CN110242721B - 一种回转机构能量存储释放装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种回转机构能量存储释放装置，包括：轴I、支架I、离合器、传动齿轮I、轴II、传动齿轮II、转换齿轮、轴III、传动齿轮III、传动齿轮IV、支架II、棘轮机构、扭簧储能器、轴IV、惰轮、支架III、电磁控制器I、销、轴承。本发明通过所述电磁控制器I控制所述转换齿轮分别与所述传动齿轮III和所述惰轮啮合传动，从而可以将回转机构惯性旋转产生的能量用扭簧储能器收集储存起来，并可以将储存起来的能量释放以用于机器的启动，从而起到节约能源的作用，并且具有结构简单、紧凑，工艺性好，操作方便，通用性高的显著优点。

Description

一种回转机构能量存储释放装置
技术领域
本发明涉及到一种能量存储释放装置，具体的说是涉及到一种关于回转机构的能量存储释放装置。
背景技术
在机械工程领域，回转机构十分常见，尤其在起重机械、车辆机械、橡胶机械等方面应用广泛。而对于需要经常启停的回转机构来说，机器停止时由于惯性仍然旋转，这部分能量就白白浪费掉了，积少成多，这部分丢失的能量不容忽视。倘若能够将这部分能量收集存储起来并加以利用，将有利于提高能量的利用效率，降低生产成本，增加生产利润。
为解决常见回转机械停止工作后惯性旋转造成的能量浪费问题，设计了结构紧凑，实用，方便安装的能量存储释放机构。
本发明的目的寻求设计制造一种结构简单、紧凑，工艺性好，操作方便，高效节能，安全实用的一种回转机构能量存储释放装置。
发明内容
为了实现上述发明目的，本发明公开一种回转机构能量存储释放装置。可以收集存储回转机构的惯性旋转产生的能量损失，并将能量用于机器启动。具有结构简单、紧凑，工艺性好，操作方便等优点。
本发明所采用的技术方案如下：
一种回转机构能量存储释放装置，包括：轴I、支架I、离合器、传动齿轮I、轴II、传动齿轮II、转换齿轮、轴Ⅲ、传动齿轮Ⅲ、传动齿轮Ⅳ、支架II、棘轮机构、扭簧储能器、轴Ⅳ、惰轮、支架Ⅲ、电磁控制器I；
所述轴I、轴II、轴Ⅲ、轴Ⅳ之间是相互平行的空间位置关系布置，轴I、轴II、轴Ⅲ按顺序单向并列，轴Ⅳ位于轴II和轴Ⅲ之间；所述轴I两端通过轴承安装在所述支架I上，所述支架I包含三个左支架和一个右支架，三个左支架分别安装在轴I、轴II、轴Ⅲ各轴的左端起支撑作用，所述右支架安装在轴I的右轴端并与安装在所述轴Ⅰ左轴端的一个左支架共同支撑轴Ⅰ，轴Ⅰ上从左到右通过键安装有离合器和传动齿轮Ⅰ；所述轴Ⅱ左右两端分别通过间隙配合由所述支架I的一个左支架和所述支架Ⅱ支撑，轴Ⅱ上从左到右通过键安装有传动齿轮Ⅱ和转换齿轮；所述轴Ⅲ右轴端和中部分别通过轴承由所述支架I的一个左支架和支架Ⅱ支撑，轴Ⅲ上从左到右分别通过键安装有传动齿轮Ⅲ、传动齿轮Ⅳ、棘轮机构的棘轮和扭簧储能器，所述支架Ⅱ位于传动齿轮Ⅳ和棘轮结构之间；所述轴Ⅳ两端通过轴承由所述支架Ⅱ支撑，轴Ⅳ上通过键安装有惰轮。
进一步地，所述轴Ⅰ与所述轴Ⅱ间的安装尺寸应满足传动齿轮I与传动齿轮II之间的中心距以实现两齿轮顺畅啮合传动，所述轴Ⅱ与所述轴Ⅲ间的安装尺寸应满足转换齿轮与传动齿轮Ⅲ之间的中心距以实现两齿轮顺畅啮合传动，所述轴Ⅳ的安装位置应满足所述转换齿轮与所述惰轮间、所述惰轮与所述传动齿轮Ⅳ间实现顺畅啮合传动。
