CN215521856U - 一种齿条驱动往复式新型双传动增速装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种齿条驱动往复式新型双传动增速装置，包括：第一壳体；第一弹簧设置在第一壳体与齿条的一端之间，齿条的另一端与动力源相连接；两个第一齿轮对称啮合在齿条的两侧；两个第一齿轮组均包括第二齿轮和第三齿轮；两个第二齿轮分别与两个第一齿轮相啮合，两个第二齿轮组均包括第四齿轮、第五齿轮和滑块，滑块可滑动的设置在滑道上，两个第四齿轮分别与两个第三齿轮相啮合，两个第一弹簧分别设置在两个滑块和第一壳体之间；第五齿轮可选择的与第六齿轮相啮合；两个第六齿轮可转动的固定在第一壳体；两个输出齿轮分别与两个第六齿轮相啮合；两个输出轴分别固定在两个输出齿轮上，用于输出旋转动能。本实用新型具有实现动能转化的特点。

Description

一种齿条驱动往复式新型双传动增速装置

技术领域

本实用新型涉及动能转化技术领域，更具体的是，本实用新型涉及一种齿条驱动往复式新型双传动增速装置。

背景技术

随着人们的生活水平的不断提高，对于能量的需求也逐步提高，如何高效地使用能量成为了一个新的问题。在生活中仍有一些能源得不到有效地利用，比如：海面上的防鲨网在潮汐的作用下反复进行上下移动；人们在使用健身器材的过程当中也会产生循环往复的周期性移动。如果能利用这些直线运动，并将其转化成旋转运动，进而放大其转速，这样一来就可以为一个发电机提供动力，使得原本被浪费掉的机械量转化成电能，进而被人类所使用。

要想实现这个想法，存在的问题主要有：

(1)将循环往复的直线运动转化为旋转运动：因为该想法主要是想将机械能转化为电能，而发电机工作原理是通过转子的旋转来切割磁感线，进而产生感应电流，所以，在此需要将直线运动转化为旋转运动；

(2)旋转运动的转速需要放大：因为该想法的目的在于将本来只能浪费掉的机械能收集起来再利用，因此这些机械能往往较小，由此直接转化得到的旋转运动速度也很小，很难直接达到要求，所以，为了更有效率的产生电能，需要放大转速；

(3)循环往复的直线运动在回程时可能阻碍旋转运动的持续进行，甚至损坏传动机构。

因此，对于该想法需要进一步的研究。

实用新型内容

本实用新型设计开发了一种齿条驱动往复式新型双传动增速装置，通过齿条驱动与多个齿轮的结合，将直线往复运动转化为旋转动能，并且多个齿轮间对称设置且传动比不同，增加了工作效率和转速；并且通过弹簧实现了齿轮的浮动设置，能够实现持续的输出旋转运动，保证传动安全。

本实用新型提供的技术方案为：

一种齿条驱动往复式新型双传动增速装置，包括：

第一壳体；以及

第一弹簧，其一端固定在所述第一壳体的内壁上；

齿条，其一端固定在所述第一弹簧的另一端，另一端与动力源相连接；

两个第一齿轮，其对称设置在所述齿条的两侧，且所述两个第一齿轮均与所述齿条相啮合；

两个第一齿轮组，其均包括轴向固定连接的第二齿轮和第三齿轮；

滑道，其垂直设置在所述齿条的上方；

两个第二齿轮组，其均包括轴向固定连接的第四齿轮、第五齿轮和滑块；

两个第二弹簧，其一端分别固定在所述两个滑块上，另一端均固定在所述第一壳体的内壁上；

两个第六齿轮，其可转动的固定在所述第一壳体的内壁上；

两个输出齿轮，其分别与所述两个第六齿轮相啮合；

两个输出轴，其一端分别固定在所述两个输出齿轮上，另一端均穿过所述第一壳体，用于输出旋转动能；

其中，所述第二齿轮的直径小于所述第三齿轮的直径，所述第四齿轮的直径小于所述第三齿轮的直径和第五齿轮的直径，两个第二齿轮分别与所述两个第一齿轮相啮合，两个滑块可滑动的对称设置在所述滑道上，两个第四齿轮分别与所述两个第三齿轮相啮合，所述第五齿轮可选择的与所述第六齿轮相啮合。

