CN104948698A - 一种往复-旋转运动转换机构 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种往复-旋转运动转换机构，包括：机体、曲轴、活塞、曲轴行星运动保证机构、两个摇臂轴和至少两个摇臂。所述曲轴行星运动保证机构限制所述曲轴做行星运动；所述曲轴与所述活塞可旋转的配合；所述活塞安置在机体上为其设置的往复运动轨道中；所述两个摇臂轴各以其主轴颈为安装轴可旋转的安装在所述机体内；所述曲轴在所述摇臂的中部与其以可旋转方式连接，所述摇臂轴在所述摇臂的端部与其以可旋转方式连接。本往复-旋转运动转换机构将运动机构与支撑机构分开，通过曲轴行星运动保证机构保证所述曲轴自转和公转，通过摇臂和摇臂轴为所述曲轴提供支撑，可提供较大的负载能力，同时没有震动，能够实现完全的平衡。

Description

一种往复-旋转运动转换机构

技术领域

本申请涉及机械领域，具体的说是一种往复-旋转运动转换机构。

背景技术

在传统的内燃机中，通常都是通过曲柄连杆机构将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动，进而由该曲轴驱动相应的运动部件，对外输出动力。在传统的压缩机中，也是通过曲柄连杆机构将曲轴的旋转运动转换为活塞的往复运动，对汽缸内的空气进行压缩。

由于曲柄连杆结构存在明显缺陷：内燃机和压缩机体积庞大、笨重且平衡性能差。因此，本领域技术人员在后来用具有偏心孔的圆形旋转块取代了连杆。这种机构使往复运动与旋转运动之间的转换得以简化，采用该转换机构的内燃机和压缩机相对于传统的内燃机和压缩机体积下降，重量减轻，且平衡性好。

但采用具有偏心孔的圆形旋转块取代连杆的机构也有无法克服的明显缺陷，表现在：使用该结构的内燃机和压缩机，活塞冲程不能做得过大，否则，具有偏心孔的圆形旋转块半径相应的也会变得较大，导致摩擦功消耗较大，造成内燃机能量输出率较低或压缩机能量使用率较低，且会对轴承部件造成严重损坏，降低其使用寿命，因而未能得到推广应用。

随后，本发明人在申请号为201410749272.1的专利文件中提出了使用曲轴代替圆形旋转块的方法，解决了圆形旋转块机构活塞冲程较小的问题，同时采用齿轮结构解决了曲轴旋转死点的问题，并采用了旋转的支撑臂提供支撑，上述机构在轻型发动机领域得以应用，但在重型发动机中尤其是多缸发动机应用时，存在结构复杂、齿轮易磨损、负载能力不足、不便于输出的问题。

发明内容

鉴于上述缺陷，本申请提供一种负载能力强、便于组合应用的往复-旋转运动转换机构。

本申请采用的技术方案是：

本申请提供一种往复-旋转运动转换机构，包括：机体、曲轴、活塞、曲轴行星运动保证机构、两个摇臂轴和至少两个摇臂；

所述曲轴包括位于两端的曲轴颈以及至少一段曲轴曲柄销；

所述摇臂轴包括位于两端的主轴颈和至少一段摇臂轴曲柄销；

所述曲轴行星运动保证机构安装在所述机体上，用于限制所述曲轴做行星运动；

所述活塞的数量与所述曲轴的曲轴曲柄销的数量相同，所述活塞包括活塞头和活塞杆；所述活塞杆设置有曲柄销通过孔，所述曲轴曲柄销通过所述曲柄销通过孔与所述活塞可旋转的配合；所述活塞安置在机体上为其设置的往复运动轨道中；该往复运动轨道的轴线与所述曲轴的公转轴线垂直；

所述两个摇臂轴各以其主轴颈为安装轴可旋转的安装在所述机体内，以其轴线与所述曲轴的旋转轴线平行的方式安装，两个摇臂轴布置在所述曲轴轴线的两侧，并且两个摇臂轴的轴线和所述曲轴的公转轴线位于同一个平面上；

所述摇臂中部设置有曲轴颈通过孔，所述曲轴的曲轴颈通过所述曲轴颈通过孔与所述摇臂可旋转的配合；所述摇臂两端分别设置有摇臂轴曲柄销通过孔，所述摇臂轴曲柄销通过所述摇臂轴曲柄销通过孔与所述摇臂可旋转的配合。

可选的，所述曲轴行星运动保证机构包括：齿轮和内齿圈；

所述齿轮上设置有中心孔，所述曲轴的曲轴颈固定安装在所述齿轮的中心孔上；所述齿轮与所述内齿圈啮合；所述内齿圈固定安装在所述机体上，其轴线与所述曲轴的公转轴线在同一条直线上。

可选的，所述齿轮与所述内齿圈的齿数比为1:2。

可选的，所述曲轴行星运动保证机构包括：滑动件；

所述滑动件与所述曲轴的至少一段曲轴颈或曲柄臂以可旋转方式连接；所述机体上为该滑动件设置滑道，使该滑动件能够在该滑道中滑动；所述滑道与所述曲轴的公转轴线垂直且与所述活塞的运动方向不平行；

所述滑动件与所述曲轴的连接关系，使当所述活塞在往复运动的最远端和最近端时，所述滑动件沿所述滑道方向的动量不为零。

可选的，所述滑动件包括：滚动轴承；

所述曲轴的至少一个曲柄臂的外周面为圆形，并且其轴线与所述曲轴的公转轴线在同一条直线上；

所述滑动件与所述曲轴的至少一段曲轴颈或曲柄臂以可旋转方式连接，是指作为滑动件的所述滚动轴承安装于所述曲柄臂外周面；该滚动轴承的外径面与机体上为其设置的滑道相切。

可选的，所述滑动件包括：动平衡滑块；

所述滑动件与所述曲轴的至少一段曲轴颈或曲柄臂以可旋转方式连接，是指所述曲轴的至少一段曲轴曲柄销以可旋转方式与所述动平衡滑块连接。

可选的，所述活塞的数量为偶数个，其中每两个活塞组成一组V型活塞对；每组V型活塞对中的两个活塞的运动方向不平行且均与所述曲轴的公转轴线垂直；所述曲轴行星运动保证机构包括：每个所述往复运动轨道中与所述活塞杆配合的滑道段。

可选的，所述摇臂轴的至少一个主轴颈伸出所述机体作为输出轴或者输入轴；其伸出部分设置有作为输出轴或者输入轴的机械结构。

可选的，所述曲轴曲柄销的轴线与所述曲轴的曲轴颈的轴线的距离，所述曲轴的曲轴颈的轴线与所述曲轴的公转轴线的距离，以及所述摇臂轴曲柄销的轴线与所述摇臂轴的主轴颈的轴线的距离，三者均相等。

可选的，所述活塞的数量为沿所述曲轴的公转轴线直列排布的至少两个；每个活塞的往复运动的相位相同；所述摇臂轴包括至少一段摇臂轴曲柄销；所述摇臂轴曲柄销的数量大于两段时，该至少两个摇臂轴曲柄销的轴线在同一条直线上。

可选的，所述活塞的数量为沿所述曲轴的公转轴线直列排布的n个；所述摇臂轴包括n段摇臂轴曲柄销，该n段摇臂轴曲柄销在所述摇臂轴的横截面上投影在圆周上均布，n为正整数。

可选的，所述活塞的数量为偶数个，其中每两个活塞组成一组V型活塞对；每组V型活塞对中的两个活塞的运动方向不平行且均与所述曲轴的公转轴线垂直；所述曲轴上与所述V型活塞对中的两个活塞相配合的两段曲轴曲柄销呈中心对称分布。

可选的，所述每组V型活塞对中的两个活塞的运动方向互相垂直。

可选的，所述活塞的数量大于四个时，所述V型活塞对沿所述曲轴的公转轴线直列排布。

可选的，所述曲轴为双拐曲轴，所述双拐曲轴包括两段或三段曲轴颈以及两段曲轴曲柄销，该双拐曲轴以其几何中心呈中心对称分布；所述双拐曲轴的两段曲轴曲柄销分别与所述V型活塞对中的两个活塞相配合；所述双拐曲轴包括三段曲轴颈时，其中一段曲轴颈位于所述两段曲轴曲柄销之间。

