CN1121985A - 振动发动机 - Google Patents

Abstract

一种振动发动机，主要由齿条、齿轮、传动轴、弹性元件、导向元件、飞轮、变速器和机架组成。传动轴两侧分别设有一根或多根齿条，齿条与传动轴相互垂直，每个齿轮的两侧分别配有一根齿条，或者每个齿轮只有一侧配有齿条。齿条或齿轮受振源的推动作往复运动，由传动轴两侧的齿条通过齿轮交替驱动传动轴朝同一方向转动。再以作定向旋转的传动轴驱动发电机发电或某些装置作功。能高效地利用波浪能和振动能转换成有使用价值的机械能。

Description

振动发动机

本发明属于发动机机械，尤指一种新型振动发动机，它既可驱动发电机发电，又可驱动某些装置作功。

目前对于振动能的利用非常有限，对波浪能的利用也起步不久，其有关的利用装置效率低，适应性差，支撑系统大，造价高，难以推广使用。

本发明的目的是针对上述情况，公开一种振动发动机，它利用振源的推力，通过机械传动，将直线往复运动的能量转换成连续转动的能量，由传动轴输出对外作功。

本发明采用机械传动技术，其主要工作元件是齿条、齿轮、传动轴、弹性元件、导向元件、飞轮、变速器和机架。齿条、齿轮、传动轴、弹性元件、导向元件、飞轮、变速器和机架组成一体。传动轴上设有一个或多个齿轮，齿轮只带动传动轴作单向转动，变速器设在传动轴输出端，飞轮设在传动轴上，传动轴两侧分别设有一根或多根齿条，齿条与传动轴相互垂直，每个齿轮的两侧分别配有一根齿条，或者每个齿轮只有一侧配有齿条。当该发明被安置在有振动的物体中(如浮筒、船舶、越野汽车等)，齿条或传动轴受振源的推动作往复运动，由传动轴两侧的齿条通过齿轮交替驱动传动轴朝同一方向转动，把振动能或波浪能转换为有使用价值的机械能，再以该机械能驱动发电机发电或某些装置作功。

实施例一：

图一为实施例一结构正视示意图。

图二为实施例一结构俯视示意图。

图三为实施例一活齿示意图。

发动机的齿条1、2、3分别位于传动轴7的两侧，并与该轴相互垂直。齿轮4、5、6设在传动轴7上。齿条1、2、3分别始终与齿轮4、5、6啮合。齿轮4、5、6均有内齿15，每个内齿与传动轴之间均有一对活齿14(见图三)，用以保证每个齿轮只能带动该轴朝同一方向旋转。传动轴安装在机架8上。齿条1、2、3紧固在重物9(可用铁块做成)上，该重物起储存与释放能量的作用。导向直板11、12分别固定在重物的两侧。重物与机架之间设有弹簧10，重物、齿条与导向直极的重量由弹簧支撑。齿条、导向直板和重物可沿着导向直板的方向作往复运动。飞轮13设在传动轴7上，以保证该轴作稳定旋转。欲提高传动轴输出端的转速，可在该处设置变速器(图中未示)。

本发明按如下方式工作。

当本发明被安置在浮筒、船舶、越野汽车等有振动的物体上时，其重物9、导向直板11、12和齿条1、2、3由于受到振源的推动，可沿着导向直板的方向作往复运动。弹簧10可加大该往复运动的行程。传动轴7上的齿轮4、5、6受到与其分别始终啮合的齿条1、2、3的驱动，作回转运动。当齿条往上运动时，左侧齿条1、3上的齿轮4、6，其内齿与活齿啮合，从而带动传动轴作顺时针转动；与此同时，右侧齿条2上的齿轮5，其内齿与活齿脱开，不带动也不阻止传动轴转动。当齿条往下运动时，右侧齿条2上的齿轮5，其内齿与活齿啮合，从而带动传动轴也作顺时针转动；与此同时，左侧齿条1、3上的齿轮4、6，其内齿与活齿脱开，不带动也不阻止传动轴转动。若要传动轴作逆时针转动，只要改变活齿与内齿的安装方向即可。本发明以上述工作方式将物体的振动或水的波动，转换为其传动轴的定向转动，再以作定向转动的传动轴驱动发电机发电或其他一些装置作功。

