CN106555734A - 一种动力输出装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种动力输出装置,包括两组驱动机构,每组驱动机构设有左右两个驱动单元,两组驱动机构的主轴沿机架长度方向依次排列并同步联接。本发明利用左边驱动单元第一配重块对滚筒施加的重力,通过第二棘轮机构将力矩施加于主轴,为主轴提供转动力源,利用右边驱动单元压力组件的重力通过悬吊组件及拉绳将重力传递至滚筒的另一端,经传动机构及第一棘轮机构将力源施加于主轴,使每组驱动机构左右两个驱动单元错位对主轴转动做功,其可实现无其他动力或其他动力较小的情况下,使主轴持续地转动,从而输出转动动力,因此,本发明可以减小利用煤炭、汽油、天然气等能源的消耗,并且不会向大气环境中排放有害物质,减少环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及机械技术领域,具体涉及一种动力输出装置。
背景技术
伴随着自然环境的逐渐恶化、以及能源的日趋紧缺,人们对于机械动力输出装置节能型以及环保型的要求逐渐提高,目前的发电机通常是采用煤炭作为能源,将煤炭燃烧后驱动发电机组,是发电机组高速转动的情况下发电,从而将煤炭转换为电能,但是,这种做法对于能源的利用率相对较低,并且煤炭在燃烧过程中,产生大量排入大气环境中的有害物质,对环境污染较大。此外,也有的是采用太阳能发电,太阳能发电虽然能够解决环境污染的问题,并且为可持续的再生能源,但是太阳能设备的使用地域受限,其通常仅能够用于一些高海拔、低纬度等太阳光线较为充足的地域,并且太阳能设备具有相对较高的成本。同时目前的交通工具通常是采用汽油发动机及柴油发动机等作为动力输出驱动交通工具行使,由于汽油发动机及柴油发动机需要燃烧源油才能产生动力,并且源油在燃烧过程中,产生大量有害物质,造成环境污染,直接危及人类健康。同时,源油为不可再生物质,终有用尽的时候。此外,也有的是采用电瓶供电驱动的电动车,由于行程短,需要沿路建造大量的冲电桩,成本较大,难以普及。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种动力输出装置,其能够解决现有的煤炭发电机组以及其他传动装置燃料消耗大、汽油发动机及柴油发动机燃烧源油对环境造成污染,电动车行程短的问题。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种动力输出装置,其特征在于:包括机架以及安装在机架上的两组驱动机构,每组驱动机构设有左右两个驱动单元,该两组驱动机构沿机架的长度方向依次排列;
每组驱动机构均包括,
沿机架长度方向延伸并枢接在机架上的主轴,主轴上设有主动链轮及驱动齿轮;
枢接于主轴上的滚筒,滚筒与主轴之间设有棘轮机构,滚筒连接有第一配重块;
两拉绳,拉绳的一端连接在滚筒的圆周外表面,拉绳的另一端固定于机架上;
悬吊在两拉绳底部的悬吊组件,该悬吊组件包括轮轴及固定于轮轴中部的锥形螺纹轮,两拉绳绕设在锥形螺纹轮两端轮轴的外圆周表面;
压力组件,包括一转动架、压力轮及第二配重块,转动架的一端枢接在机架上以使转动架可绕该枢接点转动,第二配重块固定在转动架的活动端,压力轮枢接于转动架上,该压力轮底边缘耦合于锥形螺纹轮的螺纹凹槽;
顶力组件,包括链条、链轮经转轴同步联接的凸轮,且链轮与主动链轮通过链条同步联接,所述凸轮延伸至第二配重块底部;
传动机构,包括同步联接于传动轴上的第一传动齿轮及第二传动齿轮,与从动轴同步联接的第一从动齿轮及第二从动齿轮,所述第一传动齿轮与主动齿轮啮合,第二传动齿轮与第一从动齿轮啮合,所述第二从动齿轮与驱动齿轮啮合,该传动轴及从动轴枢接于机架上;
机架上设有限位机构,该限位机构用于限定轮轴只在上下方向及顺着轮轴长方向移动;
该两组驱动机构的主轴沿机架的长度方延伸并同步联接。
进一步地,所述主动链轮枢接于主轴上,该主动链轮开设有一对定位孔,主轴上设有可沿其轴向来回移动的离合板,离合板上设有一对定位柱,该定位柱可插置于定位孔内以使主轴与主动链轮同步转动。