进一步地，所述电磁控制器I位于支架II一侧并与所述轴II配合安装，所述电磁控制器I能够控制轴II实现轴向往复移动，所述轴II做轴向位移时应保证顺畅迅速；所述传动齿轮I的齿宽不小于轴II轴向移动的形成，当所述电磁控制器I控制轴II轴向移动到行程最左端时，所述转换齿轮与所述传动齿轮Ⅲ实现啮合，所述传动齿轮I与所述传动齿轮II仍保持啮合，当所述电磁控制器I控制所述轴II轴向移动到行程右端时，所述转换齿轮与所述惰轮实现啮合，所述传动齿轮I与所述传动齿轮II仍然保持啮合状态。
进一步地，所述扭簧储能器是一种扭簧能量存储装置，所述扭簧储能器固定安装在所述支架Ⅲ上，支架Ⅲ包括上支架和下支架，所述上支架和所述下支架通过螺栓连接，所述扭簧储能器与所述轴Ⅲ右侧末端相通过联轴器连接，所述轴Ⅲ与所述扭簧储能器内的扭簧固定连接，当轴Ⅲ转动能量输入时，所述轴Ⅲ带动扭簧转动，存储能量，当所述棘轮去除约束后，扭簧带动所述轴Ⅲ反向转动，释放能量。
进一步地，所述棘轮机构，包括：座、销、连接件、棘爪、棘轮、电磁控制器II、安装板；所述座位于所述棘轮机构的下部，所述棘爪通过所述销配合安装在所述座上，所述座的销孔与所述销之间采用铰链连接，所述连接件共四个，位于所述棘爪两侧，一侧各两个，所述棘轮与所述轴Ⅲ通过键连接，所述棘轮轮齿与所述棘爪尖端相互啮合；所述电磁控制器II与所述棘爪通过连接件相连接，所述电磁控制器II通过螺栓固定在所述安装板(127)上，所述安装板固定在所述座上。
本发明还涉及了一种回转机构能量存储释放装置工作方法，具体步骤如下：当回转机器的回转轴末端通过所述离合器与所述轴I相连，所述电磁控制器I控制所述轴II向左作轴向移动，所述转换齿轮与所述传动齿轮Ⅲ啮合，所述传动齿轮I与所述传动齿轮II仍然相啮合，回转机器的回转轴带动所述传动齿轮I转动，进而带动所述传动齿轮II转动，进而所述转换齿轮带动所述传动齿轮Ⅲ转动，所述传动齿轮Ⅲ带动所述轴Ⅲ转动，所述轴Ⅲ带动扭簧转动，并且所述棘轮机构棘爪阻碍所述轴Ⅲ反向转动，扭簧储能器存储能量；当所述电磁控制器I控制所述转换轴向右作轴向移动，所述转换齿轮与所述惰轮啮合，所述惰轮与所述传动齿轮Ⅳ啮合，所述传动齿轮I与所述传动齿轮II仍然相啮合，所述电磁控制器II控制所述棘爪取消所述棘轮的约束，扭簧储能器中扭簧带动所述轴Ⅲ转动，进而所述传动齿轮Ⅳ带动所述惰轮转动，所述惰轮带动所述转换齿轮转动，进而所述传动齿轮II带动所述传动齿轮I转动，所述轴I带动回转机器的回转轴转动，从而扭簧储能器释放能量；如果所述电磁控制器I控制所述转换齿轮位于所述惰轮与所述所述传动齿轮Ⅲ中间位置，能量存储释放装置位于待机状态。
本发明的一种回转机构能量存储释放装置，其有益效果在于：
(1)本发明的一种回转机构能量存储释放装置，可以收集存储回转机构的惯性旋转产生的能量损失，并将能量释放用于机器启动。
(2)本发明的一种回转机构能量存储释放装置具有结构简单、紧凑，工艺性好，操作方便，通用性高的显著优点。
附图说明
图1为本发明一种回转机构能量存储释放装置的俯视图；
图2为本发明一种回转机构能量存储释放装置三维立体图；
图3为本发明一种回转机构能量存储释放装置棘轮机构的三维立体图；
图中：1-轴I、2-支架I、21-左支架、22-右支架、3-离合器、4-传动齿轮I、5-轴II、6-传动齿轮II、7-转换齿轮、8-轴Ⅲ、9-传动齿轮Ⅲ、10-传动齿轮Ⅳ、11-支架II、12-棘轮机构、13-扭簧储能器、14-轴Ⅳ、15-惰轮、16-支架Ⅲ、161-上支架、162-下支架、17-电磁控制器I、121-座、122-销、123-连接件、124-棘爪、125-棘轮、126-电磁控制器II、127-安装板。
