CN116670389A - 用于圆形旋转运动变换到非圆形旋转运动的方法及系统 - Google Patents

Abstract

提供了用于将普通圆形旋转运动转换成可被定义为极坐标中的非重叠固有函数的任何非圆形运动的系统和方法。公开的实施方案教导如何制造和使用可以使用来自马达、涡轮机和其他圆形旋转运动源的旋转输出来产生遵循方形、矩形、三角形或其他有用路径的运动的装置。在所需路径或覆盖区域不是圆形的应用中，此类装置可以有效地用作传统装置的替代品，包括空气移动(风扇)、空气能捕获(涡轮机)、表面精加工(打磨、抛光、清洁)以及许多其他应用。

Description

用于圆形旋转运动变换到非圆形旋转运动的方法及系统

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.第119(e)条要求于2020年10月2日提交的美国临时申请第63/086,941号，题为“用于圆形旋转运动变换到非圆形旋转运动的方法及系统(METHOD ANDSYSTEM FOR THE TRANSFORMATION OF CIRCULAR TO NON-CIRCULAR ROTARY MOTION)”，出于所有目的通过引用将其完全并入本文。

技术领域

本公开一般涉及机械和机电装置。特别地，本公开涉及用于将圆形旋转运动转换成非圆形旋转运动的系统和方法。

背景技术

许多产生原动力的方法都会产生圆形旋转运动。示例包括电动机、发动机、水轮机、风力和蒸汽涡轮机等。将一些工作元件附加到圆形运动是许多机器、工具和电器背后的基本设计原则。

一个应用领域是轴流风扇的设计。轴流风扇具有一系列固定长度的叶片，这些叶片附接到圆形旋转的轴上，迫使空气平行于轴的方向移动。叶片扫出圆形区域，叶片就是在该区域向空气施加力。然而，在许多应用中，这些风扇用于方形或矩形区域。示例包括用于窗户的箱式风扇、用于方形风道的风扇、用于冷却矩形部件的计算机风扇等。在此类应用中，叶片扫过的圆形区域小于目标区域(例如，管道区域等)，因此，如果叶片扫过整个目标区域，风扇不会移动那么多的空气。

另一个特别感兴趣的应用领域是圆形装置，这些装置被应用于直线区域以进行整理或清洁应用。这些装置在空旷区域有效，但无法进入角落。例如，考虑无法在房间角落进行抛光的旋转式地板抛光机。类似的限制也存在于其他装置的使用中，例如旋转砂光机、电动抹子和机器人真空吸尘器使用的刷子。

因此，需要将圆形旋转运动转换成非圆形旋转运动的技术，以应用于广泛的机械和机电装置，包括例如工具、风扇、发电、表面精加工等许多其他应用。

发明内容

描述了用于将圆形旋转运动转换成非圆形旋转运动的系统和方法。

一个实施方案描述了一种装置，包括：可旋转轴；第一电枢构件，其耦合到所述可旋转轴；第二电枢构件，其可移动地耦合到所述第一电枢构件，其中所述第二电枢构件能够沿所述第一电枢构件径向移动(即，滑动接头)；引导构件，其围绕所述可旋转轴设置，限定非圆形路径；以及轴承，其耦合到所述第二电枢构件，所述轴承被配置成当所述第一和第二电枢与所述可旋转轴一起旋转时接合所述引导构件，从而致使所述第二电枢构件遵循由所述引导构件限定的非圆形路径。

另一个实施方案提供了将圆形旋转运动转换成非圆形旋转运动的方法，该方法包括：将第一电枢构件耦合到可旋转轴；将第二电枢构件可移动地耦合到所述第一电枢构件，其中所述第二电枢构件能够沿所述第一电枢构件径向移动；旋转所述第一和第二电枢构件；以及当所述第一和第二电枢构件旋转时，调节所述第一和第二电枢构件的有效长度以使所述第二电枢构件的端部在期望的非圆形路径中移动。

