CN101307819A - 行程可变弹性无级变速器或转速控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种行程可变弹性无级变速器或转速控制器，它是用一定数量弹性元件或组件均匀分布在一个或多个转动周期中，作转矩的中间传动机构。在传动过程中，弹性元件或组件根据输入和输出阻力转矩及转速的大小等因素的变化及控制要求将不同程度的发生弹性形变来自动调整行程而改变传动比，并可在弹性元件或组件中增加辅助装置来改变弹性元件或组件的起始压力(或能量)或弹性系数，或者调整弹性元件或组件能量积蓄与释放的时间比(即占空比)，或者调整弹性元件或组件的传动周期，强化弹性元件或组件在转矩传动过程中调整行程的能力，在一定范围内实现无级变速的功能(或对某一转动部件的转速进行无级控制)，完成无级变速(或转速控制)任务。它的传动效率高、控制方便，易于生产。

Description

行程可变弹性无级变速器或转速控制器

技术所属领域

本发明涉及无级变速器和转速控制器具体是一种利用弹性或能发生弹性形变的元件或组件在工作环境和控制要求变化的情况下，通过对自身行程的调整而实现对转矩、转速的无级变化，或者实现对某一被控转动部件的转速进行无级控制。

技术背景

实现无级变速是汽车工业和其它许多行业一直向往的目标，目前的液力自动变速器和电控无级变速器在一定程度上取得了很大发展，但它们也存在一些不足之处：1、液力自动变速器传动比不连续，只能实现分段范围内无级变速；且传动效率低，动力性能与燃油经济不理想。2、电控无级变速器因材料原因，目前只能在一些小排量汽车中得以应用，而无法在大排量、大功率汽车中应用。3、它们结构复杂、生产成本高，且维修困难。4、在一些多动组合中尤其是带行星齿轮的传动机构中(如行星齿轮多路传动无级变速器等)，须对某一转动部件的转速进行无级控制，但又不能将其完全锁止或制动时，未有合适的控制机构能实现这一功能，使此类传动机构得不到推广应用。因以上原因，使得无级变速未能得到普及。

发明内容

本发明是这样完成的：用一定数量(三个或以上为宜)弹性(或能发生弹性形变的)元件或组件(以有一定起始压力或能量为宜)均匀分布在一个或多个转动周期中，作转矩传动的中间传动机构，并且还可在弹性(或能发生弹性形变的)元件或组件中增加辅助装置来改变弹性(或能发生弹性形变的)元件或组件的起始压力(或能量)或弹性系数，或者调整锁止(或制动)机构的锁止(或制动)与释放时间的比例(即占空比)，或者调整传动周期来进一步强化弹性(或能发生弹性形变的)元件或组件在转矩传动过程中调整行程的能力。在转矩传动过程中，由弹性(或能发生弹性形变的)元件或组件根据输入转矩、转速的大小和输出阻力转矩、转速的大小等因素的变化(并可通过调整弹性元件或组件的起始压力(或能量)或弹性系数、占空比、传动周期)来自动调整行程，在一定范围内完成无级变速任务，实现无级变速功能。在转速控制过程中，是将行程可变弹性无级转速控制器的输入轴与须控转动机构的被控部件相连，输出轴与须控转动机构的其它部件(如输入轴、输出轴、中间传动机构等)相连，弹性(或能发生弹性形变的)元件或组件根据控制要求、输入轴的输入转矩、转速的大小和输出阻力转矩、转速的大小等因素的变化(并可通过调整弹性元件或组件的起始压力(或能量)或弹性系数、占空比、传动周期)来自动调整行程，达到控制转速的目的，完成无级转速控制任务。

所述变速器(或转速控制器)是利用曲轴的转动来驱动装有弹簧(或能发生弹性形变的元件或组件)的弹性连杆，弹性连杆在做往复运动时则根据输入转矩、转速的大小和输出阻力转矩、转速的大小等因素的变化及控制要求来自动调整行程而改变传动比，去驱动后级传动机构(或控制某须控制的转动部件)来传动转矩(或控制转速)，完成无级变速(或转速控制)任务。

所述变速器(或转速控制器)是利用曲轴的转动来驱动装有起始压力(或能量)或弹性系数可连续改变的弹簧(或能发生弹性形变的元件或组件)的弹性连杆，弹性连杆在做往复运动时则根据输入转矩、转速的大小和输出阻力转矩、转速的大小等因素的变化及控制要求来自动调整弹簧(或能发生弹性形变的元件或组件)的起始压力(或能量)或弹性系数来调整行程而改变传动比，使变速器(或转速控制器)的性能更好，变速(或转速控制)范围更宽，更好的完成无级变速(或转速控制)任务。

所述变速器(或转速控制器)是直接利用卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)作间歇转矩传动机构，在前半周期接收输入转矩，并将部分(或全部)转矩传给后级传动机构，同时可将部分转矩能量积蓄；后半周期将前半周期积蓄的转矩能量继续传给后级传动机构和输入轴，并调整自身位置回到起点，卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)根据输入转矩、转速的大小和输出阻力转矩、转速的大小等因素的变化及控制要求来自动调整前半周期的行程而改变传动比，去驱动后级传动机构(或控制某须控制的转动部件)来传动转矩(或控制转速)，完成无级变速(或转速控制)任务。

