一種能量轉化輸出系統的製作方法
2023-07-08 13:32:16
專利名稱：一種能量轉化輸出系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於動力轉化輸出技術設備領域，尤其是涉及一種能量轉化輸出系統。
背景技術：
機械對外做功中最重要的一部分就是扭矩輸出，工業革命就是從將蒸汽內能轉化為扭矩機械能開始的，可見扭矩輸出在人類文明史上的重要地位。在現在的工業中，無論是液壓馬達，或是內燃機，他們統一的特徵就是將能量轉化成機械扭矩進行輸出。在目前的扭矩輸出系統中，內燃機和液壓馬達雖然功率足夠，但是效率低，汙染大。
發明內容
為了提供一種清潔、無汙染、高效、低能耗的能量輸出轉化方式，本發明提出一種能量轉化輸出系統。實現上述有益效果的技術方案為，一種能量轉化輸出系統，包括支架、箱體和固定在箱體中心並將箱體連接到支架上的轉軸，所述箱體包括前、後兩端的配重區和中部的動力區，前、後兩端的配重區內分別容納有配重塊，前、後兩端的配重塊通過傳動杆固定到一起；動力區內固定有導軌，導軌與箱體平行且箱體的中心在導軌中垂線上，在導軌與傳動杆之間還連接有動力體，動力體沿導軌往復運動同時帶動傳動杆驅動配重塊同向運動，且在動力體運動到導軌前/後端點時，動力體和前、後配重塊分別越過箱體中心到達該側的最大位置。本技術方案中，利用動力體帶動配重塊沿導軌方向往復移動，偏移本系統的箱體重心，使箱體沿轉軸轉動；動力體在運動時，傳動杆與導軌之間的同步但不同速的運動速率可以使動力體和兩個配重塊同時移動到轉軸的同側，力矩加大，增加對外輸出功率。在箱體內充滿浮力液，在箱體外側連接有虹吸管，虹吸管連接在箱體前、後端點構成浮力液流通迴路。本技術方案中，填充液體利用液體對配重塊產生的浮力抵消配重塊對電機的部分壓力，降低電機功耗；採用虹吸管分別為左、右力矩室構成液體流動的迴路，增大了液體流動的速率，減小了液體對配重塊運動時的阻力。在虹吸管上還連接有補液管。在浮力液減少時，利用補液管向箱體內添加或補充液體，方便以後系統的維護。前、後配重塊與箱體之間分別連接有滑輪組和纜繩，纜繩一端連接在箱體一側，另一端穿過滑輪組後與對側的箱體連接到一起。本技術方案中，採用滑輪組配合繩索增加配重塊之間的連接，同時繩索增加動力體的力矩傳輸通道，利用柔性的纜繩在配重塊移動的時候配合傳動杆為配重塊提供拉力，保證設備運行平穩。所述滑輪組包括與配重塊連接的配重塊滑輪和連接在箱體頂端內側的端點滑輪，纜繩由箱體一側依次穿過同側的配重塊滑輪和端點滑輪後再穿過對側的端點滑輪和配重塊滑輪連接到對側箱體上。本技術方案中，滑輪組的結構保證纜繩在傳導力的時候能量損失最小，同時將力均勻分布到纜繩上，增加穩定性。所述傳動杆和導軌表面分別為齒條結構，動力體與傳動杆和導軌通過嚙合方式連接在一起。本技術方案中，採用齒條傳動的方式，力的傳導速率快，保證傳動杆的運動速率，便於本系統在高轉速下的使用。所述動力體包括電機和與電機輸出軸連接到一起的齒輪箱，齒輪箱將電機動力通過與傳動杆哨合的傳動齒輪和與導軌哨合的導軌齒輪輸出到傳動杆和導軌上。本技術方案中，採用齒輪嚙合的方式，齒輪與齒條之間嚙合關係明確，運動速度便於控制，同時齒輪與傳動杆和導軌的嚙合比值一定，便於控制配重塊和動力體的運行速率及路程，使動力體運動到一端時配重塊也恰好運動到極限位置。 傳動齒輪和傳動杆之間的傳動比與導軌齒輪和導軌之間的傳動比的比例對應。本技術方案中，導軌齒輪與傳動齒輪的傳動比對應成比例，根據導軌和傳動杆的長度，在動力體運動到導軌頂端時保證配重塊也運動到頂端，提高實用效率，便於選擇齒輪齒數。
圖1為本發明的一種實施方式的結構示意 圖2為本發明的動力體內部與導軌和傳動杆的一種嚙合結構示意 圖3為本發明運行時的一種實施例的結構示意 圖中，1、支架；2、箱體；21、浮力液；22、虹吸管；23、補液管；3、轉軸；4、配重區；41、配重塊；42、傳動杆；5、動力區；51、導軌；6、動力體；61、電機；62、齒輪箱；621、傳動齒輪；622、導軌齒輪；7、滑輪組；71、配重塊滑輪；72、端點滑輪；8、纜繩。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步說明。參照圖1，本發明的一種實施方式。一種能量轉化輸出系統，包括支架1、箱體2和固定在箱體中心並將箱體連接到支架上的轉軸3，所述箱體包括前、後兩端的配重區4和中部的動力區5，前、後兩端的配重區內分別容納有配重塊41，前、後兩端的配重塊通過傳動杆42固定到一起；動力區內固定有導軌51，導軌與箱體平行且箱體的中心在導軌中垂線上，其特徵在於，在導軌與傳動杆之間還連接有動力體6，動力體沿導軌往復運動同時帶動傳動杆驅動配重塊同向運動，且在動力體運動到導軌前/後端點時，動力體和前、後配重塊分別越過箱體中心到達該側的最大位置。