进一步地,所述主轴与离合板之间设有相互配合的导轨及滑槽,导轨和滑槽的长度方向与主轴的轴向一致。
进一步地,机架上设有用于推动离合板在主轴上来回移动的拉杆。
进一步地,所述滚筒的圆周外表面设有螺旋限位凹槽,滚筒靠近主动链轮的一端与主轴之间设有第一棘轮机构,滚筒的另一端与主轴之间设有第二棘轮机构,该滚筒的中部凹槽上连接有一吊绳,该吊绳围绕滚筒反时针缠绕相应圈数后,向下连接有第一配重块,该第一配重块的四个角位在机架上固设有夹角柱,该夹角柱用于限定第一配重块不能前后左右的摆动,只能上下移动。
进一步地,所述第一棘轮机构及第二棘轮机构包括相互配合的棘轮,棘爪和用于装设棘爪的圆环,该圆环固设于滚筒的端部,所述棘轮装设于主轴应对圆环中心,棘轮设有旋向一致的棘齿,在圆环上围绕棘轮设若干个棘爪,每个棘爪应对一个齿槽,棘爪前端与齿槽根部的距离呈均匀变化。
进一步地,棘爪的中部枢接于圆环上,棘爪的后端与圆环之间设有拉簧,该拉簧用于提供一个使棘爪的前端压紧棘轮的弹性力。
进一步地,所述第一棘轮机构的棘轮通过轴承枢接于主轴上并同步联接有主动齿轮,所述第二棘轮机构的棘轮与主轴同步联接。
进一步地,所述主动齿轮、第一传动齿轮、第二传动齿轮、第一从动齿轮、第二从动齿轮及驱动齿轮的传动比为1。
进一步地,所述限位机构由固定于机架上的四个挡柱组成,四个挡柱两两一组,两组挡柱分别挡持在轮轴两端的圆周外表面,该限位机构用于限定轮轴只在上下方向移动以及顺着轮轴长度方向运动。
相比于现有技术,本发明带来的有益效果是:
本发明利用左边驱动单元第一配重块对滚筒施加的反时针旋转的力矩通过第二棘轮机构传递于主轴上,为主轴提供转动的力源,利用右边驱动单元压力组件的重力,通过悬吊组件及拉绳将重力传递于滚筒的另一端,使滚筒顺时针转动,经第一棘轮机构及传动组件将力源施加于主轴,使每组驱动机构的左右两个驱动单元错位对主轴转动做功,其可实现在无其他动力或其他动力较小的情况下,使主轴持续地转动,从而输出转动动力。因此,本发明可以应用于现代交通工具上,为电动交通工具如汽车、轮船等全天候驱动发电机发电对电瓶冲电,从而增加电动交通工具的行使里程,使电动交通工具更具实性,利于推广普及。减小利用燃烧汽油、柴油等能源作为动力的交通工具的使用,减小能源消耗,并且不会向大气环境中排放有害物质,减少环境污染。并且,本发明也可通过驱发电发电,用于替代现在利用燃烧煤炭、源油等对环境造成污染的发电技术,造福人类。
附图说明
图1为本发明的一种动力输出装置的整体结构示意图;
图2为本的第一棘轮机构的结构示意图;
图3为本发明的主动链轮与离合板的结构示意图;
图4及图5为图3中A-A向及B-B向的剖面图;
图6为本发明的限位机构与轮轴的结构示意图;
图7为本发明的锥形螺纹轮结构示意图;
图8为本发明的链轮与转轴的侧视图;
图9为本发明的凸轮结构示意图;
图10为本发明的第一配重块与夹角柱的结构示意图
图11为本发明的传动机构的结构示意图
图12至图16为本发明的五种工作状态的示意图;
其中:20、主轴;21、主动链轮;211、定位孔;22、离合板;221、离合外板;222、离合内板;223、定位柱;23,导轨;24、拉杆;25、驱动齿轮;30、第一棘轮机构;31、棘轮;32、棘爪;33、拉簧;34、圆环;35、主动齿轮;10、滚筒;11、吊绳;12、第一配重块;13、夹角柱;40、拉绳;50,悬吊组件;51、轮轴;52、锥形螺纹轮;521、螺纹凹槽;60、压力组件;61、转动架;62、压力轮;63、第二配重块;64、轴承;70、顶力组件;71、链条;72链轮;721内八角体;722、螺丝;73转轴;74凸轮;741、第一凸边;742、第二凸边;;90、传动机构;91、第一传动齿轮;92、第二传动齿轮;93、第一从动齿轮;94、第二从动齿轮;95、传动轴;96、从动轴;80、限位机构。″
具体实施方式
下面,为了使发明的目的,技术方案及优点更加的清楚明白,结合附图以及具体实施方式,对本发明做进一步描述,应当理解的是,此处所描述的具体实施例,仅用于解释本发明,并不用于限定本发明:
