CN109167533B - 一种电磁控制摆动式动力机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁控制摆动式动力机，属于动力机械设备技术领域，包括支撑架，在支撑架上转动连接有沿水平方向设置的水平转轴，在水平转轴的输出端连接有动力双向输出机构，在水平转轴的输入端连接有电磁摆动机构；所述电磁摆动机构包括固定在水平转轴输入端的摆臂，在摆臂底端部固定有底配重，在摆臂顶端部固定有顶配重，在顶配重上方和/或底配重的下方设有磁助推机构，所述磁助推机构用于推动顶配重和/或底配重进行摆动；通过电磁摆动机构、磁助推机构、动力双向输出机构、单向轴承的互相配合作用，实现了一种结构紧凑、安装方便、成本低、连续高功率动力输出的电磁控制摆动式动力机。

Description

一种电磁控制摆动式动力机

技术领域

本发明属于动力机械设备技术领域，特别涉及一种电磁控制摆动式动力机。

背景技术

目前的磁能动力机，主要是利用磁能作用驱动转子转动从而获得机械能进而带动负载进行工作的，对于磁能向机械能的转变，中国专利CN2316767Y公开了一种高效永磁动力机，其在转子铝盘和定子铝盘上均匀分布、安装固定有多块永久磁铁，转子永久磁铁的一侧装有转子线圈，转子线圈的电源引线与间歇电流器连接，间歇电流器又通过电刷与电源电连接。虽然是利用了永磁体磁能实现了转子的转动以获得机械能，但是在转子运转到主轴心、电子磁铁圆心、转子磁铁圆心的重合直线上时，装在转子磁铁上的绕组线圈导通电流，绕组线圈产生一个与转子磁铁极性相反的磁场电极，转子又受到一个合成磁斥转矩的作用。因此在该装置的实际运作中的一半时间内，需要一个由电能转换而得的可以克服原有永磁体磁场影响而形成磁斥转矩的磁场，对电能消耗较高，磁能利用率不高。

中国专利CN106655892A公开了一种电磁控制永磁磁能动力机，通过电磁线圈的正反相通电控制来改变电磁线圈的磁极方向，周而复始，持续输出转矩，在更小的电能输入时即可获得与中国专利CN2316767Y中技术方案相同的转矩输出，但是上述两个中国专利都是采用定盘、转盘式结构，整体结构复杂，安装要求比较高，成本高。

发明内容

本发明目的在于提供一种电磁控制摆动式动力机；为达到上述目的所采取的技术方案是：

一种电磁控制摆动式动力机，包括支撑架，在支撑架上转动连接有沿水平方向设置的水平转轴，在水平转轴的输出端连接有动力双向输出机构，在水平转轴的输入端连接有电磁摆动机构；所述电磁摆动机构包括固定在水平转轴输入端的摆臂，在摆臂底端部固定有底配重，在摆臂顶端部固定有顶配重，在顶配重上方和/或底配重的下方设有磁助推机构，所述磁助推机构用于推动顶配重和/或底配重进行摆动。

优选的，所述磁助推机构包括一个动电磁铁和多个定电磁铁，多个定电磁铁沿着动电磁铁摆动弧度轨迹方向均匀分布，当磁助推机构设置在顶配重上方时，动电磁铁固定在顶配重上，多个定电磁铁固定在支撑架上且定电磁铁位于动电磁铁上方；当磁助推机构设置在底配重的下方时，动电磁铁固定在底配重上，多个定电磁铁固定在支撑架上且定电磁铁位于动电磁铁下方；在摆臂上固定有触发杆，在触发杆摆动弧度轨迹方向的支撑架上固定有多个接近开关，每当动电磁铁摆动到其中一个定电磁铁位置时，触发杆触发其中一个接近开关，从而控制相对应的定电磁铁、动电磁铁通电在磁性斥力的作用下推动顶配重和/或底配重进行摆动。

