CN203130394U - 一种能量转化输出系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种能量转化输出系统，包括支架、箱体和固定在箱体中心并将箱体连接到支架上的转轴，所述箱体包括前、后两端的配重区和中部的动力区，前、后两端的配重区内分别容纳有配重块，前、后两端的配重块通过传动杆固定到一起；动力区内固定有导轨，导轨与箱体平行且箱体的中心在导轨中垂线上，在导轨与传动杆之间还连接有动力体，动力体沿导轨往复运动同时带动传动杆驱动配重块同向运动，且在动力体运动到导轨前/后端点时，前、后配重块分别越过箱体中心到达该侧的最大位置。

Description

一种能量转化输出系统

技术领域

本实用新型属于动力转化输出技术设备领域，尤其是涉及一种能量转化输出系统。

背景技术

机械对外做功中最重要的一部分就是扭矩输出，工业革命就是从将蒸汽内能转化为扭矩机械能开始的，可见扭矩输出在人类文明史上的重要地位。在现在的工业中，无论是液压马达，或是内燃机，他们统一的特征就是将能量转化成机械扭矩进行输出。在目前的扭矩输出系统中，内燃机和液压马达虽然功率足够，但是效率低，污染大。

实用新型内容

为了提供一种清洁、无污染、高效、低能耗的能量输出转化方式，本实用新型提出一种能量转化输出系统。

实现上述有益效果的技术方案为，一种能量转化输出系统，包括支架、箱体和固定在箱体中心并将箱体连接到支架上的转轴，所述箱体包括前、后两端的配重区和中部的动力区，前、后两端的配重区内分别容纳有配重块，前、后两端的配重块通过传动杆固定到一起；动力区内固定有导轨，导轨与箱体平行且箱体的中心在导轨中垂线上，在导轨与传动杆之间还连接有动力体，动力体沿导轨往复运动同时带动传动杆驱动配重块同向运动，且在动力体运动到导轨前/后端点时，动力体和前、后配重块分别越过箱体中心到达该侧的最大位置。本技术方案中，利用动力体带动配重块沿导轨方向往复移动，偏移本系统的箱体重心，使箱体沿转轴转动；动力体在运动时，传动杆与导轨之间的同步但不同速的运动速率可以使动力体和两个配重块同时移动到转轴的同侧，力矩加大，增加对外输出功率。

在箱体内充满浮力液，在箱体外侧连接有虹吸管，虹吸管连接在箱体前、后端点构成浮力液流通回路。本技术方案中，填充液体利用液体对配重块产生的浮力抵消配重块对电机的部分压力，降低电机功耗；采用虹吸管分别为左、右力矩室构成液体流动的回路，增大了液体流动的速率，减小了液体对配重块运动时的阻力。

在虹吸管上还连接有补液管。在浮力液减少时，利用补液管向箱体内添加或补充液体，方便以后系统的维护。

前、后配重块与箱体之间分别连接有滑轮组和缆绳，缆绳一端连接在箱体一侧，另一端穿过滑轮组后与对侧的箱体连接到一起。本技术方案中，采用滑轮组配合绳索增加配重块之间的连接，同时绳索增加动力体的力矩传输通道，利用柔性的缆绳在配重块移动的时候配合传动杆为配重块提供拉力，保证设备运行平稳。

所述滑轮组包括与配重块连接的配重块滑轮和连接在箱体顶端内侧的端点滑轮，缆绳由箱体一侧依次穿过同侧的配重块滑轮和端点滑轮后再穿过对侧的端点滑轮和配重块滑轮连接到对侧箱体上。本技术方案中，滑轮组的结构保证缆绳在传导力的时候能量损失最小，同时将力均匀分布到缆绳上，增加稳定性。

所述传动杆和导轨表面分别为齿条结构，动力体与传动杆和导轨通过啮合方式连接在一起。本技术方案中，采用齿条传动的方式，力的传导速率快，保证传动杆的运动速率，便于本系统在高转速下的使用。

所述动力体包括电机和与电机输出轴连接到一起的齿轮箱，齿轮箱将电机动力通过与传动杆啮合的传动齿轮和与导轨啮合的导轨齿轮输出到传动杆和导轨上。本技术方案中，采用齿轮啮合的方式，齿轮与齿条之间啮合关系明确，运动速度便于控制，同时齿轮与传动杆和导轨的啮合比值一定，便于控制配重块和动力体的运行速率及路程，使动力体运动到一端时配重块也恰好运动到极限位置。

传动齿轮和传动杆之间的传动比与导轨齿轮和导轨之间的传动比的比例对应。本技术方案中， 导轨齿轮与传动齿轮的传动比对应成比例，根据导轨和传动杆的长度，在动力体运动到导轨顶端时保证配重块也运动到顶端，提高实用效率，便于选择齿轮齿数。

附图说明

图1为本实用新型的一种实施方式的结构示意图；

图2为本实用新型的动力体内部与导轨和传动杆的一种啮合结构示意图；

图3为本实用新型运行时的一种实施例的结构示意图；

图中，1、支架；2、箱体；21、浮力液；22、虹吸管；23、补液管；3、转轴；4、配重区；41、配重块；42、传动杆；5、动力区；51、导轨；6、动力体；61、电机；62、齿轮箱；621、传动齿轮；622、导轨齿轮；7、滑轮组；71、配重块滑轮；72、端点滑轮；8、缆绳。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