所述变速器(或转速控制器)是直接利用起始压力(或能量)或弹性系数可连续改变的卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)作间歇转矩传动机构，在前半周期接收输入转矩，并将部分(或全部)转矩传给后级传动机构，同时可将部分能量积蓄；后半周期将前半周期积蓄的转矩能量继续传给后级传动机构和输入轴，并调整自身位置回到起点。卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)根据输入转矩、转速的大小和输出阻力转矩、转速的大小等因素的变化及控制要求自动调整卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)的起始压力(或能量)或弹性系数来调整前半周期的行程而改变传动比，使变速器(或转速控制器)的性能更好，变速(或转速控制)范围更宽，更好的完成无级变速(或转速控制)任务。

所述变速器(或转速控制器)是在每组传动机构中至少有两套弹性(或能发生弹性形变的)元件或组件组成弹性传动组合，一组作起始组，随时都传动转矩；其余作活动组，并分别配有锁止机构(或定位、制动装置)，各锁止机构(或定位、制动装置)根据输入转矩、转速的大小和输出阻力转矩、转速的大小等因素的变化及控制要求适时锁止(或制动)或释放各活动组，改变弹性(或能发生弹性形变的)元件或组件的弹性系数来调整行程而改变传动比，使变速器(或转速控制器)的性能更好，变速(或转速控制)范围更宽，更好的完成无级变速(或转速控制)任务。

所述变速器(或转速控制器)是在上述变速器(或转速控制器)的弹性(或能发生弹性形变的)元件或组件上安装锁止机构(或定位、制动装置)，锁止机构(或定位、制动装置)在低速时释放，由弹性(或能发生弹性形变的)元件或组件根据输入转矩、转速的大小和输出阻力转矩、转速的大小等因素的变化及控制要求自动调整弹性(或能发生弹性形变的)元件或组件的行程和传动比；高速时锁止，弹性元件或组件全速传动，提高传动效率，更好的完成无级变速(或转速控制)任务。

所述变速器(或转速控制器)是直接利用卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)作转矩传动机构，用卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)的一端作输入端接收输入转矩，另一端作输出端驱动后级传动机构，在一端配上锁止机构(或定位、制动装置)和控制系统。控制系统根据输入转矩、转速的大小和输出阻力转矩、转速的大小等因素的变化及控制要求，既可以自动调整锁止机构(或定位、制动装置)的锁止(或制动)时间和释放时间的比例(即占空比)作同周期传动，来调整行程而改变传动比；又可以自动调整各锁止机构(或定位、制动装置)的锁止(或制动)时间或调整锁止机构(或定位、制动装置)的工作数量，或者既调整锁止机构(或定位、制动装置)的工作数量又调整各锁止机构(或定位、制动装置)的锁止(或制动)时间来调整传动周期，达到调整卷簧共同行程的目的而改变传动比，使变速器(或转速控制器)具备较好的变速(或转速控制)性能和更宽的变速(或转速控制)范围，较好的完成无级变速(或转速控制)任务。

所述变速器(或转速控制器)是将前述变速器(或转速控制器)的输出轴与上述变速器(或转速控制器)的输入轴连接，通过前述无级变速减小上述无级变速器(或转速控制器)的卷簧在锁止和释放期间转矩较大的变化对输入动力的影响，使变速(或转速控制)性能更加稳定。

所述变速器(或转速控制器)是用行星齿轮机构的一个齿轮与上述变速器(或转速控制器)的输出轴相连，一个齿轮驱动后级传动机构，另一个齿轮与一端固定的卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)的自由端相连，卷簧在输出轴的转速和转矩较大时向高能位旋转积蓄能量，减小对后级传动机构的冲击；在输出轴的转速和转矩较小时向低能位旋转释放能量，提高对后级传动机构的驱动力，起到平衡变速器(或转速控制器)的输出转矩和能量，使变速器(或转速控制器)性能更加稳定。

所述变速器(或转速控制器)是利用曲轴的转动经带齿连杆来驱动一端装有带单向离合器齿轮(并有一定起始能量或起始压力(或能量)或弹性系数可连续改变或两套及以上)的卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)作间歇转矩传动机构。卷簧在前半周期接收输入转矩，并将部分(或全部)转矩传给后级传动机构，同时可将部分转矩能量积蓄；后半周期将前半周期积蓄的转矩能量继续传给后级传动机构和经带齿连杆传给输入轴，卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)根据输入转矩、转速的大小和输出阻力转矩、转速的大小等因素的变化及控制要求(并可通过调整起始压力、能量或调整弹性系数)来自动调整前半周期的行程而改变传动比，去驱动后级传动机构(或控制某须控制的转动部件)来传动转矩(或控制转速)，完成无级变速(或转速控制)任务。

所述变速器(或转速控制器)是在上述变速器(或转速控制器)的输出轴上安装合适的变速器，变速器(或转速控制器)根据输入转矩、转速的大小和输出阻力转矩、转速的大小等因素的变化及控制要求选择合适的档位，使弹性元件或组件的行程调整后得到进一步放大，提高变速器(或转速控制器)的性能，加大变速(或转速控制)范围，更好的完成无级变速(或转速控制)任务。

所述变速器(或转速控制器)是由两套(或两套以上)适合匹配的变速器(或转速控制器)组成变速器(或转速控制器)组合，或并联连接提高其变速(或转速控制)性能；或串联连接提高其变速(或转速控制)范围，使变速器(或转速控制器)的性能更完善，变速(或转速控制)范围更大，更好的完成无级变速(或转速控制)任务。

本发明的有益效果是

1、充分利用了弹性(或能发生弹性形变的)元件或组件的弹性形变原理来调整转矩传动过程中前半周期的传动行程或每一周期的占空比或者是传动周期，改变总体行程，实现了无级变速(或对转速的无级控制)任务。

2、行程可变弹性无级变速器或转速控制器由弹性或能发生弹性形变的元件或组件和固定齿数的齿轮(和齿条)组成，它的传动效率高，传动能力强，可用于不同功率的变速变矩(或转速控制)任务。