优选的，所述动力双向输出机构包括齿轮箱，在齿轮箱内设有沿竖直方向设置的传动轴、沿水平方向设置的连接轴，在连接轴靠近传动轴的一端设有端面齿轮，在传动轴上安装有两个均与端面齿轮相啮合的第一传动齿轮，两个第一传动齿轮均通过单向轴承与传动轴转动连接，且两个单向轴承的旋转方向相反，在连接轴远离传动轴的一端设有第二传动齿轮，在水平转轴上设有与第二传动齿轮相啮合的第三传动齿轮。

优选的，还包括活塞泵，在齿轮箱内设有润滑油，在齿轮箱底部设有出油口，活塞泵的进油端口与出油口之间设有第一油管，在活塞泵的出油端口设有第二油管，第二油管的末端位于齿轮箱内，活塞泵的活塞推杆的末端铰接在水平转轴上。

优选的，所述动电磁铁由永磁体代替，且定电磁铁通电时的磁极与永磁体的磁极方向相反。

优选的，当摆臂处于静止时，动电磁铁与其中一个定电磁铁的位置相对应，且定此时的定电磁铁与动电磁铁之间的磁性斥力方向不经过摆臂的转轴。

优选的，所述底配重的质量大于顶配重的质量。

优选的，所述底配重的底部和顶配重顶部均为圆弧面。

优选的，第三传动齿轮的直径大于第二传动齿轮的直径。

优选的，在齿轮箱内设有增速齿轮组，所述传动轴与增速齿轮组传动连接。

本发明所具有的有益效果为：（1）本发明采用电磁摆动机构做为动力源，与原来盘式结构相比结构更加简单，而且工作时的噪音大大降低；（2）磁助推机构在推动顶配重和/或底配重摆动的过程中，只有动电磁铁到达定电磁铁前后左右附近的过程中才接通电源，周而复始，持续输出转矩，在更小的电能输入时即可获得更大转矩输出；（3）动力双向输出机构中通过端面齿轮与两个带有单向轴承的传动齿轮的配合作用实现了摆臂正反双向摆动的动力连续输出，提高了动力利用率，也达到了连续动力输出的目的；（4）活塞泵的工作充分利用了水平转轴摆动时的能量，从而无需为活塞泵的工作提供额外的动力源；（5）通过电磁摆动机构、磁助推机构、动力双向输出机构、单向轴承的互相配合作用，实现了一种结构紧凑、安装方便、成本低、连续高功率动力输出的电磁控制摆动式动力机。

附图说明

图1为具体实施例1中本发明的结构示意图；

图2为电磁摆动机构的结构示意图；

图3为动力双向输出机构的结构示意图；

图4为具体实施例2中本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步描述。

具体实施例1：

如图1和图2所示，本发明包括支撑架7，在支撑架7上转动连接有沿水平方向设置的水平转轴1，在水平转轴1的输出端连接有动力双向输出机构，在水平转轴的输入端连接有电磁摆动机构；所述电磁摆动机构包括固定在水平转轴1输入端的摆臂804，在摆臂804底端部固定有底配重807，在摆臂804顶端部固定有顶配重802，在顶配重802上方和/或底配重807的下方设有磁助推机构，所述磁助推机构用于推动顶配重802和/或底配重807进行摆动，所述底配重807的底部和顶配重802顶部均为圆弧面。

本实施例中将磁助推机构设置在顶配重802上方，所述磁助推机构包括一个动电磁铁803和多个定电磁铁801，多个定电磁铁801沿着动电磁铁803摆动弧度轨迹M方向均匀分布，当磁助推机构设置在顶配重802上方时，动电磁铁803固定在顶配重802顶部，多个定电磁铁801固定在支撑架7上且定电磁铁801位于动电磁铁803上方；当磁助推机构设置在底配重807的下方时，动电磁铁固定在底配重807上，多个定电磁铁固定在支撑架7上且定电磁铁位于动电磁铁下方；在摆臂804上固定有触发杆805，在触发杆805摆动弧度轨迹N方向的支撑架7上固定有多个接近开关806，接近开关806的个数与定电磁铁801的个数相等，且接近开关806与定电磁铁801进行一一对应控制，同时每个接近开关806均对动电磁铁803进行控制，每当动电磁铁803摆动到其中一个定电磁铁801位置时，触发杆805触发其中一个接近开关806，从而控制相对应的定电磁铁801、动电磁铁803同时通电在磁性斥力的作用下推动顶配重802进行摆动，当动电磁铁803摆过定电磁铁801位置后，定电磁铁801、动电磁铁803均不通电。