可选的，所述摇臂轴曲柄销的数量为一段，或是与所述双拐曲轴的曲轴颈数量相同，或是所述双拐曲轴的曲轴颈数量的二倍，或是所述双拐曲轴的曲轴颈数量的三倍；

所述摇臂轴曲柄销的数量大于一段时，所述摇臂轴曲柄销的轴线在同一条直线上，或者所述摇臂轴曲柄销在所述摇臂轴的横截面上的投影在圆周上均匀分布。

可选的，所述活塞的数量为两个；所述双拐曲轴的数量是一个；所述摇臂的数量是两个或三个；所述摇臂轴曲柄销的数量为一段、两段或三段；所述摇臂轴曲柄销的数量为两段或三段时，其轴线在同一条直线上。

可选的，所述活塞的数量为四个；所述双拐曲轴的数量是两个；所述摇臂的数量是四个或六个；所述摇臂轴曲柄销的数量是一段、两段、四段或六段；所述摇臂轴曲柄销的数量是两段时，该两段摇臂轴曲柄销的两条轴线在同一条直线上，或者该两段摇臂轴曲柄销以所述摇臂轴的几何中心呈中心对称分布；所述摇臂轴曲柄销的数量是四段或六段时，其中与同一个双拐曲轴配合的两段或三段摇臂轴曲柄销的两条轴线在同一条直线上，该四段或六段摇臂轴曲柄销的轴线在同一条直线上，或者该四段或六段摇臂轴曲柄销以所述摇臂轴的几何中心呈中心对称分布。

可选的，所述活塞的数量为六个；所述双拐曲轴的数量是三个；所述摇臂的数量是六个或九个；所述摇臂轴曲柄销的数量是一段、三段、六段或者九段；所述摇臂轴曲柄销的数量是三段时，该三段摇臂轴曲柄销的三条轴线在同一条直线上，或者该三段摇臂轴曲柄销在所述摇臂轴的横截面上投影的夹角互为120度；所述摇臂轴曲柄销的数量是六段或九段时，其中与同一个双拐曲轴配合的两段或三段摇臂轴曲柄销的两条轴线在同一条直线上，该六段或九段摇臂轴曲柄销的轴线在同一条直线上，或者该六段或九段摇臂轴曲柄销在所述摇臂轴的横截面上的三个投影的夹角互为120度。

可选的，所述曲轴的数量为一个，其中每两段相邻的曲轴曲柄销之间有一段曲轴颈，该曲轴颈的轴线与所述曲轴两端的曲轴颈的轴线在同一条直线上；所述摇臂的数量与所述曲轴颈的数量相同；所述摇臂轴曲柄销的数量为所述摇臂数量的整数倍；所述摇臂轴曲柄销的数量大于一段时，每段摇臂轴曲柄销的轴线均在同一条直线上。

可选的，所述活塞的数量为四个；所述曲轴包括四段曲轴曲柄销和五段曲轴颈；所述摇臂的数量为五个；所述摇臂轴包括一段摇臂轴曲柄销或五段摇臂轴曲柄销；所述摇臂轴包括五段摇臂轴曲柄销时，该五段摇臂轴曲柄销的轴线在同一条直线上。

可选的，所述活塞包括两端的两个活塞头和中间的活塞杆。

可选的，所述往复-旋转运动转换机构还包括圆滑块，所述圆滑块以其中轴线可旋转的方式安装在所述机体上，其旋转轴与所述曲轴的曲轴颈的公转轴线在同一条直线上；所述圆滑块上设置有偏心孔，所述曲轴的曲轴颈以可旋转方式与所述圆滑块的偏心孔配合。

可选的，所述圆滑块上设置有作为输出轴或者输入轴的机械结构。

可选的，所述曲轴的曲柄臂包含配重结构。

可选的，所述摇臂轴的曲柄臂包含配重结构。

与现有技术相比，本申请具有以下优点：

本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构，包括：机体、曲轴、活塞、曲轴行星运动保证机构、两个摇臂轴和至少两个摇臂。其中所述曲轴包括位于两端的曲轴颈以及至少一段曲轴曲柄销；所述摇臂轴包括位于两端的主轴颈和至少一段摇臂轴曲柄销；所述曲轴行星运动保证机构安装在所述机体上，用于限制所述曲轴做行星运动；

所述活塞的数量与所述曲轴的曲轴曲柄销的数量相同，所述活塞包括活塞头和活塞杆；所述活塞杆设置有曲柄销通过孔，所述曲轴曲柄销通过所述曲柄销通过孔与所述活塞可旋转的配合；所述活塞安置在机体上为其设置的往复运动轨道中；该往复运动轨道的轴线与所述曲轴的公转轴线垂直；

所述两个摇臂轴各以其主轴颈为安装轴可旋转的安装在所述机体内，以其轴线与所述曲轴的旋转轴线平行的方式安装，两个摇臂轴布置在所述曲轴轴线的两侧，并且两个摇臂轴的轴线和所述曲轴的公转轴线位于同一个平面上；

所述摇臂中部设置有曲轴颈通过孔，所述曲轴的曲轴颈通过所述曲轴颈通过孔与所述摇臂可旋转的配合；所述摇臂两端分别设置有摇臂轴曲柄销通过孔，所述摇臂轴曲柄销通过所述摇臂轴曲柄销通过孔与所述摇臂可旋转的配合。

相较于现有技术，本申请中，一方面，将运动机构与支撑机构分开，通过曲轴行星运动保证机构保证所述曲轴自转和公转，通过摇臂和摇臂轴为所述曲轴提供支撑，解决了采用齿轮支撑易磨损、负载小的问题，可提供较大的负载能力；另一方面，可以采用所述摇臂轴作为输出轴或者输入轴，通过将所述摇臂轴加强加粗即可在不明显增加整机尺寸的情况下提高负载能力；再一方面，通过调整所述曲轴不同曲柄销间的相位差，可用于制造V型发动机或各种活塞泵，提高整机的稳定性、降低震动；最后，由于所述曲轴和摇臂轴是可拓扑延伸的，只需要相应调整活塞及气缸的排列方式，就可以沿所述曲轴的轴向排列多个气缸，以用于制造多缸重型发动机或活塞泵。相较于通常的曲柄连杆机构，由于曲轴进行行星运动机构，且所述曲轴和所述摇臂轴都进行了配重处理，因此，本机构没有震动，能够实现完全的平衡。

附图说明

图1为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例一的正面剖面图；

图2为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例一的曲轴部位的侧向断面图；

图3为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例一的摇臂轴部位的侧向断面图；

图4为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例一的曲轴的断面图；

图5为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例一的曲轴的侧视图；

图6为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例一的摇臂轴的断面图；

图7为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例一的摇臂轴的侧视图；

图8为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例一的摇臂的剖面图；

图9为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例二的正面剖面图；

图10为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例二的曲轴部位的侧向断面图；

图11为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例二的的俯视图；

图12为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例二的曲轴的断面图；

图13为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例二的曲轴的侧视图；

图14为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例二的摇臂轴的断面图；

图15为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例二的摇臂轴的侧视图；

图16为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例二的摇臂的剖面图；

图17为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例三的正面剖面图；

图18为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例三的侧视图；

图19为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例三的双拐曲轴的断面图；

图20为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例三的摇臂轴的断面图；

图21为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例三的摇臂的剖面图；

图22为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例四的正面剖面图；

图23为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例四的侧视图；

图24为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例四的曲轴的断面图；

图25为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例四的摇臂轴的断面图；

图26为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例四的摇臂的剖面图；

图27为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例五的正面剖面图；

图28为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例五的侧视图；

图29为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例五的双拐曲轴的剖面图；

图30为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例五的双拐曲轴的断面图；

图31为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例五的摇臂轴的剖面图；

图32为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例五的摇臂轴的断面图；

图33为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例五的摇臂的剖面图；

图中，101为机体，102为曲轴，103为活塞，104为摇臂轴，105为摇臂，106为内齿圈，107为齿轮，108为圆滑块，109为往复运动轨道，110为双拐曲轴，1021为曲轴颈，1022为曲轴曲柄销，1023为曲轴曲柄臂，1031为活塞头，1032为活塞杆，1041为主轴颈，1042为摇臂轴曲柄销，1043为摇臂轴曲柄臂，1051为曲轴颈通过孔，1052为摇臂轴曲柄销通过孔，1101为曲轴颈，1102为曲轴曲柄销，1103为曲轴曲柄臂。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

