CN110513096A - 摆动式换向机构、聚能棒推送器以及冲击波发生器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种摆动式换向机构，转换组件设置于圆筒内，转换组件的一部分与输入套筒连接且另一部分与输出套筒连接。推杆组件带动外套朝远离或者靠近圆筒的方向运动时，外套带动关联件在倾斜螺旋槽中运动使得输入套筒正向转动，输入套筒通过转换组件带动输出套筒转动，输出套筒精准地向外输出动力扭矩和定量角度。推杆组件带动外套朝靠近或远离所述圆筒的方向运动时，外套带动关联件在倾斜螺旋槽中运动使得所述输入套筒反向转动复位，转换组件不带动所述输出套筒转动，完成一个运动周期。外套带动关联件在输入套筒的倾斜螺旋槽中往返运动，输出套筒精准地单向输出动力扭矩和角度增量。本发明还提供一种聚能棒推送器和冲击波发生器。

Description

摆动式换向机构、聚能棒推送器以及冲击波发生器

技术领域

本发明涉及煤炭、油气开发技术领域，特别是涉及一种摆动式换向机构、聚能棒推送器以及冲击波发生器。

背景技术

煤炭是世界上储量最多、分布最广的常规能源。煤层气是一种高热、洁净、方便的新型能源，其具有其它能源无法比拟的无污染、无油污等多种优点。煤层气是以吸附状态存在于煤层中，为了实现煤层气的工业开采和加快矿井中煤层气的抽排速度，经常采用冲击波发生器对煤层进行改造。

聚能棒推送器是可控冲击波煤层增透作业设备中的关键部件，主要由能量转换器、储能仓、摆渡机构、推送机构、换向机构和动力机构组成。其中动力机构采用单电机异步双向工作方式实现中心聚能棒推送和储能仓聚能棒旋转置位两个功能，实现动力异步分配的核心机构是换向机构。换向机构的主要功能是将中心推杆的直线运动高效率地转换为中心轴的定角度、大扭矩的旋转运动，同时在一个运动周期内完成一次角度输出和一次自复位功能。

现有的冲击波发生器，储能舱内壁的多个周向通孔中装载有多个聚能棒，需要将每一个通孔中的聚能棒一个个依次推送进入摆渡机构的偏心摆渡孔中，再通过摆轮摆渡到中心孔中，然后再通过推杆组件将聚能棒推送器中心孔中的聚能棒推入能量转换器中产生可控冲击波。摆渡机构需要通过摆轮的转动将储能舱中的聚能棒一个个摆渡到聚能棒推送器的中轴线，这就需要给摆渡机构输入动力扭矩和定量角度。然而，现有冲击波发生器，摆渡机构不能获得精准的动力扭矩和定量角度将该储能舱的聚能棒摆渡到聚能棒推送器的中轴线上，之后在推送到能量转换器中产生可控冲击波。不能实现连续、反复、多次地产生可控冲击波对煤层进行增透，煤层增透效率较低，油气开采效率也较低。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的冲击波发生器，存在摆渡机构不能获得精准的动力扭矩和定量角度将储能舱的聚能棒摆渡到聚能棒推送器的中轴线上，不能实现连续、反复、多次地产生冲击波对煤层进行增透，煤层增透效率较低，油气开采效率也较低的问题，提供一种摆动式换向机构、聚能棒推送器以及冲击波发生器。

一种摆动式换向机构，所述摆动式换向机构包括圆筒、输入套筒、外套、关联件、转换组件、输出套筒以及推杆组件：

所述圆筒的筒壁上沿轴向开设有导向槽；

所述输入套筒可转动地安装于所述圆筒内，所述输入套筒的外圆周上沿轴向开设有倾斜螺旋槽，所述输入套筒具有第一中心孔，所述输入套筒靠近所述输出套筒的端面上向内凹陷形成插孔，所述插孔与所述第一中心孔连通；

