CN113030606B - 球形动力源运转试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种球形动力源运转试验装置，主要包括球形动力源、固连支架、测试基座、驱动电机和同步带；球形动力源主要由缸套Ⅰ、带轮Ⅰ、线圈固定端盖Ⅰ、线圈、磁铁Ⅰ、球形壳体Ⅰ、滚子、活塞固定转轴、空间导向凸轮、中心轴、球形壳体Ⅱ、磁铁Ⅱ、线圈固定端盖Ⅱ、带轮Ⅱ、锁紧螺母、缸套Ⅱ、连接型材等零部件组成；当左右两侧的驱动电机运转，左右两侧的驱动电机分别通过同步带拖动带轮Ⅰ与带轮Ⅱ转动，进而带动球形壳体Ⅰ与球形壳体Ⅱ转动，球形壳体Ⅰ外侧布置的磁铁Ⅰ、球形壳体Ⅱ外侧布置的磁铁Ⅱ分别与固定的线圈近距离接触旋转，从而通过切割磁力线产生电能；本发明提供了一种球形动力源运转试验装置，通过专门化设计与装配，可以快速有效地测试球形动力源的运转性能。

Description

球形动力源运转试验装置
技术领域
本发明属于动力源运转测试技术领域，具体涉及一种球形动力源运转试验装置。
背景技术
球形动力源是一种新型的能量转换装置，它的设计理念是将发动机与发电机的功能集成于一体，将燃料化学能直接高效地转化为电能输出，其球形结构大大提高了空间利用率，对其进行小型化设计后、可以单人携带，具备广阔的应用前景。
但是对于该新型的能量转换装置，对其研究才刚刚起步，目前尚处于试验验证阶段，现有的动力测试试验装备无法快速匹配耦合该高度集成化的球形动力源，因此缺乏有专门化的试验装置用以测试验证其综合运转性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有动力测试试验装备无法快速匹配耦合球形动力源的技术问题，本发明提供了一种球形动力源运转试验装置，通过专门化设计与装配，可以快速有效地测试球形动力源的运转性能。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种球形动力源运转试验装置，主要包括球形动力源、固连支架、测试基座、驱动电机和同步带。
球形动力源主要由缸套Ⅰ、带轮Ⅰ、线圈固定端盖Ⅰ、线圈、磁铁Ⅰ、球形壳体Ⅰ、滚子、活塞固定转轴、空间导向凸轮、中心轴、球形壳体Ⅱ、磁铁Ⅱ、线圈固定端盖Ⅱ、带轮Ⅱ、锁紧螺母、缸套Ⅱ、连接型材等零部件组成。两个活塞固定转轴通过中心轴呈对置式布置，两个滚子分别套装于活塞固定转轴的两端，空间导向凸轮位于球形动力源的中间位置，两侧的滚子分别与空间导向凸轮两侧的凸轮型线接触，缸套Ⅰ、带轮Ⅰ与带轮Ⅱ、缸套Ⅱ分别位于球形动力源1的左右两侧，通过锁紧螺母实现轴向锁紧，缸套Ⅰ与缸套Ⅱ内均有进排气道。线圈采用铜线绕制。滚子与活塞固定转轴之间是滚动摩擦。
凸形的测试基座呈水平放置，球形动力源置于测试基座的上侧中间位置，固连支架呈L形，固连支架固连于测试基座的右侧位置，固连支架的水平侧与驱动电机固连，固连支架的竖直侧与球形动力源的连接型材固连，驱动电机通过同步带与球形动力源左端部的带轮Ⅰ连接，球形动力源的整体结构相对空间导向凸轮对称分布，球形壳体Ⅰ与球形壳体Ⅱ对称固连，线圈固定端盖Ⅰ与线圈固定端盖Ⅱ通过连接型材对称固连，缸套Ⅰ、带轮Ⅰ、球形壳体Ⅰ、空间导向凸轮、球形壳体Ⅱ、带轮Ⅱ与缸套Ⅱ轴向布置构成整体可转动的浮动组件。