本申请提供了一种，下面依次结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

请参考图1至图8，其为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例一的附图，其中图1为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例一的正面剖面图，图2为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例一的曲轴部位的侧向断面图，图3为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例一的摇臂轴部位的侧向断面图，图4为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例一的曲轴的断面图，图5为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例一的曲轴的侧视图，图6为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例一的摇臂轴的断面图，图7为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例一的摇臂轴的侧视图，图8为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例一的摇臂的剖面图。

所述往复-旋转运动转换机构包括：机体101、曲轴102、活塞103、两个摇臂轴104、两个摇臂105、内齿圈106和齿轮107。

其中所述曲轴102包括位于两端的曲轴颈1021以及一段曲轴曲柄销1022；所述摇臂轴104包括位于两端的主轴颈1041和一段摇臂轴曲柄销1042；

所述活塞103的数量与所述曲轴102的曲轴曲柄销1022的数量相同，均为一个，所述活塞103包括活塞头1031和活塞杆1032；所述活塞杆1032上设置有曲柄销通过孔，所述曲轴曲柄销1022通过所述曲柄销通过孔与所述活塞103可旋转的配合；所述活塞103安置在机体101上为其设置的往复运动轨道中，该往复运动轨道的轴线与所述曲轴102的公转轴线垂直；

所述两个摇臂轴104各以其主轴颈1041为安装轴可旋转的安装在所述机体101内，以其轴线与所述曲轴102的旋转轴线平行的方式安装，两个摇臂轴104布置在所述曲轴102轴线的两侧，并且两个摇臂轴104的轴线和所述曲轴102的公转轴线位于同一个平面上；

所述摇臂105中部设置有曲轴颈通过孔1051，所述曲轴102的曲轴颈1021通过所述曲轴颈通过孔1051与所述摇臂105可旋转的配合；所述摇臂105两端分别设置有摇臂轴曲柄销通过孔1052，所述摇臂轴曲柄销1042通过所述摇臂轴曲柄销通过孔1052与所述摇臂105可旋转的配合；

所述齿轮107上设置有中心孔，所述曲轴102的曲轴颈1021固定安装在所述齿轮107的中心孔上；所述齿轮107与所述内齿圈106啮合；所述内齿圈106固定安装在所述机体101上，其轴线与所述曲轴102的公转轴线在同一条直线上，且该轴线与所述齿轮107的中心孔为外离关系，所述齿轮107与所述内齿圈106的齿数比为1:2。

该往复-旋转运动转换机构实施例一运行时，可以将所述活塞103的往复运动转换为所述曲轴颈1021和所述摇臂轴104的旋转运动，也可以将所述曲轴颈1021和所述摇臂轴104的旋转运动转换为所述活塞103的往复运动。具体工作过程如下：

当将所述活塞103的往复运动转换为所述曲轴颈1021和所述摇臂轴104的旋转运动时，所述活塞103在所述机体101为其设置的往复运动轨道中往复运动，带动所述曲轴102的曲轴曲柄销1022同步直线运动，从而驱动与所述曲轴曲柄销1022偏心设置的曲轴颈1021在所述齿轮107和内齿圈106的限制下做行星运动，并通过与所述曲轴颈1021可旋转连接的摇臂105带动位于所述曲轴102两侧的两个摇臂轴104各自以其主轴颈1041为旋转轴同步旋转运动。通过这种结构，利用所述齿轮107和内齿圈106限制所述曲轴102有规律的做行星运动，保证整机顺畅运转；同时利用所述摇臂105和所述摇臂轴104作为所述曲轴102的支撑结构，为所述曲轴102提供了良好的冲击负载承受能力，应用到发动机上后能够使发动机提供大马力输出，由于采用了行星运动的曲轴结构，同时具有工作稳定、震动小、不易损坏、寿命长等优点。

当将所述摇臂轴104的旋转运动转换为所述活塞103的往复运动时，所述摇臂轴104以其主轴颈1041为旋转轴做旋转运动，通过所述摇臂105带动所述曲轴102的曲轴颈1021同步旋转运动，且在所述齿轮107和内齿圈106的限制下进行自转，由于所述活塞103被限制在所述机体101为其设置的往复运动轨道中，所以所述曲轴102的曲轴曲柄销1022也被限制直线运动，从而利用所述曲轴102的曲轴颈1021的旋转运动驱动所述活塞103直线往复运动。

当将所述曲轴颈1021的旋转运动转换为所述活塞103的往复运动时，由于所述活塞103被限制在所述机体101为其设置的往复运动轨道中，所以所述曲轴102的曲轴曲柄销1022也被限制直线运动，从而利用所述曲轴102的曲轴颈1021的旋转运动驱动所述活塞103直线往复运动。

具体实施时，可以将所述摇臂轴104的至少一个主轴颈1041伸出所述机体101作为输出轴或者输入轴，并在其伸出部分设置作为输出轴或者输入轴的机械结构，例如齿轮、带轮、链轮等都是常规结构，可以根据具体工作要求选用，此处不再赘述，其均在本申请的保护范围之内。

需要说明的是，所述曲轴曲柄销1022的轴线与所述曲轴102的曲轴颈1021的轴线的距离，所述曲轴102的曲轴颈1021的轴线与所述曲轴102的公转轴线的距离，以及所述摇臂轴曲柄销1042的轴线与所述摇臂轴104的主轴颈1041的轴线的距离，三者均相等。其中所述曲轴102的公转轴线也是所述曲轴颈1021的公转轴线。

需要说明的是，在常规的曲轴运动机构中，所述活塞103运动到最近端和最远端时，是所述曲轴102运动的死点，可能会导致所述曲轴102的无序运动，而在本申请提供的机构中，通过采用内齿圈106和齿轮107，当所述曲轴102公转时，带动所述齿轮107沿所述内齿圈106做行星运动，通过所述齿轮107的运动惯性，带动所述曲轴102过死点，使所述曲轴102沿单个方向公转，保证所述摇臂105以及所述摇臂轴104有序旋转运动。

在本申请提供的上述实施例中，采用内齿圈106和齿轮107限制所述曲轴做行星运动，这是曲轴行星运动保证机构的一种实施方式，除此之外在本申请的一个实施例中，所述曲轴102的至少一个曲柄臂1023的外周面为圆形，并且其轴线与所述曲轴102的公转轴线在同一条直线上；在该曲柄臂1023外周面安装滚动轴承；该滚动轴承的外径面与机体101上为其设置的轴承滑道滑动相切，所述轴承滑道与所述曲轴102的公转轴线以及所述活塞103的运动方向均垂直。这样，在所述曲轴102公转时，所述滚动轴承沿所述轴承滑道左右滑动，利用所述滚动轴承的滑动惯性也可保证所述曲轴102做行星运动。同时也可以利用所述滚动轴承的滑动惯性带动所述曲轴102过死点，使所述曲轴102沿单个方向公转，保证所述摇臂105以及所述摇臂轴104有序旋转运动。

另外，作为曲轴行星运动保证机构的另外一种实施方式，可以安装一动平衡滑块，所述动平衡滑块与所述曲轴102的至少一段曲轴颈1021或曲柄臂1023以可旋转方式连接；所述机体101上为该动平衡滑块设置滑道，使该动平衡滑块能够在该滑道中滑动；所述滑道与所述曲轴102的公转轴线垂直且与所述活塞103的运动方向不平行；所述动平衡滑块与所述曲轴102的连接关系，使当所述活塞103在往复运动的最远端和最近端时，所述动平衡滑块沿所述滑道方向的动量不为零。这样，在所述曲轴102公转时，所述动平衡滑块沿所述滑道左右滑动，利用所述动平衡滑块的滑动惯性也可保证所述曲轴102做行星运动。同时也可以利用所述动平衡滑块的滑动惯性带动所述曲轴102过死点，使所述曲轴102沿单个方向公转，保证所述摇臂105以及所述摇臂轴104有序旋转运动。

