CN107110129A - 节能平衡机构、旋转机器及实施方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机构(1)，所述机构包括一个支撑件(2)以及围绕其相应轴线(A1；A2)旋转(R1；R2)的两个运动嵌齿轮(12；22)。所述轴线(A1；A2)在水平或垂直参考平面(P0)内平行。所述嵌齿轮(12；22)彼此使用单一的传动比来接合，并且以在相反方向上旋转(R1；R2)的方式运动。所述机构(1)的特征在于所述机构包括偏心元件(14；24)，所述偏心元件与所述嵌齿轮(12；22)整体地围绕其相应轴线(A1；A2)旋转(R1；R2)并生成重力(P1；P2)的力矩(M1；M2)；特征在于所述力矩(M1；M2)具有相同的值和相同的方向，两者均根据它们围绕所述轴线(A1；A2)的角位置而变化；并且特征在于对于所述嵌齿轮(12；22)和所述偏心元件(14；24)围绕所述轴线(A1；A2)的每个角位置而言，所述机构(1)在静态时均呈现平衡构型。本发明还涉及包括至少一个这种机构(1)的旋转机器。本发明还涉及这种机构(1)的实施方法。

Description

节能平衡机构、旋转机器及实施方法

技术领域

本发明涉及任何可行应用中的节能平衡机构，并且尤其涉及旋转机器。本发明特别涉及具有钟摆和椭圆运动的机构。

本发明还涉及包括至少一个这种机构的旋转机器，例如马达、发生器或混合器。本发明特别涉及包括连续和/或平行布置的若干机构的马达。

本发明最后涉及这种机构的实施方法。

背景技术

在机械领域中，存在许多适于装配旋转机器的运动传动机构，诸如行星式齿轮系或曲柄轴。然而，使用公知的机构所获得的产率并不能令人完全满意。

发明内容

本发明的目的是提出能够节约能量并改善旋转机器的产率的机构。

出于所述目的，本发明的目标是一种机构，所述机构包括一个支撑件；以围绕第一轴线相对于所述支撑件旋转的方式运动的第一嵌齿轮；以围绕第二轴线相对于所述支撑件旋转的方式运动的第二嵌齿轮；其中：所述轴线在水平或垂直参考平面内平行；并且这些嵌齿轮彼此使用单一的传动比来接合，并以在相反方向上旋转的方式运动。

所述机构的特征在于其包括与所述第一嵌齿轮整体地围绕所述第一轴线旋转并生成重力的第一力矩的第一偏心元件；以及与所述第二嵌齿轮整体地围绕所述第二轴线旋转并生成重力的第二力矩的第二偏心元件；特征在于所述偏心元件的重力的力矩具有相同的值和相同的方向，两者均根据它们围绕所述轴线的角位置而变化；以及特征在于对于嵌齿轮和偏心元件围绕所述轴线的每个角位置而言，所述机构在静态时均呈现平衡构型。

因此，本发明凭借这些偏心元件的平衡及它们所生成的离心力，可以降低以旋转方式驱动这些嵌齿轮所需的能量。本发明通过联接若干同步化机构，甚至可以在旋转机器内产生能量。所述机构因此允许节能，如下面说明书中所述。

按照根据本发明的机构的单独呈现或组合的其他有利特性：

-这些偏心元件具有相同的质量和相同的尺寸。

-这些嵌齿轮包括具有比其他嵌齿更长的嵌齿的第一轮以及具有在两个嵌齿之间形成的沟槽的第二轮，并且当这些嵌齿轮接合时，所述更长的嵌齿和沟槽重合，从而允许这些偏心元件的对齐。

-这些嵌齿轮的轴线为水平的。

-参考平面为水平的。

-参考平面为垂直的。

优选地，所述支撑件包括基部和一个钟摆，所述钟摆悬挂在基部上并支撑这些嵌齿轮的轴线。所述轴线随钟摆移动。这些偏心元件采取椭圆运动。

根据第一实施例，钟摆由铰接杆悬挂在基部上。当包括嵌齿轮轴线的参考平面为水平时，该实施例是有利的。

优选地，所述机构包括传动轴，所述传动轴具有与连接连杆的上铰接部对齐的轴线。在每个偏心元件的远端与对应旋转轴线之间限定了第一距离。限定了第二距离，其等于连接悬挂杆的中心到中心的距离。第一距离小于第二距离，以便这些偏心元件在传动轴下方经过。