另一个实施方案提供了用于将圆形旋转运动转换成非圆形旋转运动的装置，包括：引导构件，其围绕所述可旋转轴设置，限定非圆形路径；多个电枢组件，其耦合到所述可旋转轴，其中每个所述电枢组件还包括：第一电枢构件，其耦合到所述可旋转轴；第二电枢构件，其可移动地耦合到所述第一电枢构件，其中第二电枢构件能够沿第一电枢构件的轴线径向移动；轴承，其耦合到所述第二电枢构件，所述轴承被配置成当所述第一和第二电枢与所述可旋转轴一起旋转时接合所述引导构件，从而致使所述第二电枢构件遵循由所述引导构件限定的非圆形路径；以及多个功能部件，每个功能部件耦合到所述多个电枢组件中的一个电枢组件的第二电枢构件。

当结合以下描述和附图考虑时，将更好地理解和理解本公开的这些和其他方面。然而，应当理解，以下描述虽然指示了本公开的各种实施方案及其众多具体细节，但是以说明而非限制的方式给出的。在不脱离本公开的精神的情况下，可以在本公开的范围内进行许多替换、修改、添加和/或重新布置，并且本公开包括所有这样的替换、修改、添加和/或重新布置。

附图说明

构成本说明书的部分的附图用于描述本发明的某些方面。通过参考附图中所示的示例性且因此非限制性的实施方案，对本发明以及本发明提供的系统的部件和操作的更清楚的印象将变得更容易显而易见，其中相同的附图标记表示相同的部件。请注意，附图中所示的特征不一定按比例绘制。

图1是将圆形旋转运动转换为非圆形旋转运动的系统和方法的示意图。

图2-4是示例性非圆形运动的图解表示。

图5是用于通过变换圆形旋转运动扫过正方形路径的方法的机械实施方案的等距图解表示。

图6A-6F显示了扫过方形路径的风扇叶片的视图。

图7是描绘由控制器和致动器控制的电枢的框图。

图8是利用将圆形旋转运动转换成非圆形旋转运动的方法的动力镘刀的简化局部视图。

具体实施方式

本发明及其各种特征和有利细节参考在附图中示出并在以下描述中详述的非限制性实施方案被更全面地解释。省略了众所周知的起始材料、处理技术、部件和设备的描述，以免不必要地使本发明的细节变得模糊。然而，应当理解，详细描述和具体实施例在指示本发明的一些实施方案的同时仅以说明的方式给出而不是以限制的方式给出。根据本公开，本领域技术人员在基本发明构思的精神和/或范围内的各种替换、修改、添加和/或重新布置将变得显而易见。

总的来说，本公开描述了将圆形旋转运动转换为非圆形旋转运动的系统和方法，并且适用于范围广泛的机械和机电装置的设计，包括工具、风扇、发电、表面精加工/清洁以及许多机器。虽然这种方法的这些应用非常普遍，但本公开还讨论了与用于方形或矩形管道或窗户的通风风扇的设计有关的重要应用。本公开中讨论的其他应用涉及打磨、抹光、清洁和类似的精加工应用，其中待精加工或清洁的区域是直线的。

上面提到的利用装置将圆形旋转运动转换成非圆形旋转运动的各种应用可以采用许多不同的形式，并由许多不同的来源提供动力。可以提供旋转运动源的原动机的实施例包括电动机、发动机、风力涡轮机、蒸汽涡轮机、水轮机、动物/人力驱动的原动机等。也可以使用其他来源。

在一些实施方案中，一个或多个电枢附接到由原动机提供动力的循环运动的轴。在一些实施例中，每个支架都是能够通过拉伸、扩展、剪式或其他方式改变长度的单个部件。在其他实施例中，每个电枢都由组件组成，该组件包括两个或更多个部件，其中一个部件固定到轴上，并且接下来的每个部件都可以相对于原动机的旋转轴线沿着组件的前面的部件径向移动。

在一些实施方案中，电枢组件包括在移动时执行有用功能的结构或部件。例如，电枢执行的一个有用功能是移动空气，例如利用风扇。电枢执行的另一个有用功能是移动水，例如，用于通过矩形通道抽水或从矩形涵洞收集能量。电枢执行的另一个有用功能是与闪光灯一起使用。例如，通常称为“3D全息图风扇显示器”的装置使用安装在旋转风扇上的LED灯来产生圆形视频显示。使用本文描述的技术，可以创建具有矩形形状的类似视频显示器，其纵横比由标准视频格式使用，例如4:3、16:9或21:9(以及其他纵横比或非矩形形状)。此外，利用本方法，可以一起使用多个显示器来创建更大的连续显示器。电枢执行的另一个有用功能是打磨、清洁或抛光。电枢执行的另一个有用功能是抹平、浮动和/或平滑。