3、行程可变弹性无级变速器或转速控制器结构简单，零配件及伺服系统少并都可利用现有技术和产品，它的生产成本和设备投资低于其它无级产品。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明

图1、15是本发明实施1的结构示意图

图2、16是本发明实施2的结构示意图

图3是本发明实施3的结构示意图

图4是本发明实施4的结构示意图

图5是本发明实施5的结构示意图

图6是本发明实施6的结构示意图

图7是本发明实施7的结构示意图

图8是本发明实施8的结构示意图

图9是本发明实施9的结构示意图

图10是本发明实施10的结构示意图

图11是本发明实施11的结构示意图

图12是本发明实施15的结构示意图

图13是本发明实施13的结构示意图

图14是本发明实施14的结构示意图

具体实施方式

行程可变弹性无级变速器或转速控制器是根据弹性(或能发生弹性形变的)元件或组件在不同的受力条件和控制下，弹性(或能发生弹性形变的)元件或组件将不同程度的弹性形变，改变弹性(或能发生弹性形变的)元件或组件在传动过程中的行程，并且还可在弹性(或能发生弹性形变的)元件或组件中增加辅助装置来改变弹性(或能发生弹性形变的)元件或组件的起始压力(或能量)或弹性系数，或者调整锁止(或制动)机构的锁止(或制动)与释放时间的比例(即占空比)，或者调整传动周期来进一步强化弹性(或能发生弹性形变的)元件或组件在转矩传动过程中调整行程的能力，更好的完成无级变速(或转速控制)任务。

实施例1：结合图1、15，在曲轴[1]的三条(或以上)连杆[2]上都安装(有一定起始压力或能量的)弹簧[3](弹簧[3]也可由图15所示的(有一定气压)能上下压缩的密闭气室[3]或其它能发生弹性形变的元件或组件代替)，并互成120度角，弹簧[3]的一端安装(或套上)带齿的弹簧座[5](弹簧座[5]也可由图15所示的带齿气室套[5]代替)，并与输出轴[7]上的带单向离合器(或锁止机构)的齿轮[4]齿合，连杆[2]与带齿弹簧座[5]活动连接，并通过连杆[2]上定位或制动装置[6](定位、制动装置[6]也可由图15所示的气室壁上的定位、制动装置[6]代替)控制带齿弹簧座[5]的最大运动距离。在转矩传动(或转速控制)过程中，在曲轴[1]转动的前半周期，即曲拐从最高位置转到最低位置时，齿轮[4]的单向离合器(或锁止机构)锁止，曲轴[1]通过弹簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[3]推动带齿弹簧座[5]经带单向离合器(或锁止机构)的齿轮[4]驱动输出轴[7]；在曲轴[1]转动的后半周期回转过程中，即曲拐从最低位置转到最高位置时，齿轮[4]的单向离合器(或锁止机构)适时分离，曲拐上的连杆[2]通过定位或制动装置[6]把带齿弹簧座[5]带回起点即最高位置，完成一个转动周期。当起步或后级传动阻力较大(或须被控件高速转动)时，在前半周期，弹簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[3]前期不能克服后级阻力被压缩，同时齿轮[4]的单向离合器(或锁止机构)锁止，后期当弹簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[3]达到能驱动后级传动机构时，弹簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[3]推动带齿弹簧座[5]经带单向离合器(或锁止机构)的齿轮[4]驱动后级传动机构，这时带齿弹簧座[5]被推动的距离很短，输出轴[7]的转速很低；在后半周期，即当曲拐转过最低位置时，由于弹簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[3]还处在压缩状态，在回转过程中的前期，弹簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[3]一方面继续经带齿弹簧座[5]和带单向离合器(或锁止机构)的齿轮[4]驱动输出轴[7]，分担部分后级传动阻力转矩，另一方面驱动曲轴[1]，增加曲轴[1]的转矩，提高输入转矩的驱动能力，直到弹簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[3]可释放的能量全部释放完毕，齿轮[4]的单向离合器(或锁止机构)才分离，使输出轴上获得的转矩得到倍增或不同程度的提高。随着转速的提高或后级传动阻力的不断减小(或须被控件低速转动时)，弹簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[3]所受阻力不断减小，被压缩的距离不断减小，行程加长，带齿弹簧座[5]被推动的距离不断加大，输出轴[7]所获转矩不断减小转速不断提高；当阻力增加时，弹簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[3]又被不同程度的压缩，使输出轴[7]的转速适时改变，这样通过弹簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[3]根据输入转矩、转速的大小和输出阻力转矩、转速的大小等因素的变化及控制要求不同程度的压缩来自动调整行程，而改变输出轴[7]的转速和转矩达到无级变速(或对转速进行无级控制)的目的，完成无级变速(或转速控制)任务。

实施例2：结合图2、16，它是在实施例1的基础上，在每组弹簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[3]上增加一个带定位阀[9]、(通气)管道[8]和能上下压缩的密闭气室(或液压腔)[10]和一个压力控制系统[11](弹簧或能发生弹性形变的元件或组件[3]和密闭气室(或液压腔)[10]也可由图16所示能上下压缩的单纯密闭气室[3]或其它弹性系数能连续改变元件和机构代替)。只有在曲拐回转至某一高度(接近最高点)时，或者弹簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[3]和密闭气室[10]可释放的能量全部释放完毕时，定位阀[9]才开启打开密闭气室[10]与压力控制系统[11]的通气管道[8]，调整气压(或液压)；在其它位置均处关闭状态，以防气体(或液体)泄漏而损失能量。在转矩传动过程中，压力控制系统[11]则根据输入转矩、转速的大小和输出阻力转矩、转速的大小等因素的变化适时改变密闭气室[10]内的压力，而使弹簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[3]的起始压力或弹性系数发生改变，在起步、低速或阻力转矩较大时降低密闭气室[10]内的压力，使输出轴[7]能低速转动；在高速或阻力转矩较小时提高密闭气室[10]内的压力，使输出轴[7]可高速转动，使弹簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[3]的行程调整范围更宽、变速性能更好。在转速控制过程中，如须使被控转动部件高速转动时则降低密闭气室[10]内的压力；如须使被控转动部件低速转动时则提高密闭气室[10]内的压力，使弹簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[3]的行程变化更大，转速控制范围更宽，更好的完成转速控制任务。