根据第二实施例，钟摆直接悬挂在基部上。当包括嵌齿轮轴线的参考平面为垂直的时，该实施例是有利的。

优选地，所述机构包括传动轴，所述传动轴具有与钟摆的上铰接部对齐的轴线。在每个偏心元件的远端与对应旋转轴线之间限定了第一距离。限定了第二距离，其等于连接悬挂杆的中心到中心的距离。第一距离小于第二距离，以便这些偏心元件在传动轴下方经过。

本发明还涉及包括诸如上述的至少一个机构的旋转机器。

所述旋转机器优选地为能量产生或变换机器，其展现出改善的产率。有利地，所述机器没有曲柄轴。

作为非穷举示例，所述旋转机器可为马达、发生器、混合器、离心机、压缩机、泵或涡轮机。

当所述机器为内燃马达时，装配所述机构的偏心元件在两个最大离心位置中连接起来，每一个位置对应于马达内部的气体的燃烧。

根据一个优选实施例，所述机器包括至少一个钟摆机构，其中这些偏心元件采取椭圆运动。

根据一个有利实施例，所述机器包括连续布置并同步化的至少一对钟摆机构。这些机构对齐并以相反相位运动。

每个机构包括其自身的传动轴。当钟摆由铰接式连接杆悬挂在基部上时，传动轴具有与铰接杆的上铰接部对齐的轴线。当钟摆直接悬挂在基部上时，传动轴具有与钟摆的上铰接部对齐的轴线。

有利地，所述机器包括联接到连续布置的机构的连接连杆。在这些机构运动期间，连接杆在水平方向上静止并且可在垂直方向上运动。

根据另一个有利实施例，所述机器包括平行布置并同步化的若干钟摆机构。优选地，平行布置的机构的数量为偶数，从而有利于它们的同步。

所述机器包括联接到平行布置成一行的各种机构的单个传动轴。

根据另一个有利实施例，所述机器包括若干对钟摆机构。这几对平行布置并在它们之间同步化。在每对内，这些机构连续布置并同步化。

所述机器包括两个传动轴，每个传动轴与平行布置成一行的不同机构联接。

根据另一个有利实施例，所述机器是包括两个钟摆机构的二冲程马达。第一组两个偏心元件以半转间隔布置，并且第二组两个偏心元件以半转间隔布置。

根据另一个有利实施例，所述机器是包括四个钟摆机构的四冲程马达。第一组四个偏心元件以四分之一转间隔布置，并且同样，第二组四个偏心元件以四分之一转间隔布置。

优选地，当所述机器包括若干钟摆机构时，基部对所有钟摆是公共的。换句话讲，所有钟摆悬挂在相同基部上。

还优选地，所述机构包括被设计为将嵌齿轮之一驱动成旋转的所述一个或多个机构的启动装置，所述一个或多个机构包括例如链条或齿轮传动系统。

此外，所述启动装置可包括用于所述机构的辅助启动的马达，或用于所述机构的机械启动的曲柄。

根据具体实施例，所述机器没有所述机构或钟摆机构的专用启动装置。在这种情况下，所述一个或多个机构的启动可通过在一个或多个钟摆上或在偏心元件之一上简单推动来进行。

有利地，当所述机构在操作中时，所述机器包括能量收集装置，例如发生器的形式。在这种情况下，所述机器优选地包括用于启动所述机构的装置，包括马达。这能够克服启动时与发生器的存在相关的阻力。

本发明的目标还涉及诸如上述的机构的实施方法，包括以下连续步骤：

-偏心元件相对于彼此并相对于嵌齿轮的定位步骤，以便偏心元件的重力力矩具有相同的值和相同的方向，两者均根据它们围绕所述轴线的角位置而变化，并且对于嵌齿轮和偏心元件围绕所述轴线的每个角位置而言，所述机构在静态时呈现平衡构型；