在一些实施方案中，电枢的长度在计算机控制下通过电子驱动进行动态调整，使得随着电枢的角度由于其所附接的轴的圆形运动而变化，并且调整电枢的长度，使电枢的移动端伸展或收缩以匹配所需的非圆形旋转运动。

在一些实施方案中，电枢具有沿其移动端附接在某处的轴承。轴承可以采用任何需要的形式，例如安装在轴上的轮子、栓钉、突出部或其他路径跟随机构。在电枢具有轴承(或等同物)的实施例中，轴承可以骑在外部引导件上，其防止电枢在每个角度延伸超过由引导件的形状确定的设定距离。电枢旋转产生的离心力将电枢径向向外推动，直到其径向运动被压在引导件上的轴承阻止。

在电枢具有轴承的其他实施方案中，当电枢随着由轴产生的圆形运动旋转时，轴承骑在轨道内，该轨道完全限定电枢端部的径向运动。在这样的实施方案中，轨道将向内和向外的径向力施加到附接至电枢的轴承，导致电枢延伸和缩回并遵循期望的非圆形运动。

现在详细参考本公开的示例性实施方案，在附图中示出其实施例。在可能的情况下，在整个附图中将使用相同的数字来指代各个附图的相同和相应的部分(元件)。

本发明的方法和发明提供了可以将圆形旋转运动转换为非圆形旋转运动的机械和机电机构，并且可以在广泛应用中所使用的许多装置和机器中使用。

使用该方法的一些实施方案将一个或多个径向可膨胀电枢附接到圆形旋转轴或其他圆形旋转运动源。当电枢旋转时，它们的长度根据机电或机械装置的指示而改变，因此它们在每个旋转角度的长度都发生变化，从而使电枢的尖端扫出所需的非圆形路径。

控制电枢长度的一种优选方法是将轴承固定到电枢的可延伸部分，并将该轴承放置在已构建的导轨内，使得从轨道到电枢尖端的所需路径的距离在每个旋转角度被设置为等于从轴承到电枢尖端的距离。

其他控制电枢长度的方法包括仅使用轴承和外部引导件来限制电枢的向外运动，并允许旋转产生的离心力将电枢轴承推向引导件。这种方法的一个特别简单的实施方式是将轴承放在电枢的外尖端，并创建完全符合所需形状的引导件。然而，虽然简单，但与现有方法相比，这种方法需要轴承高速移动，现有方法可以使轴承和轨道更靠近速度较低的旋转中心。

另一种控制电枢长度的方法是在计算机或其他电子系统的控制下使用电子致动器。这样的系统可以涉及对上述机械轨道和引导件的数字等效物进行编程，并且在本领域普通技术人员的能力范围内。其他实施方式可能涉及电阻随角度变化的材料或装置，例如通过随角度改变材料厚度。还有其他实施方式可以响应于来自传感器装置的输入来改变电枢长度，例如，该输入可以用于收缩电枢以避免障碍物，否则该障碍物将以更长的延伸处于其路径中。

生成的非圆形运动可以采取无限多种路径，但也有一些限制。使用本方法，非圆形运动应由适当的非负值极函数表示。意思是，如果将运动绘制在极坐标图上，轴(r,θ)分别表示距原点的距离和围绕原点的角度，则路径可以由函数r＝f(θ)表示，它产生θ的每个值只有一个非负值。然而，原点不需要放置在所需运动的中心，并且在某些情况下，只有当原点不在运动的中心时才能创建运动(参见图4的实施例)。

在图中，运动以逆时针方向显示，然而，如果旋转方向相反，则方法和实施方式是相同的。

图1是将圆形旋转运动转换为非圆形旋转运动的系统和方法的示例性实施方案的示意图。如图1所示，圆形运动源100(例如上述实施例)产生圆形旋转运动(由箭头110表示)。实现转换的装置(实施例在下面详细描述)用作非圆形运动变换器200，导致非圆形的运动300。