以上均为曲轴行星运动保证机构的变更实施方式，除此外也可采用现有技术中的其他曲轴行星运动保证机构，此处不再赘述，其均在本申请的保护范围之内。

需要说明的是，为了便于安装，所述摇臂105一般做成分体式，具体做法是，在所述曲轴颈通过孔1051和所述摇臂轴曲柄销通过孔1052的位置将所述摇臂105做成分体的，在与所述曲轴102和所述摇臂轴104组装后再用螺栓将分体部固定连接即可。容易理解的是，为了保证所述曲轴102平稳转动，降低其转动对整机造成的震动，所述曲轴102的曲轴曲柄臂103包含配重结构。基于相同的考虑，所述摇臂轴104的摇臂轴曲柄臂1043也包含配重结构。在本申请提供的一个实施例中，所述往复-旋转运动转换机构还包括圆滑块，所述圆滑块以其中轴线可旋转的方式安装在所述机体上，其旋转轴与所述曲轴102的曲轴颈1021的公转轴线在同一条直线上；所述圆滑块上设置有偏心孔，所述曲轴102的曲轴颈1021以可旋转方式与所述圆滑块的偏心孔配合。所述圆滑块可以起到辅助支撑作用，同时由于在所述曲轴颈1021的带动下会进行旋转，也可以将其作为输出结构，在所述圆滑块上设置有作为输出轴或者输入轴的机械结构,所述机械结构可以根据具体工作要求选用齿轮、带轮、链轮等，此处不再赘述，其均在本申请的保护范围之内。

在本申请的一个实施例中，所述活塞103包括两端的两个活塞头1031和中间的活塞杆1032，从而在所述活塞103的两端可以布置两个气缸，利用两个气缸对向交替提供冲力，可以解决单一气缸冲程运动和回程运动动力输出不一致的问题，更好的保证整机运行的连续性、稳定性、低震动，以及提供更大的输出马力。

以上为本申请提供的往复-旋转运动转换机构实施例一。

请参考图9至图16，其为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例二的附图，其中图9为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例二的正面剖面图，图10为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例二的曲轴部位的侧向断面图，图11为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例二的的俯视图，图12为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例二的曲轴的断面图，图13为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例二的曲轴的侧视图，图14为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例二的摇臂轴的断面图，图15为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例二的摇臂轴的侧视图，图16为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例二的摇臂的剖面图。

本实施例二是将三个上述实施例一中的活塞沿曲轴的公转轴线直列排布后的变更实施方式，因此相通之处不再赘述，请参照上述往复-旋转运动转换机构实施例一的说明。

所述往复-旋转运动转换机构包括：机体101、三个曲轴102、三个活塞103、两个摇臂轴104、六个摇臂105、三个内齿圈106和三个齿轮107。

其中所述三个活塞103沿所述曲轴的公转轴线直列排布；每个曲轴102包括位于两端的曲轴颈1021以及一段曲轴曲柄销1022；所述摇臂轴104包括位于两端的主轴颈1041和三段摇臂轴曲柄销1042，该三段摇臂轴曲柄销1042在所述摇臂轴的横截面上投影的夹角为互为120度；

所述活塞103的数量与所述曲轴102的曲轴曲柄销1022的数量相同，均为三个，所述活塞103包括活塞头1031和活塞杆1032；每个所述活塞杆1032上均设置有曲柄销通过孔，每个所述曲轴曲柄销1022通过所述曲柄销通过孔分别与对应的每个所述活塞103可旋转的配合；所述活塞103安置在机体101上为其设置的往复运动轨道中，该往复运动轨道的轴线与所述曲轴102的公转轴线垂直；

所述两个摇臂轴104各以其主轴颈1041为安装轴可旋转的安装在所述机体101内，以其轴线与所述曲轴102的旋转轴线平行的方式安装，两个摇臂轴104布置在所述曲轴102轴线的两侧，并且两个摇臂轴104的轴线和所述曲轴的公转轴线位于同一个平面上；

每个所述摇臂105中部设置有曲轴颈通过孔1051，所述曲轴102的曲轴颈1021通过所述曲轴颈通过孔1051与所述摇臂105可旋转的配合，每个所述曲轴102与两个所述摇臂105配合；每个所述摇臂105两端分别设置有摇臂轴曲柄销通过孔1052，所述摇臂轴曲柄销1042通过所述摇臂轴曲柄销通过孔1052与所述摇臂105可旋转的配合，每个所述摇臂轴曲柄销1042与两个所述摇臂105配合；

所述三个齿轮107上均设置有中心孔，所述曲轴102的曲轴颈1021固定安装在所述齿轮107的中心孔上；每个所述齿轮107均与与其配合的一个所述内齿圈106啮合；所述三个内齿圈106均固定安装在所述机体101上，其三条轴线均与所述曲轴102的公转轴线在同一条直线上，且该三条轴线与所述齿轮107的中心孔为外离关系，每个所述齿轮107与所述内齿圈106的齿数比为1:2。。

该往复-旋转运动转换机构实施例二运行时，可以将所述活塞103的往复运动转换为所述曲轴颈1021和所述摇臂轴104的旋转运动，也可以将所述曲轴颈1021和所述摇臂轴104的旋转运动转换为所述活塞103的往复运动。具体工作过程如下：

当将所述活塞103的往复运动转换为所述曲轴颈1021和所述摇臂轴104的旋转运动时，所述活塞103在所述机体101为其设置的往复运动轨道中往复运动，带动所述曲轴102的曲轴曲柄销1022同步直线运动，从而驱动与所述曲轴曲柄销1022偏心设置的曲轴颈1021在所述齿轮107和内齿圈106的限制下做行星做公转运动，并通过与所述曲轴颈1021可旋转连接的摇臂105带动位于所述曲轴102两侧的两个摇臂轴104各自以其主轴颈1041为旋转轴同步旋转运动。通过这种结构，利用所述齿轮107和内齿圈106限制所述曲轴102有规律的做行星运动，保证整机顺畅运转；同时利用所述摇臂105和所述摇臂轴104作为所述曲轴102的支撑结构，为所述曲轴102提供了良好的冲击负载承受能力，应用到发动机上后能够使发动机提供大马力输出，由于采用了行星运动的曲轴结构，本机构还具有工作稳定、震动小、不易损坏、寿命长等优点，同时由于所述三段摇臂轴曲柄销1042在所述摇臂轴的横截面上投影的夹角为互为120度，在运行时，所述三个活塞也形成相应的相位差依次提供冲力，能够进一步保证输出的连续性和机构的稳定性。

当将所述摇臂轴104的旋转运动转换为所述活塞103的往复运动时，所述摇臂轴104以其主轴颈1041为旋转轴做旋转运动，通过所述摇臂105带动所述曲轴102的曲轴颈1021同步旋转运动，且在所述齿轮107和内齿圈106的限制下进行自转，由于所述活塞103被限制在所述机体101为其设置的往复运动轨道中，所以所述曲轴102的曲轴曲柄销1022也被限制直线运动，从而利用所述曲轴102的曲轴颈1021的旋转运动驱动所述活塞103直线往复运动，又由于所述三段摇臂轴曲柄销1042在所述摇臂轴的横截面上投影的夹角为互为120度，可实现三个活塞103等时间间隔依次往复运动。

当将所述曲轴颈1021的旋转运动转换为所述活塞103的往复运动时，由于所述活塞103被限制在所述机体101为其设置的往复运动轨道中，所以所述曲轴102的曲轴曲柄销1022也被限制直线运动，从而利用所述曲轴102的曲轴颈1021的旋转运动驱动所述活塞103直线往复运动，又由于所述三段摇臂轴曲柄销1042在所述摇臂轴的横截面上投影的夹角为互为120度，可实现三个活塞103等时间间隔依次往复运动。

具体实施时，可以将所述摇臂轴104的至少一个主轴颈1041伸出所述机体101作为输出轴或者输入轴，并在其伸出部分设置作为输出轴或者输入轴的机械结构，例如齿轮、带轮、链轮等都是常规结构，可以根据具体工作要求选用，此处不再赘述，其均在本申请的保护范围之内。

需要说明的是，所述曲轴曲柄销1022的轴线与所述曲轴102的曲轴颈1021的轴线的距离，所述曲轴102的曲轴颈1021的轴线与所述曲轴102的公转轴线的距离，以及所述摇臂轴曲柄销1042的轴线与所述摇臂轴104的主轴颈1041的轴线的距离，三者均相等。其中所述曲轴102的公转轴线也是所述曲轴颈1021的公转轴线。

需要说明的是，在常规的曲轴运动机构中，所述活塞103运动到最近端和最远端时，是所述曲轴102运动的死点，可能会导致所述曲轴102的无序运动，而在本申请提供的机构中，通过采用内齿圈106和齿轮107，当所述曲轴102公转时，带动所述齿轮107沿所述内齿圈106做行星运动，通过所述齿轮107的运动惯性，带动所述曲轴102过死点，使所述曲轴102沿单个方向公转，保证所述摇臂105以及所述摇臂轴104有序旋转运动。