-嵌齿轮和偏心元件围绕所述轴线的旋转启动步骤，其中所述机构解除平衡构型并开始运动；以及

-操作步骤，其中偏心元件围绕所述轴线的旋转在所述机构内生成离心力。

附图说明

在参照随附示意图阅读以下作为非穷举示例给出的说明书后，将更好地理解本发明，在示意图中：

-图1是根据本发明的第一实施例的机构的侧视图，包括具有钟摆的支撑件、两个嵌齿轮和两个偏心元件；

-图2是装配图1中的机构的钟摆的较大比例局部顶视图；

-图3至图10显示了类似于图1中的机构的示意图，示出了嵌齿轮和偏心元件的运动；

-图11至图14显示了根据本发明的第二实施例的机构的类似于图3至图6的示意图；

-图15是类似于图2的视图，显示了平行装配有四个钟摆机构的根据本发明的机器的示例；

-图16是图15的互补视图，显示了各种机构共同的轴；

-图17是类似于图15的视图，显示了平行装配有两个钟摆机构的根据本发明的机器的另一个示例；以及

-图18是在本发明的具体实施例中机构的两个嵌齿轮之间的接合的局部细部图；

-图19是类似于图1的视图，显示了连续装配有两个钟摆机构的根据本发明的机器的另一个示例；

-图20是类似于图2的视图，显示了图19的机器；

-图21是装配图19和图20的机器的连接连杆的侧视图；

-图22和图23是在机器的另一个构型中分别类似于图20和图21的视图；

-图24是图21和图23的连接连杆的一端的较大比例视图，显示了机器的操作期间的不同位置；

-图25是类似于图19的视图，显示了连续装配有两个钟摆机构的根据本发明的机器的另一个示例；以及

-图26是显示连接连杆与机构之间联接的变型的顶视图。

具体实施方式

图1至图10显示了根据本发明的第一实施例的节能平衡机构1。

机构1包括支撑件2、以围绕第一轴线A1旋转R1的方式运动的第一单元10、以围绕第二轴线A2旋转R2的方式运动的第二单元20、以及机构1的启动装置40。轴线A1和A2彼此水平地平行，并且布置在水平的参考平面P0内。单元10和20为反向旋转的。

支撑件2包括固定的基部3和运动的钟摆4，所述运动的钟摆水平地定位，并且由拐角的四个连接杆5悬挂在基部3上。每个连接杆5经由平行于轴线A1和A2的轴线枢转连杆铰接在基部3和钟摆4两者上。钟摆4以相对于基部3的圆形平移方式运动。

支撑件2包括两个垂直支撑件6和上部水平立柱7。连接杆5铰接在立柱7上。

钟摆4包括三个纵向板8以及固定于纵向板8的尖端的横向棒9。连接杆5铰接在外板8上。钟摆4的板8支撑单元10和20。更确切地说，单元10经由轴承15通过中间板8和前板8支撑，单元20经由轴承25通过中间板8和后板8支撑。轴线A1和A2相对于钟摆4固定。

单元10包括轴11、装配有嵌齿13的嵌齿轮12、臂14以及轴承15。轴11、轮12和轴承15以轴线A1为中心，而臂14构成偏心元件，其具有相对于轴线A1而言与中心偏离距离d1的重心G1。轮12和臂14安装在轴11上，所述轴通过安装在钟摆4的板8内部的轴承15支撑。轮12以围绕轴线A1相对于钟摆4旋转R1的方式运动。

臂14与轮12整体地围绕轴线A1旋转R1并生成重力P1的力矩M1。力P1相对恒定。然而，力矩M1具有根据臂14围绕轴线A1的角位置而变化的值和方向(顺时针或逆时针)。

单元20包括轴21、装配有嵌齿23的嵌齿轮22、臂24以及轴承25。轴21、轮22和轴承25以轴线A2为中心，而臂24构成偏心元件，其具有相对于轴线A2而言与中心偏离距离d2的重心G2。轮22和臂24安装在轴21上，所述轴通过安装在钟摆4的板8内部的轴承25支撑。轮22以围绕轴线A2相对于钟摆4旋转R2的方式运动。

臂24与轮14整体地围绕轴线A2旋转R2并生成重力P2的力矩M2。力P2基本上恒定。然而，力矩M2具有根据臂24围绕轴线A2的角位置而变化的值和方向(顺时针或逆时针)。

轮12和22彼此使用单一的传动比来接合。轮12和22具有相同尺寸及相同数量的嵌齿13和23。轮12和22以在相反方向上旋转R1和R2的方式运动。换句话讲，轮12和22为反向旋转的。

在本发明的上下文中，臂14和24相对于彼此并相对于轮12和14精确地定位，以便力矩M1和M2始终具有相同的值和相同的方向(顺时针或逆时针)，而不论臂14和24围绕轴线A1和A2的相应角位置如何。