实施例3：结合图3，在输入轴[5]上安装三个(或以上)驱动轮(或盘)[6]经定位锁止机构(或定位、制动装置)[7]去间歇驱动对应的(有一定起始能量的)卷簧(或其它能发生弹性形变的元件或组件)[1]的接收轮(或盘)[9]，接收轮(或盘)[9]接收转矩后将转矩经卷簧(或其它能发生弹性形变的元件或组件)[1]传给输出轮[2]，输出轮[2]再经带单向离合器(或锁止机构)的齿轮[8]将转矩传给输出轴[10]；在每个接收轮(或盘)[9]上安装回位簧[3]保证接收轮(或盘)[9]能及时回到起点；在每组接收轮(或盘)[9]与驱动轮(或盘)[6]之间通过带单向离合器(或锁止机构)的齿轮组件[4]连接，完成压缩后剩余能量的充分利用。在转矩传动(或转速控制)过程中，可选取1周(或多周)为一个传动周期，并将每组传动机构的一个周期分为前半周期和后半周期，前半周期各定位锁止机构(或制动器)[7]依次锁止，带单向离合器(或锁止机构)的齿轮组件[4]分离，带单向离合器(或锁止机构)的齿轮[8]锁止，输入转矩经驱动轮(或盘)[6]驱动接收轮(或盘)[9]，将转矩部分(或全部)传给后级传动机构，期间卷簧(或其它能发生弹性形变的元件或组件)[1]可被旋转(或压缩)至高能量位置；后半周期，定位锁止机构(或定位、制动装置)[7]分离，带单向离合器(或锁止机构)的齿轮组件[4]前期锁止，卷簧(或其它能发生弹性形变的元件或组件)[1]将前半周期积蓄的能量一方面继续传给后级传动机构，分担部分阻力转矩，另一方面经带单向离合器(或锁止机构)的齿轮组件[4]传给驱动轮(或盘)[6]，提高输入轴[5]的驱动能力，直到积蓄能量释放完毕(或回到起点)，使输入转矩的驱动力得到倍增或不同程度的提高，后期齿轮[8]的单向离合器(或锁止机构)分离，并由回位簧[3]将接收轮(或盘)[9]及整个弹性组件系统回转至起点，完成一个周期的传动任务。卷簧(或其它能发生弹性形变的元件或组件)[1]将根据输入转矩、转速的大小和输出阻力转矩、转速的大小等因素的变化及控制要求来自动调整压缩量(即旋转量)而改变行程，进而改变输出轴[10]的转速和转矩，达到无级变速(或控制转速)的目的，完成无级变速(或转速控制)任务。

实施例4：结合图4，它是在实施例3的基础上，在每组卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[1]的接收轮(或盘)[9]和输出轮[2]之间增加单向锁止(或制动)系统[11]和压力传感器[12]，传动过程中，锁止(或制动)系统[11]根据压力传感器[12]传来的信号在后半周期适时单向锁止，阻止卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[1]将前半周期积蓄的弹性能量全部释放，不同程度的提高下一周期的起始压力、能量或弹性系数，使输出轮[2]的行程增加。在转矩传动过程中，在起步、低速或阻力转矩较大时，单向锁止(或制动)系统[11]的单向锁止时间推后或不锁止，输出轮[2]的行程较小，提高输入转矩的驱动能力，使输出轴[10]能低速转动；在高速或阻力转矩较小时，单向锁止时间不断提前，使卷簧[1]的起始压力(或能量)或弹性系数增加，使输出轴[10]的转速变化更大，更好的完成无级变速任务。在转速控制过程中，如须使被控转动部件高速转动时则单向锁止(或制动)系统[11]的单向锁止时间推后或不锁止，如须使被控转动部件低速转动时则单向锁止时间不断提前，使卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[1]的行程变化更大，转速控制范围更宽，更好的完成转速控制任务。

实施例5：结合图5，它是在实施例1的基础上，在弹簧[3]的基础上每组再增加一套或多套(有一定起始压力或能量的)活动弹簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[8]、活动弹簧(或能发生弹性形变的元件或组件)座[10]和活动弹簧(或能发生弹性形变的元件或组件)座锁止机构(或定位、制动装置)[9]。在转矩传动过程中，在起步、低速或阻力转矩较大时，锁止机构(或定位、制动装置)[9]释放，活动弹簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[8]自由活动，不参与转矩传动，使输出轴[7]能低速转动；在高速或阻力转矩较小时，锁止机构(或定位、制动装置)[9]锁止，活动弹簧(或能发生弹性形变的元件或组件)座[10]与带齿的弹簧座[5]连在一起，活动弹簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[8]参与转矩传动，连杆的弹性系数增加，带齿弹簧(或能发生弹性形变的元件或组件)座套[5]的行程能增加，使输出轴[7]可高速转动，完成无级变速任务。在转速控制过程中，如须使被控转动部件高速转动时则将锁止机构(或定位、制动装置)[9]释放，如须使被控转动部件低速转动时则将锁止机构(或定位、制动装置)[9]锁止，使弹性系统的弹性系数改变，输出轴[7]的转速变化更大，转速控制范围更宽，更好的完成转速控制任务。