请参阅图1,其为本发明的一种动力输出装置的整体结构示意图,其包括机架(图未示)以及至少两组驱动机构,该两组驱动机构沿着机架的长度方向(即图示中的X向)排列,值得一提地,驱动机构的数目还可以设为大于两组的数目,多组驱动机构沿着机架的长度方向依次排列。
驱动机构作为整个装置的动力部件,两组驱动机构的结构形式以及部件的尺寸均相同,每组驱动机构的具体结构如下:
每组驱动机构均包括主轴20、滚筒10、第一棘轮机构30、拉绳40、悬吊组件50、压力组件60、顶力组件70、传动组件90、限位机构80及第二棘轮机构。
请结合参阅图1、图3、图4及图5,主轴20沿机架长度方向延伸并枢接在机架上,主轴20的一端设有主动链轮21及驱动齿轮25,具体的,主动链轮21通过轴承枢接在主轴20上的前端;并且在主动链轮21开设有一对定位孔211,主轴20上设有可沿其轴向来回移动的离合板22,离合板22位于主动链轮21旁边,离合板22上设有一对定位柱223,该定位柱223可插置于定位孔211内,以使主轴20与主动链轮21同步转动;具体在本实施例中,离合板22包括离合内板222及离合外板221。其中,离合内板222与离合外板221之间通过轴承(图中未标示)进行连接,定位柱223设置在离合内板222的相对两侧;离合内板222与主轴20同步联接关系,具体的,所述主轴20与离合内板222之间设有相互配合的导轨23及滑槽(图中未标示),导轨23和滑槽的长度方向与主轴20的轴向一致,从而实现了该离合板22可在主轴20上来回滑动,在本实施例中,主轴20上设有一条导轨23,相应的,离合内板222上设有一条滑槽(如图5所示),机架上设有用于推动离合板22在主轴20上来回移动的拉杆24,具体的,拉杆24的中部铰接在机架上,拉杆24一端铰接在离合外板221上,通过推动拉杆24的自由端,可实现将离合板22沿着主轴20轴向来回移动的目的(如图3所示),进而实现主轴20与主动链轮21之间的同步传动或脱离的目的。所述驱动齿轮25与主轴20同步联接于离合板22附近。
请结合参阅图1、图2所述滚筒10通过轴承枢接于主轴20上,滚筒10靠近主动链轮21的一端与主轴20之间设置有第一棘轮机构30,滚筒10的另一端设有第二棘轮机构,该第一棘轮机构30,包括相互配合的棘轮31,棘爪32及用于装设棘爪32的圆环34,圆环34固设于滚筒10的端部。所述棘轮31设有旋向一致的棘齿,棘轮31通过轴承枢接于主轴20,并处于圆环34中心。该棘轮31同步联接有主动齿轮35,在圆环34上围绕棘轮31设若干个棘爪32,所述棘爪32呈长条形,棘爪32中部枢接在圆环34上,每个棘爪32的前端应对一个齿槽,棘爪32的后端与圆环34之间装设有拉簧33,该拉簧33用于提供一个使棘爪32前端压紧在棘轮31的弹性力,该拉簧33可以拉簧(如图2所示),也可以设置为扭簧及压簧;棘爪32前端部与齿槽根部的距离呈均匀的变化,也就是说当有一个棘爪32的前端恰好抵推在棘轮31的齿槽根部时,其相邻的前一个或后一个棘爪32应对的齿槽根部相对有一点距离,如此依次使所有棘爪32应齿槽的根部距离逐步均匀的增大设置,由此,可使棘轮31怎么旋转至少总有一个棘爪32的前端部恰好抵推在对应齿槽的根部(如图2所示),从而确保圆环34与主轴20同向旋转时实现棘爪32与棘轮31无间隙推动;请再次参阅图2,当滚筒10顺时针旋转时,带动圆环34顺时针旋转,棘爪32的前端与齿槽根部相互咬合,拉簧33拉紧棘爪32的后端以防止棘爪32的前端从棘轮31上脱离,此时,圆环34通过棘爪32推动棘轮31转动,从而带动主动齿轮35顺时针转动,当滚筒10反时针转动时,带动圆环34反时针转动,圆环34又带动棘爪32反针转动,棘轮齿的特殊形状可顺利将棘爪32的前端拨开,棘爪32的前端从棘轮31齿背滑过。所述第二棘轮机构的结构与工作原理与第一棘轮机构30相同,此处不再复述。其中与第一棘轮机构30不同的是,该第二棘轮机构的棘轮是与主轴20同步联接的,并且第二棘轮机构与第一棘轮机构30的驱动方向刚好相反的。具体的,滚筒10顺时针转动时,是驱动第一棘轮机构30使棘轮31顺时针转动的,同时与第二棘轮机构脱离驱动关系。滚筒10反时针转动时,是驱动第二棘轮机构的棘轮反时针转动的,从而驱动主轴20反时针转动,同时与第一棘轮机构30脱离驱动关系的。所述滚筒10的外圆周表面设有螺旋限位凹槽(图中未标示),在滚筒10中部的凹槽上连接有一吊绳11,该吊绳11围绕滚筒10的外圆周表面凹槽反时针缠绕相应的圈数后从滚筒10的左边向下连接于第一配重块12。在第一配重块12的四个角位在机架上固设有夹角柱13(如图10所示),用于防止第一配重块12前后左右的摆动,只能上下移动。第一配重块12用于使滚筒10反时针转动提供重力作用,并通过第二棘轮机将旋转力矩施加到主轴20,为主轴20转动并对外输出动力提供力源。