精确地确定臂14和24的质量和尺寸，因为它们会影响重心G1和G2的位置，从而影响力矩M1和M2的值。由于体积质量恒定不变，每个臂14和24的质量与其尺寸成比例。优选地，臂14和24具有相同的质量和相同的尺寸。另选地，臂14和24可具有不同的质量和尺寸，只要力矩M1和M2具有相同的值和相同的方向(顺时针或逆时针)即可，而不论它们的相应角位置如何。

机构1的启动装置40被设计为自机构1的平衡状态时起引发单元10和20的旋转R1和R2。装置40可呈现任何适于所讨论的应用的构型。

在图1和图2的示例中，装置40包括马达41、皮带42、传动轴43、嵌齿轮44、锯齿状链条45以及嵌齿轮46。马达41布置在基部3的立柱7上。轴43由基部3支撑于其尖端处，并且以围绕轴线A3旋转的方式运动，所述轴线与连接杆5的上铰接部垂直地对齐。轴线A3以平行于轴线A1和A2的方式水平地布置。皮带42将马达41与轴43相连。轮44安装成与轴43整体地旋转，而轮46安装成与轴21整体地旋转。另选地，轮46可安装成与轴11整体地旋转。链条45连接轮44和46，它们中心到中心的距离等于连接杆5中心到中心的距离。根据另一种替代形式，嵌齿轮44和46以及链条45可被替换为万向接头的系统或任何其他适于所讨论的应用的运动传动系统。因此，马达41的启动能够以旋转R1和R2的方式驱动单元10和20。

在实施过程中，机构1的运动能够将能量收集在轴43的区域中，例如通过将所述轴43与发生器联接。轴43因此构成能量收集轴。

另选地，为了启动机构1，可通过曲柄直接驱动轴43。

根据另一种变型，机构1没有构成启动装置的任何马达41和皮带42装置。在这种情况下，可通过简单地在钟摆4一侧上或在臂14和24之一上按压，来实施机构1的启动。起动机构1所需的能量非常微小。优选地，机构1包括所有相同的元件43,44,45和46。轴43可联接到发生器以收集能量。

为了实现机构1的正确操作，每个臂14和24的远侧尖端与其旋转轴线A1或A2之间的距离小于连接杆5的铰接部之间的中心到中心的距离，以使得臂14和24能够在传动轴43下方经过。

图3至图10示出了机构1在单转内的操作。具体地讲，图3至图6示出了期间臂14和24在钟摆4的右手侧运动的半转，而图7至图10示出了期间臂14和24在钟摆4的左手侧运动的半转。

图3示出了向上定位的臂14以及向下定位的臂24。机构1处于平衡态。轮12和22为静止的。力矩M1和M2不存在。

在该阶段，在轮12和22接合的情况下装置40能够启动机构1的运动，以便臂14和24两者均向右偏移。臂14的倾斜有助于轮12在旋转方向R1上转动，这能够在旋转方向R2上驱动轮22，从而提升臂24。

图4示出了臂14和24，每个臂在右手侧转动了八分之一转。图5示出了臂14和24，每个臂在右手侧转动了四分之一转。图6示出了臂14和24，每个臂在右手侧转动了四分之三转。在每个时刻，力矩M1和M2具有相同的值和相同的方向(顺时针)。通过臂14和24的作用，使钟摆4从右向上驱动。

图7示出了臂14和24，每个臂相对于其在图3中的初始位置转动了半转。臂14向下定位，而臂24向上定位。力矩M1和M2不存在。轮12和22在运动中，以便臂14和24两者均向右偏移。臂24的倾斜有助于轮22在旋转方向R2上转动，这能够有助于轮22在旋转方向R1上转动，从而提升臂14。

图8示出了臂14和24，每个臂在左手侧转动了八分之一转。图9示出了臂14和24，每个臂在左手侧转动了四分之一转。图10示出了臂14和24，每个臂在左手侧转动了四分之三转。在每个时间，力矩M1和M2具有相同的值和相同的方向(顺时针)。在臂14和24的作用下，使钟摆4向左驱动。

当单元10和20围绕轴线A1和A2枢转时，臂14和24因此有时位于右侧，有时位于左侧。在实施过程中，臂14和24的旋转R1和R2在机构1内生成离心力。钟摆4有时向右偏移，有时向左偏移。因此，臂14和24采取椭圆运动，而不是圆形运动。

