CN109236462B - 磁动力移动结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种磁动力移动结构，包括外壳、设置于外壳内部的Z向腔室、设置于Z向腔室内的Z向磁铁、轴承连接于外壳内部的曲轴、设置于各Z向腔室与曲轴之间的X向腔室、设置于X向腔室内的X向磁铁、一端与对应X向磁铁铰接的连接杆、驱动组件以及分别设置于Z向磁铁上的至少一对第一向心轴承至少一对第二向心轴承；各第一向心轴承的中轴线平行于Y方向，同一对第一向心轴承沿X方向分布，同一对第一向心轴承的两个外圈分别与Z向腔室垂直于X方向的左右两个内壁面相抵；第二向心轴承的中轴线平行于X方向，各第二向心轴承的外圈与Z向腔室底部的内壁面相抵；各X向腔室相互平行。本发明磁动力移动结构摩擦力小，结构简单，生产成本低。

Description

磁动力移动结构

技术领域

本发明涉及发动机领域，具体涉及一种磁动力移动结构。

背景技术

发动机是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，现广泛应用于交通领域的主要为燃烧发动机，燃烧发动机，是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。广义上的燃烧发动机不仅包括往复活塞式燃烧发动机、旋转活塞式发动机和自由活塞式发动机，也包括旋转叶轮式的喷气式发动机，但通常所说的燃烧发动机是指活塞式燃烧发动机。活塞式燃烧发动机以往复活塞式最为普遍。活塞式燃烧发动机将燃料和空气混合，在其汽缸内燃烧，释放出的热能使汽缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功，再通过曲柄连接杆机构或其他机构将机械功输出，驱动从动机械工作。常见的有柴油机和汽油机，通过将内能转化为机械能，是通过做功改变内能。

传统的汽油、柴油发动机的结构是爆炸后推动活塞、推动连杆、推动曲轴，将直线力转变成旋转力，通过链轮将产生的机械力传输出来用于企业生产和提高人们的生活质量。为保证能量充分利用，汽油、柴油发动机的活塞与缸体处于无间隙状态，在无间隙接触情况下高速摩擦会产生大量的热量，热量来不及散发就会“拉烧”而将缸体毁坏。活塞与缸体间歇过大，就不能充分利用能量。因此，亟需一种减少摩擦的磁动力移动结构,利用轴承的滚动摩擦减少磨损，降低发热量，减少冷却系统的配置，降低制造难度和生产成本。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种减少摩擦的磁动力移动结构。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种磁动力移动结构，包括外壳、设置于外壳内部的Z向腔室、设置于Z向腔室内的Z向磁铁、轴承连接于外壳内部的曲轴、设置于各Z向腔室与曲轴之间的至少三个X向腔室、设置于X向腔室内的X向磁铁、一端与对应X向磁铁铰接的连接杆、用于驱动Z向磁铁沿Z方向运动的驱动组件以及分别设置于Z向磁铁上的至少一对第一向心轴承和至少一对第二向心轴承；各第一向心轴承的中轴线平行于Y方向，同一对第一向心轴承沿X方向分布，同一对第一向心轴承的两个外圈分别与Z向腔室垂直于X方向的左右两个内壁面相抵；第二向心轴承的中轴线平行于X方向，各第二向心轴承的外圈与Z向腔室底部的内壁面相抵；Z向磁铁与Z向腔室的各内壁面之间留有间隙；各X向腔室相互平行。

优选的，Z向腔室的左右两个内壁面分别设有若干第三向心轴承，各第三向心轴承的中轴线平行于Y方向，各第三向心轴承的外圈与Z向磁铁相抵。

优选的，X向腔室平行于X方向的四个内壁面分别设有若干第四向心轴承，各第四向心轴承的中轴线垂直于X方向，各第四向心轴承的外圈与X向磁铁相抵。

优选的，第三向心轴承和第四向心轴承为滚针轴承。

优选的，Z向腔室与X向腔室相通。

优选的，曲轴为非全支承曲轴。

优选的，曲轴两端的主轴颈贯穿外壳，曲轴两端的主轴颈套设有输出轮，输出轮与曲轴的主轴颈同轴设置。

优选的，还包括发电机以及与发电机电连接的蓄电池，输出轮带动发电机旋转发电，发电机产生的电能储存于蓄电池，用于驱动伺服电机工作。

优选的，其特征在于，X向磁铁上设有安装座，连接杆靠近X向磁铁的一端与安装座铰接。

优选的，驱动组件包括固定于Z向磁铁上的齿条、与齿条啮合的齿轮和用于驱动齿轮转动的伺服电机，齿轮同轴设置于伺服电机的输出轴上。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