所述两拉绳40的一端分别连接在滚筒10上的两端圆周外表面的凹槽上,另一端围绕滚筒10圆周外表面的凹槽顺时针缠绕相应圈后固定于机架上。
请结合参阅图6及7图,悬吊组件50悬吊在两拉绳40的底部,该悬吊组件50包括轮轴51及固定于轮轴51中部的锥形螺纹轮52,两拉绳40绕设在锥形螺纹轮52两端轮轴的外圆周表面,轮轴51上设有用于防止拉绳40相对轮轴51滑动的定位钉(图未示)。滚筒10反时针转动时,拉绳40向滚筒10缠绕,从而收紧拉绳40进而带动轮轴51顺时针旋转,由此带动锥形螺纹52顺时针旋转。滚筒10顺时针转动时,放松拉绳40,使拉绳40逐渐伸长,进而使轮轴51反时针旋转,由此带动锥形螺纹52反时针旋转。
所述压力组件60包括一转动架61、压力轮62,第二配重块63,所述转动架61为一矩形框架,转动架61的右端通过轴承64枢接在机架上以使该转动架61可绕该枢接端转动,第二配重块63固定在转动架61可上下活动的左端,该第二配重块63的底部装设有相对光滑的底面(图中未标示),该第二配重块63用于提供一个使转动架61的左端向下摆动的重力,由此可使压力组件60有一个向下的重力,经悬吊组件50及拉绳40将重力传递至滚筒10的右端,对滚筒10施加一个顺时针转动的力矩,从而通过第一棘轮机构30及传动机构90施加于主轴20,为主轴20转动提供转动力源。因此,压力组件60产生向下的重力(包括悬吊组件50重量的1/2),要大于第一配重块12的重量及驱动主轴20旋转对外输出动力所需要的能量以及机械摩察损耗。具体的,当第一配重块12对滚筒10施加的重力完成一个工作过程后,第一配重块12下移至低位时,第一凸边741与第二配重块63底边分离,在第二配重块63的重力作用下,压力轮62下压在锥形螺纹轮52的螺纹凹槽521,第二凸边742应对第二配重块63并呈分离状态,转动架61左端悬空,使压力组件60在第二配重块63的重力作用下有一个向下的重力施加悬吊组件50经拉绳40将重力传递至滚筒10的右端,使滚筒10顺时针转动,从而使吊绳11向滚筒10缠绕,由此带动第一配重块12向上移动。同时,滚筒10顺时针转动时通过第一棘轮机构30及传动机构90将力矩传递至主轴20,为主轴20转动提供力源。可以理解的,该第二配重块63还可以替换为安装在转动架61左端的拉簧或压簧;压力轮62枢接于转动架61上,并处在左端第二配重块63与转动架61右端枢接点之间中部,压力轮62的底边缘耦合在锥形螺纹轮52的螺纹凹槽521内;具体的,所述锥形螺纹轮52的外轮周,设有围绕从锥形螺纹轮52的最小部位向最大部位方向顺时针旋转延伸的螺纹凹槽521(如图7所示),当锥形螺纹轮52反时针旋转时,压力轮62会随着锥形螺纹轮52的螺纹凹槽521从最底点转向最高点,当锥形螺纹轮52顺时针转动时,压力轮62又从锥形螺纹轮52最高点转到最底点,在此过程中,压力轮62只是随着锥形螺纹轮52转动,不会上下和前后移动,只有锥形螺纹轮52在转动中上下移动和顺着轮轴51的长度方向运动;因此,在锥形螺纹轮52逆时针转动及顺时针转动的工作过程中,转动架61左端始终保持在一定高度。