如果需要更大的拖动力，可以在凸形的测试基座的左侧对称布置另一套固连支架、驱动电机、同步带，左侧的驱动电机通过同步带与球形动力源右端部的带轮Ⅱ连接。
线圈固定端盖Ⅰ与线圈固定端盖Ⅱ相对空间导向凸轮对称布置，线圈固定端盖Ⅰ与线圈固定端盖Ⅱ的内侧周向分别均匀布置了至少4个线圈。
球形壳体Ⅰ与球形壳体Ⅱ相对空间导向凸轮对称布置，球形壳体Ⅰ的外侧周向均匀布置了至少4个磁铁Ⅰ，球形壳体Ⅱ的外侧周向均匀布置了至少4个磁铁Ⅱ。
空间导向凸轮的凸轮型线呈三角函数运动规律，或者呈五次多项式运动规律。
线圈固定端盖Ⅰ与线圈固定端盖Ⅱ内侧周向固连了线圈，线圈固定端盖Ⅰ与线圈固定端盖Ⅱ通过连接型材固连，同时线圈固定端盖Ⅰ与线圈固定端盖Ⅱ通过连接型材固连于固连支架，固连支架与测试基座固连。
缸套Ⅰ、带轮Ⅰ、球形壳体Ⅰ、空间导向凸轮、球形壳体Ⅱ、带轮Ⅱ与缸套Ⅱ轴向布置构成整体可转动的浮动组件，球形壳体Ⅰ的外侧周向布置了磁铁Ⅰ，球形壳体Ⅱ的外侧周向布置了磁铁Ⅱ。
工作原理：当左右两侧的驱动电机运转，左右两侧的驱动电机分别通过同步带拖动带轮Ⅰ与带轮Ⅱ转动，进而带动球形壳体Ⅰ与球形壳体Ⅱ转动，球形壳体Ⅰ外侧布置的磁铁Ⅰ、球形壳体Ⅱ外侧布置的磁铁Ⅱ分别与固定的线圈近距离接触旋转，从而通过切割磁力线产生电能。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、针对现有动力测试试验装备无法快速匹配耦合球形动力源的技术问题，本发明提供了一种球形动力源运转试验装置，通过专门化设计与装配，可以快速有效地测试球形动力源的运转性能；
2、不仅实现了球形动力源机械运转功能的测试，还可以实现机械能转为电能；
3、固连支架、测试基座、连接型材等采用了可调结构设计，方便球形动力源的安装与调试；
4、在线圈与磁铁数量少、所需驱动力较小时，采用单个驱动电机驱动；在线圈与磁铁数量多、所需驱动力较大时，采用两个驱动电机驱动，整个测试系统有较大的适用范围；
5、空间导向凸轮的凸轮型线呈三角函数运动规律，或者呈五次多项式运动规律，可以产生不同的周向旋转运动。
附图说明：
图1是球形动力源运转试验装置的整体结构示意图；
图2是球形动力源运转试验装置的分解结构示意图；
图3是球形动力源的轴测示意图；
图4是球形动力源的主视图；
图5是球形动力源的分解结构示意图。
附图标号说明：
1—球形动力源；2—固连支架；3—测试基座；4—驱动电机；5—同步带；105—缸套Ⅰ；109—带轮Ⅰ；111—线圈固定端盖Ⅰ；112—线圈；113—磁铁Ⅰ；114—球形壳体Ⅰ；116—滚子；117—活塞固定转轴；118—空间导向凸轮；119—中心轴；122—球形壳体Ⅱ；123—磁铁Ⅱ；125—线圈固定端盖Ⅱ；127—带轮Ⅱ；130—锁紧螺母；131—缸套Ⅱ；139—连接型材。
具体实施方法
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1、图2所示，一种球形动力源运转试验装置，主要包括球形动力源1、固连支架2、测试基座3、驱动电机4和同步带5。