如上所述，所公开的技术可以在具体实施方式的能力范围内将圆形旋转运动转换成任何期望的非圆形旋转运动。图2是八个示例性非圆形运动(由箭头300、301、302、303、304、305、312、313、314表示)的图解表示，本方法可用于通过转换圆形旋转运动来创建。运动301、302、304、305和313的形状一般为多边形，包括诸如正方形、长方形、三角形、六边形等形状，包括具有圆角的实施例(304)。运动312的形状为椭圆形。运动314的形状为卵形(即“蛋形”)。运动301、302和304可能被证明是特别有用的，因为它们允许与许多其他人造结构的直线性质兼容的运动。在这些实施例的每一个中，输入圆形旋转运动可以以目标非圆形运动的中心或附近为中心。

图3是不规则非圆形运动(由箭头306、307、308表示)的三个实施例的图解表示，本方法也可用于通过转换圆形旋转运动来创建。运动306代表不对称的运动。运动307代表具有不同角度和长度的运动。运动308代表一大类凸形。如图2所示，在这些实施例的每一个中，输入圆形旋转运动也可以以目标非圆形运动的中心或附近为中心。

图4是本方法可以创建的非圆形运动的三个实施例(由箭头309、310、311表示)的图解表示，但是这可能需要圆形旋转运动源200不在期望的中心运动。在示例性运动310和311中，圆形运动源200在期望的非圆形运动内，但偏离其中心以实现期望运动的极函数表示。在实施例309中，圆形运动源可能在所需运动的路径之外，并且通过考虑极函数f(θ)的r的负值使该路径成为可能。运动309也可以用仅具有非负长度的直径线上的旋转点创建。

图5是用于通过变换圆形旋转运动110扫出方形路径400的本方法的机械实施方案的等距图解表示。在该实施例中，两部分电枢组件包括外电枢部320，其可以相对于内电枢部330在径向上自由滑动。

在图5所示的实施例中，外电枢320的突出部321在内电枢330的通道330内滑动，形成滑动接头，使得内电枢330和外电枢320可相对于彼此轴向滑动，同时保持刚性连接垂直于滑动轴线。正如本领域技术人员会理解的那样，也可以使用其他滑动接头配置。

内电枢部330附接到圆形旋转运动源100。如上所述，圆形旋转运动源100可由任何期望的原动机提供动力以旋转轴，从而使两部分电枢旋转，如圆形旋转运动110所示。在该实施例中，固定到外电枢部320的是轴承340(以虚线显示)，其骑在导轨350内。在图5所示的实施例中，导轨设置在两部分电枢的中点附近。在其他实施例中，导轨可以设置得更靠近或远离旋转轴线。在另一个实施例中，导轨和配合轴承可以设置在外电枢的端部。

根据需要，轴承340可包括非旋转销或栓或接合导轨350的内表面的其他突出部，或可旋转轴承。根据装置的应用，设计者可以根据诸如转速、摩擦力、导轨形状等因素来选择一种或另一种类型的轴承，如本领域技术人员所理解的。在其他实施例中，导轨350可以是单侧轨道(例如，图5中所示的只是轨道的外表面)，从而形成所需的形状，而没有匹配的内表面。在该实施例中，随着电枢旋转，轴承340将通过离心力向外偏置抵靠导轨。在该实施例中，导轨、电枢和轴承可以设置在同一平面上(因此，不需要从电枢延伸的轴承/突出部。在其他实施例中，弹簧可以向内朝向面向外的导轨偏压轴承，使得当电枢旋转时，导轨向外推动轴承(并且因此，电枢)。在其他实施例中，导轨350可以包括可移除和可更换的板，其可以被移除以及通过具有不同配置的导轨的另一个板更换，从而使装置能够选择性地产生不同形状的非圆形旋转运动。