请结合参阅图8、图9所述顶力组件70包括链条71及链轮72经转轴73同步联接的凸轮74,且链轮72与主动链轮21通过链条71同步联接,该凸轮74延伸至第二配重块63底部相对光滑的底面,在凸轮74底下方设润滑油(图中未标示),该润滑油用于第一凸边741与第二配重块63底部接触时增加润滑作用,减小摩擦力。也可以在第二配重块63底部装设一滑轮,使第一凸边741与滑轮接触转动。该凸轮74设有第一凸边741及第二凸边742,第二凸边742高度小于第一凸边741高度。具体的,当主动链轮21在主轴20的带动下,通过链条71带动链轮72经转轴73带动凸轮74转动,使凸轮74第一凸边741与第二配重块63底部接触,并顶起转动架61左端,使压力轮62底边缘与锥形螺纹轮52的螺纹凹槽521分离,以解除压力组60通过悬吊组件50及拉绳40对滚筒10右边施加的顺时针转动的拉力,使得滚筒10左端在第一配重块12的重力作用下反时针转动,通过第二棘轮机构传递于主轴20,为主轴20提供转动的力源。当凸轮74转动180度后,第一凸边741与第二配重块63底边缘分离后,第二配重块63的底边缘应对第二凸边742并呈分离状态,在第二配重块63重力的作用下,压力轮62下压在悬吊组件50上,转动架61左端呈悬空状态,使得压力组件60有一个向下的重力施加在悬吊组件50上,经拉绳40传递于滚筒10的右端,使滚筒10顺时针转动,从而带动第一配重块12向上移动。同时滚筒10顺时针旋时,通过第一棘轮机构30及传动机构90将力矩施加于主轴20上,为主轴20转动提供力源。具体实施例中,所述第一配重块12对主轴20做一次功,主轴20驱动主动链轮21带动凸轮74旋抟180度。压力组件60对主轴20做一次功也是使主轴20驱动主动链轮21带动凸轮74旋抟180度,由此可使该组驱动机构的左右两个驱动单元在凸轮74的作用下错位对主轴20转动做功。
请具体参阅图1,所述传动机构90包括同步联接于传动轴95上的第一传动齿轮91及第二传动齿轮92,与从动轴96同步联接的第一从动齿轮93及第二从动齿轮94,所述第二传动齿轮92与第一从动齿轮93啮合,第一传动齿轮91与主动齿轮35啮合,第二从动齿轮94与驱动齿轮25啮合。所述传动轴95及从动轴96枢接于机架上。该传动机构90可使滚筒10顺时针转动的力矩转换成反时针方向旋转的力矩传递于主轴20上,其体的,当滚筒10顺时针转动时,滚筒10带动圆环34顺时针转动,使得棘爪32顺时针转动,棘爪32的前端推动棘轮31顺时针转动,由于棘轮31是枢接在主轴20并同步联接有主动齿轮35的,使得主动齿轮35顺时针转动,由于主动齿轮35与第一传动齿轮91啮合,从而使第一传动齿轮91反时针转动,同时第一传动齿轮91与第二传动齿轮92是同步联接的,使得第二传动齿轮92也是反时针转动,由于第一从动齿轮93与第二传动齿轮92啮合,使第一从动齿轮93顺时针转动,因第二从动齿轮94与第一从动齿轮93同步联接的。使得将第二从动齿轮94顺时针转动,因第二从动齿轮94与驱动齿轮25啮合,由此使得驱动齿轮25反时针转动,由于驱动齿轮25与主轴20同步联接的,从而使得主轴20反时针转动。当滚筒10反时针转动时,滚筒10带动圆环34反时针转动,使得棘爪32反时针转动,棘爪32的前端从棘轮31齿背滑过,棘轮31在主轴20以及传动机构的带动下继续顺时针转动。所述传动机构90的传动比为1,也就是说滚筒10顺时针转动一圈时,通过传动机构90传递至第驱动齿轮25时,驱动齿轮轮25也是转动一圈,从而驱动主轴20反时针转动一圈。
请具体参阅图6,所述限位机构80装设于机架上,该限位机构80用于限定轮轴51只在上下方向以及顺着轮轴51长度方向移动,具体的,限位机构80由固定于机架上的四个挡柱组成,四个挡柱两两一组,两组挡柱分别挡持在轮轴51两端的外圆周表面。
请参阅图12至图16,其为本发明的每组驱动机构五种不同工作状态的示意:
其中,图12为该组驱动机构左边驱动单元初始进入工作状态,右边驱动单元退出工作状态示意图,图13为该组驱动机构左边驱动单元处在工作状态中,右边驱动单元回归初始工作状态示意图,图14为该组驱动机构左边驱动单元完成一个工作过程后退出工作状态,右边驱动单元进入工作状态示意图,图15为左边驱动单元回归初始工作状态,右边驱动单元处于工作状态示意图,图16为该组驱动机构左边驱动单元回归到初始状态再次进入工作状态,右边驱动单元退出工作状态示意图,两组驱动机构的凸轮74呈90度角错开排列安装,使其中一组驱动机构处在图12状态时,另一组驱动机构则处于图13的状态中,并且使得另一组驱动机构的左边驱动单元处于对主轴20转动做功当中,从而使本发明完成安装后即具有初始运转功能。