参照图1，本实用新型的一种实施方式。一种能量转化输出系统，包括支架1、箱体2和固定在箱体中心并将箱体连接到支架上的转轴3，所述箱体包括前、后两端的配重区4和中部的动力区5，前、后两端的配重区内分别容纳有配重块41，前、后两端的配重块通过传动杆42固定到一起；动力区内固定有导轨51，导轨与箱体平行且箱体的中心在导轨中垂线上，其特征在于，在导轨与传动杆之间还连接有动力体6，动力体沿导轨往复运动同时带动传动杆驱动配重块同向运动，且在动力体运动到导轨前/后端点时，动力体和前、后配重块分别越过箱体中心到达该侧的最大位置。在虹吸管上还连接有补液管23。前、后配重块与箱体之间分别连接有滑轮组7和缆绳8，缆绳一端连接在箱体一侧，另一端穿过滑轮组后与对侧的箱体连接到一起。所述滑轮组包括与配重块连接的配重块滑轮71和连接在箱体顶端内侧的端点滑轮72，缆绳由箱体一侧依次穿过同侧的配重块滑轮和端点滑轮后再穿过对侧的端点滑轮和配重块滑轮连接到对侧箱体上。结合图2，所述传动杆和导轨表面分别为齿条结构，动力体与传动杆和导轨通过啮合方式连接在一起。所述动力体包括电机61和与电机输出轴连接到一起的齿轮箱62，齿轮箱将电机动力通过与传动杆啮合的传动齿轮621和与导轨啮合的导轨齿轮622输出到传动杆和导轨上。传动齿轮和传动杆之间的传动比与导轨齿轮和导轨之间的传动比的比例对应。

本实用新型在使用的时候，电机驱动配重块运动到箱体的一侧，结合图3，由于导轨和传动杆的长度成比例，在动力体运动到导轨的一端时，两个配重块对应的越过箱体中心到达该侧的最大位移处。由于转轴固定在箱体的中心位置，在配重块运动到箱体一侧时，重力力矩发生变化，重力力矩大的一侧带动箱体转动，且在动力体运动到一端时，动力体、前、后配重块都在箱体的中心一侧，即转轴一侧，造成箱体转轴两侧重力力矩差最大，重力力矩做功效率最高，提高了箱体的力矩输出效率。本实用新型中，利用滑轮组配合传动杆共同带动配重块运动，使配重块运动更加平稳，保证本实用新型的使用寿命。

本实用新型在使用的时候，还可以在箱体上安装传感器，在动力体上安装控制模块，传感器收集箱体运动时的转速和力矩信息，计算出动力体改变力矩的最佳时间，通过控制模块控制动力体向另一侧运动，提高本系统的实用效率。

以上所述，为本实用新型的较佳实施案例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种能量转化输出系统，包括支架（1）、箱体（2）和固定在箱体中心并将箱体连接到支架上的转轴（3），所述箱体包括前、后两端的配重区（4）和中部的动力区（5），前、后两端的配重区内分别容纳有配重块（41），前、后两端的配重块通过传动杆（42）固定到一起；动力区内固定有导轨（51），导轨与箱体平行且箱体的中心在导轨中垂线上，其特征在于，在导轨与传动杆之间还连接有动力体（6），动力体沿导轨往复运动同时带动传动杆驱动配重块同向运动，且在动力体运动到导轨前/后端点时，动力体和前、后配重块分别越过箱体中心到达该侧的最大位置。

2.根据权利要求1所述的能量转化输出系统，其特征在于，在箱体内充满浮力液（21），在箱体外侧连接有虹吸管（22），虹吸管连接在箱体前、后端点构成浮力液流通回路。

3.根据权利要求2所述的能量转化输出系统，其特征在于，在虹吸管上还连接有补液管（23）。

4.根据权利要求1所述的能量转化输出系统，其特征在于，前、后配重块与箱体之间分别连接有滑轮组（7）和缆绳（8），缆绳一端连接在箱体一侧，另一端穿过滑轮组后与对侧的箱体连接到一起。

5.根据权利要求4所述的能量转化输出系统，其特征在于，所述滑轮组包括与配重块连接的配重块滑轮（71）和连接在箱体顶端内侧的端点滑轮（72），缆绳由箱体一侧依次穿过同侧的配重块滑轮和端点滑轮后再穿过对侧的端点滑轮和配重块滑轮连接到对侧箱体上。

6.根据权利要求1所述的能量转化输出系统，其特征在于，所述传动杆和导轨表面分别为齿条结构，动力体与传动杆和导轨通过啮合方式连接在一起。

7.根据权利要求6所述的能量转化输出系统，其特征在于，所述动力体包括电机（61）和与电机输出轴连接到一起的齿轮箱（62），齿轮箱将电机动力通过与传动杆啮合的传动齿轮（621）和与导轨啮合的导轨齿轮（622）输出到传动杆和导轨上。

8.根据权利要求7所述的能量转化输出系统，其特征在于，传动齿轮和传动杆之间的传动比与导轨齿轮和导轨之间的传动比的比例对应。

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