺纹孔204，展开飞轮30上设有对应第一螺纹孔204的通孔301；第一螺纹段503穿过展开飞轮30上的通孔301后与第一螺纹孔204之间螺纹配合，展开飞轮30转动连接在第一光轴段502上。第一螺帽501用于限制展开飞轮30沿第一销轴螺钉50的长度方向窜动。其中优选地，第一螺帽501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，展开飞轮30与对应飞轮连接部201之间的连接结构不仅仅局限于第一销轴螺钉50，也可以采用其他能够达到同样效果的连接件，例如铰链等。

本实施例中，扭转弹簧40通过第二销轴螺钉60设在对应飞轮连接部201上。其中，第二销轴螺钉60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，飞轮连接部201上对应扭转弹簧40的转动位置设有第二螺纹孔205；第二螺纹段螺纹连接在第二螺纹孔205内，扭转弹簧40套设在第二光轴段上。第二螺帽用于限制扭转弹簧40沿第二销轴螺钉的长度方向窜动，其中优选地，第二光轴段上设有能够嵌入扭转弹簧40的嵌入槽，进一步限制扭转弹簧40的窜动。进一步优选地，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，扭转弹簧40与对应飞轮连接部201之间的连接结构不仅仅局限于第二销轴螺钉，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。

本实施例中，由于展开飞轮30需提供大部分转动惯量并作为可变惯量，而飞轮安装盘20需提供小部分转动惯量，以此增大整体转动惯量变化量。为此展开飞轮30采用包括碳钢材料和不锈钢材料等在内的铁基材料制作，飞轮安装盘20采用包括6061合金、硬铝等在内的轻质金属材料制作。

本实施例还公开了一种转动惯量连续可变的自适应展开式飞轮的装配方法，其具体包括以下步骤：

一种转动惯量连续可变的自适应展开式飞轮的装配方法，包括以下步骤：

步骤1，安装扭转弹簧40：将扭转弹簧40套于第二销轴螺钉60上，借助拆装工具将第二销轴螺钉与扭转弹簧40通过螺纹连接安装于飞轮安装盘20上。

步骤2，安装展开飞轮30：将第一销轴螺钉50插入展开飞轮304的通孔301中，借助拆装工具将第一销轴螺钉50与展开飞轮30通过螺纹连接安装于飞轮安装盘20上。

步骤3，重复步骤1与步骤2，将若干组扭转弹簧40与展开飞轮30安装于飞轮安装盘20上。

步骤4，完成飞轮与传动轴10的连接：通过平键连接等连接方式，将飞轮安装盘20安装于传动轴10上。

本实施还给出了一种上述转动惯量连续可变的自适应展开式飞轮的具体示例，其主要参数包括：展开飞轮30内圆弧半径为50mm，其外圆弧半径为80mm。展开飞轮30材质为304不锈钢，飞轮安装盘20材质为6061合金。忽略传动轴10与扭转弹簧40转动惯量，当若干展开飞轮30均闭合时，所述转动惯量连续可变的自适应展开式飞轮整体绕转轴转动惯量为7.39×106g·mm²，当若干展开飞轮30均展开至极限位置时，所述转动惯量连续可变的自适应展开式飞轮整体绕转轴转动惯量为1.13×107g·mm²。由此可见，展开飞轮30展开程度极大影响整体转动惯量，而展开程度随传动轴10转速而改变，由此实现了所述转动惯量连续可变的自适应展开式飞轮实用功能。而且展开飞轮30内外圆弧半径可根据设计要求而设计，得到不同的整体转动惯量。

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。