CN112855884B - 往复力吸吐器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种往复力吸吐器，包括：扭矩吸吐机构，其为任意一种扭矩吸吐器；曲柄梭杆机构，其为平面曲柄滑块机构，由曲柄、连杆、梭杆和梭规组成，梭规为固定件，曲柄、连杆和梭杆为活动件，梭杆受梭规约束，在梭杆外力作用下相对于梭规可做往复运动，并通过连杆转化为曲柄的转动；曲柄梭杆机构通过曲柄接入扭矩吸吐机构，曲柄固定在扭矩吸吐机构的对应交换接口上随同交换接口转动，梭杆外力与接口扭矩相互转化，梭杆外力产生或需要的机械功通过扭矩吸吐机构被正时等额吸收或吐哺。本发明克服了往返对称型万能弹力器的弹力往返对称局限性，同时也将弹力器的弹力变化周期从一个往返扩展到任意个往返。

Description

往复力吸吐器

技术领域

本发明涉及机械节能技术领域，特别涉及一种往复力吸吐器。

背景技术

弹簧是一种用途广泛的基础力学元件及机械储能元件，但由于其力学特性单一，从而也是造成当今机械技术中往复力错配和能量损失的主要根源之一。故开发力学特性丰富多变的新的弹力元件、克服弹簧机械特性的局限性，是提升机械设备能量效率、提高设备使用寿命和可靠性、消除或减少震动等众多伴随负面效应、甚至是精简设备的一种重要途径和基本任务。

本发明人将这种新的弹力元件命名为往复力吸吐器或万能弹力器。本发明人在上一发明中已经公开了一种万能弹力器，尽管已经实现了弹力的万能变化，但这种弹力的万能变化却与弹簧一样被局限在单个行程范围内，往程和返程弹力变化呈镜像对称，尚不能独立可变，因而依然无法满足许多往复力特性复杂多变的应用场景的要求。

为了将弹力器的功能由万能一个层级提升至万能万用两个层级，本发明将给出一个新的万能弹力器方案，扩展弹力万能变化的行程范围，将弹力独立可变范围扩展至一个完整的往返行程甚至是涵盖多个往返行程。

本发明侧重于结构和工作原理的总体描述，对涉及到的某些必要部件仅做轮廓性描述。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种往复力吸吐器，通过引入扭矩吸吐机构和曲柄梭杆机构将往复力周期变化转化为扭矩周期变化，克服了往返对称型万能弹力器的弹力往返对称局限性，同时也将弹力器的弹力变化周期从一个往返扩展到任意个往返。

为了实现这些目的和其它优点，本发明提供了一种往复力吸吐器，包括：

扭矩吸吐机构，其为任意一种扭矩吸吐器，如：直接型扭矩吸吐器或周期变换型扭矩吸吐器等等；

曲柄梭杆机构，其为平面曲柄滑块机构，由曲柄、连杆、梭杆和梭规组成，所述梭规为固定件，曲柄、连杆、梭杆为活动件，所述梭杆受梭规约束，在梭杆外力作用下相对于所述梭规可做往复运动，并通过所述连杆转化为所述曲柄的转动；

所述曲柄梭杆机构通过所述曲柄接入所述扭矩吸吐机构，所述曲柄固定在所述扭矩吸吐机构的对应交换接口上随同交换接口转动，梭杆外力与接口扭矩相互转化，梭杆外力产生或需要的机械功通过所述扭矩吸吐机构被正时等额吸收或吐哺。

优选的是，所述扭矩吸吐机构的扭矩外在表现为梭杆弹力，即，在所述梭杆运动方向上所述梭杆与所述梭规之间的相互作用力，或在不与所述梭杆运动方向相垂直的任一方向上所述梭杆与所述梭规之间的相互作用力。

优选的是，所述扭矩吸吐机构具有吸吐单元和交换接口，所述吸吐单元由同轴线安装的转动件和固定件组成，通过所述转动件相对于所述固定件的转动完成扭转功的吸吐，所述交换接口为扭矩吸吐机构接受外部扭矩交换的关联接口，与所述吸吐单元的转动件保持转动关联，吸吐单元扭矩频数,为一自然数，可独立任意设置，交换接口扭矩频数由梭杆弹力的周期特性决定，所述转动件、所述吸吐轴、所述主轴均可作为所述交换接口，所述吸吐轴为所述转动件的实际或虚拟转轴，所述转动件的扭矩频数即为所述吸吐单元的扭矩频数，所述吸吐轴的扭矩频数与所述吸吐单元相等，所述主轴的扭矩频数可为任意正实数。