实施例二：

图四为实施例二结构正视示意图。

图五为实施例二结构俯视示意图。

发动机的齿条16、17、18、19分别位于传动轴24的两侧，并与该轴相互垂直。齿轮20、21、22、23设在传动轴24上。齿条16、17、18、19分别始终与齿轮20、21、22、23啮合。齿轮20、21、22、23均有内齿，每个内齿与传动轴之间均设有一对活齿，(与实施例一的内齿与活齿结构相同见图三)，用以保证每个齿轮只能带动该轴朝同一方向转动。齿条16、17、18、19固定在机架25上。传动轴与发电机29的主轴30相连接。飞轮27、28设在传动轴上。发电机与机架之间设有弹簧26；发电机、飞轮、齿轮和传动轴的重量由弹簧支撑。发电机两侧分别设有两根导向直轴31、32，导向直轴紧固在机架上。发电机、飞轮、齿轮和传动轴可沿着导向直轴的方向作往复运动。可在发电机的主轴与传动轴之间增设变这器(图中表示)。

本发明按如下方式工作。

当本发明中发电机29、飞轮27、28、齿轮20、21、22、23和传动轴24受到振源的推动时，可沿着导向直轴31、32的方向作往复运动。传动轴24上的齿轮20、21、22、23受到与其始终啮合的齿条16、17、18、19的驱动，作回转运动。当传动轴往上运动时，右侧齿条16、19上的齿轮20、23，其内齿与活齿啮合，从而带动传动轴作顺时针转动；与此同时左侧齿条17、18上的齿轮21、22，其内齿与活齿脱开，不带动也不阻止传动轴转动。当传动轴往下运动时，左侧齿条17、18上的齿轮21、22，其内齿与活齿啮合，从而带动传动轴也作顺时针转动；与此同时右侧齿条16、19上的齿轮20、23，其内齿与活齿脱开，不带动也不阻止传动轴转动。若要传动轴作逆时针旋转，只要改变活齿与内齿的安装方向即可。本发明以上述工作方式将物体的振动或水的波动，转换为其传动轴的定向转动，再以作定向旋转的传动轴驱动发电机发电。

实施例三：

图六为实施例三结构正视示意图。

图七为实施例三结构左视示意图。

发动机的齿条33、34分别位于传动轴35的两侧，并与该轴相互垂直。齿轮36设在传动轴上，传动轴安装在机架37上。齿条33、34分别安置在齿条套夹38、39中。导向直板40、41分别紧固于重物42的两侧。齿条与导向直板之间设有弹簧43、44，以保证齿条能与齿轮啮合或脱开。齿条、弹簧、齿条套夹、导向直板、重物和连板45、46组成连体。连体的重量由支撑弹簧47支撑，弹簧47固定在机架上。飞轮48安装在传动轴上。传动轴的输出端可设变速器(图中未示)。

本发明按如下方式工作：

本发明的齿条33、34，齿条套夹38、39，导向直板40、41，重物42、弹簧43、44，连板45、46所组成的连体受到振源的推动时，连体可沿着导向直板的方向作往复运动，当齿条往上运动时，左侧齿条33与齿轮36啮合，驱动齿轮36带动传动轴35作顺时针转动，右侧齿条34受到齿轮36的推挤，与齿轮36脱开，不驱动也不阻止齿轮和传动轴的转动。当齿条往下运动时，右侧齿条34与齿轮36啮合，驱动齿轮36带动传动轴35也作顺对针转动，左侧齿条33受到齿轮36的推挤，与齿轮36脱开，不驱动也不阻止齿轮和传动轴的转动。若要传动轴作逆时针转动，只要改变齿条与齿轮的安装方向即可。本发明以上述工作方式将物体的振动或水的波动，转换为其传动轴的定向转动，再以作定向旋转的传动轴驱动发电机发电或其他一些装置作功。

实施例四：

图八为实施例四结构正视示意图。

图九为实施例四结构局部剖视示意图。

发动机的齿条49、50分别位于传动轴51的两侧，并与该轴互相垂直。齿轮52设在传动轴上。齿条49、50分别安置在齿条套夹53、54中，齿条套夹紧固在机架55上。齿条和套夹之间设有弹簧56、57，以保证齿条能与齿轮啮合或脱开。传动轴与发电机58的主轴59相连接。飞轮60设在传动轴上，轴承61也设在传动轴上。发电机、轴承与机架之间分别设有弹簧62、63。发电机、飞轮、轴承、齿轮和传动轴的重量由弹簧支撑。发电机和轴承的两侧均设有导向直轴64、65，导向直轴紧固在机架上。传动轴、齿轮、飞轮、轴承和发电机可沿着导向直轴的方向作往复运动；可在发电机的主轴与传动轴之间增设变速器(图中未示)。