当内电枢部330由于来自圆形运动源100的圆形运动110而旋转时，外电枢部320通过骑在导轨350中的轴承340径向向内和向外移动(相对于内电枢部330)。导轨350被设计成使得其从圆形运动源100处的运动中心沿每个角度到期望运动400的距离大约等于从轴承340到移动的外电枢部320的最外边缘的固定距离。换句话说，当两部分电枢围绕圆形旋转运动源100旋转时，外电枢部320将侧入和侧出，减少和增加两部分电枢的总长度，使得外电枢部320的最外边缘将遵循期望的非圆形旋转路径400，其在该实施例中近似于正方形路径。

在一些实施方案中，电枢还可以相对于电枢的旋转平面在轴向方向上移动。例如，对于风扇叶片、镘刀叶片等，可以移动(例如，旋转)第二电枢构件以改变叶片的间距。在其他实施例中，第二电枢的部分(或耦合到电枢的部件)可以可移动地耦合到第二电枢的其余部分。随着电枢旋转，可移动部分可以相对于电枢的旋转平面在轴向方向上移动以获得期望的结果。如本领域技术人员所理解的，该运动可以机械或机电方式(或任何其他方式)实现。

如下文更详细地讨论的，各种部件可以耦合到外电枢部320以产生期望的工具或装置。示例性部件可包括风扇叶片、涡轮叶片、打磨/清洁/抛光构件、抹平/漂浮/平滑构件等。

如上所述，上述装置的一个示例应用是扫出矩形区域的风扇，例如，用于矩形管道、计算机冷却风扇、窗扇等。图6A-6F是使用本方法的方形风扇的实施方案的运动的图解表示。图6A-6F显示了处于不同角度位置的方形风扇600。在该实施例中，四个电枢(类似于上面关于图5描述的电枢)耦合到旋转运动源。在该示例性实施方式中，四个风扇叶片620各自附接到可移动的外电枢部(参见图5)。当风扇叶片620逆时针旋转时(如图6A-6F中顺序所示)，风扇叶片响应于它们各自的轴承(例如，图5中所示的轴承340)骑在导轨650内而延伸或缩回。在这个实施例中，所有电枢的每个轴承都可以骑在同一导轨350内。

图6A显示风扇叶片620处于最短位置，对应于轴承位于导轨650的最内部分。当风扇叶片620稍微逆时针旋转时(图6B)，风扇叶片稍微伸出，近似匹配所需的方形非圆形运动。类似地，随着风扇叶片620进一步逆时针旋转(图6C)，风扇叶片进一步延伸。随着风扇叶片620进一步逆时针旋转(从图6A的位置大约45度)，它们到达它们的最大延伸位置(图6D)，这对应于轴承定位在导轨650的最外部分。随着风扇叶片620继续逆时针旋转，它们的长度开始缩回(图6E、图6F)，等等。因此可以看出，随着风扇叶片(或耦合到电枢的其他部件)旋转，它们的长度将根据所需的非圆形旋转路径进行调整，这在图6A-6F的实施例中近似于正方形。

该实施方式的一个显著优点是相对的风扇叶片620具有大致相同的长度，这防止了组合系统的质心的任何偏移。本领域技术人员应该清楚这可以如何扩展到具有更多或更少电枢的其他实施方案以及如何遵循不同的非圆形图案。本领域的技术人员也将理解风扇叶片的顶部如何遵循被掠过的形状的周边，沿着两个电枢的滑动接头延伸和缩回，使得在图6D所示的位置处，叶片从中心一直延伸到边缘，以及理解如何将风扇叶片以外的不同功能部件附接到电枢上以完成不同的任务。

从图中也可以明显看出，可以选择风扇叶片的形状来实现所需的结果。例如，参考图6D可以看出，具有尖端的风扇叶片比具有平端的风扇叶片可以伸入更远的角落。因此，设计者可以根据需要配置风扇叶片(或其他部件)的形状。同样，设计者可以使用任何所需数量的电枢。虽然图5显示了一个电枢且图6A-6F显示四个电枢，装置可设计成其他数目(例如二、三、五、六等)。不过，一个考虑因素是，根据应用、重量、速度等，可能需要考虑诸如重量平衡等因素。例如，随着电枢重量和速度的增加，保持电枢平衡以减少振动变得更加重要。除了设计保持所需平衡的旋转路径和电枢配置之外，设计者还可以使用配重或其他技术来保持所需平衡。