优选的是，所述曲柄梭杆机构具有平面曲柄滑块机构的通用结构特性，所述连杆两端以转动方式分别与所述曲柄和所述梭杆相关联，所述梭规与所述梭杆之间的触接运动方式为滑动或滚动，滚动时借助滚动媒介来完成。

优选的是，所述梭杆单程最大移动距离为梭程，所述梭程由梭杆弹力的往复运动范围决定，所述梭程是所述平面曲柄滑块机构的一个结构参数，与机构其他结构参数相关联，并可作为独立变量任意设定。

优选的是，所述曲柄单向转动时允许梭杆弹力在往程和返程独立变化，容许梭杆弹力变化横跨一个或多个往返行程；所述曲柄单向转动时，一个梭杆弹力变化周期所含的所述梭杆往返次数称为所述梭杆的弹力周数，为一自然数，可独立任意设置或根据梭杆外力特性设置，一个梭杆弹力变化周期可以对应所述吸吐单元多个扭矩变化周期，一个梭杆弹力变化周期所对应的吸吐单元扭矩变化周期数称为梭杆的弹力扭数，为一自然数，可独立任意设置或根据梭杆外力特性设置，弹力扭数与弹力周数之比为交换接口的扭矩频数，交换接口扭矩频数与吸吐单元扭矩频数之比为交换接口周期比，计算公式为：

，其中，r为交换接口周期比，m为梭杆弹力周数，s为梭杆弹力扭数，n为吸吐单元扭矩频数。

优选的是，当吸吐器仅有一个梭杆且吸吐轴单向转动时，在一个梭杆弹力变化周期中，梭杆弹力为吸吐轴转角、吸吐单元扭矩及梭杆位移的函数，这一函数称为单梭杆往返独立型万能弹力器的弹力特性方程，公式为：

，这一方程描述了梭杆弹力与滑块位移之间的定量关系，其中，N为梭杆弹力，x为梭杆位移，T为吸吐单元扭矩，θ为吸吐轴转角，α为梭杆弹力与梭杆运动方向的夹角，α、T及x均为吸吐轴转角的一元函数，因此，梭杆弹力实质上为吸吐轴转角的一元周期函数，其中，单梭杆多往返独立型万能弹力器的弹力特性方程的第二种表达形式为：

，其中， u'为曲柄转角对梭杆位移的变化率函数，在一个平面曲柄滑块机构中，曲柄转角为滑块位移的一元周期函数，这一函数记为u(x)，它描述的是平面曲柄滑块机构的通用运动特性。

优选的是，每一个所述梭杆对应一个梭杆弹力特性，一个所述交换接口容许同时接入任意多个具有相同所述交换接口周期比的曲柄梭杆机构，所有曲柄梭杆机构共享一个吸吐单元，各个所述曲柄梭杆机构按照自身梭杆弹力特性独立设置自身的结构参数，吸吐单元扭矩为来自各个梭杆贡献的和，计算公式为：

，其中，i代表梭杆上的梭孔的序号，其中，梭孔的数量为若干个，可根据实际的需求设置，例如可以为1个、2个、3个等等，在吸吐单元扭矩特性与各梭杆弹力特性中，只有一个不能独立变化。

优选的是，所述吸吐轴可单向转动，所述梭杆随之满行程往返运动，一个弹力变化周期为一个或多个往返；一个往返的往程弹力和返程弹力可独立变化，也可对称变化；弹力的独立变化或对称变化可限于一个往返，也可跨越多个往返；所述吸吐轴也可在任意两个转角之间往返转动，所述梭杆往返运动在两个转角边界变向。

优选的是，往返独立型的弹力周期不局限于单次往返，在一个弹力周期中，往返对称型的弹力变化以180°为界具有镜像对称性。

本发明至少包括以下有益效果：

在一个弹力周期内的任一往程或返程中，往返独立型万能弹力器的弹力既可保持不变（恒力大小任意取值），亦可任意变化，可大可小，可正可负，亦可为零，可有规则变化，亦可无规则变化，既可单一变化，亦可多重变化，既可对称变化，亦可不对称变化，弹力方向既可固定，也可变动。