具体实施方式
下面结合附图对发明做进一步的描述。
如图1、2、3所示，一种回转机构能量存储释放装置，包括：轴I(1)、支架I(2)、离合器(3)、传动齿轮I(4)、轴II(5)、传动齿轮II(6)、转换齿轮(7)、轴Ⅲ(8)、传动齿轮Ⅲ(9)、传动齿轮Ⅳ(10)、支架II(11)、棘轮机构(12)、扭簧储能器(13)、轴Ⅳ(14)、惰轮(15)、支架Ⅲ(16)、电磁控制器I(17)；
所述轴I(1)、轴II(5)、轴Ⅲ(8)、轴Ⅳ(14)之间是相互平行的空间位置关系布置，轴I(1)、轴II(2)、轴Ⅲ(8)按顺序单向并列，轴Ⅳ(14)位于轴II(5)和轴Ⅲ(8)之间；所述轴I(1)两端通过轴承安装在所述支架I(2)上，所述支架I(2)包含三个左支架(21)和一个右支架(22)，三个左支架(21)分别安装在轴I(1)、轴II(5)、轴Ⅲ(8)各轴的左端起支撑作用，所述右支架(22)安装在轴I(1)的右轴端并与安装在所述轴Ⅰ(1)左轴端的一个左支架(21)共同支撑轴Ⅰ(1)，轴Ⅰ(1)上从左到右通过键安装有离合器(3)和传动齿轮Ⅰ(4)；所述轴Ⅱ(5)左右两端分别通过间隙配合由所述支架I(2)的一个左支架(21)和所述支架Ⅱ(11)支撑，轴Ⅱ(5)上从左到右通过键安装有传动齿轮Ⅱ(6)和转换齿轮(7)；所述轴Ⅲ(8)右轴端和中部分别通过轴承由所述支架I(2)的一个左支架(21)和支架Ⅱ(11)支撑，轴Ⅲ(8)上从左到右分别通过键安装有传动齿轮Ⅲ(9)、传动齿轮Ⅳ(10)、棘轮机构(12)的棘轮(125)和扭簧储能器(13)，所述支架Ⅱ(11)位于传动齿轮Ⅳ(10)和棘轮结构(12)之间；所述轴Ⅳ(14)两端通过轴承由所述支架Ⅱ(11)支撑，轴Ⅳ(14)上通过键安装有惰轮(15)；
所述轴Ⅰ(1)与所述轴Ⅱ(5)间的安装尺寸应满足传动齿轮I(4)与传动齿轮II(6)之间的中心距以实现两齿轮顺畅啮合传动，所述轴Ⅱ(5)与所述轴Ⅲ(8)间的安装尺寸应满足转换齿轮(7)与传动齿轮Ⅲ(9)之间的中心距以实现两齿轮顺畅啮合传动，所述轴Ⅳ(14)的安装位置应满足所述转换齿轮(7)与所述惰轮(15)间、所述惰轮(15)与所述传动齿轮Ⅳ(10)间实现顺畅啮合传动；
所述电磁控制器I(17)位于支架II(11)一侧并与所述轴II(5)配合安装，所述电磁控制器I(17)能够控制轴II(5)实现轴向往复移动，所述轴II(5)做轴向位移时应保证顺畅迅速；所述传动齿轮I(4)的齿宽不小于轴II(5)轴向移动的形成，当所述电磁控制器I(17)控制轴II(5)轴向移动到行程最左端时，所述转换齿轮(7)与所述传动齿轮Ⅲ(9)实现啮合，所述传动齿轮I(4)与所述传动齿轮II(6)仍保持啮合，当所述电磁控制器I(17)控制所述轴II(5)轴向移动到行程右端时，所述转换齿轮(7)与所述惰轮(15)实现啮合，所述传动齿轮I(4)与所述传动齿轮II(6)仍然保持啮合状态；
所述扭簧储能器(13)是一种扭簧能量存储装置，所述扭簧储能器(13)固定安装在所述支架Ⅲ(16)上，支架Ⅲ(16)包括上支架(161)和下支架(162)，所述上支架(161)和所述下支架(162)通过螺栓连接，所述扭簧储能器(13)与所述轴Ⅲ(8)右侧末端相通过联轴器连接，所述轴Ⅲ(8)与所述扭簧储能器(13)内的扭簧固定连接，当轴Ⅲ(8)转动能量输入时，所述轴Ⅲ(8)带动扭簧转动，存储能量，当所述棘轮(125)去除约束后，扭簧带动所述轴Ⅲ(8)反向转动，释放能量。