所述外套包括顶盖和与所述顶盖固定连接的导向臂，所述顶盖具有第二中心孔，所述第一中心孔与所述第二中心孔同轴设置，所述导向臂与所述导向槽相适配，所述导向臂上具有装配孔，所述关联件安装于所述装配孔中；

所述输出套筒的一端伸入所述插孔内，且所述输出套筒与所述插孔的内壁之间具有容纳腔；

所述转换组件设置于所述圆筒内，所述转换组件包括第一转换件和第二转换件，沿着所述输出套筒的轴向方向，所述第一转换件和所述第二转换件间隔设置于所述输出套筒的外圆周上；

所述第一转换件设置于所述容纳腔内，所述第一转换件分别与所述输入套筒和输出套筒连接，所述第二转换件分别与所述输出套筒和所述圆筒连接；

推杆组件穿设于所述第一中心孔和所述第二中心孔中，所述推杆组件与所述外套连接并能够带动所述外套沿所述推杆组件的轴向做往返运动；

所述推杆组件带动所述外套朝远离或者靠近所述圆筒的方向运动时，所述外套带动所述关联件在所述倾斜螺旋槽中运动使得所述输入套筒正向转动，所述输入套筒通过所述转换组件带动所述输出套筒转动；

所述推杆组件带动所述外套朝靠近或远离所述圆筒的方向运动时，所述外套带动所述关联件在所述倾斜螺旋槽中运动使得所述输入套筒反向转动复位，所述转换组件不带动所述输出套筒转动。

在其中一个实施例中，所述第一转换件为第一单向轴承，所述第二转换件为第二单向轴承：

所述第一单向轴承和所述第二单向轴承间隔套设于所述输出套筒的外圆周上；

所述第一单向轴承与所述输出套筒的外壁配合，所述插孔的孔壁与所述第一单向轴承的外圈配合；

所述第二单向轴承的外圈与所述圆筒固定连接，所述第二单向轴承的内圈与所述输出套筒固定连接；

所述第一单向轴承的止转方向与所述第二单向轴承的止转方向相反，所述第一单向轴承的止转方向与所述输入套筒正向转动的方向相同。

在其中一个实施例中，所述第一单向轴承与所述第二单向轴承之间设置有轴承挡圈。

在其中一个实施例中，所述导向臂远离所述顶盖的一端具有滑移块，所述滑移块的宽度大于所述导向臂的宽度，所述装配孔开设在所述滑移块上，所述外套带动所述关联件在所述倾斜螺旋槽中运动时，所述滑移块的两侧壁与所述导向槽的槽壁抵接。

在其中一个实施例中，沿所述圆筒的径向延伸方向上，所述导向槽的宽度逐渐变窄，所述滑移块与所述导向槽相适配。

在其中一个实施例中，所述导向臂靠近所述顶盖的一端具有榫接部，所述顶盖靠近外缘处具有铆接槽，所述榫接部卡入所述铆接槽中将所述导向臂与所述顶盖榫卯连接。

在其中一个实施例中，所述倾斜螺旋槽的两端分别设置有直槽段，沿着所述输出套筒的轴向方向，所述直槽段与所述插孔相对应。

在其中一个实施例中，所述导向槽的开口端具有封闭部。

在其中一个实施例中，所述导向槽为两个，两个所述导向槽相对地开设在所述圆筒的筒壁上；

所述导向臂为两个，两个所述导向臂沿着所述顶盖的外缘相对设置，两个所述导向臂分别与两个所述导向槽相互适配，每一个所述导向臂上都具有装配孔，每一个装配孔中都安装有所述关联件。

在其中一个实施例中，所述输入套筒靠近所述顶盖的端面上具有向外突出的轴承安装部，所述轴承安装部上安装有双向轴承；

所述圆筒的内壁上具有安装所述双向轴承的配合面。

在其中一个实施例中，还包括轴承挡圈，所述轴承挡圈安装于所述圆筒远离所述顶盖的端面上，所述输入套筒被所述轴承挡圈约束在所述圆筒内。

在其中一个实施例中，还包括定位销，所述定位销包括依次连接的固定部、定位部和安装部，所述定位销通过所述固定部固定于所述轴承挡圈上，所述定位销通过所述安装部安装于储能舱上。