实施例6：结合图6，它是在实施例1的基础上，在能上下压缩的密闭气室[7]的基础上每组再增加一套或多套带密闭阀[3]并可充入一定气压能上下压缩的气室[8]，通过密闭阀[3]的启闭，决定气室[8]是否参与转矩传动而改变系统的弹性系数。在转矩传动过程中，在起步、低速或阻力转矩较大时，密闭阀[3]开启，气室[8]无弹性形变，不参与转矩传动，系统的弹性系数不变，带齿气室壁[9]行程较短，使输出轴[5]能低速转动；在高速或阻力转矩较小时，气室[8]先充入一定的气压，再关闭密闭阀[3]，气室[8]发生弹性形变，参与转矩传动，系统的弹性系数增加，带齿气室壁[9]行程能增加，使输出轴[5]可高速转动，完成无级变速任务。在转速控制过程中，如须使被控转动部件高速转动时则将密闭阀[3]开启，使系统的弹性系数不变；如须使被控转动部件低速转动时则将气室[8]先充入一定的气压，再关闭密闭阀[3]，使系统的弹性系数增加，使转速控制范围更宽，更好的完成转速控制任务。

实施例7：结合图7，它是在实施例1的基础上，在弹簧[3]的基础上每组再增加一套或多套带密闭阀[6]并可充入一定气压能上下压缩的气室[4]，通过密闭阀[6]的启闭，决定气室[4]是否参与转矩传动而改变系统的弹性系数。在转矩传动过程中，在起步、低速或阻力转矩较大时，密闭阀[6]开启，气室[4]无弹性形变，不参与转矩传动，带齿气室壁[7]行程较短，使输出轴[8]能低速转动；在高速或阻力转矩较小时，气室[4]先充入一定的气压，再关闭密闭阀[6]，气室[4]发生弹性形变，参与转矩传动，带齿气室壁[7]行程能增加，使输出轴[8]可高速转动，完成无级变速任务。在转速控制过程中，如须使被控转动部件高速转动时则将密闭阀[6]开启，使系统的弹性系数不变；如须使被控转动部件低速转动时则将气室[4]先充入一定的气压，再关闭密闭阀[6]，使系统的弹性系数增加，使转速控制范围更宽，更好的完成转速控制任务。

实施例8：结合图8，它是在实施例3的基础上，在转簧[3]的基础上每组再增加一套或多套带锁止机构(或定位、制动装置)[4](和有一定起始能量)的活动卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[2]，通过锁止机构(或定位、制动装置)[4]的锁止或释放，决定活动卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[2]是否参与转矩传动而改变系统的弹性系数。在转矩传动过程中，在起步、低速或阻力转矩较大时，锁止机构(或定位、制动装置)[4]释放，活动卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[2]自由活动，不参与转矩传动，系统的弹性系数不变，输出轮[1]的行程较短，使输出轴[10]能低速转动；在高速或阻力转矩较小时，在接收轮(或盘)[11]回到起点时，锁止机构(或定位、制动装置)[4]锁止，活动卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[2]被固定在接收轮(或盘)[11]上参与转矩传动，增加系统的弹性系数，输出轮[1]的行程能增加，使输出轴[10]可高速转动，完成无级变速任务。在转速控制过程中，如须使被控转动部件高速转动时则将锁止机构(或定位、制动装置)[4]释放，使系统的弹性系数不变，输出轮[1]能低速转动；如须使被控转动部件低速转动时则将锁止机构(或定位、制动装置)[4]锁止，使系统的弹性系数增加，输出轮[1]可高速转动，使转速控制范围更宽，更好的完成转速无级控制任务。

实施例9：结合图9，它是在实施例1、2、3、4等的基础上，在连杆[2](或接收轮或盘[9])与带齿弹簧(或能发生弹性形变的元件或组件)座套[5](或输出轮[2])之间安装一套锁止机构(或定位、制动装置)[8]。在转矩传动过程中，在起步、低速或阻力转矩较大时，锁止机构(或定位、制动装置)[8]释放，使输出轴[7](或[10])能低速转动；在高速或阻力转矩较小时，锁止机构(或定位、制动装置)[8]锁止，使连杆[2](或卷簧组件)全速传动，输出轴[7](或[10])高速转动，提高传动效率，使无级变速性能更好。在转速控制过程中，如须使被控转动部件高速转动时则将锁止机构(或定位、制动装置)[8]释放，使输入轴[1]能高速转动；当须受控件转速降至极低时，锁止机构(或定位、制动装置)[8]锁止，阻止受控转动部件高速转动，更好的完成转速无级控制任务。