所述棘轮机构(12)，包括：座(121)、销(122)、连接件(123)、棘爪(124)、棘轮(125)、电磁控制器II(126)、安装板(127)；所述座(121)位于所述棘轮机构(12)的下部，所述棘爪(124)通过所述销(122)配合安装在所述座(121)上，所述座(121)的销孔与所述销(122)之间采用铰链连接，所述连接件(123)共四个，位于所述棘爪(124)两侧，一侧各两个，所述棘轮(125)与所述轴Ⅲ(8)通过键连接，所述棘轮(125)轮齿与所述棘爪(124)尖端相互啮合；所述电磁控制器II(126)与所述棘爪(124)通过连接件(123)相连接，所述电磁控制器II(126)通过螺栓固定在所述安装板(127)上，所述安装板(127)固定在所述座(121)上。
如图1、2、3所示，本发明一种回转机构能量存储释放装置的工作方法具体步骤如下：当回转机器的回转轴末端通过所述离合器(3)与所述轴I(1)相连，所述电磁控制器I(17)控制所述轴II(5)向左作轴向移动，所述转换齿轮(7)与所述传动齿轮Ⅲ(9)啮合，所述传动齿轮I(4)与所述传动齿轮II(6)仍然相啮合，回转机器的回转轴带动所述传动齿轮I(4)转动，进而带动所述传动齿轮II(6)转动，进而所述转换齿轮(7)带动所述传动齿轮Ⅲ(9)转动，所述传动齿轮Ⅲ(9)带动所述轴Ⅲ(8)转动，所述轴Ⅲ(8)带动扭簧转动，并且所述棘轮机构的棘爪(124)阻碍所述轴Ⅲ(8)反向转动，扭簧储能器(13)存储能量；当所述电磁控制器I(17)控制所述轴II(5)向右作轴向移动，所述转换齿轮(7)与所述惰轮(15)啮合，所述惰轮(15)与所述传动齿轮Ⅳ(10)啮合，所述传动齿轮I(4)与所述传动齿轮II(6)仍然相啮合，所述电磁控制器II(126)控制所述棘爪(124)取消所述棘轮(125)的约束，扭簧储能器(13)中扭簧带动所述轴Ⅲ(8)转动，进而所述传动齿轮Ⅳ(10)带动所述惰轮(15)转动，所述惰轮(15)带动所述转换齿轮(7)转动，进而所述传动齿轮II(6)带动所述传动齿轮I(4)转动，所述轴I(1)带动回转机器的回转轴转动，从而扭簧储能器(13)释放能量；如果所述电磁控制器I(17)控制所述转换齿轮(7)位于所述惰轮(15)与所述传动齿轮Ⅲ(9)中间位置，能量存储释放装置位于待机状态。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种回转机构能量存储释放装置，其特征在于，包括：轴I(1)、支架I(2)、离合器(3)、传动齿轮I(4)、轴II(5)、传动齿轮II(6)、转换齿轮(7)、轴Ⅲ(8)、传动齿轮Ⅲ(9)、传动齿轮Ⅳ(10)、支架II(11)、棘轮机构(12)、扭簧储能器(13)、轴Ⅳ(14)、惰轮(15)、支架Ⅲ(16)、电磁控制器I(17)；
所述轴I(1)、轴II(5)、轴Ⅲ(8)、轴Ⅳ(14)之间是相互平行的空间位置关系布置，轴I(1)、轴II(2)、轴Ⅲ(8)按顺序单向并列，轴Ⅳ(14)位于轴II(5)和轴Ⅲ(8)之间；所述轴I(1)两端通过轴承安装在所述支架I(2)上，所述支架I(2)包含三个左支架(21)和一个右支架(22)，三个左支架(21)分别安装在轴I(1)、轴II(5)、轴Ⅲ(8)各轴的左端起支撑作用，所述右支架(22)安装在轴I(1)的右轴端并与安装在所述轴Ⅰ(1)左轴端的一个左