一种聚能棒推送器，包括能量转换器、储能舱、动力机构、摆渡机构、推送机构以及如权利要求至中任意一项所述的摆动式换向机构，所述能量转换器与所述储能舱、所述摆动式换向机构、所述动力机构依次连接，所述摆渡机构可转动地设置于所述能量转换器内，所述摆渡机构与所述摆动式换向机构的输入套筒连接，所述推送机构设置于所述聚能棒推送器的中心孔之中。

一种冲击波发生装置，包括高压直流电源、储能电容器、能量控制器以及如权利要求所述的聚能棒推送器，所述高压直流电源、所述储能电容器、所述能量控制器以及所述聚能棒推送器同轴集成一个整体。

上述实施例中的技术方案至少产生以下技术效果：

上述摆动式换向机构，包括圆筒、输入套筒、外套、关联件、转换组件、输出套筒以及推杆组件。转换组件设置于圆筒内，转换组件的一部分与输入套筒连接且另一部分与输出套筒连接。推杆组件带动外套朝远离或者靠近圆筒的方向运动时，外套带动关联件在倾斜螺旋槽中运动使得输入套筒正向转动，输入套筒通过转换组件带动输出套筒转动，输出套筒精准地给摆渡机构输出动力扭矩和定量角度。推杆组件带动外套朝靠近或远离所述圆筒的方向运动时，外套带动关联件在倾斜螺旋槽中运动使得所述输入套筒反向转动复位，转换组件不带动所述输出套筒转动，完成一个运动周期。外套带动关联件在输入套筒的倾斜螺旋槽中往返运动，转换组件驱动输出套筒单向转动，输出套筒精准地单向输出动力扭矩和角度增量。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例的摆动式换向机构的装配剖视图；

图2为本发明一实施例的摆动式换向机构的圆筒的示意图；

图3为本发明一实施例的摆动式换向机构的输入套筒的示意图一；

图4为本发明一实施例的摆动式换向机构的输入套筒的示意图二；

图5为本发明一实施例的摆动式换向机构的外套的示意图；

图6为本发明一实施例的摆动式换向机构的定位销的示意图。

附图标记说明：

10-摆动式换向机构 310-顶盖

100-圆筒 311-第二中心孔

110-导向槽 320-导向臂

120-封闭部 330-装配孔

200-输入套筒 340-滑移块

210-倾斜螺旋槽 350-榫接部

220-第一中心孔 360-铆接槽

230-直槽段 400-关联件

240-轴承安装部 500-转换组件

250-插孔 500-转换组件

300-外套 510-第一转换件

520-第二转换件

600-输出套筒

700-推杆组件

800-双向轴承

900-轴承挡圈

910-定位销

911-固定部

912-定位部

913-安装部

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。下面对具体实施方式的描述仅仅是示范性的，应当理解，此处所描述的具体实施仅仅用以解释本发明，而绝不是对本发明及其应用或用法的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。相反，当元件被称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。