在本申请提供的上述实施例中，采用内齿圈106和齿轮107限制所述曲轴做行星运动，这是曲轴行星运动保证机构的一种实施方式，除此之外，在本申请的一个实施例中，所述曲轴102的至少一个曲柄臂1023的外周面为圆形，并且其轴线与所述曲轴102的公转轴线在同一条直线上；在该曲柄臂1023外周面安装滚动轴承；该滚动轴承的外径面与机体101上为其设置的轴承滑道滑动相切，所述轴承滑道与所述曲轴102的公转轴线以及所述活塞103的运动方向均垂直。这样，在所述曲轴102公转时，所述滚动轴承沿所述轴承滑道左右滑动，利用所述滚动轴承的滑动惯性也可保证所述曲轴102做行星运动。同时也可以利用所述滚动轴承的滑动惯性带动所述曲轴102过死点，使所述曲轴102沿单个方向公转，保证所述摇臂105以及所述摇臂轴104有序旋转运动。

另外，作为曲轴行星运动保证机构的另外一种实施方式，可以安装动平衡滑块，所述动平衡滑块与所述曲轴102的至少一段曲轴颈1021或曲柄臂1023以可旋转方式连接；所述机体101上为该动平衡滑块设置滑道，使该动平衡滑块能够在该滑道中滑动；所述滑道与所述曲轴102的公转轴线垂直且与所述活塞103的运动方向不平行；所述动平衡滑块与所述曲轴102的连接关系，使当所述活塞103在往复运动的最远端和最近端时，所述动平衡滑块沿所述滑道方向的动量不为零。这样，在所述曲轴102公转时，所述动平衡滑块沿所述滑道左右滑动，利用所述动平衡滑块的滑动惯性也可保证所述曲轴102做行星运动。同时也可以利用所述动平衡滑块的滑动惯性带动所述曲轴102过死点，使所述曲轴102沿单个方向公转，保证所述摇臂105以及所述摇臂轴104有序旋转运动。

以上均为曲轴行星运动保证机构的变更实施方式，除此外也可采用现有技术中的其他曲轴行星运动保证机构，此处不再赘述，其均在本申请的保护范围之内。

需要说明的是，为了便于安装，所述摇臂105一般做成分体式，具体做法是，在所述曲轴颈通过孔1051和所述摇臂轴曲柄销通过孔1052的位置将所述摇臂105做成分体的，在与所述曲轴102和所述摇臂轴104组装后再用螺栓将分体部固定连接即可。

容易理解的是，为了保证所述曲轴102平稳转动，降低其转动对整机造成的震动，所述曲轴102的曲轴曲柄臂103包含配重结构。基于相同的考虑，所述摇臂轴104的摇臂轴曲柄臂1043也包含配重结构。

在本申请提供的一个实施例中，所述往复-旋转运动转换机构还包括圆滑块108，所述圆滑块108以其中轴线可旋转的方式安装在所述机体上，其旋转轴与所述曲轴102的曲轴颈1021的公转轴线在同一条直线上；所述圆滑块108上设置有偏心孔，所述曲轴102的曲轴颈1021以可旋转方式与所述圆滑块108的偏心孔配合。所述圆滑块108可以起到辅助支撑作用，同时由于在所述曲轴颈1021的带动下会进行旋转，也可以将其作为输出结构，在所述圆滑块108上设置有作为输出轴或者输入轴的机械结构,所述机械结构可以根据具体工作要求选用齿轮、带轮、链轮等，此处不再赘述，其均在本申请的保护范围之内。

在本申请的一个实施例中，所述活塞103包括两端的两个活塞头1031和中间的活塞活塞杆1032，从而在所述活塞103的两端可以布置两个气缸，利用两个气缸对向交替提供冲力，这样使用本实施例二的转换机构可制造直列对称六缸发动机，具有稳定性强、马力大、震动低等优点。

以上为本申请提供的往复-旋转运动转换机构实施例二。

请参考图17至图21，其为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例三的附图，其中图17为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例三的正面剖面图，图18为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例三的侧视图，图19为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例三的双拐曲轴的断面图，图20为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例三的摇臂轴的断面图，图21为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例三的摇臂的剖面图。

所述往复-旋转运动转换机构包括：机体101、双拐曲轴110、两个活塞103，两个摇臂轴104和三个摇臂105。

其中所述双拐曲轴110包括位于两端的两个以及中间的一个的曲轴颈1101、两段曲轴曲柄销1102,该两段曲轴曲柄销1102以所述双拐曲轴110的几何中心呈中心对称分布；所述摇臂轴104包括位于两端的主轴颈1041和三段摇臂轴曲柄销1042；

所述两个活塞103的运动方向互相垂直且均与所述曲轴的公转轴线垂直，组成一组V型活塞对，所述活塞103包括活塞头1031和活塞杆1032；所述活塞杆1032设置有曲柄销通过孔，所述双拐曲轴110的两个曲柄销1102各自通过所述曲柄销通过孔与所述两个活塞103分别可旋转的配合；所述两个活塞103均安置在机体101上为其设置的往复运动轨道109中，该往复运动轨道109包括与所述活塞杆1032配合的滑道段，该往复运动轨道109的轴线与所述双拐曲轴110的公转轴线垂直；

所述两个摇臂轴104各以其主轴颈1041为安装轴可旋转的安装在所述机体101内，以其轴线与所述双拐曲轴110的旋转轴线平行的方式安装，两个摇臂轴104布置在所述双拐曲轴110轴线的两侧，并且两个摇臂轴104的轴线和所述双拐曲轴110的公转轴线位于同一个平面上；

所述摇臂105中部设置有曲轴颈通过孔1051，所述双拐曲轴110的曲轴颈1101通过所述曲轴颈通过孔1051与所述摇臂105可旋转的配合，三段曲轴颈1101各自与一个摇臂105配合；所述摇臂105两端分别设置有摇臂轴曲柄销通过孔1052，所述摇臂轴曲柄销1042通过所述摇臂轴曲柄销通过孔1052与所述摇臂105可旋转的配合，每个摇臂轴104的三个摇臂轴曲柄销1042各自与一个摇臂105配合。

该往复-旋转运动转换机构实施例三运行时，可以将所述活塞103的往复运动转换为所述曲轴颈1101和所述摇臂轴104的旋转运动，也可以将所述曲轴颈1101和所述摇臂轴104的旋转运动转换为所述活塞103的往复运动。具体工作过程如下：

当将所述活塞103的往复运动转换为所述曲轴颈1101和所述摇臂轴104的旋转运动时，所述两个活塞103各自在所述机体101为其设置的往复运动轨道109中往复运动，分别带动所述双拐曲轴110的曲轴曲柄销1102同步直线运动，从而驱动与所述曲轴曲柄销1102偏心设置的曲轴颈1101在与所述活塞杆1032配合的两条往复运动轨道的滑道段的限制下做公转运动，并通过与所述曲轴颈1101可旋转连接的三个摇臂105带动位于所述双拐曲轴110两侧的两个摇臂轴104各自以其主轴颈1041为旋转轴同步旋转运动。通过这种结构，利用与两个所述活塞杆1032分别配合的两条往复运动轨道的滑道段限制所述曲轴102有规律的做行星运动，保证整机顺畅运转；同时利用所述摇臂105和所述摇臂轴104作为所述曲轴102的支撑结构，为所述双拐曲轴110提供了良好的冲击负载承受能力，应用到发动机上后能够使发动机提供大马力输出，由于采用了曲轴结构，该机构还具有工作稳定、震动小、不易损坏、寿命长等优点，同时，由于所述两个活塞103的运动方向互相垂直，通过交替对所述双拐曲轴110提供冲力，解决了所述双拐曲轴110在旋转时遇到死点的问题。

当将所述摇臂轴104的旋转运动转换为所述活塞103的往复运动时，所述摇臂轴104以其主轴颈1041为旋转轴做旋转运动，通过所述摇臂105带动所述双拐曲轴110的曲轴颈1101同步旋转运动，由于所述两个活塞103各自被限制在所述机体101为其设置的往复运动轨道109中，所以所述双拐曲轴110的曲轴曲柄销1102也被限制直线运动，从而利用所述双拐曲轴110的曲轴颈1101的旋转运动同时驱动两个互相垂直的活塞103分别直线往复运动。