如图3所示，所述动力双向输出机构包括齿轮箱904，在齿轮箱904内设有沿竖直方向设置的传动轴902、沿水平方向设置的连接轴901，在连接轴901靠近传动轴902的一端设有端面齿轮907，在传动轴902上安装有两个均与端面齿轮907相啮合的第一传动齿轮906，两个第一传动齿轮906均通过单向轴承与传动轴902转动连接，且两个单向轴承的旋转方向相反，在连接轴901远离传动轴902的一端设有第二传动齿轮908，在水平转轴1上设有与第二传动齿轮908相啮合的第三传动齿轮4，其中用于固定传动轴902转动的轴承未画出。

为了增加润滑效果和润滑油散热效果，还包括活塞泵2，在齿轮箱904内设有润滑油905，在齿轮箱904底部设有出油口，活塞泵2的进油端口与出油口之间设有第一油管6，在活塞泵2的出油端口设有第二油管5，第二油管5的末端位于齿轮箱904内，活塞泵2的活塞推杆3的末端铰接在水平转轴1上。

为了便于静止状态时的启动，当摆臂804处于静止时，动电磁铁803与其中一个定电磁铁801的位置相对应，且定此时的定电磁铁801与动电磁铁803之间的磁性斥力方向不经过摆臂804的水平转轴1，例如将定电磁铁801设置得稍微偏离中心线位置或者在定电磁铁801旁设置辅助电磁铁或永磁体以助静止状态时的启动。同时也可以采用其它人工或者机械助启动方式。

为了具有较大的转动惯量和整体中心位于水平转轴1下方，所述底配重807的质量大于顶配重802的质量，顶配重802和底配重807具体重量可以根据实际情况确定。

为了增大输出转速，所述第三传动齿轮4的直径大于第二传动齿轮908的直径，也可以在齿轮箱904内设有增速齿轮组，所述传动轴902与增速齿轮组传动连接。同时还可以在摆臂804上挡臂框架以防止摆臂804直接掉落地面上而造成危险。

为了适应触发杆805与接近开关806之间间距的调整，所述触发杆805与支撑架7的支撑臂之间螺纹连接，且在支撑臂两端的触发杆805上均设有螺母，在两个螺母的作用下，既可以对触发杆805伸向接近开关806的距离的调整又可以对触发杆805进行固定。

本发明在工作时，在摆臂804摆动的过程中，每当动电磁铁803摆动到其中一个定电磁铁801位置时，触发杆805触发其中一个接近开关806，从而控制相对应的定电磁铁801、动电磁铁803通电，此时定电磁铁801和动电磁铁803产生相反的磁极，由于底配重807质量比较大整个摆臂804的转动惯量比较大，因此无论是在逆时针方向摆动时还是在顺时针方向摆动时，都会保存继续转动的趋势，在磁性斥力的作用下均能推动顶配重802进行持续摆动。

摆臂804的摆动带动水平转轴1正反方向连续地往返转动，水平转轴1的正反方向往返转动带动连接轴901的正反方向往返转动，由于两个第一传动齿轮906是通过单向轴承与传动轴902转动连接，且两个单向轴承的旋转方向相反，因此在连接轴901正反方向往返转动的过程中必有一个单向轴承反向转，另一个单向轴承正向转，这样就保证了传动轴902的连续转动，即无论摆臂804是顺时针摆动还是逆时针摆动均会带动传动轴902的转动，此时可以将传动轴902做为整个动力机的输出轴也可以通过齿轮啮合传动方式增加另一个输出轴903，其中用于固定输出轴903转动的轴承未画出。