在虹吸管上還連接有補液管23。前、後配重塊與箱體之間分別連接有滑輪組7和纜繩8，纜繩一端連接在箱體一側，另一端穿過滑輪組後與對側的箱體連接到一起。所述滑輪組包括與配重塊連接的配重塊滑輪71和連接在箱體頂端內側的端點滑輪72，纜繩由箱體一側依次穿過同側的配重塊滑輪和端點滑輪後再穿過對側的端點滑輪和配重塊滑輪連接到對側箱體上。結合圖2，所述傳動杆和導軌表面分別為齒條結構，動力體與傳動杆和導軌通過嚙合方式連接在一起。所述動力體包括電機61和與電機輸出軸連接到一起的齒輪箱62，齒輪箱將電機動力通過與傳動杆嚙合的傳動齒輪621和與導軌哨合的導軌齒輪622輸出到傳動杆和導軌上。傳動齒輪和傳動杆之間的傳動比與導軌齒輪和導軌之間的傳動比的比例對應。本發明在使用的時候，電機驅動配重塊運動到箱體的一側，結合圖3，由於導軌和傳動杆的長度成比例，在動力體運動到導軌的一端時，兩個配重塊對應的越過箱體中心到達該側的最大位移處。由於轉軸固定在箱體的中心位置，在配重塊運動到箱體一側時，重力力矩發生變化，重力力矩大的一側帶動箱體轉動，且在動力體運動到一端時，動力體、前、後配重塊都在箱體的中心一側，即轉軸一側，造成箱體轉軸兩側重力力矩差最大，重力力矩做功效率最高，提高了箱體的力矩輸出效率。本發明中，利用滑輪組配合傳動杆共同帶動配重塊運動，使配重塊運動更加平穩，保證本發明的使用壽命。本發明在使用的時候，還可以在箱體上安裝傳感器，在動力體上安裝控制模塊，傳感器收集箱體運動時的轉速和力矩信息，計算出動力體改變力矩的最佳時間，通過控制模塊控制動力體向另一側運動，提高本系統的實用效率。以上所述，為本發明的較佳實施案例，並非對本發明作任何限制，凡是根據本發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬於本發明技術方案的保護範圍內。
權利要求
1.一種能量轉化輸出系統，包括支架(I)、箱體(2)和固定在箱體中心並將箱體連接到支架上的轉軸(3)，所述箱體包括前、後兩端的配重區(4)和中部的動力區(5)，前、後兩端的配重區內分別容納有配重塊(41)，前、後兩端的配重塊通過傳動杆(42)固定到一起；動力區內固定有導軌(51)，導軌與箱體平行且箱體的中心在導軌中垂線上，其特徵在於，在導軌與傳動杆之間還連接有動力體(6)，動力體沿導軌往復運動同時帶動傳動杆驅動配重塊同向運動，且在動力體運動到導軌前/後端點時，動力體和前、後配重塊分別越過箱體中心到達該側的最大位置。
2.根據權利要求1所述的能量轉化輸出系統，其特徵在於，在箱體內充滿浮力液(21)，在箱體外側連接有虹吸管(22)，虹吸管連接在箱體前、後端點構成浮力液流通迴路。
3.根據權利要求2所述的能量轉化輸出系統，其特徵在於，在虹吸管上還連接有補液管(23)。
4.根據權利要求1所述的能量轉化輸出系統，其特徵在於，前、後配重塊與箱體之間分別連接有滑輪組(7)和纜繩(8)，纜繩一端連接在箱體一側，另一端穿過滑輪組後與對側的箱體連接到一起。
5.根據權利要求4所述的能量轉化輸出系統，其特徵在於，所述滑輪組包括與配重塊連接的配重塊滑輪(71)和連接在箱體頂端內側的端點滑輪(72)，纜繩由箱體一側依次穿過同側的配重塊滑輪和端點滑輪後再穿過對側的端點滑輪和配重塊滑輪連接到對側箱體上。
6.根據權利要求1所述的能量轉化輸出系統，其特徵在於，所述傳動杆和導軌表面分別為齒條結構，動力體與傳動杆和導軌通過嚙合方式連接在一起。
7.根據權利要求6所述的能量轉化輸出系統，其特徵在於，所述動力體包括電機(61)和與電機輸出軸連接到一起的齒輪箱(62)，齒輪箱將電機動力通過與傳動杆嚙合的傳動齒輪(621)和與導軌哨合的導軌齒輪(622)輸出到傳動杆和導軌上。
8.根據權利要求7所述的能量轉化輸出系統，其特徵在於，傳動齒輪和傳動杆之間的傳動比與導軌齒輪和導軌之間的傳動比的比例對應。
全文摘要
本發明提出一種能量轉化輸出系統，包括支架、箱體和固定在箱體中心並將箱體連接到支架上的轉軸，所述箱體包括前、後兩端的配重區和中部的動力區，前、後兩端的配重區內分別容納有配重塊，前、後兩端的配重塊通過傳動杆固定到一起；動力區內固定有導軌，導軌與箱體平行且箱體的中心在導軌中垂線上，在導軌與傳動杆之間還連接有動力體，動力體沿導軌往復運動同時帶動傳動杆驅動配重塊同向運動，且在動力體運動到導軌前/後端點時，前、後配重塊分別越過箱體中心到達該側的最大位置。
文檔編號F03G7/00GK103195676SQ201310077219
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月12日 優先權日2013年3月12日
發明者潘漢祥 申請人:潘漢祥