实施例10：结合图10，它是在输入轴[4]上安装多条卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[1]并互成等角接收输入转矩，卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[1]则通过输出轮[2]驱动带单向离合器(或锁止机构)的齿轮[6]带动输出轴[5]一起转动。控制系统[7]根据输入转矩、转速的大小和输出阻力转矩、转速的大小等因素的变化及控制要求，既可以使所有卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[1]共用同一周期控制机构依次作等相位差同周期的转动，依次使各卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[1]不同程度的在锁止机构(或制动器)[3]的锁止期间积蓄能量，在释放期间又将能量释放，并适时调整各锁止机构(或制动器)[3]的锁止与释放之间的时间比(即占空比)；又可以使所有卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[1]在传动过程中，通过调整卷簧[1]参入蓄能的数量或蓄能时间或既调整卷簧[1]参入蓄能的数量又调整蓄能时间改变所有有传动任务的卷簧[1]完成一次能量积蓄的周期。虽然这不能使单条卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[1]的行程增加，但在能量吸收和释放阶段，卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[1]既可以逐条锁止或释放，也可以不同程度的多条同转或停转(或空转)，使卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[1]的共同行程(即输出轴[5]的转速)发生改变，完成无级变速(或转速控制)任务。在转矩传动过程中，控制系统[7]根据输入转矩、转速的大小和输出阻力转矩、转速的大小等因素的变化及压力传感器传来的信号，依次控制各锁止机构(或制动器)[3]是否锁止或锁止时间的长短，即在起步、低速或阻力转矩较大时，控制系统[7]使大多数或所有锁止机构(或制动器)[3]依次锁止一定时间使卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[1]积蓄一定能量，或增加各锁止机构(或制动器)[3]的锁止时间使每组卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[1]都得到较高的能量积蓄，或者既使大多数或所有锁止机构(或制动器)[3]依次锁止又增加各锁止机构(或制动器)[3]的锁止时间使每组卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[1]都得到较高的能量积蓄，使完成一周期的蓄能次数增多、时间延长，输出轴[5]获得的转速较低，但由于充能的卷簧[1]较多或各卷簧[1]能量积蓄高，输出轴[5]获得的合转矩较大，驱动能力增强；在高速或阻力转矩较小时，控制系统[7]逐步减少锁止机构(或制动器)[3]的工作数量，或者缩短各锁止机构(或制动器)[3]的锁止时间降低能量积蓄，或者既逐步减少锁止机构(或制动器)[3]的工作数量又缩短各锁止机构(或制动器)[3]的锁止时间降低能量积蓄，缩短完成一周期的蓄能时间，使输出轴[5]所获转矩减小转速可提高，完成无级变速任务。在转速控制过程中，如须使被控转动部件高速转动时则增加锁止机构(或制动器)[3]的工作数或增加各锁止机构(或制动器)[3]的锁止(或制动)时间或既增加锁止机构(或制动器)[3]的工作数量又增加各锁止机构(或制动器)[3]的锁止时间使每组卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[1]都得到较高的能量积蓄，延长充能周期(或减小占空比)，使输入轴[5]能高速转动；当须受控件转速降低时，减少锁止机构(或制动器)[3]的工作数量或锁止(或制动)时间或既减少锁止机构(或制动器)[3]的工作数量又减少锁止(或制动)时间缩短充能周期(或增大占空比)，阻止受控转动部件高速转动，完成转速无级控制任务。

实施例11：结合图11，它是在输入轴[5]上安装驱动轮(或盘)[6]经锁止机构(或制动器)[4]驱动接收轮(或盘)[8]，卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[1]将接收轮(或盘)[8]传来的转矩能量经输出轮[2]驱动带单向离合器(或锁止机构)的齿轮[9]传给输出轴[7]，单向离合器(或锁止机构)[3]阻止接收轮(或盘)[8]在锁止机构(或制动器)[4]释放时反向转动，使之与驱动轮(或盘)[6]的转向保持一致，防止能量损失。控制系统[10]根据输入转矩、转速的大小和输出阻力转矩、转速的大小等因素的变化及控制要求，既可以使所有卷簧[1]共用同一个周期控制机构依次作等相位差相同周期的转动，依次使各卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[1]不同程度的在锁止机构(或制动器)[4]的锁止期间积蓄能量，在释放期间又将能量释放，并适时调整各锁止机构(或制动器)[4]的锁止与释放之间的时间比(即占空比)；又可以使所有卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[1]在传动过程中通过改变锁止机构(或制动器)[4]的工作数量或锁止(或制动)时间，或既改变锁止机构(或制动器)[4]的工作数量又改变锁止(或制动)时间使整个系统的传动周期改变，使所有卷簧[1]的共同行程(即输出轴[7]的转速)发生改变，完成无级变速(或转速控制)任务。在转矩传动过程中，控制系统[10]根据输入转矩、转速的大小和输出阻力转矩、转速的大小等因素的变化和压力传感器[11]传来的信号，依次控制各锁止机构(或制动器)[4]是否锁止或锁止时间的长短，即在起步、低速或阻力转矩较大时，控制系统[10]使大多数或所有锁止机构(或制动器)[4]依次工作，即依次锁止一定时间后释放，转矩经驱动轮(或盘)[6]依次传给大多数或全部卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[1]，使卷簧[1]得到一定的能量积蓄，或增加各锁止机构(或制动器)[4]的锁止时间使每组卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[1]都得到较高的能量积蓄，或者既使大多数或所有锁止机构(或制动器)[4]依次锁止又增加各锁止机构(或制动器)[4]的锁止时间使每组卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[1]都得到较高的能量积蓄，使完成一周期的充能次数增多、时间延长，输出轴[2]获得的转速较低，但由于充能的卷簧[1]较多或各卷簧[1]能量积蓄高，输出轴[2]获得的合转矩较大，驱动能力增强；在高速或阻力转矩较小时，控制系统[10]减少锁止机构(或制动器)[4]的工作数量，或者缩短各锁止机构(或制动器)[4]的锁止时间，降低卷簧[1]的能量积蓄，或者既减少锁止机构(或制动器)[4]的工作数量又要缩短各锁止机构(或制动器)[4]的锁止时间降低卷簧[1]的能量积蓄，缩短完成一周期的充能时间，使输出轴[7]可高速转动，完成无级变速任务。在转速控制过程中，如须使被控转动部件高速转动时则增加锁止机构(或制动器)[4]的工作数或锁止机构(或制动器)[4]的锁止时间或既增加锁止机构(或制动器)[4]的工作数量又增加锁止机构(或制动器)[4]的锁止时间延长充能周期(或减小占空比)，使输入轴[5]能高速转动；当须受控件转速降低时，减少锁止机构(或制动器)[4]的工作数或锁止机构(或制动器)[4]的锁止时间或既减少锁止机构(或制动器)[4]的工作数量又减少锁止机构(或制动器)[4]的锁止时间缩短充能周期(或增大占空比)，阻止受控转动部件高速转动，完成转速无级控制任务。