本发明通过引入扭矩吸吐机构和曲柄梭杆机构将往复力周期变化转化为扭矩周期变化，克服了往返对称型万能弹力器的弹力往返对称局限性，同时也将弹力器的弹力变化周期从一个往返扩展到任意个往返。

本发明给出的往返独立型万能弹力器将弹簧的力学特性提升加强到了万能万用两个层级，使得万能弹力器成为了一种广普高效节能工具，为力学特征任意的各种各样周期往复运动力学器件的节能、适配、耦合、变换、消振、起振、助力和控制等提供了精准高效解决方案。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述的基于直接型扭矩吸吐器的往复力吸吐器的一个例图。

图2为本发明所述的基于周期变换型扭矩吸吐器的往复力吸吐器的一个例图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加，且各种近似、非理想修改、或非关键元件的构型改变均在本申请保护范围之内。

如图1和图2所示，本发明提供一种往复力吸吐器，包括：

扭矩吸吐机构，其为直接型扭矩吸吐器或周期变换型扭矩吸吐器，其为任意一种扭矩吸吐器，如：直接型扭矩吸吐器或周期变换型扭矩吸吐器等等；

曲柄梭杆机构，其为平面曲柄滑块机构，由曲柄500、连杆600、梭杆700和梭规800组成，所述梭规800为固定件，曲柄500、连杆600、梭杆700为活动件，所述梭杆700受梭规800约束，在梭杆外力作用下相对于所述梭规800可做往复运动，并通过所述连杆600转化为所述曲柄500的转动；

所述曲柄梭杆机构通过所述曲柄500接入所述扭矩吸吐机构，所述曲柄500固定在所述扭矩吸吐机构的对应交换接口上随同交换接口转动，梭杆外力与接口扭矩相互转化，梭杆外力产生或需要的机械功通过所述扭矩吸吐机构被正时等额吸收或吐哺。

在上述方案中，扭矩吸吐机构为直接型扭矩吸吐器或周期变换型扭矩吸吐器，曲柄梭杆机构为平面曲柄滑块机构，由曲柄（或曲盘，下同）、连杆、梭杆和梭规组成，梭规为固定件，其余为活动件。梭杆受梭规约束，在梭杆外力作用下相对于梭规可做往复运动，并通过连杆转化为曲柄的转动。曲柄梭杆机构通过曲柄接入扭矩吸吐机构，曲柄固定在扭矩吸吐机构的对应交换接口上随同交换接口转动，梭杆外力与接口扭矩相互转化，梭杆外力产生或需要的机械功通过扭矩吸吐机构被正时等额吸收或吐哺（不考虑摩擦损失、转动惯量及其他非理想因素的影响）。

一个优选方案中，所述扭矩吸吐机构的扭矩外在表现为梭杆弹力，即，在所述梭杆700运动方向上所述梭杆700与所述梭规800之间的相互作用力，或在不与所述梭杆700运动方向相垂直的任一方向上所述梭杆700与所述梭规800之间的相互作用力。

在上述方案中，扭矩吸吐机构的扭矩外在表现为梭杆弹力，即，在梭杆700运动方向上梭杆700与梭规800之间的相互作用力，或在不与梭杆700运动方向相垂直的任一方向上梭杆700与梭规800之间的相互作用力。通过定量关联设置吸吐器的扭矩吸吐特性、交换接口特性和曲柄梭杆机构特性来获得不同的梭杆弹力特性，对具有周期性和保守性的各种往复外力提供正时对等的反力。

一个优选方案中，所述扭矩吸吐机构具有吸吐单元和交换接口，所述吸吐单元由同轴线安装的转动件200和固定件100组成，通过所述转动件200相对于所述固定件100的转动完成扭转功的吸吐，所述交换接口为扭矩吸吐机构接受外部扭矩交换的关联接口，与所述吸吐单元的转动件200保持转动关联，吸吐单元扭矩频数,为一自然数，可独立任意设置，交换接口扭矩频数由梭杆弹力的周期特性决定，所述转动件200、所述吸吐轴300、所述主轴400均可作为所述交换接口，所述吸吐轴300为所述转动件200的实际或虚拟转轴，所述转动件200的扭矩频数即为所述吸吐单元的扭矩频数，所述吸吐轴300的扭矩频数与所述吸吐单元相等，所述主轴400的扭矩频数可为任意正实数。