在上面关于图5-6的讨论的实施例中，电枢长度通过轴承遵循导轨的形状进行机械调节。在另一个实施例中，电枢长度可以通过致动器和相应的控制器来控制。例如，类似于上述那些的两部分电枢包括外电枢部，其可以相对于内电枢部径向移动。在该实施例中，致动器(例如，与使内部和外部电枢相对于彼此移动的机构相结合的电动机)耦合到电枢并由控制器控制。当电枢旋转时，控制器控制电枢的长度(通过致动器)，从而产生所需的非圆形旋转路径。对于具有多个电枢的实施方式，电枢的长度可以被相同地或唯一地控制，这取决于应用和期望的旋转路径。如本领域技术人员将理解的，其他机制可用于控制电枢的长度。

图7是描绘经由控制器和致动器控制的电枢的框图。致动器722连接到电枢720，并且能够控制电枢720的长度，例如通过使外电枢部相对于内电枢部移动。控制器724连接到致动器722以控制致动器722的操作。在一些实施例中，控制器724可以是计算机或微处理器控制的控制器，尽管可以使用任何类型的控制器，正如本领域技术人员所理解的那样理解。在这个实施方案中，控制器可以被编程以通过使致动器在期望的旋转位置处延伸和缩回电枢来生成任何期望的非圆形旋转路径。

在使用控制器来控制装置的操作的实施方案中，许多选项是可用的。例如，可以以各种方式控制电枢的旋转速度和长度。来自传感器(例如，温度传感器、空气/流体密度传感器、运动传感器、接近传感器等)的输入可用于动态控制转速和/或电枢长度。例如，当控制风扇时，温度传感器可用于控制风扇叶片的速度和/或风扇横截面的形状。在一些实施例中，可能需要响应于电枢位置来调节转速(例如，当电枢向外延伸时降低转速等)。在打磨、清洁、抛光、平滑等应用中，传感器可以检测障碍物，控制器可以控制电枢运动的形状，以帮助避开障碍物或更有效地绕过障碍物。

如上所述，将圆形旋转运动转换为非圆形旋转运动的系统和方法具有许多应用。一种应用涉及动力镘刀(也称为“动力浮子”、“镘刀机”等)，建筑工人使用它来对混凝土板进行平滑精加工。动力镘刀的一个问题是混凝土板通常具有方角，并且通常被墙壁或其他结构包围，以防止传统的圆形动力镘刀到达混凝土板的角。

图8是利用上述方法将圆形旋转运动转换为非圆形旋转运动的动力镘刀的简化局部视图。图8显示了包括基座单元802、原动机(例如发动机或马达)804和连接/附接构件806的动力镘刀800。动力镘刀连接构件806可以附接到动力镘刀的其余部分，其可以是手扶式动力镘刀、驾驶式动力镘刀、遥控动力镘刀、机器人控制的动力镘刀等。请注意，典型的驾驶式动力镘刀有多个叶片单元一起工作以覆盖更大的表面，并为骑手提供更稳定的支撑。其他应用也可能受益于多个电枢组的协同工作。

动力镘刀800的基座单元802可包括由防护单元(通常为笼式结构，其允许用户观察镘刀叶片)包围的修整叶片单元(例如，多个镘刀叶片)。从下方看，基座单元802可能看起来类似于图6A-6F中所示的方形风扇600，风扇叶片被镘刀叶片代替。动力镘刀800像传统的动力镘刀一样操作，除了镘刀叶片在方形旋转路径中移动，如图6A-6F所示的叶片620。以这种方式，动力镘刀800能够到达传统圆形动力镘刀无法到达的混凝土板的角落。

虽然本发明已针对其特定实施方案进行了描述，但这些实施方案仅是说明性的，而不是对本发明的限制。相反，说明书旨在描述说明性实施方案、特征和功能，以便本领域普通技术人员理解本发明，而不将本发明限制为任何具体描述的实施方案、特征或功能，包括所描述的任何此类实施方案特征或功能。虽然本文仅出于说明目的描述了本发明的特定实施方案和示例，但是在本发明的精神和范围内可以进行各种等效修改，如相关领域的技术人员将认识和理解的那样。