实施例12：结合图1、11，它是在实施例1(或2、3、4等)、11(或10、13等)的基础上，将实施例1的输出轴[7]与实施例11的输入轴[5]相连，通过实施例1的无级变速减小实施例11(或10、13)的卷簧[1]在锁止机构(或制动器)[4]的锁止和释放期间转矩较大的变化对输入动力的影响，使变速(或转速控制)性能更加稳定。

实施例13：结合图13，它是在实施例11(或10、12)的基础上，将输出轴[7]与行星齿轮机构的一转动部件行星架[13]相连，用行星齿轮机构的一转动部件齿圈[12]作输出轮，卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[15]一端固定在机壳上，一端与行星齿轮机构的一转动部件太阳轮[14]连接，卷簧[15]在输出轴[7]的转速和转矩较大时向高能位旋转积蓄能量，减小对后级传动机构的冲击；在输出轴[7]的转速和转矩较小时向低能位旋转释放能量，提高对后级传动机构的驱动能力，起到平衡变速器(或转速控制器)的输出转矩和能量，使变速器(或转速控制器)性能更加稳定。

实施例14：结合图14，它是在实施例1、3(或4、8等)的基础上，用曲轴[1]经带齿连杆[2]、单向离合器[6]、(接收轮或盘[7])、转簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[3](和驱动轮或盘[5])去驱动输出轴[4]，单向离合器[6]可以安装在带齿连杆[2]与转簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[3](或接收轮或盘[7])之间，也可以安装在转簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[3](或驱动轮或盘[5])与输出轴[4]之间。转簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[3]可以使用实施例[3]的(有一定起始能量或压力的)转簧[1]、实施例[4]的起始能量或弹性系数可连续改变的转簧组件([1]、[2]、[9]、[11])或实施例[8]的两套及以上的转簧组件([1]、[2]、[3]、[4]、[11])等弹性元件或组件。传动转矩时，曲轴[1]的转动使转矩由带齿连杆[2]经单向离合器[6](或直接)驱动(接收轮或盘[7]再经)(有一定起始能量或压力、起始能量或弹性系数可连续改变或两套及以上的)转簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[3]传给(驱动盘或轮[5]再传给)(单向离合器[6]去驱动)输出轴[4]，完成转矩传动。卷簧[3]在前半周期接收输入转矩，并将部分(或全部)转矩传给后级传动机构，同时可将部分转矩能量积蓄；后半周期将前半周期积蓄的转矩能量继续传给后级传动机构和经带齿连杆[2]传给输入曲轴[1]，卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)[3]根据输入转矩、转速的大小和输出阻力转矩、转速的大小等因素的变化及控制要求(或调整起始压力(或能量)、或调整弹性系数)来自动调整前半周期的行程而改变传动比，去驱动后级传动机构(或控制某须控制的转动部件)来传动转矩(或控制转速)，完成无级变速(或转速控制)任务。

实施例15：结合图12，它是在实施例1(2、3、4、5、6……等)的基础上，在输出轴[7](或输入轴[1])上再增加一变速器[8]，变速器[8]根据输入转矩、转速的大小和输出阻力转矩、转速的大小等因素的变化及控制要求选择合适的档位，使弹性元件或组件的行程调整后得到进一步放大，使变速器(或转速控制器)的性能更完善，变速(或转速控制)范围更大，更好的完成无级变速(或转速控制)任务。

实施例16：结合图1(或2、5、6)、3(或4、7、8、10等)，它是用两套(或两套以上)适合匹配的变速器(或转速控制器)组成变速器(或转速控制器)组合，用输入转矩同时驱动实施例1的曲轴[1]与实施例3的输入轴[5]，用实施例1的输出轴[7]与实施例3的输出轴[10]同时驱动后级传动机构，并使它们传动高峰错开一定的角度，避开传动时高峰相遇，通过并联连接提高其变速(或转速控制)性能；或用实施例1的输出轴[7](或曲轴[1])与实施例3的输入轴[5](或输出轴[10])相连，通过串联连接提高其变速(或转速控制)范围，使变速器(或转速控制器)的性能更完善，变速(或转速控制)范围更大，更好的完成无级变速(或转速控制)任务。

Claims (10)

1、用一定数量(三个或以上为宜)能发生弹性形变的元件或组件(以有一定起始压力或能量为宜)均匀分布在一个或多个转动周期中，作转矩的中间传动机构。在不同的工作环境和控制下，弹性元件或组件根据输入转矩、转速的大小和输出阻力转矩、转速的大小等因素的变化及控制要求将不同程度的发生弹性形变来自动调整行程而改变传动比，并可在弹性元件或组件中增加辅助装置来改变弹性元件或组件的起始压力(或能量)或弹性系数，或者调整弹性元件或组件能量积蓄与释放的时间比(即占空比)，或者调整所有有传动任务的弹性元件或组件完成一次能量积蓄的周期(即传动周期)，强化弹性元件或组件在转矩传动过程中调整行程的能力，在一定范围内实现无级变速的功能(或对某一转动部件的转速进行无级控制)，完成无级变速(或转速控制)任务。