当将所述曲轴颈1101的旋转运动转换为所述活塞103的往复运动时，由于所述两个活塞103各自被限制在所述机体101为其设置的往复运动轨道109中，所以所述双拐曲轴110的曲轴曲柄销1102也被限制直线运动，从而利用所述双拐曲轴110的曲轴颈1101的旋转运动同时驱动两个互相垂直的活塞103分别直线往复运动。

具体实施时，可以将所述摇臂轴104的至少一个主轴颈1041伸出所述机体101作为输出轴或者输入轴，并在其伸出部分设置作为输出轴或者输入轴的机械结构，例如齿轮、带轮、链轮等都是常规结构，可以根据具体工作要求选用，此处不再赘述，其均在本申请的保护范围之内。

需要说明的是，在本实施例中，所述V型活塞对中的两个活塞103的运动方向是互相垂直的，这是经实验后确定的一种优化的结构，实际应用中，只要所述两个活塞103的运动方向不平行，即可利用与所述活塞杆1032配合的两条往复运动轨道的滑道段限制所述双拐曲轴110做行星运动，其均在本申请的保护范围之内。其中两条互不平行的往复运动轨道的滑道段构成了曲轴行星运动保证机构的一种实施方式，除此之外，前述实施例一中提供的齿轮与内齿圈的结构，滚动轴承与滑道的结构，动平衡滑块与滑道的结构，均是曲轴行星运动保证机构的变更实施方式，此处不再赘述，其均在本申请的保护范围之内。需要说明的是，为了便于安装，所述摇臂105一般做成分体式，具体做法是，在所述曲轴颈通过孔1051和所述摇臂轴曲柄销通过孔1052的位置将所述摇臂105做成分体的，在与所述双拐曲轴110和所述摇臂轴104组装后再用螺栓将分体部固定连接即可。

在本申请提供的一个实施例中，所述往复-旋转运动转换机构还包括圆滑块108，所述圆滑块108以其中轴线可旋转的方式安装在所述机体上，其旋转轴与所述双拐曲轴110的曲轴颈1101的公转轴线在同一条直线上；所述圆滑块108上设置有偏心孔，所述双拐曲轴110的曲轴颈1101以可旋转方式与所述圆滑块108的偏心孔配合。所述圆滑块108可以起到辅助支撑作用，同时由于在所述曲轴颈1101的带动下会进行旋转，也可以将其作为输出结构，在所述圆滑块108上设置有作为输出轴或者输入轴的机械结构,所述机械结构可以根据具体工作要求选用齿轮、带轮、链轮等，此处不再赘述，其均在本申请的保护范围之内。

需要说明的是，所述曲轴曲柄销1102的轴线与所述双拐曲轴110的曲轴颈1101的轴线的距离，所述双拐曲轴110的曲轴颈1101的轴线与所述双拐曲轴110的公转轴线的距离，以及所述摇臂轴曲柄销1042的轴线与所述摇臂轴104的主轴颈1041的轴线的距离，三者均相等。其中所述双拐曲轴110的公转轴线也是所述曲轴颈1101的公转轴线。

容易理解的是，为了保证所述双拐曲轴110平稳转动，降低其转动对整机造成的震动，所述双拐曲轴110的曲轴曲柄臂1103包含配重结构。基于相同的考虑，所述摇臂轴104的摇臂轴曲柄臂1043也包含配重结构。

需要说明的是，在本实施例三中，所述双拐曲轴110包括位于中间的曲轴颈1101，通过设于其上的摇臂105可以进一步提升所述双拐曲轴110的抗负载能力，避免所述双拐曲轴110由于中央部分缺少支撑而导致形变或造成震动，此为较优化的实施方式，在负载能力不大的情况下，所述双拐曲轴110也可以设计成中间不含曲轴颈1101，而直接通过曲柄臂1103将相邻的两段曲轴曲柄销1102相连的结构，此时只通过位于两端的曲轴颈1101支撑并提供输出，所述摇臂105的数量可以减少一个。

此外，在本实施例三中，所述摇臂轴104上设有三段摇臂轴曲柄销1042，这是为了方便做配重以保证所述摇臂轴104平衡、稳定转动的优化结构，实际使用中也可以根据实际情况减少或增加所述摇臂轴曲柄销1042的数量，例如只需要一段摇臂轴曲柄销1042同时连接多个摇臂105，或者设计多段摇臂轴曲柄销1042但只用其中的一部分连接摇臂105，也是可行的，以上均为本实施例的变更实施方式，其均在本申请的保护范围之内。

容易理解的是，本实施例三是V型往复-旋转运动转换机构的最小组成单元，通过沿所述双拐曲轴110的公转轴线直列排布两个以上V型活塞对，并配备与其相对应的双拐曲轴110、摇臂105和摇臂轴104，可用于组成V型多缸发动机，由于以上部件在增加尺寸时不需要大幅增加发动机的整体尺寸，该V型多缸发动机能够适应高负载输出的情况。

以上为本申请提供的往复-旋转运动转换机构实施例三。

请参考图22至图26，其为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例四的附图，其中图22为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例四的正面剖面图，图23为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例四的侧视图，图24为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例四的曲轴的断面图，图25为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例四的摇臂轴的断面图，图26为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例四的摇臂的剖面图。

本实施例四是将两组上述实施例三中的V型活塞对沿曲轴的公转轴线直列排布后的变更实施方式，因此相通之处不再赘述，请参照上述往复-旋转运动转换机构实施例三的说明。

所述往复-旋转运动转换机构包括：机体101、曲轴102、四个活塞103，两个摇臂轴104和五个摇臂105。

其中所述曲轴102包括位于两端的两个以及中间的三个的曲轴颈1021、四段曲轴曲柄销1022,其中每两段曲轴曲柄销1022对应一组V型活塞对中的两个活塞103，该两段曲轴曲柄销1022以其共同的几何中心呈中心对称分布；所述摇臂轴104包括位于两端的主轴颈1041和五段摇臂轴曲柄销1042；

四个活塞103组成两组V型活塞对，每组V型活塞对中的两个活塞103的运动方向互相垂直且均与所述曲轴102的公转轴线垂直，所述活塞103均包括活塞头1031和活塞杆1032；所述活塞杆1032设置有曲柄销通过孔，所述曲轴102的四个曲柄销1022各自通过所述曲柄销通过孔与所述四个活塞103分别可旋转的配合；所述四个活塞103均安置在机体101上为其设置的往复运动轨道109中，该往复运动轨道109包括与所述活塞杆1032配合的滑道段，该往复运动轨道109的轴线与所述曲轴102的公转轴线垂直；

所述两个摇臂轴104各以其两端的主轴颈1041为安装轴可旋转的安装在所述机体101内，以其轴线与所述曲轴102的旋转轴线平行的方式安装，两个摇臂轴104布置在所述曲轴102轴线的两侧，并且两个摇臂轴104的轴线和所述曲轴102的公转轴线位于同一个平面上；

所述摇臂105中部设置有曲轴颈通过孔1051，所述曲轴102的曲轴颈1021通过所述曲轴颈通过孔1051与所述摇臂105可旋转的配合，五段曲轴颈1021各自与一个摇臂105配合；所述摇臂105两端分别设置有摇臂轴曲柄销通过孔1052，所述摇臂轴曲柄销1042通过所述摇臂轴曲柄销通过孔1052与所述摇臂105可旋转的配合，每个摇臂轴104的五个摇臂轴曲柄销1042各自与一个摇臂105配合。

该往复-旋转运动转换机构实施例四运行时，可以将所述活塞103的往复运动转换为所述曲轴颈1021和所述摇臂轴104的旋转运动，也可以将所述曲轴颈1021和所述摇臂轴104的旋转运动转换为所述活塞103的往复运动。具体工作过程如下类似上述实施例三，此处不再赘述，需要说明的是，本实施例四中的曲轴102以其中心横截面为基准对称分布，这样的设计有助于进一步提高整机运行的平稳、降低震动，容易理解的是，由于活塞102的位置、组合形式都是可调的，所述曲轴102的结构也可以灵活应变，例如每两个相邻的曲轴曲柄销1022都以其共同的几何中心中心对称，或者将所述曲轴102设计成分体的多个双拐曲轴等，均为本实施例四的有效变更实施方式，此处不再赘述，其均在本申请的保护范围之内。