在上述方案中，扭矩吸吐机构具有吸吐单元和交换接口。吸吐单元由同轴线安装的转动件200和固定件100组成，通过转动件200相对于固定件100的转动完成扭转功的吸吐。交换接口为吸吐机构接受外部扭矩交换的关联接口，与吸吐单元的转动件200保持转动关联。吸吐单元扭矩频数（单向转动一周所含的扭矩转角周期数）为一自然数，可独立任意设置。交换接口扭矩频数由梭杆弹力的周期特性决定。

转动件200、吸吐轴300、主轴400均可作为交换接口，吸吐轴300为转动件200的实际或虚拟转轴。转动件200的扭矩频数即为吸吐单元的扭矩频数，吸吐轴300的扭矩频数与吸吐单元相等，主轴400的扭矩频数可为任意正实数。固定在吸吐轴300或主轴400上的周期变换单元转动件及其他转动件也具有交换接口功能，视同吸吐轴300或所在主轴400。多级周期变换单元的转动式变换轴亦具有交换接口功能，视同独立主轴400。根据需要设置主轴400及周期变换单元。

一个优选方案中，所述曲柄梭杆机构具有平面曲柄滑块机构的通用结构特性，所述连杆600两端以转动方式分别与所述曲柄500和所述梭杆700相关联，所述梭规800与所述梭杆700之间的触接运动方式为滑动或滚动，滚动时借助滚动媒介来完成；所述梭杆700单程最大移动距离为梭程，所述梭程由梭杆弹力的往复运动范围决定，所述梭程是所述平面曲柄滑块机构的一个结构参数，与机构其他结构参数相关联，并可作为独立变量任意设定。

在上述方案中，曲柄梭杆机构具有平面曲柄滑块机构的通用结构特性。连杆600两端以转动方式分别与曲柄500和梭杆700相关联，梭规800与梭杆700之间的触接运动方式为滑动或滚动，滚动时借助滚动媒介来完成。梭杆700单程最大移动距离称为梭程，梭程由梭杆弹力的往复运动范围决定。梭程是平面曲柄滑块机构的一个结构参数，与机构其他结构参数相关联（曲柄500半径、连杆600长度、曲柄500轴心到梭杆700中心的距离），并可作为独立变量任意设定。

一个优选方案中，所述曲柄500单向转动时允许梭杆弹力在往程和返程独立变化，容许梭杆弹力变化横跨一个或多个往返行程；所述曲柄500单向转动时，一个梭杆弹力变化周期所含的所述梭杆700往返次数称为所述梭杆700的弹力周数，为一自然数，可独立任意设置或根据梭杆外力特性设置，一个梭杆弹力变化周期可以对应所述吸吐单元多个扭矩变化周期，一个梭杆弹力变化周期所对应的吸吐单元扭矩变化周期数称为梭杆的弹力扭数，为一自然数，可独立任意设置或根据梭杆外力特性设置，弹力扭数与弹力周数之比为交换接口的扭矩频数，交换接口扭矩频数与吸吐单元扭矩频数之比为交换接口周期比，计算公式为：

，其中，r为交换接口周期比，m为梭杆弹力周数，s为梭杆弹力扭数，n为吸吐单元扭矩频数。

在上述方案中，曲柄500单向转动时允许梭杆弹力在往程和返程独立变化，容许梭杆弹力变化横跨一个或多个往返行程。曲柄500单向转动时，一个梭杆弹力变化周期所含的梭杆700往返次数称为梭杆的弹力周数，为一自然数，可独立任意设置或根据梭杆外力特性设置。一个梭杆弹力变化周期可以对应吸吐单元多个扭矩变化周期，一个梭杆弹力变化周期所对应的吸吐单元扭矩变化周期数称为梭杆的弹力扭数，为一自然数，可独立任意设置或根据梭杆外力特性设置。弹力扭数与弹力周数之比为交换接口的扭矩频数，交换接口扭矩频数与吸吐单元扭矩频数之比为交换接口周期比（吸吐轴转角周期与交换接口转角周期之比），如式1）所示。