本发明在正常运转时,离合板22的定位柱223插置于主动链轮21的定位孔211内,此时主轴20与主动链轮21是同步联接的关系;
其中,以处于图12状态的驱动机构来说明本发明的工作原理:
以每个驱动单元对主轴20做一次功,滚筒10旋转360°,凸轮74转动180°为例,初始状态时,驱动机构处在如图12所示位置,凸轮74的第一凸边741与第二配重63底边接触,并顶起转动架61左端,使压力轮62与锥形螺纹轮52的螺纹凹槽521分离,并且,压力轮62处在锥形螺纹轮52螺纹凹槽521最高处,悬吊组件50处于最低位置。滚筒10右端只有拉绳40施加的悬吊组件50的1/2重量。此时,滚筒10左边第一配重块12的重力大于拉绳40对滚筒10右端的拉力和滚筒10反时针转动时驱动主轴旋转所需要的重量以及机械摩擦损耗的能量,因此,滚筒10左端在第一配重块12的重力作用下反时针转动,从而通过第二棘轮机构带动主轴20反时针转动,由此使得主轴20对外输出动力。当驱动机构运行到图13状态时,左边驱动单元第一配重块12牵引滚筒10反时针转动了180°,并且滚筒10也通过第二棘轮机构驱动主轴20反时针转动了180°,因每个驱动单元对主轴20做一次功,凸轮74转动180°,使得主轴20通过主动链轮21,链条71,链轮72及转轴73驱动凸轮74反时针旋转了90°,同时,第二组驱动机构会有一个驱动单元进入工作状态,一个驱动单元退出工作状态。驱动单元继续向图14运行,在第一配重块12下移到图14状态时,滚筒10全程转动了360°,同时,滚筒10也通过第二棘轮机构驱动主轴20转动了360°,凸轮74转动180°。此时第一凸边741与第二配重块63底边缘分离,第二配重块63的底边缘应对凸轮74的第二凸边742,并呈分离状态,转动架61左端失去支撑力,使得在第二配重块63的重力作用下,压力轮62下压在锥形螺纹轮52的螺纹凹槽521上,使转动架61左端的支撑点,从凸轮74转移至锥形螺纹轮52的螺纹凹槽521最低点上。由此使得压力组件60有一个向下的重力通过悬吊组件50及拉绳40将重力施加滚筒10的右端。对滚筒10施加一个顺时针转动的力源。至此,第一配重块12完一次对主轴20做功的过程,该组驱动机构的左边驱动单元停止对主轴20转动做功并进入回复初始状态。同时右边驱动单元进入工作状态,此时压力组件60的重力通过悬吊组件50及拉绳40将重力施加滚筒10的右端。对滚筒10施加一个顺时针转动的力矩,由于压力轮62是枢接在转动架61左端第二配重块63与转动架61右端枢接点之间的中部,因此,此时压力组件60对悬吊组件50施加了两倍凸轮74所承受的重力,也就是说在凸轮74所承受的重力为G时,此时悬吊组件50所承受的重力为两G。由此,在轮轴51的左右两边,包含悬吊组件50的重量,在拉绳40上有一个大于一G的向下拉力,同时拉绳40也有一个向上的反向拉力,由于拉绳40的右端固定在机架上,由此,两个向下向上的拉力是相等的,在拉绳40的左端,由于是连接在滚筒10上的,并且滚筒10不是固定不动的。由于右端施加的顺时针转动的拉力大第一配重块12产生的阻力,以及滚筒10顺时针转动驱动主轴20转动对外输出动力所需要的能量和机械摩擦损耗的;因此,在拉绳40的拉动下,在滚筒10上有一个顺时针转动趋势,从而使得轮轴51的左右两边出现了两个不对等的向上拉力,右边大于左边,因此,在轮轴51上有一个反时针的旋转势力,从而使得轮轴51反时旋转,并在转动中向下移动并顺着轮轴51长度方向运动,从而带动滚筒10顺时针转动,由于轮轴51与锥形螺纹轮52是同步联接的,因此,锥形螺纹轮52也是随着轮轴51在转动中下移的,并且在转动下移中螺纹凹槽521与压力轮62的接触点逐步增大。即是从轮轴51的中心点至螺纹凹槽521与压力轮62的接触点,会随着下移在转动中逐步增大,并且与下移高度是同等的,也就是说轮轴51的中心点向下移动了多少,同时带动锥形螺纹52在下移转动中使螺纹凹槽521与压力轮62的接触点增大了多少,使转动架61的左端不往下移动,第二配重块63底部与第二凸边742保持分离状态。由此,可使压力组件60始终有一个向下的重力施加在悬吊组件50上,并经拉绳40传递到滚筒10的右端,使滚筒10顺时针转动。