通过成对设置的第一向心轴承，防止Z向磁铁在Z向腔室内沿Z向方向运动过程中发生左右晃动，结合第二向心轴承，利用向心轴承能在径向上承重的特点，使Z向磁铁在Z向腔室中稳定沿Z方向来回移动，避免Z向磁铁在Z向腔室中高速运动产生高温，减少磨损和能量损耗，减少冷却系统，精简了传统发动机的吸气-压缩-做功-排气四冲程结构，结构体积小，节约生产成本。

附图说明

图1为本发明的磁动力移动结构示意图一。

图2为本发明的磁动力移动结构示意图二。

图3为本发明的磁动力移动结构示意图三。

具体实施方式

下面详细描述本发明的具体实施方式，具体实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

作为本发明的具体实施方式之一，如图1-3所示，图2省略第一向心轴承及其上方的相关结构；另外伺服电机703、齿轮702和齿条701的连接方式为现有技术，对于本领域技术人员而言是清楚的，根据说明书以及附图的结合能清楚说明磁动力移动结构。

一种磁动力移动结构，包括外壳10、设置于外壳10内部的Z向腔室101、设置于Z向腔室101内的Z向磁铁20、轴承连接于外壳10内部的曲轴80、设置于各Z向腔室101与曲轴80之间的三个X向腔室102、设置于X向腔室102内的X向磁铁30、一端与对应X向磁铁30铰接的连接杆40、用于驱动Z向磁铁20沿Z方向运动的驱动组件以及分别设置于Z向磁铁20上的两对第一向心轴承501和两对第二向心轴承502；各第一向心轴承501的中轴线平行于Y方向，同一对第一向心轴承501沿X方向分布，同一对第一向心轴承501的两个外圈分别与Z向腔室101垂直于X方向的左右两个内壁面相抵；第二向心轴承502的中轴线平行于X方向，各第二向心轴承502的外圈与Z向腔室101底部的内壁面相抵；Z向磁铁20与Z向腔室101的各内壁面之间留有间隙；各X向腔室102相互平行。

本发明中的X、Y和Z是根据图1的方位建立三维坐标系。

曲轴80为现有技术的曲轴80，曲轴80的曲拐首尾对称分布，由于曲轴80的结构为现有技术，区别仅在于根据不同缸数以及形成的选择，对于本领域普通技术人员为现有技术，不涉及本发明的改进，在此不再赘述。以矩形的X向腔室102和X向腔室102为例对本发明技术方案进行说明。

工作原理：驱动组件驱动Z向磁铁20在Z向腔室101沿Z方向运动，成对设置的第一向心轴承501对Z向磁铁20进行X方向上的限制，保证Z向磁铁20在X方向上与X向腔室102之间的距离，保证曲轴80的平稳转动；Z向磁铁20运动的过程中对相应的X向腔室102内的X向磁铁30产生排斥力，X向磁铁30沿X向腔室102移动并驱动连接杆40对曲轴80进行驱动，曲轴80发生转动，其他X向腔室102中的X向磁铁30受曲轴80的带动往靠近对应Z向腔室101方向移动，即X向磁铁30在X方向上复位，运动过程中，Z向磁铁20通过第一向心轴承501和第二向心轴承502与Z向腔室101接触，利用向心轴承的结果实现承重以及减少摩擦。

为防止第一向心轴承501损坏影响磁动力移动结构的正常使用，Z向腔室101的左右两个内壁面分别设有若干第三向心轴承503，各第三向心轴承503的中轴线平行于Y方向，各第三向心轴承503的外圈与Z向磁铁20相抵。当第一向心轴承501损坏时，通过第三向心轴承503替代第一向心轴承501继续正常使用。

X向腔室102平行于X方向的四个内壁面分别设有若干第四向心轴承504，各第四向心轴承504的中轴线垂直于X方向，各第四向心轴承504的外圈与X向磁铁30相抵。通过设置第四向心轴承504，避免X向磁铁30与X向腔室102发生滑动摩擦，减少能量损耗，避免X向腔室102发热。