1）

式1）中，r为交换接口周期比，m为梭杆弹力周数，s为梭杆弹力扭数，n为吸吐单元扭矩频数。

一个优选方案中，当吸吐器仅有一个梭杆700且吸吐轴300单向转动时，在一个梭杆弹力变化周期中，梭杆弹力为吸吐轴转角、吸吐单元扭矩及梭杆位移的函数，这一函数称为往返独立型万能弹力器的弹力特性方程，公式为：

，这一方程描述了梭杆弹力与滑块位移之间的定量关系，其中，N为梭杆弹力，x为梭杆位移，T为吸吐单元扭矩，θ为吸吐轴转角，α为梭杆弹力与梭杆运动方向的夹角，α、T及x均为吸吐轴转角的一元函数，因此，梭杆弹力实质上为吸吐轴300转角的一元周期函数，其中，单梭杆多往返独立型万能弹力器的弹力特性方程的第二种表达形式为：

，其中， u'为曲柄转角对梭杆位移的变化率函数，在一个平面曲柄滑块机构中，曲柄转角为滑块位移的一元周期函数，这一函数记为u(x)，它描述的是平面曲柄滑块机构的通用运动特性；每一个所述梭杆700对应一个梭杆弹力特性，一个所述交换接口容许同时接入任意多个具有相同所述交换接口周期比的曲柄梭杆机构，所有曲柄梭杆机构共享一个吸吐单元，各个所述曲柄梭杆机构按照自身梭杆弹力特性独立设置自身的结构参数，吸吐单元扭矩为来自各个梭杆贡献的和，计算公式为：

，其中，i代表梭杆上的梭孔的序号，在吸吐单元扭矩特性与各梭杆弹力特性中，只有一个不能独立变化。

在上述方案中，弹力器允许梭杆弹力与梭杆运动方向具有固定或变动的夹角；当弹力器仅有一个梭杆700且吸吐轴300单向转动时，在一个梭杆弹力变化周期中，梭杆弹力为吸吐轴转角、吸吐单元扭矩及梭杆位移的函数，如式2）所示。根据式2）可得到梭杆弹力与滑块位移之间的关系，故式2）称为往返独立型万能弹力器的弹力特性方程。

2）

其中，N为梭杆弹力，x为梭杆位移，T为吸吐单元扭矩，θ为吸吐轴转角，α为梭杆弹力与梭杆运动方向的夹角。

式2）中，α、T及x均为吸吐轴转角的一元函数，故梭杆弹力实质上为吸吐轴300转角的一元周期函数，如式3）所示。式3）为往返独立型万能弹力器的弹力特性方程的第二种表达形式。

3）

其中， u'为曲柄转角对梭杆位移的变化率函数。在一个平面曲柄滑块机构中，曲柄转角为滑块位移的一元周期函数，这一函数记为u(x)，它描述的是平面曲柄滑块机构的通用运动特性。

根据式2）或式3），可以通过设定吸吐单元扭矩特性获得梭杆弹力特性，亦可根据梭杆外力特性或梭杆弹力特性获得所需要的吸吐单元扭矩特性。

弹力器允许同时接入多个梭杆700及其运动变换机构，此时形成了复式万能弹力器。在复式万能弹力器中，每一个梭杆700对应一个梭杆弹力特性，一个交换接口容许同时接入任意多个具有相同交换接口周期比的曲柄梭杆机构，所有曲柄梭杆机构共享一个吸吐单元，各个曲柄梭杆机构按照自身梭杆弹力特性独立设置自身的结构参数。对于复式万能吸吐器而言，吸吐单元扭矩为来自各个梭杆贡献的和，如式4）所示。

4）

式4）中，i代表梭杆上的梭孔的序号。根据式4），对于复式万能弹力器而言，在吸吐单元扭矩特性与各梭杆弹力特性中，只有一个不能独立变化。

一个优选方案中，所述吸吐轴300可单向转动，所述梭杆700随之满行程往返运动，一个弹力变化周期为一个或多个往返；一个往返的往程弹力和返程弹力可独立变化，也可对称变化；弹力的独立变化或对称变化可限于一个往返，也可跨越多个往返；所述吸吐轴300也可在任意两个转角之间往返转动，所述梭杆700往返运动在两个转角边界变向，往返独立型的弹力周期不局限于单次往返，在一个弹力周期中，往返对称型的弹力变化以180°为界具有镜像对称性。