机构1采取两相振荡运动。在图5和图9中，当臂14和24经过彼此时，离心力最大。每个相位对应于臂14和24在它们最大离心位置之间的半转(180°)。

考虑到上文的阐述，值得注意的是，对于嵌齿轮12和22及臂14和24围绕轴线A1和A2的每个角位置而言，机构1在静态时呈现平衡构型。换句话讲，当考虑静止的机构1时，不论单元10和20的角位置如何，机构1都会自行采取静态构型。机构1保持平衡，这显著减少了使单元10和20转动所需的能量。

图11至图14示出了根据第二实施例的机构1的操作。轴线A1和A2彼此平行且为水平的。然而，轴线A1和A2布置在垂直的参考平面P0内。

另外在该实施例中，臂14和24相对于彼此并相对于轮12和14精确地定位，以便力矩M1和M2始终具有相同的值和相同的方向(顺时针或逆时针)，而不论臂14和24围绕轴线A1和A2的相应角位置如何。

出于简化原因，图11至图14中仅示出了臂14和24在右手侧的位置，而未示出臂14和24左手侧的位置。

在实施过程中，考虑到能量损失，单个机构1并不能够构成马达。然而，可以通过联接若干同步化的机构1来制造马达，如下文详细阐述。

图15和图16示出了四冲程马达类型的根据本发明的旋转机器示例。马达包括四个机构1，每个机构装配有其自身的钟摆4。机构1及其钟摆4彼此平行布置，即并排布置。

基部3对所有机构1是公共的。换句话讲，基部3支撑彼此平行悬挂的钟摆4中的每一者。出于简化原因，仅部分地示出了基部3。

传动轴43对所有机构1是公共的。机构1的运动因此能够将能量收集在轴43的区域中，例如通过将所述轴43与发生器58联接。轴43于是构成能量收集轴。为了简单起见，仅在图15的底部处部分地示出了轴43，并且在图16中完全示出了该轴，其具有四个嵌齿轮45。

在实施过程中，这四个臂14相对于彼此错开四分之一转。同样，这四个臂24相对于彼此错开四分之一转。因此，马达在左手侧或右手侧始终具有相同数量的臂14或24，从而改善了其产率。每个相位对应于机构1的四分之一转(90°)。

当两个机构1都处于死点(力矩M1和M2不存在)时，另两个机构1分别在左手侧和右手侧位于最大离心位置，且每侧具有偏差e0。所生成的能量在所述最大离心位置或推力位置中最大。由于这四个机构1从不会同时处于死点，马达没有死点。有利地，每个最大离心位置对应于马达内部的气体燃烧。

图17示出了根据图15的变型，二冲程马达类型的根据本发明的另一个旋转机器示例。在这种情况下，马达包括两个机构1，每个机构装配有其自身的钟摆4。

如图15所示，基部3对两个机构1是公共的，并且支撑彼此平行布置的钟摆4中的每一者。传动轴43对两个机构1是公共的，以使得这两个机构的运动能够在轴处回收能量。出于简化原因，仅在图17中部分地示出了基部3和轴43。

在该实施例中，这两个臂14相对于彼此错开半转。同样，这两个臂24相对于彼此错开半转。如上所述，马达在左手侧或右手侧始终具有相同数量的臂14或24，从而改善了其产率。每个相位对应于机构1的半转(180°)。

在360°旋转期间，这两个机构1同时处于死点(力矩M1和M2不存在)且同时在推力位置中，每个位置对应于发动机中的气体燃烧。

根据另一个未表示的变型，旋转机器包括具有平行布置的钟摆4的八个机构1。在一转期间，所述机器在机构1的每八分之一转(45°)时产生一次推力。

可在不脱离本发明范围的情况下实施其他变型。所述机器的构成元件(例如基部3和传动轴43)的尺寸根据机构1的数量而变化。

为了获得最佳结果和产率，将每个钟摆4定位在严格水平的平面内很重要。这也适用于嵌齿轮12和22的轴线A1和A2，这些轴线必须位于严格水平或垂直的平面P0内，具体取决于机构1的构型。

图18表示本发明的具体且优选的实施例，其中轮12具有比其他嵌齿13更长的嵌齿13a，而轮22具有在两个嵌齿23之间形成的沟槽23a。嵌齿13a和沟槽23a可在不脱离本发明范围的情况下呈现不同形状。

在实施过程中，在嵌齿轮12和22接合时，嵌齿13a和沟槽23a重合，这允许偏心元件14和24的对齐，从而实现了机构1的精确平衡。

例如，嵌齿轮12和22及偏心元件14和24可装配有彼此相对布置的固定孔，出于简化原因，这些固定孔未在不同图中表示。因此，嵌齿13a和沟槽23a有利于所述固定孔的对齐。