以下结合附图1至图6对本发明的技术方案做更为详尽的阐释。

请参阅图1至图5，本发明一实施例提供一种摆动式换向机构。所述摆动式换向机构10包括圆筒100、输入套筒200、外套300、关联件400、转换组件500和输出套筒600。所述圆筒100的筒壁上沿轴向开设有导向槽110。所述输入套筒200可转动地安装于所述圆筒100内，所述输入套筒200的外圆周上沿轴向开设有倾斜螺旋槽210，所述输入套筒200具有第一中心孔220，所述输入套筒200靠近所述输出套筒600的端面上向内凹陷形成插孔250，所述插孔250与所述第一中心孔220连通，如图4所示。所述外套300包括顶盖310和与所述顶盖310固定连接的导向臂320。所述顶盖310具有第二中心孔311，所述第一中心孔220与所述第二中心孔311同轴设置。推杆组件700穿设于所述第一中心孔220和所述第二中心孔311中。推杆组件700与所述外套300连接，推杆组件700的一端与动力机构连接，推杆组件700能够在所述第一中心孔220和所述第二中心孔311中做往返直线运动。所述导向臂320与所述导向槽110相适配，所述导向臂320上具有装配孔330，所述关联件400安装于所述装配孔330中。所述输出套筒600的一端伸入所述插孔250内，且所述输出套筒600与所述插孔250的内壁之间具有容纳腔。所述转换组件500设置于所述圆筒100内，所述转换组件500包括第一转换件510和第二转换件520，沿着所述输出套筒600的轴向方向，所述第一转换件510和所述第二转换件520间隔设置于所述输出套筒600的外圆周上。所述第一转换件510设置于所述容纳腔内，所述第一转换件510分别与所述输入套筒200和输出套筒600连接。所述第二转换件520分别与所述输出套筒600和所述圆筒100连接。所述推杆组件700带动所述外套300朝远离或靠近所述圆筒100的方向运动时，所述外套300带动所述关联件400在所述倾斜螺旋槽210中运动使得所述输入套筒200正向转动，所述输入套筒200带动所述转换组件500部分转动，所述转换组件500带动所述输出套筒600转动。所述输入套筒200通过所述转换组件500将动力扭矩和定量角度传递给所述输出套筒600，所述输出套筒600将扭矩和定量角度输出给摆渡机构，实现精确地将扭矩和定量角度输出给摆渡机构。摆渡机构转动将储能舱内的聚能棒摆渡到聚能棒推送器的中轴线上。之后推杆组件700将聚能棒推送进入能量转换器中产生可控冲击波。所述推杆组件700带动所述外套300朝靠近或远离所述圆筒100的方向运动时，所述外套300带动所述关联件400在所述倾斜螺旋槽210中运动使得所述输入套筒200转动，此时所述输入套筒200是做反向转动即旋转复位运动，所述转换组件500不带动所述输出套筒600转动。如图1、图3和图4所示，所述关联件400在所述倾斜螺旋槽210中做一次往返运动，所述输入套筒200给所述输出套筒600精准地传递一次扭矩和角度增量。所述关联件400在所述倾斜螺旋槽210中反复、多次地做往返运动，所述输入套筒200连续单向地给所述输出套筒600精准地传递扭矩和角度增量。输出套筒600与摆渡机构连接，摆渡机构反复连续地将储能舱中的聚能棒摆渡到聚能棒推送器的中轴线上，之后推杆组件700将聚能棒推送进入能量转换器中产生可控冲击波。实现连续、反复、多次地产生冲击波对煤层进行增透，提高了煤层增透效率和油气开采效率。

可选地，请继续参见图1，所述第一转换件为第一单向轴承，所述第二转换件为第二单向轴承。所述第一单向轴承和所述第二单向轴承间隔套设于所述输出套筒600的外圆周上。所述第一单向轴承与所述输出套筒600的外壁配合，所述插孔250的孔壁与所述第一单向轴承的外圈配合。所述第二单向轴承的外圈与所述圆筒100固定连接，所述第二单向轴承的内圈与所述输出套筒600固定连接。所述第一单向轴承的止转方向与所述第二单向轴承的止转方向相反，所述第一单向轴承的止转方向与所述输入套筒200正向转动的方向相同。

可选地，所述第一单向轴承为滚针单向轴承，所述滚针单向轴承设置于所述容纳腔内。具体地，所述滚针单向轴承套设于所述输出套筒600的外圆周上，所述滚针单向轴承的外圈与所述圆筒100固定连接。可选地，所述滚针单向轴承的外圈与所述圆筒100过盈配合，以保证滚针单向轴承正常作用，不产生滑脱现象。所述滚针单向轴承设置于所述容纳腔内，有效地减小了所述输出套筒600与所述输入套筒200在轴向上的总长度，使得整个摆动式换向机构10更加紧凑，节约了摆动式换向机构10在整个聚能棒推送器中所占的空间。