需要说明的是，在本实施例中，所述V型活塞对中的两个活塞103的运动方向是互相垂直的，这是经实验后确定的一种优化的结构，实际应用中，只要所述两个活塞103的运动方向不平行，即可利用与所述活塞杆1032配合的两条往复运动轨道的滑道段限制所述双拐曲轴110做行星运动，其均在本申请的保护范围之内。其中两条互不平行的往复运动轨道的滑道段构成了曲轴行星运动保证机构的一种实施方式，除此之外，前述实施例一中提供的齿轮与内齿圈的结构，滚动轴承与滑道的结构，动平衡滑块与滑道的结构，均是曲轴行星运动保证机构的变更实施方式，此处不再赘述，其均在本申请的保护范围之内。需要说明的是，为了便于安装，所述摇臂105一般做成分体式，具体做法是，在所述曲轴颈通过孔1051和所述摇臂轴曲柄销通过孔1052的位置将所述摇臂105做成分体的，在与所述双拐曲轴110和所述摇臂轴104组装后再用螺栓将分体部固定连接即可。

此外，在本实施例四中，所述摇臂轴104上设有五段摇臂轴曲柄销1042，这是为了方便做配重以保证所述摇臂轴104平衡、稳定转动的优化结构，实际使用中也可以根据实际情况减少或增加所述摇臂轴曲柄销1042的数量，例如只需要一段摇臂轴曲柄销1042同时连接多个摇臂105，或者设计多段摇臂轴曲柄销1042但只用其中的一部分连接摇臂105，也是可行的，所述摇臂轴曲柄销1042可以设计成全部同轴，也可以设计成以所述摇臂轴104的中心呈中心对称等多种变更方式，只需要相应的变更所述曲轴102的结构，和/或所述活塞103的组合方式，即可实现本申请的目的，以上均为本实施例的变更实施方式，其均在本申请的保护范围之内。

以上为本申请提供的往复-旋转运动转换机构实施例四。

请参考图27至图33，其为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例五的附图，其中图27为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例五的正面剖面图，图28为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例五的侧视图，图29为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例五的双拐曲轴的剖面图，图30为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例五的双拐曲轴的断面图，图31为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例五的摇臂轴的剖面图，图32为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例五的摇臂轴的断面图，图33为本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例五的摇臂的剖面图。

本实施例五是将三组上述实施例三中的V型活塞对沿曲轴的公转轴线直列排布后的变更实施方式，因此相通之处不再赘述，请参照上述往复-旋转运动转换机构实施例三的说明。

所述往复-旋转运动转换机构包括：机体101、三个曲轴102、六个活塞103，两个摇臂轴104和六个摇臂105。

其中所述曲轴102为双拐曲轴，每个曲轴102包括位于两端的两个曲轴颈1021和两段曲轴曲柄销1022，该两段曲轴曲柄销1022以所述曲轴102的几何中心呈中心对称分布，每个曲轴102的两端曲轴曲柄销1022对应一组V型活塞对中的两个活塞103，该三个曲轴102的公转轴线在同一条直线上；所述摇臂轴104包括位于两端的主轴颈1041和三段摇臂轴曲柄销1042，该三段摇臂轴曲柄销1042在所述摇臂轴的横截面上投影的夹角为互为120度；

所述六个活塞103组成三组V型活塞对，每组V型活塞对中的两个活塞103的运动方向互相垂直且均与所述曲轴102的公转轴线垂直，所述活塞103均包括活塞头1031和活塞杆1032；所述活塞杆1032设置有曲柄销通过孔，所述三个曲轴102的六个曲柄销1022各自通过所述曲柄销通过孔与所述六个活塞103分别可旋转的配合；所述六个活塞103均安置在机体101上为其设置的往复运动轨道109中，该往复运动轨道109包括与所述活塞杆1032配合的滑道段，该往复运动轨道109的轴线与所述曲轴102的公转轴线垂直；

所述两个摇臂轴104各以其两端的主轴颈1041为安装轴可旋转的安装在所述机体101内，以其轴线与所述曲轴102的旋转轴线平行的方式安装，两个摇臂轴104布置在所述曲轴102轴线的两侧，并且两个摇臂轴104的轴线和所述曲轴102的公转轴线位于同一个平面上；

所述摇臂105中部设置有曲轴颈通过孔1051，所述曲轴102的曲轴颈1021通过所述曲轴颈通过孔1051与所述摇臂105可旋转的配合，六段曲轴颈1021各自与一个摇臂105配合；所述摇臂105两端分别设置有摇臂轴曲柄销通过孔1052，所述摇臂轴曲柄销1042通过所述摇臂轴曲柄销通过孔1052与所述摇臂105可旋转的配合，每个摇臂轴曲柄销1042与两个摇臂105配合。

该往复-旋转运动转换机构实施例五运行时，可以将所述活塞103的往复运动转换为所述曲轴颈1021和所述摇臂轴104的旋转运动，也可以将所述曲轴颈1021和所述摇臂轴104的旋转运动转换为所述活塞103的往复运动。具体工作过程如下类似上述实施例三，此处不再赘述，需要说明的是，本实施例五中所述三段摇臂轴曲柄销1042在所述摇臂轴的横截面上投影的夹角为互为120度，同时所述曲轴102也采用了三个分体的双拐曲轴，在运行时，三个摇臂轴曲柄销1042的相位差使所述三个曲轴102的运动也产生相应的相位差，同时每个曲轴102对应的两个活塞103也交替提供冲力，因此，本实施例五提供的往复-旋转运动转换机构具有更强的负载输出能力、更小的震动以及更强的稳定性。

需要说明的是，在本实施例中，所述V型活塞对中的两个活塞103的运动方向是互相垂直的，这是经实验后确定的一种优化的结构，实际应用中，只要所述两个活塞103的运动方向不平行，即可利用与所述活塞杆1032配合的两条往复运动轨道的滑道段限制所述双拐曲轴110做行星运动，其均在本申请的保护范围之内。其中两条互不平行的往复运动轨道的滑道段构成了曲轴行星运动保证机构的一种实施方式，除此之外，前述实施例一中提供的齿轮与内齿圈的结构，滚动轴承与滑道的结构，动平衡滑块与滑道的结构，均是曲轴行星运动保证机构的变更实施方式，此处不再赘述，其均在本申请的保护范围之内。

需要说明的是，为了便于安装，所述摇臂105一般做成分体式，具体做法是，在所述曲轴颈通过孔1051和所述摇臂轴曲柄销通过孔1052的位置将所述摇臂105做成分体的，在与所述双拐曲轴110和所述摇臂轴104组装后再用螺栓将分体部固定连接即可。

以上为本申请提供的往复-旋转运动转换机构实施例五。

需要说明的是，本申请仅以上述五个实施例进行了说明，由于所述活塞103的位置、排列方式、组合形式都是可调的，所述曲轴102也有单体、分体等多种结构，所述摇臂轴104的结构也可以灵活变化，因此，通过对上述三个部件中的任意一个进行改动，同时相应调整另外两个部件，可实现更多的实施方式，均可实现本申请的发明目的，此处不再赘述，其均为本实施例的有效变更实施方式，均在本申请的保护范围之内。

本申请虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本申请，任何本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。

Claims (26)

1.一种往复-旋转运动转换机构，包括：机体、曲轴、活塞，其特征在于，还包括：曲轴行星运动保证机构，两个摇臂轴和至少两个摇臂；

所述曲轴包括位于两端的曲轴颈以及至少一段曲轴曲柄销；

所述摇臂轴包括位于两端的主轴颈和至少一段摇臂轴曲柄销；

所述曲轴行星运动保证机构安装在所述机体上，用于限制所述曲轴做行星运动；

所述活塞的数量与所述曲轴的曲轴曲柄销的数量相同，所述活塞包括活塞头和活塞杆；所述活塞杆设置有曲柄销通过孔，所述曲轴曲柄销通过所述曲柄销通过孔与所述活塞可旋转的配合；所述活塞安置在机体上为其设置的往复运动轨道中；该往复运动轨道的轴线与所述曲轴的公转轴线垂直；

所述两个摇臂轴各以其主轴颈为安装轴可旋转的安装在所述机体内，以其轴线与所述曲轴的旋转轴线平行的方式安装，两个摇臂轴布置在所述曲轴轴线的两侧，并且两个摇臂轴的轴线和所述曲轴的公转轴线位于同一个平面上；

所述摇臂中部设置有曲轴颈通过孔，所述曲轴的曲轴颈通过所述曲轴颈通过孔与所述摇臂可旋转的配合；所述摇臂两端分别设置有摇臂轴曲柄销通过孔，所述摇臂轴曲柄销通过所述摇臂轴曲柄销通过孔与所述摇臂可旋转的配合。