本发明按如下方式工作。

当本发明的传动轴51，齿轮52、飞轮60、轴承61和发电机58受到振源的推动时，可沿着导向直轴64、65的方向作往复运动。当传动轴往上运动时，右侧齿条50与齿轮52啮合，驱动齿轮52带动传动轴51作顺时针转动；左侧齿条49受到齿轮52的推挤，与齿轮脱开，不驱动也不阻止齿轮和传动轴的转动。当传动轴往下运动时，左侧齿条49与齿轮52啮合，驱动齿轮52带动传动轴51也作顺时针转动；右侧齿条50受到齿轮52的推挤，与齿轮脱开，不驱动也不阻止齿轮和传动轴的转动。若要传动轴作逆时针转动，只要改变齿条与齿轮的安装方向即可。本发明以上述工作方式将物体的振动或水的波动，转换为其传动轴的定向转动，再以作定向旋转的传动轴驱动发电机发电。

实施例五：

图十为实施例五联合机组示意图。

为较大范围利用振动能或波浪能，可将多台振动发动机组成联合机组，联合驱动一台较大功率发电机发电或其他装置做功。联合的方式有串联、并联和串、并合一三种。振动发动机66、67、68、69、70、71、72、73，66与67串联，68与69串联，70与71串联，72与73串联。振动发动机66、67与振动发动机68、69并联；70、71与72、73并联。两组并联体之间设主传动轴74，发电机75的主轴76与主传动轴相连接。传动齿轮77、78设在主传动轴上。主传动轴上设有飞轮79。传动齿轮80、81、82、83设在串联体的传动轴84、85、86、87上。电动机的主轴与主传动轴之间可设变速器(图中未示)。可根据工作状况的需要，在各发动机传动轴之间和主传动轴上设置万向联轴节(图中未示)。若将机组的每台发动机都各自装上浮筒，主传动轴上的发电机、飞轮、齿轮、变速器所组成的连体也装上浮筒，则该联合机组可直接放在波浪上使用。为避免各浮筒相互明显漂离，可在两个相互靠近又相互并联的浮筒之间，装上两头带有活关节的连杆(图中未示)。

本发明由于采用机械传动技术，设计合理，结构精炼，因此适应性强，机械效率高，能有效地利用取之不尽，用之不竭的波浪能和振动能，而且生产制造容易，易于推广使用。

Claims (6)

1、一种振动发动机，主要由齿条、齿轮、传动轴、弹性元件、导向元件、飞轮、变速器和机架组成，传动轴上设有一个或多个齿轮，齿轮只带动传动轴作单向转动，变速器设在传动轴输出端，飞轮设在传动轴上，其特征在于传动轴的两侧分别设有一根或多根齿条，齿条与传动轴相互垂直，每个齿轮两侧分别配有一根齿条，或者每个齿轮只有一侧配有齿条，齿条或传动轴受振源的推动作往复运动，由传动轴两侧的齿条通过齿轮交替驱动传动轴朝同一方向转动。

2、根据权利要求1所述的振动发动机，其特征在于齿条固定在机架上(不影响齿条与齿轮的啮合或脱开)，传动轴受振源的推动作往复运动，或者传动轴固定在机架上(不影响传动轴转动)，齿条受振源的推动作往复运动。

3、根据权利要求1所述的振动发动机，其特征在于导向元件位于传动轴两侧，与齿条相互平行，导向元件紧固在机架上或与齿条连成一体，以限定齿条或传动轴只作直线往复运动。

4、根据权利要求1所述的振动发动机，其特征在于弹性元件设在齿条和机架之间，用以加大齿条作往复运动的行程，或者设置在传动轴和机架之间，用以加大传动轴作往复运动的行程。

5、根据权利要求1所述的振动发动机，其特征在于可将多台振动发动机串联，并联和串、并联结合组成联合机组，以联合驱动某些装置作功。

6、根据权利要求1与5所述的振动发动机，其特征在于各振动发动机传动轴之间和主传动轴上，可根据需要设置万向联轴节。

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