可选地，所述第二单向轴承的外圈与所述圆筒100固定连接。可选地，所述第二单向轴承的外圈与所述圆筒100键连接。所述第二单向轴承520的内圈与所述输出套筒600固定连接。可选地，所述第二单向轴承的内圈与所述输出套筒600键连接。

所述第一单向轴承的止转方向与所述第二单向轴承的止转方向相反，所述第一单向轴承的止转方向与所述输入套筒200正向转动的方向相同。即所述第一单向轴承相对于所述输出套筒600顺时针自由转动，逆时针锁死止转。那么所述第二单向轴承相对于所述输出套筒600顺时针锁死止转，逆时针自由转动。所述第二单向轴承的外圈相对于内圈的止转方向与所述第一单向轴承相对于所述输出套筒600的止转方向相反。

当所述外套300远离所述圆筒100的过程中所述输入套筒200逆时针转动时，所述第一单向轴承相对于所述输出套筒600逆时针锁死止转，所述第二单向轴承的内圈相对于外圈逆时针自由转动。此时，在所述关联件400的作用下，所述输入套筒200逆时针转动，带动所述第一单向轴承的外圈逆时针转动，所述第一单向轴承与所述输出套筒600逆时针锁死，所述第一单向轴承带动所述输出套筒600逆时针转动，所述输出套筒600逆时针向外输出扭矩和角度增量，带动与所述输出套筒600固定连接的所述摆渡机构精准地转过特定的角度。

接着，所述外套300靠近所述圆筒100的过程中，所述输入套筒200顺时针转动，所述第一单向轴承相对于所述输出套筒600自由转动，所述第二单向轴承的内圈相对于外圈顺时针锁死止转。此时，所述输出套筒600在所述第二单向轴承的内圈作用下也不转动，所述输出套筒600不给所述摆渡机构输出扭矩和角度增量。所述第一单向轴承相对于所述输出套筒600顺时针旋转，直到所述外套300复位。至此完成了聚能棒推送器一次的推弹周期。所述外套300连续做周期运动，通过输出套筒600给所述摆渡机构沿着同一方向输出扭矩和角度增量。

可选地，请继续参阅图1，所述第一单向轴承与所述第二单向轴承之间设置有轴承挡圈154，轴承挡圈154有效避免所述第一单向轴承与所述第二单向轴承之间的相互干涉。

可选地，请参阅图3和图4，所述关联件400在所述倾斜螺旋槽210中来回走完一个周期，所述输入套筒200恰好单向转过30度，输出套筒600带动摆渡机构转过特定的角度。

可选地，如图5所示，所述导向臂320远离所述顶盖310的一端具有滑移块340。所述滑移块340的宽度大于所述导向臂320的宽度，所述装配孔330开设在所述滑移块340上，所述外套300带动所述关联件400在所述倾斜螺旋槽210中运动时，所述滑移块340的两侧壁与所述导向槽110的槽壁抵接。这样导向臂320与所述导向槽110的接触面积较小，摩擦力较小。

可选地，如图2和图5所示，沿所述圆筒100的径向延伸方向上，所述导向槽110的宽度逐渐变窄，所述滑移块340与所述导向槽110相适配。这样的结构配合约，实现所述滑移块340的径向自锁，能够避免所述导向臂320从所述导向槽110中向外脱出。

可选地，请参阅图5，所述导向臂320靠近所述顶盖310的一端具有榫接部350，所述顶盖310靠近外缘处具有铆接槽,360，所述榫接部350卡入所述铆接槽360中将所述导向臂320与所述顶盖310榫卯连接。有效地释放所述导向臂320根部的应力集中，避免两个导向臂320向外叉开，保证两个导向臂320平行。