如所指示的，可以根据本发明的示例性实施方案的前述描述对本发明进行这些修改并且将被包括在本发明的精神和范围内。因此，虽然本发明已在本文中参考其特定实施方案进行了描述，但在前述公开内容中意在进行一定程度的修改、各种变化和替换，并且应当理解，在某些情况下，本发明的实施方案的一些特征将是在不脱离所阐述的本发明的范围和精神的情况下，在没有相应地使用其他特征的情况下使用这些特征。因此，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本发明的基本范围和精神。

贯穿本说明书对“一个实施方案”、“实施方案”或“特定实施方案”或类似术语的引用意味着结合该实施方案描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个实施方案中并且可能不一定存在于所有实施方案中。因此，贯穿本说明书各处的短语“在一个实施方案中”、“在实施方案中”或“在特定实施方案中”或类似术语的各自出现不一定指代同一实施方案。此外，任何特定实施方案的特定特征、结构或特性可以以任何合适的方式与一个或多个其他实施方案组合。应当理解，根据本文的教导，本文描述和图示的实施方案的其他变化和修改是可能的，并且被认为是本发明的精神和范围的一部分。

在本文的描述中，提供了许多具体细节，例如部件和/或方法的实施例，以提供对本发明的实施方案的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，可以在没有一个或多个特定细节的情况下来实践实施方案，或使用其他装置、系统、组件、方法、部件、材料、零件和/或类似物来实践实施方案。在其他情况下，未具体示出或详细描述众所周知的结构、部件、系统、材料或操作以避免模糊本发明的实施方案的方面。虽然本发明可以通过使用特定实施方案来说明，但这不是也不会将本发明限制于任何特定实施方案，并且本领域的普通技术人员将认识到额外的实施方案是容易理解的并且是本发明的一部分。

如本文所用，术语“包含(comprises)”、“包含有(comprising)”、“包括(includes)”、“包括有(including)”、“具有(has)”、“设有(having)”或其任何其他变体旨在涵盖非排他性包含。例如，包含一系列元素的过程、产品、物品或装置不一定仅限于那些元素，而是可以包括未明确列出或此类过程、产品、物品或装置固有的其他元素。

此外，本文给出的任何实施例或说明不应以任何方式视为对使用它们的任何术语的限制、限定或明确定义。相反，这些实施例或说明将被视为是针对一个特定实施方案进行描述的并且仅是说明性的。本领域的普通技术人员将理解，与这些实施例或说明一起使用的任何一个或多个条款涵盖其他实施方案及其实施和改编，这些实施方案可能会或可能不会在说明书的其他地方给出，并且所有此类实施方案都是旨在包含在该条款或多个条款的范围内。指定此类非限制性实施例和说明的语言包括但不限于：“例如(for example)”、“例如(for instance)”、“如(e.g.)”、“在一个实施方案中”等。

此外，除非另有说明，本文所用的术语“或”通常意指“和/或”。例如，条件A或B满足以下任一条件：A为真(或存在)且B为假(或不存在)，A为假(或不存在)且B为真(或存在)，并且A和B都为真(或存在)。如本文所用，以“一(a)”或“一个(an)”开头的术语(和“该(the)”，当先行词基础是“一”或“一个”时)包括此类术语的单数和复数，除非在权利要求中另有明确说明(即，指代词“一”或“一个”清楚地仅表示单数或仅表示复数)。此外，如本文的描述和通篇所用，“在……中”的含义包括“在……中”和“在……上”，除非上下文另有明确规定。

Claims (28)

1.用于将圆形旋转运动转换成非圆形旋转运动的装置，包括：

可旋转轴；

第一电枢构件，其耦合到所述可旋转轴；

第二电枢构件，其可移动地耦合到所述第一电枢构件，其中所述第二电枢构件能够沿所述第一电枢构件径向移动；

引导构件，其围绕所述可旋转轴设置，限定非圆形路径；以及

轴承，其耦合到所述第二电枢构件，所述轴承被配置成当所述第一和第二电枢与所述可旋转轴一起旋转时接合所述引导构件，从而致使所述第二电枢构件遵循由所述引导构件限定的非圆形路径。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述非圆形路径具有大致矩形的形状。