2.根据权利要求1所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于：所述曲轴行星运动保证机构包括：齿轮和内齿圈；

所述齿轮上设置有中心孔，所述曲轴的曲轴颈固定安装在所述齿轮的中心孔上；所述齿轮与所述内齿圈啮合；所述内齿圈固定安装在所述机体上，其轴线与所述曲轴的公转轴线在同一条直线上。

3.根据权利要求2所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于：所述齿轮与所述内齿圈的齿数比为1:2。

4.根据权利要求1所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于：所述曲轴行星运动保证机构包括：滑动件；

所述滑动件与所述曲轴的至少一段曲轴颈或曲柄臂以可旋转方式连接；所述机体上为该滑动件设置滑道，使该滑动件能够在该滑道中滑动；所述滑道与所述曲轴的公转轴线垂直且与所述活塞的运动方向不平行；

所述滑动件与所述曲轴的连接关系，使当所述活塞在往复运动的最远端和最近端时，所述滑动件沿所述滑道方向的动量不为零。

5.根据权利要求4所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于：所述滑动件包括：滚动轴承；

所述曲轴的至少一个曲柄臂的外周面为圆形，并且其轴线与所述曲轴的公转轴线在同一条直线上；

所述滑动件与所述曲轴的至少一段曲轴颈或曲柄臂以可旋转方式连接，是指作为滑动件的所述滚动轴承安装于所述曲柄臂外周面；该滚动轴承的外径面与机体上为其设置的滑道相切。

6.根据权利要求4所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于：所述滑动件包括：动平衡滑块；

所述滑动件与所述曲轴的至少一段曲轴颈或曲柄臂以可旋转方式连接，是指所述曲轴的至少一段曲轴曲柄销以可旋转方式与所述动平衡滑块连接。

7.根据权利要求1所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于：所述活塞的数量为偶数个，其中每两个活塞组成一组V型活塞对；每组V型活塞对中的两个活塞的运动方向不平行且均与所述曲轴的公转轴线垂直；所述曲轴行星运动保证机构包括：每个所述往复运动轨道中与所述活塞杆配合的滑道段。

8.根据权利要求1所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于：所述摇臂轴的至少一个主轴颈伸出所述机体作为输出轴或者输入轴；其伸出部分设置有作为输出轴或者输入轴的机械结构。

9.根据权利要求1所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于：所述曲轴曲柄销的轴线与所述曲轴的曲轴颈的轴线的距离，所述曲轴的曲轴颈的轴线与所述曲轴的公转轴线的距离，以及所述摇臂轴曲柄销的轴线与所述摇臂轴的主轴颈的轴线的距离，三者均相等。

10.根据权利要求1所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于：所述活塞的数量为沿所述曲轴的公转轴线直列排布的至少两个；每个活塞的往复运动的相位相同；所述摇臂轴包括至少一段摇臂轴曲柄销；所述摇臂轴曲柄销的数量大于两段时，该至少两个摇臂轴曲柄销的轴线在同一条直线上。

11.根据权利要求1所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于：

所述活塞的数量为沿所述曲轴的公转轴线直列排布的n个；所述摇臂轴包括n段摇臂轴曲柄销，该n段摇臂轴曲柄销在所述摇臂轴的横截面上投影在圆周上均布，n为正整数。

12.根据权利要求1所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于：所述活塞的数量为偶数个，其中每两个活塞组成一组V型活塞对；每组V型活塞对中的两个活塞的运动方向不平行且均与所述曲轴的公转轴线垂直；所述曲轴上与所述V型活塞对中的两个活塞相配合的两段曲轴曲柄销呈中心对称分布。

13.根据权利要求12所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于：所述每组V型活塞对中的两个活塞的运动方向互相垂直。

14.根据权利要求12所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于：所述活塞的数量大于四个时，所述V型活塞对沿所述曲轴的公转轴线直列排布。

15.根据权利要求12所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于：所述曲轴为双拐曲轴，所述双拐曲轴包括两段或三段曲轴颈以及两段曲轴曲柄销，该双拐曲轴以其几何中心呈中心对称分布；所述双拐曲轴的两段曲轴曲柄销分别与所述V型活塞对中的两个活塞相配合；所述双拐曲轴包括三段曲轴颈时，其中一段曲轴颈位于所述两段曲轴曲柄销之间。

16.根据权利要求15所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于：所述摇臂轴曲柄销的数量为一段，或是与所述双拐曲轴的曲轴颈数量相同，或是所述双拐曲轴的曲轴颈数量的二倍，或是所述双拐曲轴的曲轴颈数量的三倍；

所述摇臂轴曲柄销的数量大于一段时，所述摇臂轴曲柄销的轴线在同一条直线上，或者所述摇臂轴曲柄销在所述摇臂轴的横截面上的投影在圆周上均匀分布。

17.根据权利要求16所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于：所述活塞的数量为两个；所述双拐曲轴的数量是一个；所述摇臂的数量是两个或三个；所述摇臂轴曲柄销的数量为一段、两段或三段；所述摇臂轴曲柄销的数量为两段或三段时，其轴线在同一条直线上。

18.根据权利要求16所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于：所述活塞的数量为四个；所述双拐曲轴的数量是两个；所述摇臂的数量是四个或六个；所述摇臂轴曲柄销的数量是一段、两段、四段或六段；所述摇臂轴曲柄销的数量是两段时，该两段摇臂轴曲柄销的两条轴线在同一条直线上，或者该两段摇臂轴曲柄销以所述摇臂轴的几何中心呈中心对称分布；所述摇臂轴曲柄销的数量是四段或六段时，其中与同一个双拐曲轴配合的两段或三段摇臂轴曲柄销的两条轴线在同一条直线上，该四段或六段摇臂轴曲柄销的轴线在同一条直线上，或者该四段或六段摇臂轴曲柄销以所述摇臂轴的几何中心呈中心对称分布。

19.根据权利要求16所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于：所述活塞的数量为六个；所述双拐曲轴的数量是三个；所述摇臂的数量是六个或九个；所述摇臂轴曲柄销的数量是一段、三段、六段或者九段；所述摇臂轴曲柄销的数量是三段时，该三段摇臂轴曲柄销的三条轴线在同一条直线上，或者该三段摇臂轴曲柄销在所述摇臂轴的横截面上投影的夹角互为120度；所述摇臂轴曲柄销的数量是六段或九段时，其中与同一个双拐曲轴配合的两段或三段摇臂轴曲柄销的两条轴线在同一条直线上，该六段或九段摇臂轴曲柄销的轴线在同一条直线上，或者该六段或九段摇臂轴曲柄销在所述摇臂轴的横截面上的三个投影的夹角互为120度。

20.根据权利要求12所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于：所述曲轴的数量为一个，其中每两段相邻的曲轴曲柄销之间有一段曲轴颈，该曲轴颈的轴线与所述曲轴两端的曲轴颈的轴线在同一条直线上；所述摇臂的数量与所述曲轴颈的数量相同；所述摇臂轴曲柄销的数量为所述摇臂数量的整数倍；所述摇臂轴曲柄销的数量大于一段时，每段摇臂轴曲柄销的轴线均在同一条直线上。

21.根据权利要求20所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于：所述活塞的数量为四个；所述曲轴包括四段曲轴曲柄销和五段曲轴颈；所述摇臂的数量为五个；所述摇臂轴包括一段摇臂轴曲柄销或五段摇臂轴曲柄销；所述摇臂轴包括五段摇臂轴曲柄销时，该五段摇臂轴曲柄销的轴线在同一条直线上。

22.根据权利要求1所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于：所述活塞包括两端的两个活塞头和中间的活塞杆。

23.根据权利要求1所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于：还包括圆滑块，所述圆滑块以其中轴线可旋转的方式安装在所述机体上，其旋转轴与所述曲轴的曲轴颈的公转轴线在同一条直线上；所述圆滑块上设置有偏心孔，所述曲轴的曲轴颈以可旋转方式与所述圆滑块的偏心孔配合。

24.根据权利要求23所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于：所述圆滑块上设置有作为输出轴或者输入轴的机械结构。

25.根据权利要求1所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于：所述曲轴的曲柄臂包含配重结构。

26.根据权利要求1所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于：所述摇臂轴的曲柄臂包含配重结构。