在上述方案中，在往复力吸吐器或往返独立式万能弹力器中，吸吐轴300可以单向转动，梭杆700随之满行程往返运动，一个弹力变化周期为一个或多个往返；一个往返的往程弹力和返程弹力可独立变化，也可对称变化；弹力的独立变化或对称变化可限于一个往返，也可跨越多个往返。在往复力吸吐器或往返独立式万能弹力器中，吸吐轴300也可在任意两个转角之间往返转动，梭杆700往返运动在两个转角边界变向，此时形成了一个加强版的往返对称型万能弹力器，相对于普通版的往返对称型万能弹力器，可以给出变化更为丰富的对称弹力图像；普通版往返对称型万能弹力器的弹力特性包含于加强版往返对称型万能弹力器的弹力特性之中。

相对于往返对称型而言，往返独立型的弹力周期不再局限于单次往返。在一个弹力周期中，往返对称型的弹力变化以180°为界具有镜像对称性，而往返独立型的弹力变化则无镜像对称局限性。两种类型弹力器的弹力均具保守性质，亦即经过一个弹力周期，梭轨或梭杆700对外累计做功为零，累计吸功为零，既不产功，也不耗功。

在一个弹力周期内的任一往程或返程中，往返独立型万能弹力器的弹力既可保持不变（恒力大小任意取值），亦可任意变化，可大可小，可正可负，亦可为零，可有规则变化，亦可无规则变化，既可单一变化，亦可多重变化，既可对称变化，亦可不对称变化，弹力方向既可固定，也可变动。

本发明通过引入扭矩吸吐机构和曲柄梭杆机构将往复力周期变化转化为扭矩周期变化，克服了往返对称型万能弹力器的弹力往返对称局限性，同时也将弹力器的弹力变化周期从一个往返扩展到任意个往返。

本发明给出的往返独立型万能弹力器将弹簧的力学特性提升加强到了万能万用两个层级，使得万能弹力器成为了一种广普高效节能工具，为力学特征任意的各种各样周期往复运动力学器件的节能、适配、耦合、变换、消震、起振、助力和控制等提供了精准高效解决方案。

实施例1

在本发明实施例所述的往复力吸吐器中，扭矩吸吐机构为直接型扭矩吸吐器，曲柄梭杆机构为一个，以吸吐轴作为交换接口n=2，s/m=2，r=1 。

实施例2

在本发明实施例所述的往复力吸吐器中，扭矩吸吐机构为具有一个主轴的周期变换型扭矩吸吐器，曲柄梭杆机构为两个。第一个以吸吐轴作为交换接口，接入在固定于吸吐轴上的周期变换单元转动件上，第二个以主轴作为交换接口 n=2，s1/m1=2，r1=1，s2/m2=0.5，r2=0.25 。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种往复力吸吐器，其特征在于，包括：

扭矩吸吐机构，其为任意一种扭矩吸吐器；

曲柄梭杆机构，其为平面曲柄滑块机构，由曲柄、连杆、梭杆和梭规组成，梭规为固定件，曲柄、连杆和梭杆为活动件，梭杆受梭规约束，在梭杆外力作用下相对于梭规可做往复运动，并通过连杆转化为曲柄的转动；

曲柄梭杆机构通过曲柄接入扭矩吸吐机构，曲柄固定在扭矩吸吐机构的对应交换接口上随同交换接口转动，梭杆外力与接口扭矩相互转化，梭杆外力产生或需要的机械功通过扭矩吸吐机构被正时等额吸收或吐哺；曲柄单向转动时允许梭杆弹力在往程和返程独立变化，容许梭杆弹力变化横跨一个或多个往返行程；曲柄单向转动时，一个梭杆弹力变化周期所含的梭杆往返次数称为梭杆的弹力周数，为一自然数，可独立任意设置或根据梭杆外力特性设置，一个梭杆弹力变化周期可对应吸吐单元多个扭矩变化周期，一个梭杆弹力变化周期所对应的吸吐单元扭矩变化周期数称为梭杆的弹力扭数，为一自然数，可独立任意设置或根据梭杆外力特性设置，弹力扭数与弹力周数之比为交换接口的扭矩频数，交换接口扭矩频数与吸吐单元扭矩频数之比为交换接口周期比，计算公式为：