3.如权利要求1所述的装置，其中，所述非圆形路径具有大致方形的形状。

4.如权利要求1所述的装置，其中，所述非圆形路径具有大致椭圆的形状。

5.如权利要求1所述的装置，其中，所述非圆形路径具有大致三角形的形状。

6.如权利要求1所述的装置，其中，所述非圆形路径具有大致六边形的形状。

7.如权利要求1所述的装置，其中，所述非圆形路径具有由固有极函数定义的形状。

8.如权利要求1所述的装置，其中，所述引导构件包括具有内表面和外表面的轨道，并且其中所述轴承布置在所述内表面和外表面之间。

9.如权利要求1所述的装置，还包括耦合到所述第二电枢构件的风扇叶片。

10.如权利要求1所述的装置，还包括耦合到所述第二电枢构件的镘刀叶片。

11.如权利要求1所述的装置，还包括多组第一和第二电枢。

12.将圆形旋转运动转换成非圆形旋转运动的方法，该方法包括：

将第一电枢构件耦合到可旋转轴；

将第二电枢构件可移动地耦合到所述第一电枢构件，其中所述第二电枢构件能够沿所述第一电枢构件的轴线径向移动；

旋转所述第一和第二电枢构件；以及

当所述第一和第二电枢构件旋转时，调节所述第一和第二电枢构件的有效长度以使所述第二电枢构件的端部在期望的非圆形路径中移动。

13.如权利要求12所述的方法，其中，所述非圆形路径具有大致矩形的形状。

14.如权利要求12所述的方法，其中，所述非圆形路径具有大致方形的形状。

15.如权利要求12所述的方法，其中，所述非圆形路径具有大致椭圆的形状。

16.如权利要求11所述的方法，其中，所述非圆形路径具有大致三角形的形状。

17.如权利要求11所述的方法，其中，所述非圆形路径具有大致六边形的形状。

18.如权利要求12所述的方法，其中，通过将限定非圆形路径的引导构件与耦合到所述第二电枢构件的轴承接合来调节所述第一和第二电枢构件的有效长度。

19.如权利要求12所述的方法，其中，通过控制耦合到所述第一和第二电枢的致动器来调节所述第一和第二电枢构件的有效长度。

20.如权利要求12所述的方法，还包括将风扇叶片耦合到所述第二电枢构件。

21.如权利要求12所述的方法，还包括将镘刀叶片耦合到所述第二电枢构件。

22.如权利要求12所述的方法，还包括将多组第一和第二电枢耦合到所述可旋转轴。

23.如权利要求12所述的方法，其中，第二电枢也能够相对于所述第一和第二电枢的旋转平面在轴向方向上移动，该方法还包括：

当所述第一和第二电枢构件旋转时，所述第二电枢沿所述轴向方向移动。

24.用于将圆形旋转运动转换成非圆形旋转运动的装置，包括：

可旋转轴；

引导构件，其围绕所述可旋转轴设置，限定非圆形路径；

多个电枢组件，其耦合到所述可旋转轴，其中每个所述电枢组件还包括：

第一电枢构件，其耦合到所述可旋转轴；

第二电枢构件，其可移动地耦合到所述第一电枢构件，其中所述第二电枢构件能够沿所述第一电枢构件径向移动；

轴承，其耦合到所述第二电枢构件，所述轴承被配置成当所述第一和第二电枢与所述可旋转轴一起旋转时接合所述引导构件，从而致使所述第二电枢构件遵循由所述引导构件限定的非圆形路径；以及

多个功能部件，每个功能部件耦合到所述多个电枢组件中的一个电枢组件的第二电枢构件。

25.如权利要求24所述的装置，其中，所述多个功能部件包括风扇叶片。

26.如权利要求24所述的装置，其中，所述多个功能部件包括镘刀叶片。

27.如权利要求24所述的装置，其中，所述非圆形路径具有大致矩形的形状。

28.如权利要求24所述的装置，其中，所述非圆形路径具有大致方形的形状。