如图3、图4、图5所示，球形动力源1主要由缸套Ⅰ105、带轮Ⅰ109、线圈固定端盖Ⅰ111、线圈112、磁铁Ⅰ113、球形壳体Ⅰ114、滚子116、活塞固定转轴117、空间导向凸轮118、中心轴119、球形壳体Ⅱ122、磁铁Ⅱ123、线圈固定端盖Ⅱ125、带轮Ⅱ127、锁紧螺母130、缸套Ⅱ131、连接型材139等零部件组成。两个活塞固定转轴117通过中心轴119呈对置式布置，两个滚子116分别套装于活塞固定转轴117的两端，空间导向凸轮118位于球形动力源1的中间位置，两侧的滚子116分别与空间导向凸轮118两侧的凸轮型线接触，缸套Ⅰ105、带轮Ⅰ109与带轮Ⅱ127、缸套Ⅱ131分别位于球形动力源1的左右两侧，通过锁紧螺母130实现轴向锁紧，缸套Ⅰ105与缸套Ⅱ131内均有进排气道。
凸形的测试基座3呈水平放置，球形动力源1置于测试基座3的上侧中间位置，固连支架2呈L形，固连支架2固连于测试基座3的右侧位置，固连支架2的水平侧与驱动电机4固连，固连支架2的竖直侧与球形动力源1的连接型材139固连，驱动电机4通过同步带5与球形动力源1左端部的带轮Ⅰ109连接，球形动力源1的整体结构相对空间导向凸轮118对称分布，球形壳体Ⅰ114与球形壳体Ⅱ122对称固连，线圈固定端盖Ⅰ111与线圈固定端盖Ⅱ125通过连接型材139对称固连，缸套Ⅰ105、带轮Ⅰ109、球形壳体Ⅰ114、空间导向凸轮118、球形壳体Ⅱ122、带轮Ⅱ127与缸套Ⅱ131轴向布置构成整体可转动的浮动组件。
如果需要更大的拖动力，可以在凸形的测试基座3的左侧对称布置另一套固连支架2、驱动电机4、同步带5，左侧的驱动电机4通过同步带5与球形动力源1右端部的带轮Ⅱ127连接。
线圈固定端盖Ⅰ111与线圈固定端盖Ⅱ125相对空间导向凸轮118对称布置，线圈固定端盖Ⅰ111与线圈固定端盖Ⅱ125的内侧周向分别均匀布置了至少4个线圈112。
球形壳体Ⅰ114与球形壳体Ⅱ122相对空间导向凸轮118对称布置，球形壳体Ⅰ114的外侧周向均匀布置了至少4个磁铁Ⅰ113，球形壳体Ⅱ122的外侧周向均匀布置了至少4个磁铁Ⅱ123。
空间导向凸轮118的凸轮型线呈三角函数运动规律，或者呈五次多项式运动规律。
线圈固定端盖Ⅰ111与线圈固定端盖Ⅱ125内侧周向固连了线圈112，线圈固定端盖Ⅰ111与线圈固定端盖Ⅱ125通过连接型材139固连，同时线圈固定端盖Ⅰ111与线圈固定端盖Ⅱ125通过连接型材139固连于固连支架2，固连支架2与测试基座3固连。
缸套Ⅰ105、带轮Ⅰ109、球形壳体Ⅰ114、空间导向凸轮118、球形壳体Ⅱ122、带轮Ⅱ127与缸套Ⅱ131轴向布置构成整体可转动的浮动组件，球形壳体Ⅰ114的外侧周向布置了磁铁Ⅰ113，球形壳体Ⅱ122的外侧周向布置了磁铁Ⅱ123。
工作原理：当左右两侧的驱动电机4运转，左右两侧的驱动电机4分别通过同步带5拖动带轮Ⅰ109与带轮Ⅱ127转动，进而带动球形壳体Ⅰ114与球形壳体Ⅱ122转动，球形壳体Ⅰ114外侧布置的磁铁Ⅰ113、球形壳体Ⅱ122外侧布置的磁铁Ⅱ123分别与固定的线圈112近距离接触旋转，从而通过切割磁力线产生电能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该提出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种球形动力源运转试验装置，包括球形动力源(1)、固连支架(2)、测试基座(3)、驱动电机(4)