2、根据权利要求1，结合实施例1、3、14等和图1、3、14等，用具有一定起始压力或能量的弹性元件或组件作中间传动机构，在传动过程中，弹性元件或组件作等周期的间歇传动，在前半周期接收输入转矩，并将部分(或全部)转矩传给后级传动机构，同时可将部分转矩能量积蓄；后半周期将前半周期积蓄的转矩能量继续传给后级传动机构和输入轴。弹性元件或组件根据输入转矩、转速的大小和输出阻力转矩、转速的大小等因素的变化及控制要求来自动调整前半周期的行程而改变传动比，去驱动后级传动机构(或控制某须控制的转动部件)来传动转矩(或控制转速)，完成无级变速(或转速控制)任务。

3、根据权利要求1、2，结合实施例2、4、14等和图2、4、14等，直接利用起始压力(或能量)或弹性系数可连续改变的弹性元件或组件作间歇转矩传动机构。弹性元件或组件的控制系统根据输入转矩、转速的大小和输出阻力转矩、转速的大小等因素的变化及控制要求自动调整弹性元件或组件的起始压力(或能量)或弹性系数来调整前半周期的行程而改变传动比，使变速器(或转速控制器)的性能更好，变速(或转速控制)范围更宽，更好的完成无级变速(或转速控制)任务。

4、根据权利要求1、2，结合实施例5、6、7、8、14等和图5、6、7、8、14等，在每组传动机构中至少有两套弹性元件或组件组成弹性传动组合，一组作起始组，随时都传动转矩；其余作活动组，并分别配有锁止机构(或定位、制动装置)，各锁止机构(或定位、制动装置)根据输入转矩、转速的大小和输出阻力转矩、转速的大小等因素的变化及控制要求适时锁止(或制动)或释放各活动组，改变弹性元件或组件的弹性系数来调整行程而改变传动比，使变速器(或转速控制器)的性能更好，变速(或转速控制)范围更宽，更好的完成无级变速(或转速控制)任务。

5、根据权利要求1、2，结合实施例9和图9，在实施例1、2、3、4、5、6、7、8等的连杆与带齿座套之间(或弹性元件或组件上)安装锁止机构(或定位、制动装置)，锁止机构(或定位、制动装置)在低速时释放，由弹性元件或组件自动调整行程改变传动比，高速时锁止，弹性元件或组件不再发生弹性形变，由连杆(或弹性元件或组件)全速传动，提高传动效率，更好的完成无级变速(或转速控制)任务。

6、根据权利要求1，结合实施例10、11和图10、11，直接利用卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)作转矩传动机构，用卷簧的一端作输入端接收输入转矩，另一端作输出端驱动后级传动机构，在一端配上锁止机构(或定位、制动装置)和控制系统。控制系统根据输入转矩、转速的大小和输出阻力转矩、转速的大小等因素的变化及控制要求，既可以使卷簧在同一周期控制机构控制下，自动调整各锁止机构(或定位、制动装置)的锁止(或制动)和释放时间的比例使卷簧在每一周期的能量积蓄发生改变来调整共同行程而控制转速(或改变传动比)；也可以自动调整各锁止机构(或定位、制动装置)的锁止(或制动)时间或调整锁止机构(或定位、制动装置)的工作数量，或者既调整各锁止机构(或定位、制动装置)的锁止(或制动)时间又调整锁止机构(或定位、制动装置)的工作数量来改变所有有传动任务的卷簧(或其它弹性元件或组件)完成一次能量积蓄的周期(即传动周期)，达到调整共同行程的目的而改变传动比，使变速器(或转速控制器)具备较好的变速(或转速控制)性能和更宽的变速(或转速控制)范围，较好的完成无级变速(或转速控制)任务。

7、根据权利要求1、6、8，结合实施例12，将实施例1、2、3、4等的输出轴与实施例10、11、13等的输入轴连接，通过实施例1、2、3、4等的无级变速减小实施例10、11、13等无级变速器(或转速控制器)的卷簧在锁止和释放期间转矩较大的变化对输入动力的影响，使变速(或转速控制)性能更加稳定。

8、根据权利要求1、6、7，结合实施例13和图13，用行星齿轮机构的一个齿轮与实施例10、11、12等的输出轴相连，一个齿轮驱动后级传动机构，另一个齿轮与一端固定的卷簧(或能发生弹性形变的元件或组件)的自由端相连，卷簧在输出轴的转速和转矩较大时向高能位旋转积蓄能量，降低对后级传动机构的冲击；在输出轴的转速和转矩较小时向低能位旋转释放能量，提高对后级传动机构的驱动力，起到平衡变速器(或转速控制器)的输出转矩和能量，使变速器(或转速控制器)性能更加稳定。

9、根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8等，结合实施例15和图12，在前述变速器(或转速控制器)的输出轴(或输入轴)上安装合适的变速器，变速器根据输入转矩、转速的大小和输出阻力转矩、转速的大小等因素的变化及控制要求选择合适的档位，使弹性元件或组件的行程调整后得到进一步放大，提高变速器(或转速控制器)的性能，加大变速(或转速控制)范围，更好的完成无级变速(或转速控制)任务。

10、根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8等，结合实施例16，由两套(或两套以上)适合匹配的变速器(或转速控制器)组成变速器(或转速控制器)组合，或并联连接提高其变速(或转速控制)性能；或串联连接提高其变速(或转速控制)范围，使变速器(或转速控制器)的性能更完善，变速(或转速控制)范围更大，更好的完成无级变速(或转速控制)任务。

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