可选地，请参阅图3和图4，所述倾斜螺旋槽210的两端分别设置有直槽段230，沿着所述输出套筒600的轴向方向，所述直槽段230与所述插孔250相对应。所述插孔250的外壁与所述输入套筒200的外壁共面，所述直槽段230开设在所述插孔250的外壁上。所述直槽段230作为补偿路径设计，能够有效地保证所述关联件400在所述倾斜螺旋槽210中运动一个来回，带动所述输入套筒200精准地转过特定的角度，比如30度。也就是说，当所述关联件400在所述倾斜螺旋槽210中运动一个来回，促使所述输入套筒200精准地转过特定的角度，所述输入套筒200将该特定角度通过所述第一单向轴承和所述第二单向轴承传递给所述输出套筒600。

可选地，如图2所示，所述导向槽110的开口端具有封闭部120。封闭部120实现输入套筒200靠近所述顶盖310一端的刚性封闭，确保所述导向槽110的平行度。

在其中一个实施例中，请参阅图2和图5，所述导向槽110为两个，两个所述导向槽110相对地开设在所述圆筒100的筒壁上。所述导向臂320为两个，两个所述导向臂320沿着所述顶盖310的外缘相对设置。两个所述导向臂320分别与两个所述导向槽110相互适配，每一个所述导向臂320上都具有装配孔330，每一个装配孔330中都安装有所述关联件400。

可选地，请参阅图3，所述输入套筒200的两个端面上分别具有向外突出的轴承安装部240，所述轴承安装部240上安装有双向轴承800。所述圆筒100的内壁上具有轴承配合面，所述双向轴承800安装于轴承配合面上。

具体地，如图1所示，所述关联件400为圆柱销，所述圆柱销设置于所述装配孔330中。

可选地，还包括轴承挡圈900，所述轴承挡圈900安装于所述圆筒100远离所述顶盖310的端面上，所述输入套筒200被所述轴承挡圈900约束在所述圆筒100内，实现了所述输入套筒200的轴向定位以及固定。

可选地，还包括定位销910，所述定位销910为多个，周向均布于所述轴承挡圈900上。所述定位销910包括依次连接的固定部911、定位部912和安装部913，所述定位销910通过所述固定部911固定于所述轴承挡圈900上，所述定位销910通过所述安装部913安装于储能舱上。所述轴承挡圈900上开设有与所述定位部912以及固定部911相适配的安装孔，在所述定位部912的定位作用下，能够保证多个所述定位销910设置于同一圆周上。

一种聚能棒推送器，包括能量转换器、储能舱、动力机构、摆渡机构、推送机构以及如上所述的摆动式换向机构，所述能量转换器与所述储能舱、所述摆动式换向机构、所述动力机构依次连接，所述摆渡机构可转动地设置于所述能量转换器内，所述摆渡机构与所述摆动式换向机构的输入套筒连接，所述推送机构设置于所述聚能棒推送器的中心孔之中。

一种冲击波发生装置，包括高压直流电源、储能电容器、能量控制器以及如上所述的聚能棒推送器，所述高压直流电源、所述储能电容器、所述能量控制器以及所述聚能棒推送器同轴集成一个整体。

上述实施例中的技术方案至少具有以下有益效果：

1.两个第一单向轴承和第二单向轴承共同作用，实现了输出套筒600和输入套筒200的驱动关联及非驱动隔离，实现了输入套筒200对输出套筒600的单向驱动传递以及恒定角度输出。

2.倾斜螺旋槽210的两端分别设置有直槽段230补偿路径设计，实现定角度精确输出。

3.沿所述圆筒100的径向延伸方向上，所述导向槽110的宽度逐渐变窄，所述滑移块340与所述导向槽110相适配。这样的结构配合约，实现所述滑移块340的径向自锁，能够避免所述导向臂320从所述导向槽110中向外脱出。