和同步带(5)；所述的球形动力源(1)主要由缸套Ⅰ(105)、带轮Ⅰ(109)、线圈固定端盖Ⅰ(111)、线圈(112)、磁铁Ⅰ(113)、球形壳体Ⅰ(114)、滚子(116)、活塞固定转轴(117)、空间导向凸轮(118)、中心轴(119)、球形壳体Ⅱ(122)、磁铁Ⅱ(123)、线圈固定端盖Ⅱ(125)、带轮Ⅱ(127)、锁紧螺母(130)、缸套Ⅱ(131)、连接型材(139)组成；两个活塞固定转轴(117)通过中心轴(119)呈对置式布置，两个滚子(116)分别套装于活塞固定转轴(117)的两端，空间导向凸轮(118)位于球形动力源(1)的中间位置，两侧的滚子(116)分别与空间导向凸轮(118)两侧的凸轮型线接触，缸套Ⅰ(105)、带轮Ⅰ(109)与带轮Ⅱ(127)、缸套Ⅱ(131)分别位于球形动力源(1)的左右两侧，通过锁紧螺母(130)实现轴向锁紧，缸套Ⅰ(105)与缸套Ⅱ(131)内均有进排气道；其特征在于：凸形的测试基座(3)呈水平放置，球形动力源(1)置于测试基座(3)的上侧中间位置，固连支架(2)呈L形，固连支架(2)固连于测试基座(3)的右侧位置，固连支架(2)的水平侧与驱动电机(4)固连，固连支架(2)的竖直侧与球形动力源(1)的连接型材(139)固连，驱动电机(4)通过同步带(5)与球形动力源(1)左端部的带轮Ⅰ(109)连接，球形动力源(1)的整体结构相对空间导向凸轮(118)对称分布，球形壳体Ⅰ(114)与球形壳体Ⅱ(122)对称固连，线圈固定端盖Ⅰ(111)与线圈固定端盖Ⅱ(125)通过连接型材(139)对称固连，缸套Ⅰ(105)、带轮Ⅰ(109)、球形壳体Ⅰ(114)、空间导向凸轮(118)、球形壳体Ⅱ(122)、带轮Ⅱ(127)与缸套Ⅱ(131)轴向布置构成整体可转动的浮动组件，线圈固定端盖Ⅰ(111)与线圈固定端盖Ⅱ(125)相对空间导向凸轮(118)对称布置，线圈固定端盖Ⅰ(111)与线圈固定端盖Ⅱ(125)的内侧周向分别均匀布置了至少4个线圈(112)，球形壳体Ⅰ(114)与球形壳体Ⅱ(122)相对空间导向凸轮(118)对称布置，球形壳体Ⅰ(114)的外侧周向均匀布置了至少4个磁铁Ⅰ(113)，球形壳体Ⅱ(122)的外侧周向均匀布置了至少4个磁铁Ⅱ(123)，磁铁Ⅰ(113)、磁铁Ⅱ(123)分别与固定的线圈(112)近距离接触旋转。
2.根据权利要求1所述的球形动力源运转试验装置，其特征在于：凸形的测试基座(3)的左侧对称布置着另一套固连支架(2)、驱动电机(4)、同步带(5)，左侧的驱动电机(4)通过同步带(5)与球形动力源(1)右端部的带轮Ⅱ(127)连接。
3.根据权利要求1所述的球形动力源运转试验装置，其特征在于：空间导向凸轮(118)的凸轮型线呈三角函数运动规律。
4.根据权利要求1所述的球形动力源运转试验装置，其特征在于：空间导向凸轮(118)的凸轮型线呈五次多项式运动规律。
5.根据权利要求1所述的球形动力源运转试验装置，其特征在于：线圈(112)采用铜线绕制。
6.根据权利要求1所述的球形动力源运转试验装置，其特征在于：滚子(116)与活塞固定转轴(117)之间是滚动摩擦。
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