，其中，r为交换接口周期比，m为梭杆弹力周数，s为梭杆弹力扭数，n为吸吐单元扭矩频数。

2.根据权利要求1所述的往复力吸吐器，其特征在于，扭矩吸吐机构的扭矩外在表现为梭杆弹力，在不与梭杆运动方向相垂直的任一方向上梭杆与梭规之间的相互作用力。

3.根据权利要求2所述的往复力吸吐器，其特征在于，扭矩吸吐机构具有吸吐单元和交换接口，吸吐单元由同轴线安装的转动件和固定件组成，通过转动件相对于固定件的转动完成扭转功的吸吐，交换接口为吸吐机构接受外部扭矩交换的关联接口，与吸吐单元的转动件保持转动关联，吸吐单元扭矩频数,为一自然数，可独立任意设置，交换接口扭矩频数由梭杆弹力的周期特性决定，转动件、吸吐轴均可作为交换接口，吸吐轴为转动件的实际或虚拟转轴，转动件的扭矩频数即为吸吐单元的扭矩频数，吸吐轴的扭矩频数与吸吐单元相等。

4.根据权利要求3所述的往复力吸吐器，其特征在于，曲柄梭杆机构具有平面曲柄滑块机构的通用结构特性，连杆两端以转动方式分别与曲柄和梭杆相关联，梭规与梭杆之间的触接运动方式为滑动或滚动，滚动时借助滚动媒介来完成。

5.根据权利要求4所述的往复力吸吐器，其特征在于，梭杆单程最大移动距离为梭程，梭程由梭杆弹力的往复运动范围决定，梭程是平面曲柄滑块机构的一个结构参数，并可作为独立变量任意设定。

6.根据权利要求5所述的往复力吸吐器，其特征在于，当吸吐器仅有一个梭杆且吸吐轴单向转动时，在一个梭杆弹力变化周期中，梭杆弹力为吸吐轴转角、吸吐单元扭矩及梭杆位移的函数，这一函数称为单梭杆往返独立型万能弹力器的弹力特性方程，公式为：

，这一方程描述了梭杆弹力与滑块位移之间的定量关系，其中，N为梭杆弹力，x为梭杆位移，T为吸吐单元扭矩，θ为吸吐轴转角，α为梭杆弹力与梭杆运动方向的夹角，α、T及x均为吸吐轴转角的一元函数，梭杆弹力实质上为吸吐轴转角的一元周期函数，其中，单梭杆往返独立型万能弹力器的弹力特性方程的第二种表达形式为：

，其中，u'为曲柄转角对梭杆位移的变化率函数，在一个平面曲柄滑块机构中，曲柄转角为滑块位移的一元周期函数，记为u(x)，它描述的是平面曲柄滑块机构的通用运动特性。

7.根据权利要求6所述的往复力吸吐器，其特征在于，每一个梭杆对应一个梭杆弹力特性，一个交换接口容许同时接入任意多个具有相同交换接口周期比的曲柄梭杆机构，所有曲柄梭杆机构共享一个吸吐单元，各个曲柄梭杆机构按照自身梭杆弹力特性独立设置自身的结构参数，吸吐单元扭矩为来自各个梭杆贡献的和，计算公式为：

，其中，i代表梭杆上的梭孔的序号，在吸吐单元扭矩特性与各梭杆弹力特性中，只有一个不能独立变化。

8.根据权利要求7所述的往复力吸吐器，其特征在于，吸吐轴可单向转动，梭杆随之满行程往返运动，一个弹力变化周期为一个或多个往返；一个往返的往程弹力和返程弹力可独立变化，也可对称变化；弹力的独立变化或对称变化可限于一个往返，也可跨越多个往返；吸吐轴也可在任意两个转角之间往返转动，梭杆往返运动在两个转角边界变向。

9.根据权利要求8所述的往复力吸吐器，其特征在于，往返独立型的弹力周期不局限于单次往返，在一个弹力周期中，往返对称型的弹力变化以180°为界具有镜像对称性。

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