图19至图24示出了根据图17的变型，二冲程马达类型的根据本发明的另一个旋转机器示例。马达包括根据本发明的两个机构1，每个机构装配有其自身的钟摆4。机构1及其钟摆4连续布置，即在彼此的延长部分中对齐。

基部3对两个机构1是公共的。换句话讲，基部3支撑连续悬挂的钟摆4中的每一者。

每个机构1包括其自身的传动轴43，所述传动轴具有与连接杆5的上铰接部对齐的轴线A3。然而，机构1的启动仅需要一个马达41。另选地，马达41可被替换为曲柄，或所述机器可没有用于启动机构1的装置。

所述机器包括在这两个机构1的装置40之间的中间装置50。装置50可用于这两个装置40之间的运动传动以及用于能量收集。在图19的示例中，装置50包括两个嵌齿轮51、两个锯齿状链条52、一个轴53以及两个嵌齿轮54。轴53以围绕轴线A4旋转的方式运动，所述轴线以平行于轴线A1、A2和A3的方式水平地布置。轴53由基部3、例如由基部3的两个支撑件6支撑于其尖端处。另选地，轴53可由立柱7支撑，以使得其轴线A4与机构1的轴线A3对齐。轮51安装成与这两个机构1的轴43整体地旋转，而轮54安装成与轴53整体地旋转。链条52连接轮51和轮54。因此，各种机构1的运动使得在轴53处回收能量成为可能，例如通过将该轴53联接到发生器。轴53于是构成了用于回收能量的轴。

所述机器还包括连接连杆60，所述连接连杆与这两个机构1联接，从而确保它们的同步以及振荡的显著降低。连接连杆60包括中心主体61，所述中心主体连接位于其纵向端部处的两个头部62。每个头部61包括其中容纳有滚珠轴承64的环形部分63。另选地，该环形部分63可包括适用于预期应用的任何类型的轴承。每个滚珠轴承64包括外环65、内环66和一排滚珠67。在内环66中容纳有套管68，所述套管包括用于接纳机构1的轴21的偏心开口69。套管68与轴21成一体并且可在滚珠轴承64中以旋转方式运动。因此，每个机构1的轴21在连接连杆60的头部61之一中以旋转方式运动。

在图20和图21中，机构1靠得更近。元件14和24朝机器的中心取向。联接到连接连杆60的轴21靠得更近。

在图22和图23中，机构1相距较远。元件14和24朝机器的侧面取向。联接到连接连杆60的轴21相距较远。

在机构1的运动期间，并且更具体地讲在其单元10和20的运动期间，连接杆60水平地固定且可垂直地运动。虽然理论上连接连杆60可在空间中自由运动，但其无法以水平运动驱动，因为其在平衡时定位在这两个机构1之间。连接连杆60由在阻力与柔性之间具有良好折衷的一种或多种材料制成，这是由于连接连杆60受到较大应力。

在图24中，在机器的操作期间在不同位置中部分地示出了连接连杆60。更具体地讲，图24示出了与图19至图23中的左侧机构1联接的连接连杆60的左头部62。在右侧位置中所示的元件21,A2,61和62在较高位置中标记为21',A2',61'和62'，在左侧位置中标记为21”,A2”,61和62，并且在较低位置中标记为21”',A2”',61”'和62”'。限定了头部62、滚珠轴承64和套管68的中心轴线A0。该轴线A0构成机构1的运动期间轴线A2的旋转轴线。还在轴线A0与A2之间限定了恒定半径r60。最后，限定了连接连杆60向上和向下的垂直偏差d60。偏差d60等于半径r60。作为非限制性示例，轴21的直径等于30毫米，外环65的外径等于140毫米，内环66的内径等于110毫米，并且半径r60等于20毫米。因此，连接连杆60向上的垂直偏差d60等于20毫米，并且向下的垂直偏差d60等于20毫米。

这两个臂14被设置成相对于彼此错开半转。相似地，这两个臂24被设置成相对于彼此错开半转。马达在左侧或右侧始终具有相同数量的臂14或24。每个相位对应于机构1的半转(180°)旋转。