由此带动第一棘轮机构30的圆环34顺时针转动,从而通过棘爪32推动棘轮31转动,由于棘轮31是枢接在主轴20上的,并同步联接有主动齿轮35,由此使得主动齿轮35也是顺时针转动,因主动齿轮35与第一传动齿轮91啮合的,使得滚筒10顺时针转动的力矩通过传动组件90及驱动齿轮25将顺时针的旋转力转换为逆时针方向的旋转力施加于主轴20,为主轴20转动提供力源,同时,滚筒10顺时针转动时,吊绳11向滚筒10缠绕,使第一配重块12向上移动。当驱动单元运行至图15状态时,另一组驱动机构中有一个驱动单元退出工作状态,有一个进入工作状态。驱动单元运行至图16状态时,凸轮74在主轴20的带动下,转动了180°,第二凸边742与第二配重块63底边分离,第一凸边741与第二配重块63底边接触并顶起转动架101左端,使压力轮62与螺纹凹槽521分离,由此将压力组件60向下的重力支撑点从锥形螺纹轮52转移至凸轮74上,从而解除了右边驱动单元压力组件60通过悬吊组件50及拉绳40对滚筒10右端输送力源的路径,右边驱动单元完了一次对主轴20转动做功的过程,并进入回归初始状态程序。同时左边驱动单元重复进入工作状态对主轴20转动做功,重复上述过程,由此又带动右边驱动单元向回归初始状态运行。
在每组驱动机构的凸轮74第一凸边741与第二配重块63底边接触并顶起转动架101左端,使压力轮62与螺纹凹槽521分离时,需要另一组驱动机构配合协助并付出一定的能量,才能够进行重复循环的工作状态对主轴20转动做功。
由此,在两组驱动机构的四个驱动单元相互配合下,主轴20得以持续的转动并对外输出动力。
本发明两组驱动机构的主轴20沿着机架的长度方向(即X向)依次排列并同步联接,所述主轴20实际上可设置为一条,两组驱动机构共用该主轴20。
请参阅图8,作为进一步的改进,除了上述两组驱动机构,还可设置一组空闲驱动机构,当上述两组驱动机构的其中一组出现故障需要维修时,暂停该组驱动机构,并启动所述空闲驱动机构便可,由此可使不需整体停机,即可对出现故障的驱动机构进行捡修保养。具体的实现方式是:所述链轮72设有内八角体721,转轴73的该端设为八面体,且转轴73的八面体可插置于链轮72的内八角体721内,同时,在链轮72内八角体721上边缘开设有螺丝孔(图中未标示),螺丝孔内有一螺丝722,螺丝722可抵接于所述转轴72八面体的其中一个面上,从而使转轴73与链轮72实现固定关系;当有驱动单元需要检修保养时,松开螺丝722,把链轮72从转轴73的八面体退出,然后调节空闲驱动机构的转轴73,使其凸轮74的角度与暂停驱动机构的相位保持一致即可,再将链轮72装回转轴73八面体将螺丝722拧紧固定,将空闲驱动机构的离合板22上的定位柱223推入主动链轮21的定位孔211内,即可启动该空闲驱动机构,然后将需要检修驱动机构的离合板22,通拉杆24将离合板22推离主动链轮21,使定位柱223从定位孔211内退出,便可完成暂停待修驱动单元,检修后又可作为新的空闲驱动机构,用于替换新的故障驱动机构。
综上所述,本发明利用左边驱动单元第一配重块12对滚筒10左端施加的反时针转动的重力,使滚筒10反时针转动,通过第二棘轮机构将力矩施加于主轴20上,为主轴20提供转动的力源。利用右边驱动单元压力组件60的重力经悬吊组件50及拉绳40以传递的方式施加在滚筒10的右端,使滚筒10顺时针转动,通过第一棘轮机构30及传动机构90,将顺时针的旋转力转换为与主轴20同为反时针方向的旋转力施加于主轴20,为主轴20提供转动的力源,由此,可使在两组驱动机构的四个驱动单元相互配合下,本发明得以周而复始的转动,从而实现在无其他动力或其他动力较小的情况下,使主轴20持续地转动,从而对外输出动力。因此,本发明可以应用于现代交通工具上,为电动交通工具如汽车、轮船等全天候驱动发电机发电对电瓶冲电,从而增加电动交通工具的行使里程,使电动交通工具更利于推广普及。减小利用燃烧汽油、柴油等能源作为动力的交通工具的使用。本发明也可通过驱发电机发电,用于替代现在利用燃烧煤炭、源油等对环境造成亏染的发电技术,造福人类。因此本发明可以减小利用煤炭、汽油、天然气等能源的消耗,并且不会向大气环境中排放有害物质,减少环境污染。同时,本发明也可根据上述原理制作一种用于观赏性极强的,适合各种场合的工艺品。使本发明实现经济效益最大化。