4.所述导向臂320与所述顶盖310榫卯连接。有效地释放所述导向臂320根部的应力集中，避免两个导向臂320向外叉开，保证两个导向臂320平行。

上述摆动式换向机构，包括圆筒、输入套筒、外套、关联件、转换组件、输出套筒以及推杆组件。转换组件设置于圆筒内，转换组件的一部分与输入套筒连接且另一部分与输出套筒连接。推杆组件带动外套朝远离或者靠近圆筒的方向运动时，外套带动关联件在倾斜螺旋槽中运动使得输入套筒正向转动，输入套筒带动转换组件部分转动，进而带动输出套筒转动，输出套筒精准地给摆渡机构输出动力扭矩和定量角度。推杆组件带动外套朝靠近或远离所述圆筒的方向运动时，外套带动关联件在倾斜螺旋槽中运动使得所述输入套筒反向转动复位，转换组件不带动所述输出套筒转动，完成一个运动周期。外套带动关联件在输入套筒的倾斜螺旋槽中往返运动，转换组件驱动输出套筒单向转动，输出套筒精准地单向输出动力扭矩和角度增量。所述输出套筒单向传递动力扭矩的角度增量给摆渡机构，摆渡机构将储能舱中的聚能棒摆渡到中心孔中，推杆组件将中心孔中的聚能棒推入能量转换器中产生可控冲击波，实现连续、反复、多次地产生冲击波对煤层进行增透，提高了煤层增透效率和油气开采效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种摆动式换向机构，其特征在于，所述摆动式换向机构(10)包括圆筒(100)、输入套筒(200)、外套(300)、关联件(400)、转换组件(500)、输出套筒(600)以及推杆组件(700)：

所述圆筒(100)的筒壁上沿轴向开设有导向槽(110)；

所述输入套筒(200)可转动地安装于所述圆筒(100)内，所述输入套筒(200)的外圆周上沿轴向开设有倾斜螺旋槽(210)，所述输入套筒(200)具有第一中心孔(220)，所述输入套筒(200)靠近所述输出套筒(600)的端面上向内凹陷形成插孔(250)，所述插孔(250)与所述第一中心孔(220)连通；

所述外套(300)包括顶盖(310)和与所述顶盖(310)固定连接的导向臂(320)，所述顶盖(310)具有第二中心孔(311)，所述第一中心孔(220)与所述第二中心孔(311)同轴设置，所述导向臂(320)与所述导向槽(110)相适配，所述导向臂(320)上具有装配孔(330)，所述关联件(400)安装于所述装配孔(330)中；

所述输出套筒(600)的一端伸入所述插孔(250)内，且所述输出套筒(600)与所述插孔(250)的孔壁之间具有容纳腔；

所述转换组件(500)设置于所述圆筒(100)内，所述转换组件(500)包括第一转换件(510)和第二转换件(520)，沿着所述输出套筒(600)的轴向方向，所述第一转换件(510)和所述第二转换件(520)间隔设置于所述输出套筒(600)的外圆周上；

所述第一转换件(510)设置于所述容纳腔内，所述第一转换件(510)分别与所述输入套筒(200)和输出套筒(600)连接，所述第二转换件(520)分别与所述输出套筒(600)和所述圆筒(100)连接；

推杆组件(700)穿设于所述第一中心孔(220)和所述第二中心孔(311)中，所述推杆组件(700)与所述外套(300)连接并能够带动所述外套(300)沿所述推杆组件(700)的轴向做往返运动；

所述推杆组件(700)带动所述外套(300)朝远离或者靠近所述圆筒(100)的方向运动时，所述外套(300)带动所述关联件(400)在所述倾斜螺旋槽(210)中运动使得所述输入套筒(200)正向转动，所述输入套筒(200)通过所述转换组件(500)带动所述输出套筒(600)转动；

所述推杆组件(700)带动所述外套(300)朝靠近或远离所述圆筒(100)的方向运动时，所述外套(300)带动所述关联件(400)在所述倾斜螺旋槽(210)中运动使得所述输入套筒(200)反向转动复位，所述转换组件(500)不带动所述输出套筒(600)转动。