在360°旋转期间，这两个机构1同时处于死点(力矩M1和M2不存在)且同时在推力位置中，每个位置对应于发动机中的气体燃烧。

图25示出了根据图19的变型，二冲程发动机类型的根据本发明的旋转机器的另一个示例。发动机包括根据本发明的两个机构1，每个机构装配有其自身的钟摆4。钟摆4直接悬挂在基部3上并连续布置。在机构1的运动期间，并且更具体地讲在其单元10和20的运动期间，连接连杆60水平地固定且可垂直地运动。

图26示出了将连接连杆60连接至机构1的另一种方式。开口69形成于套管68的中心并且以轴线A0为中心。偏心部件70介于轴21与连接连杆60之间。部件70包括细长主体71以及与主体71成一体的圆柱形曲柄销72。开口73形成于主体71中。轴21设置在孔口73中并且固定至主体71，例如借助于按键74或通过任何其他装置进行固定。轴21和开口73以轴线A2为中心。曲柄销72设置在套管68的开口69中，以轴线A0为中心。该轴线A0构成机构1的运动期间轴线A2的旋转轴线。

根据另一个未示出的变型，旋转机器包括以平行和连续这两种方式布置的四个钟摆机构1。两对机构1平行布置并且彼此同步化。在每对内，两个机构连续布置并且彼此同步化。在一转期间，所述机器在机构1的每四分之一转(90°)时产生一次推力。

根据另一个未表示的变型，旋转机器包括具有平行和连续布置的钟摆4的八个机构1。在一转期间，所述机器在机构1的每八分之一转(45°)时产生一次推力。

在图1至图26中，出于简化原因，放大了某些运动和距离，这是由于例如钟摆4有侧向偏差。

在实施过程中，在不脱离本发明范围的情况下，机构1和所述机器可不与图1至图26相符。

例如，链条和嵌齿轮形式的传动系统可被替换为万向接头的系统或任何其他适于所讨论的应用的运动传动系统。

另外，上述不同实施例和变型的技术特性可整体地结合在一起或其中的一些可结合在一起。因此，机构1和所述机器可以在成本、功能和性能方面进行调整。

Claims (22)

1.机构(1)，包括：

-支撑件(2)；

-第一嵌齿轮(12)，所述第一嵌齿轮以围绕第一轴线(A1)相对于所述支撑件(2)旋转(R1)的方式运动；

-第二嵌齿轮(22)，所述第二嵌齿轮以围绕第二轴线(A2)相对于所述支撑件(2)旋转(R2)的方式运动；

其中：

-所述轴线(A1；A2)在水平或垂直参考平面(P0)内平行；并且

-所述嵌齿轮(12；22)彼此使用单一的传动比来接合，并且以在相反方向上旋转(R1；R2)的方式运动；

所述机构的特征在于所述机构包括：

-第一偏心元件(14)，所述第一偏心元件与所述第一嵌齿轮(12)整体地围绕所述第一轴线(A1)旋转(R1)并生成重力(P1)的第一力矩(M1)；

-第二偏心元件(24)，所述第二偏心元件与所述第二嵌齿轮(22)整体地围绕所述第二轴线(A2)旋转(R2)并生成重力(P2)的第二力矩(M2)；

特征在于所述偏心元件(14；24)的重力(P1；P2)的所述力矩(M1；M2)具有相同的值和相同的方向，两者均根据它们围绕所述轴线(A1；A2)的角位置而变化；

并且特征在于对于所述嵌齿轮(12；22)和所述偏心元件(14；24)围绕所述轴线(A1；A2)的每个角位置而言，所述机构(1)在静态时呈现平衡构型。

2.根据权利要求1所述的机构(1)，其特征在于所述偏心元件(14；24)具有相同的质量和相同的尺寸。

3.根据前述权利要求中一项所述的机构(1)，其特征在于所述嵌齿轮(12；22)包括具有比其他嵌齿(13)长的嵌齿(13a)的第一轮(12)以及具有在两个嵌齿(23)之间形成的沟槽(23a)的第二轮(22)，并且特征在于当所述嵌齿轮(12；22)接合时所述更长的嵌齿(13a)和所述沟槽(23a)重合，从而允许所述偏心元件(14,24)的对齐。

4.根据权利要求1至3中一项所述的机构(1)，其特征在于所述嵌齿轮(12；22)的所述轴线(A1；A2)为水平的，并且所述参考平面(P0)为水平的。

5.根据权利要求1至3中一项所述的机构(1)，其特征在于所述嵌齿轮(12；22)的所述轴线(A1；A2)为水平的，并且所述参考平面(P0)为垂直的。

6.根据权利要求1至5中一项所述的机构(1)，其特征在于所述支撑件(2)包括基部(3)和钟摆(4)，所述钟摆悬挂在所述基部上并支撑所述嵌齿轮(12；22)的所述轴线(A1；A2)，特征在于所述轴线(A1,A2)可随所述钟摆(4)移动，并且特征在于所述偏心元件(14；24)描画椭圆运动。