第三向心轴承503和第四向心轴承504为滚针轴承。滚针轴承相对于其他类型的向心轴承，体积小，有效减小磁动力移动结构的体积。

为防止Z向磁铁20与X向磁铁30之间有遮挡物影响Z向磁铁20的磁场分布，Z向腔室101与X向腔室102相通。

曲轴80为非全支承曲轴80。

曲轴80采用非全支撑曲轴80，曲轴80的主轴颈数比X向腔室102的数目少，缩短曲轴80的长度，减小磁动力移动结构体积。

曲轴80两端的主轴颈贯穿外壳10，曲轴80两端的主轴颈套设有输出轮，输出轮与曲轴80的主轴颈同轴设置。

还包括发电机以及与发电机电连接的蓄电池，输出轮带动发电机旋转发电，发电机产生的电能储存于蓄电池，用于驱动伺服电机703工作。

X向磁铁30上设有安装座60，连接杆40靠近X向磁铁30的一端与安装座60铰接。

驱动组件包括固定于Z向磁铁20上的齿条701、与齿条701啮合的齿轮702和用于驱动齿轮702转动的伺服电机703，齿轮702同轴设置于伺服电机703的输出轴上。

伺服电机703可内置编码器，精确控制电机正反转、转速以及旋转角度，齿轮702受伺服电机703驱动，从而控制与齿轮702啮合的齿条701带动横向磁铁在Z向腔室101内沿Z方向往复运动，伺服电机703的作用力不直接作用于Z向磁铁20，防止Z向磁铁20受损，传动稳定。

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之内。

Claims (7)

1.一种磁动力移动结构，其特征在于，包括外壳、设置于所述外壳内部的Z向腔室、设置于所述Z向腔室内的Z向磁铁、轴承连接于所述外壳内部的曲轴、设置于各所述Z向腔室与所述曲轴之间的至少三个X向腔室、设置于所述X向腔室内的X向磁铁、一端与对应所述X向磁铁铰接的连接杆、用于驱动所述Z向磁铁沿Z方向运动的驱动组件以及分别设置于所述Z向磁铁上的至少一对第一向心轴承和至少一对第二向心轴承；各所述第一向心轴承的中轴线平行于Y方向，同一对所述第一向心轴承沿X方向分布，同一对所述第一向心轴承的两个外圈分别与所述Z向腔室垂直于X方向的左右两个内壁面相抵；所述第二向心轴承的中轴线平行于X方向，各所述第二向心轴承的外圈与所述Z向腔室底部的内壁面相抵；所述Z向磁铁与所述Z向腔室的各内壁面之间留有间隙；各所述X向腔室相互平行；所述Z向腔室的左右两个内壁面分别设有若干第三向心轴承，各所述第三向心轴承的中轴线平行于Y方向，各所述第三向心轴承的外圈与所述Z向磁铁相抵；所述X向腔室平行于X方向的四个内壁面分别设有若干第四向心轴承，各第四向心轴承的中轴线垂直于X方向，各第四向心轴承的外圈与所述X向磁铁相抵；所述Z向腔室与各所述X向腔室相通。

2.根据权利要求1所述的磁动力移动结构，其特征在于，所述第三向心轴承和第四向心轴承为滚针轴承。

3.根据权利要求1所述的磁动力移动结构，其特征在于，所述曲轴为非全支承曲轴。

4.根据权利要求1所述的磁动力移动结构，其特征在于，所述曲轴两端的主轴颈贯穿所述外壳，所述曲轴两端的主轴颈套设有输出轮，所述输出轮与所述曲轴的主轴颈同轴设置。

5.根据权利要求4所述的磁动力移动结构，其特征在于，还包括发电机以及与所述发电机电连接的蓄电池，所述输出轮带动所述发电机旋转发电，所述发电机产生的电能储存于所述蓄电池，用于驱动伺服电机工作。

6.根据权利要求1所述的磁动力移动结构，其特征在于，所述X向磁铁上设有安装座，所述连接杆靠近所述X向磁铁的一端与所述安装座铰接。

7.根据权利要求6所述的磁动力移动结构，其特征在于，所述驱动组件包括固定于所述Z向磁铁上的齿条、与齿条啮合的齿轮和用于驱动所述齿轮转动的伺服电机，所述齿轮同轴设置于所述伺服电机的输出轴上。