2.根据权利要求1所述的摆动式换向机构，其特征在于，所述第一转换件为第一单向轴承，所述第二转换件为第二单向轴承：

所述第一单向轴承和所述第二单向轴承间隔套设于所述输出套筒(600)的外圆周上；

所述第一单向轴承与所述输出套筒(600)的外壁配合，所述插孔(250)的孔壁与所述第一单向轴承的外圈配合；

所述第二单向轴承的外圈与所述圆筒(100)固定连接，所述第二单向轴承的内圈与所述输出套筒(600)固定连接；

所述第一单向轴承的止转方向与所述第二单向轴承的止转方向相反，所述第一单向轴承的止转方向与所述输入套筒(200)正向转动的方向相同。

3.根据权利要求1所述的摆动式换向机构，其特征在于，所述导向臂(320)远离所述顶盖(310)的一端具有滑移块(340)，所述滑移块(340)的宽度大于所述导向臂(320)的宽度，所述装配孔(330)开设在所述滑移块(340)上，所述外套(300)带动所述关联件(400)在所述倾斜螺旋槽(210)中运动时，所述滑移块(340)的两侧壁与所述导向槽(110)的槽壁抵接。

4.根据权利要求3所述的摆动式换向机构，其特征在于，沿所述圆筒(100)的径向延伸方向上，所述导向槽(110)的宽度逐渐变窄，所述滑移块(340)与所述导向槽(110)相适配。

5.根据权利要求1所述的摆动式换向机构，其特征在于，所述导向臂(320)靠近所述顶盖(310)的一端具有榫接部(350)，所述顶盖(310)靠近外缘处具有铆接槽(360)，所述榫接部(350)卡入所述铆接槽(360)中将所述导向臂(320)与所述顶盖(310)榫卯连接。

6.根据权利要求1所述的摆动式换向机构，其特征在于，所述倾斜螺旋槽(210)的两端分别设置有直槽段(230)，沿着所述输出套筒(600)的轴向方向。

7.根据权利要求1所述的摆动式换向机构，其特征在于，所述导向槽(110)的开口端具有封闭部(120)。

8.根据权利要求1所述的摆动式换向机构，其特征在于，所述导向槽(110)为两个，两个所述导向槽(110)相对地开设在所述圆筒(100)的筒壁上；

所述导向臂(320)为两个，两个所述导向臂(320)沿着所述顶盖(310)的外缘相对设置，两个所述导向臂(320)分别与两个所述导向槽(110)相互适配，每一个所述导向臂(320)上都具有装配孔(330)，每一个装配孔(330)中都安装有所述关联件(400)。

9.根据权利要求1所述的摆动式换向机构，其特征在于，所述输入套筒(200)靠近所述顶盖(310)的端面上具有向外突出的轴承安装部(240)，所述轴承安装部(240)上安装有双向轴承(800)；

所述圆筒(100)的内壁上具有安装所述双向轴承(800)的配合面。

10.根据权利要求1所述的摆动式换向机构，其特征在于，还包括轴承挡圈(900)，所述轴承挡圈(900)安装于所述圆筒(100)远离所述顶盖(310)的端面上，所述输入套筒(200)被所述轴承挡圈(900)约束在所述圆筒(100)内。

11.根据权利要求10所述的摆动式换向机构，其特征在于，还包括定位销(910)，所述定位销(910)包括依次连接的固定部(911)、定位部(912)和安装部(913)，所述定位销(910)通过所述固定部(911)固定于所述轴承挡圈(900)上，所述定位销(910)通过所述安装部(913)安装于储能舱上。

12.一种聚能棒推送器，其特征在于，包括能量转换器、储能舱、动力机构、摆渡机构、推送机构以及如权利要求1至11中任意一项所述的摆动式换向机构，所述能量转换器与所述储能舱、所述摆动式换向机构、所述动力机构依次连接，所述摆渡机构可转动地设置于所述能量转换器内，所述摆渡机构与所述摆动式换向机构的输入套筒连接，所述推送机构设置于所述聚能棒推送器的中心孔之中。

13.一种冲击波发生装置，其特征在于，包括高压直流电源、储能电容器、能量控制器以及如权利要求12所述的聚能棒推送器，所述高压直流电源、所述储能电容器、所述能量控制器以及所述聚能棒推送器同轴集成一个整体。