7.一种旋转机器，其特征在于所述机器包括根据权利要求1至6中任一项所述的至少一个机构(1)。

8.根据权利要求7所述的旋转机器，其特征在于所述机器为内燃发动机，并且特征在于装配所述机构(1)的所述偏心元件(14；24)在两个最大离心位置中连接起来，每一个最大离心位置对应于所述发动机内部的气体的燃烧。

9.根据权利要求7或8所述的旋转机器，其特征在于所述机器包括根据权利要求6所述具有钟摆(4)的至少一个机构(1)，其中所述偏心元件(14；24)描画椭圆运动。

10.根据权利要求9所述的旋转机器，其特征在于所述机器包括连续放置并同步化的至少一对具有钟摆(4)的机构(1)。

11.根据权利要求10所述的旋转机器，其特征在于所述机器包括连接连杆(60)，所述连接连杆联接至连续布置的所述机构(1)，在所述机构(1)的运动期间，所述连接连杆(60)在水平方向上静止并且可在垂直方向上运动。

12.根据权利要求9所述的旋转机器，其特征在于所述机器包括平行放置并同步化的具有钟摆(4)的至少两个机构(1)。

13.根据权利要求9所述的旋转机器，其特征在于所述机器包括若干对具有钟摆(4)的机构(1)，所述机构在每对内连续放置并同步化，所述对平行放置并在它们之间同步化。

14.根据权利要求10至12中一项所述的旋转机器，其特征在于所述机器是包括两个具有钟摆的机构(1)的二冲程马达，特征在于所述第一组两个偏心元件(14)以半转间隔放置，并且特征在于所述第二组两个偏心元件(24)以半转间隔放置。

15.根据权利要求10至13中一项所述的旋转机器，其特征在于所述机器是包括四个具有钟摆(4)的机构(1)的四冲程马达，特征在于所述第一组四个偏心元件(14)以四分之一转间隔放置，并且特征在于所述第二组四个偏心元件(24)以四分之一转间隔放置。

16.根据权利要求7至15中一项所述的旋转机器，其特征在于所述基部(3)对所有所述钟摆(4)是公共的。

17.根据权利要求7至16中一项所述的旋转机器，其特征在于所述旋转机器包括被设计为将所述嵌齿轮(12；22)中的一个驱动成旋转(R1；R2)的所述一个或多个机构(1)的启动装置(40)，所述一个或多个机构包括例如链条或齿轮传动系统。

18.根据权利要求17所述的旋转机器，其特征在于所述启动装置(40)包括马达(41)。

19.根据权利要求17所述的旋转机器，其特征在于所述启动装置(40)包括曲柄。

20.根据权利要求9至16中一项所述的旋转机器，其特征在于所述机器没有所述一个或多个机构(1)的专用启动装置，并且特征在于所述一个或多个机构(1)的所述启动可通过在所述一个或多个钟摆(4)上或在所述偏心元件(14；24)中的一个上简单推动来进行。

21.根据权利要求7至20中一项所述的旋转机器，其特征在于当所述机构在运动中时，所述机器包括能量收集装置，例如发生器的形式。

22.一种根据权利要求1至6中一项所述的机构(1)的实施方法，其特征在于所述实施方法包括以下连续步骤：

-所述偏心元件(14；24)相对于彼此并相对于所述嵌齿轮(12；22)的定位步骤，以便所述偏心元件(14；24)的重力(P1；P2)的所述力矩(M1；M2)具有相同的值和相同的方向，两者均根据它们围绕所述轴线(A1；A2)的角位置而变化，并且对于所述嵌齿轮(12；22)和所述偏心元件(14；24)围绕所述轴线(A1；A2)的每个角位置而言，所述机构(1)在静态时呈现平衡构型；

-所述嵌齿轮(12；22)和所述偏心元件(14；24)围绕所述轴线(A1；A2)的旋转(R1；R2)启动步骤，其中所述机构(1)解除所述平衡构型并开始运动；以及

-操作步骤，其中所述偏心元件(14；24)围绕所述轴线(A1；A2)的所述旋转(R1；R2)在所述机构(1)内生成离心力。