对本领域的技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构思,做出其它各种相应的改变以及形变,而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种动力输出装置,其特征在于:包括机架以及安装在机架上的两组驱动机构,每组驱动机构设有左右两个驱动单元,该两组驱动机构沿机架的长度方向依次排列;
每组驱动机构均包括,
沿机架长度方向延伸并枢接在机架上的主轴,主轴上设有主动链轮及驱动齿轮;
枢接于主轴上的滚筒,滚筒与主轴之间设有棘轮机构,滚筒连接有第一配重块;
两拉绳,拉绳的一端连接在滚筒的圆周外表面,拉绳的另一端固定于机架上;
悬吊在两拉绳底部的悬吊组件,该悬吊组件包括轮轴及固定于轮轴中部的锥形螺纹轮,两拉绳绕设在锥形螺纹轮两端轮轴的外圆周表面;
压力组件,包括一转动架、压力轮及第二配重块,转动架的一端枢接在机架上以使转动架可绕该枢接点转动,第二配重块固定在转动架的活动端,压力轮枢接于转动架上,该压力轮底边缘耦合于锥形螺纹轮的螺纹凹槽;
顶力组件,包括链条、链轮经转轴同步联接的凸轮,且链轮与主动链轮通过链条同步联接,所述凸轮延伸至第二配重块底部;
传动机构,包括同步联接于传动轴上的第一传动齿轮及第二传动齿轮,与从动轴同步联接的第一从动齿轮及第二从动齿轮,所述第一传动齿轮与主动齿轮啮合,第二传动齿轮与第一从动齿轮啮合,所述第二从动齿轮与驱动齿轮啮合,该传动轴及从动轴枢接于机架上;
机架上设有限位机构,该限位机构用于限定轮轴只在上下方向及顺着轮轴长方向移动;
该两组驱动机构的主轴沿机架的长度方延伸并同步联接。
2.如权利要求1所述的动力输出装置,其特征在于:所述主动链轮枢接于主轴上,该主动链轮开设有一对定位孔,主轴上设有可沿其轴向来回移动的离合板,离合板上设有一对定位柱,该定位柱可插置于定位孔内以使主轴与主动链轮同步转动。
3.如权利要求2所述的动力输出装置,其特征在于:所述主轴与离合板之间设有相互配合的导轨及滑槽,导轨和滑槽的长度方向与主轴的轴向一致。
4.如权利要求3所述的动力输出装置,其特征在于:机架上设有用于推动离合板在主轴上来回移动的拉杆。
5.如权利要求1所述的动力输出装置,其特征在于:所述滚筒的圆周外表面设有螺旋限位凹槽,滚筒靠近主动链轮的一端与主轴之间设有第一棘轮机构,滚筒的另一端与主轴之间设有第二棘轮机构,该滚筒的中部凹槽上连接有一吊绳,该吊绳围绕滚筒反时针缠绕相应圈数后,向下连接有第一配重块,该第一配重块的四个角位在机架上固设有夹角柱,该夹角柱用于限定第一配重块不能前后左右的摆动,只能上下移动。
6.如权利要求5所述的动力输出装置,其特征在于:所述第一棘轮机构及第二棘轮机构包括相互配合的棘轮,棘爪和用于装设棘爪的圆环,该圆环固设于滚筒的端部,所述棘轮装设于主轴应对圆环中心,棘轮设有旋向一致的棘齿,在圆环上围绕棘轮设若干个棘爪,每个棘爪应对一个齿槽,棘爪前端与齿槽根部的距离呈均匀变化。
7.如权利要求6所述的动力输出装置,其特征在于:棘爪的中部枢接于圆环上,棘爪的后端与圆环之间设有拉簧,该拉簧用于提供一个使棘爪的前端压紧棘轮的弹性力。
8.如权利要求1或5或6所述的动力输出装置,其特征在于:所述第一棘轮机构的棘轮通过轴承枢接于主轴上并同步联接有主动齿轮,所述第二棘轮机构的棘轮与主轴同步联接。
9.如权利要求1所述的动力输出装置,其特征在于:所述主动齿轮、第一传动齿轮、第二传动齿轮、第一从动齿轮、第二从动齿轮及驱动齿轮的传动比为1。
10.如权利要求1所述的动力输出装置,其特征在于:所述限位机构由固定于机架上的四个挡柱组成,四个挡柱两两一组,两组挡柱分别挡持在轮轴两端的圆周外表面,该限位机构用于限定轮轴只在上下方向移动以及顺着轮轴长度方向运动。
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