具体实施例2：

如图4所示，与具体实施例1不同的是在支撑架7或者支撑塔上左右对称设置两个具体实施例1中的动力机，需要做的改进还有在输出轴903上安装上齿轮11和下齿轮14，且上齿轮11和下齿轮14均是通过单向轴承与输出轴903转动连接的；在左边动力机构的传动轴10上安装与下齿轮14相啮合的左传动齿轮13；在右边动力机构的传动轴902上安装与下上轮11相啮合的右传动齿轮12，这样就可以通过两个动力机相互配合作用同时带动输出轴903转动，从而提高了工作效率，也增大了输出功率。

具体实施例3：

与具体实施例1和具体实施例2不同之处在于，将动电磁铁803由永磁体代替，且定电磁铁801通电后产生的磁极与永磁体803的磁极方向相反。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，如没有另外声明，上述词语并没有特殊的含义。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种电磁控制摆动式动力机，其特征在于，包括支撑架，在支撑架上转动连接有沿水平方向设置的水平转轴，在水平转轴的输出端连接有动力双向输出机构，在水平转轴的输入端连接有电磁摆动机构；所述电磁摆动机构包括固定在水平转轴输入端的摆臂，在摆臂底端部固定有底配重，在摆臂顶端部固定有顶配重，在顶配重上方和/或底配重的下方设有磁助推机构，所述磁助推机构用于推动顶配重和/或底配重进行摆动；

所述磁助推机构包括一个动电磁铁和多个定电磁铁，多个定电磁铁沿着动电磁铁摆动弧度轨迹方向均匀分布，当磁助推机构设置在顶配重上方时，动电磁铁固定在顶配重上，多个定电磁铁固定在支撑架上且定电磁铁位于动电磁铁上方；当磁助推机构设置在底配重的下方时，动电磁铁固定在底配重上，多个定电磁铁固定在支撑架上且定电磁铁位于动电磁铁下方；在摆臂上固定有触发杆，在触发杆摆动弧度轨迹方向的支撑架上固定有多个接近开关，每当动电磁铁摆动到其中一个定电磁铁位置时，触发杆触发其中一个接近开关，从而控制相对应的定电磁铁、动电磁铁通电在磁性斥力的作用下推动顶配重和/或底配重进行摆动；

所述动力双向输出机构包括齿轮箱，在齿轮箱内设有沿竖直方向设置的传动轴、沿水平方向设置的连接轴，在连接轴靠近传动轴的一端设有端面齿轮，在传动轴上安装有两个均与端面齿轮相啮合的第一传动齿轮，两个第一传动齿轮均通过单向轴承与传动轴转动连接，且两个单向轴承的旋转方向相反，在连接轴远离传动轴的一端设有第二传动齿轮，在水平转轴上设有与第二传动齿轮相啮合的第三传动齿轮；

第三传动齿轮的直径大于第二传动齿轮的直径，在齿轮箱内设有增速齿轮组，所述传动轴与增速齿轮组传动连接。

2.根据权利要求1所述的电磁控制摆动式动力机，其特征在于，还包括活塞泵，在齿轮箱内设有润滑油，在齿轮箱底部设有出油口，活塞泵的进油端口与出油口之间设有第一油管，在活塞泵的出油端口设有第二油管，第二油管的末端位于齿轮箱内，活塞泵的活塞推杆的末端铰接在水平转轴上。

3.根据权利要求1或2所述的电磁控制摆动式动力机，其特征在于，所述动电磁铁由永磁体代替，且定电磁铁通电时的磁极与永磁体的磁极方向相反。

4.根据权利要求1或2所述的电磁控制摆动式动力机，其特征在于，当摆臂处于静止时，动电磁铁与其中一个定电磁铁的位置相对应，且定此时的定电磁铁与动电磁铁之间的磁性斥力方向不经过摆臂的转轴。

5.根据权利要求1所述的电磁控制摆动式动力机，其特征在于，所述底配重的质量大于顶配重的质量，所述底配重的底部和顶配重顶部均为圆弧面。