支架(21)共同支撑轴Ⅰ(1)，轴Ⅰ(1)上从左到右通过键安装有离合器(3)和传动齿轮Ⅰ(4)；所述轴Ⅱ(5)左右两端分别通过间隙配合由所述支架I(2)的一个左支架(21)和所述支架Ⅱ(11)支撑，轴Ⅱ(5)上从左到右通过键安装有传动齿轮Ⅱ(6)和转换齿轮(7)；所述轴Ⅲ(8)右轴端和中部分别通过轴承由所述支架I(2)的一个左支架(21)和支架Ⅱ(11)支撑，轴Ⅲ(8)上从左到右分别通过键安装有传动齿轮Ⅲ(9)、传动齿轮Ⅳ(10)、棘轮机构(12)的棘轮(125)和扭簧储能器(13)，所述支架Ⅱ(11)位于传动齿轮Ⅳ(10)和棘轮结构(12)之间；所述轴Ⅳ(14)两端通过轴承由所述支架Ⅱ(11)支撑，轴Ⅳ(14)上通过键安装有惰轮(15)；
所述轴Ⅰ(1)与所述轴Ⅱ(5)间的安装尺寸应满足传动齿轮I(4)与传动齿轮II(6)之间的中心距以实现两齿轮顺畅啮合传动，所述轴Ⅱ(5)与所述轴Ⅲ(8)间的安装尺寸应满足转换齿轮(7)与传动齿轮Ⅲ(9)之间的中心距以实现两齿轮顺畅啮合传动，所述轴Ⅳ(14)的安装位置应满足所述转换齿轮(7)与所述惰轮(15)间、所述惰轮(15)与所述传动齿轮Ⅳ(10)间实现顺畅啮合传动；
所述电磁控制器I(17)位于支架II(11)一侧并与所述轴II(5)配合安装，所述电磁控制器I(17)能够控制轴II(5)实现轴向往复移动，所述轴II(5)做轴向位移时应保证顺畅迅速；所述传动齿轮I(4)的齿宽不小于轴II(5)轴向移动的形成，当所述电磁控制器I(17)控制轴II(5)轴向移动到行程最左端时，所述转换齿轮(7)与所述传动齿轮Ⅲ(9)实现啮合，所述传动齿轮I(4)与所述传动齿轮II(6)仍保持啮合，当所述电磁控制器I(17)控制所述轴II(5)轴向移动到行程右端时，所述转换齿轮(7)与所述惰轮(15)实现啮合，所述传动齿轮I(4)与所述传动齿轮II(6)仍然保持啮合状态；
所述扭簧储能器(13)是一种扭簧能量存储装置，所述扭簧储能器(13)固定安装在所述支架Ⅲ(16)上，支架Ⅲ(16)包括上支架(161)和下支架(162)，所述上支架(161)和所述下支架(162)通过螺栓连接，所述扭簧储能器(13)与所述轴Ⅲ(8)右侧末端相通过联轴器连接，所述轴Ⅲ(8)与所述扭簧储能器(13)内的扭簧固定连接，当轴Ⅲ(8)转动能量输入时，所述轴Ⅲ(8)带动扭簧转动，存储能量，当所述棘轮(125)去除约束后，扭簧带动所述轴Ⅲ(8)反向转动，释放能量。
2.如权利要求1所述的一种回转机构能量存储释放装置，其特征在于，所述棘轮机构(12)，包括：座(121)、销(122)、连接件(123)、棘爪(124)、棘轮(125)、电磁控制器II(126)、安装板(127)；所述座(121)位于所述棘轮机构(12)的下部，所述棘爪(124)通过所述销(122)配合安装在所述座(121)上，所述座(121)的销孔与所述销(122)之间采用铰链连接，所述连接件(123)共四个，位于所述棘爪(124)两侧，一侧各两个，所述棘轮(125)与所述轴Ⅲ(8)通过键连接，所述棘轮(125)轮齿与所述棘爪(124)尖端相互啮合；所述电磁控制器II(126)与所述棘爪(124)通过连接件(123)相连接，所述电磁控制器II(126)通过螺栓固定在所述安装板(127)上，所述安装板(127)固定在所述座(121)上。
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