优选的是，还包括：

驱动杆，其一端与所述齿条的另一端相连接，另一端穿过所述第一壳体；

手柄，其设置在所述驱动杆的另一端，且所述手柄与动力源相连接。

优选的是，还包括：

两个第一固定轴，其均包括第一部分和第二部分；

其中，所述第一部分的直径小于所述第二部分的直径，所述两个第一齿轮分别可转动的套设在两个第一部分上；

两个第一固定套筒，其分别设置在所述两个第一部分上，用于限制所述两个第一齿轮的轴向移动。

优选的是，还包括：

两个第二固定轴，其均包括第三部分和第四部分；

其中，所述第三部分的直径小于所述第四部分的直径，所述两个第一齿轮组分别可转动的套设在两个第三部分上；

两个第二固定套筒，其分别设置在所述两个第三部分上，用于限制所述两个第一齿轮组的轴向移动。

优选的是，还包括：

两个第三固定轴，其分别设置在所述两个第二齿轮组的中轴线上，用于固定所述第四齿轮、第五齿轮和滑块。

优选的是，还包括：

多个支撑杆，其间隔垂直设置在所述滑道与第一壳体的内壁之间。

优选的是，还包括：

两个第四固定轴，其均包括第五部分和第六部分；

其中，所述第五部分的直径小于所述第六部分的直径，所述两个第六齿轮分别可转动的套设在两个第五部分上；

两个第三固定套筒，其分别设置在所述两个第五部分上，用于限制所述两个第六齿轮的轴向移动。

优选的是，还包括：

两个第五固定轴，其均包括第七部分和第八部分；

其中，所述第七部分的直径小于所述第八部分的直径，且所述第七部分的一端固定在所述第一壳体的内壁上，所述两个输出齿轮分别可转动的套设在两个第七部分上；

两个第四固定套筒，其分别设置在所述两个第七部分，用于限制所述两个输出齿轮的轴向移动；

两个连接盘，其分别固定在所述两个输出齿轮和两个输出轴之间。

优选的是，还包括：

第二壳体，其间隔设置在所述第一壳体的外侧；

其中，所述两个输出轴的另一端可转动的设置在所述第二壳体中；

两个动力输出端，其分别固定在所述两个输出轴的另一端，且所述两个动力输出端设置在所述第二壳体中。

优选的是，所述动力输出端包括多个旋转叶片。

本实用新型所述的有益效果：

(1)本实用新型提供的齿条驱动往复式新型双传动增速装置，采用齿轮齿条配合的方式，在齿条上施加位移，使齿条沿直线运动，进而带动与之相啮合的齿轮旋转，将直线运动转化为旋转运动；并且传动部分采用了对称结构，使得本实用新型所述的装置可以同时输出两个旋转工作，驱动两个发电机工作，增加了工作效率。

(2)本实用新型提供的齿条驱动往复式新型双传动增速装置，采用不同大小的齿轮和齿轮组进行传动，由于齿轮传动存在传动比，所以可通过确定齿轮的传动比来实现齿轮的增速，使得传动机构输出符合要求的转速，传动部分大多采用标准齿轮传动，传动可靠，更换方便，简化了维护，并且可以根据不同的工作情况自由的选择齿轮大小，使本产品的应用范围变得更加广泛。

(3)本实用新型提供的齿条驱动往复式新型双传动增速装置，采用了浮动齿轮机构，通过弹簧的作用使传动部分中的齿轮可以自由进入或者退出啮合，使得齿条和齿轮组的位置可以周期性变化，防止在齿条回程的过程中使啮合中的齿轮反向旋转，导致损坏传动机构。

附图说明

图1为本实用新型所述齿条驱动往复式新型双传动增速装置的外部结构示意图。

图2为本实用新型所述的第一壳体的内部结构示意图。

图3为本实用新型所述的齿条驱动往复式新型双传动增速装置的内部主视结构示意图。

图4为本实用新型所述的齿条驱动往复式新型双传动增速装置的内部侧视结构示意图。

图5为本实用新型所述的第一齿轮的装配结构示意图。

图6为本实用新型所述的第一齿轮组的装配结构示意图。

图7为本实用新型所述的第二齿轮组的装配结构示意图。

图8为本实用新型所述的滑块和滑道的装配结构示意图。

图9为本实用新型所述的第六齿轮的装配结构示意图。

图10为本实用新型所述的输工作部分的装配结构示意图。

图11为本实用新型所述A部分的放大结构示意图。

图12为本实用新型所述的第六齿轮与工作部分的装配结构示意图。

图13为本实用新型所述的第二齿轮组的受力图。

图14为本实用新型所述的第二齿轮组结构退出啮合时的受力图。

图15为本实用新型所述的第二齿轮组结构进入啮合时的受力图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型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。

如图1、图3所示，本实用新型提供一种齿条驱动往复式新型双传动增速装置，采用对称结构，结构组成比较简单，主要分为三部分：驱动部分110、传动部分和工作部分170，驱动部分连接动力源，由于本产品可采用多种方式驱动，所以在此不给出具体的动力源，传动部分连接驱动部分，对直线往复的运动转换为旋转运动，工作部分170连接传动部分，将旋转运动进行持续的输出。

所述驱动部分110的一端设置在第一壳体101中，另一端穿出所述第一壳体101的上端，传动部分均设置在所述第一壳体101中，所述工作部分170一端设置在所述第一壳体101中，另一端设置在第二壳体102中，所述第二壳体102间隔设置在所述第一壳体101的外侧。

如图2所示，所述第一壳体101内部具有多个固定槽和多个限制槽。

如图3、图4所示，所述驱动部分110包括：手柄111、驱动杆112、齿条113和第一弹簧114，所述传动部分包括：两个第一齿轮结构120、两个第一齿轮组结构130、两个第二齿轮组结构140、两个滑动结构150和两个第二齿轮结构160，所述两个第二齿轮组结构140均采用浮动齿轮机构，使得两个第二齿轮组结构140可以自由的进入或者退出与其他齿轮的啮合，通过这种方式可以保证传动安全进行，从而使得在齿条113回程时不会妨碍本实用新型的正常工作。

在传动机构中，均通过齿轮组成，使得传动机构在结构上变得简单，便于制造，方便维护，并且传动机构通过不同大小的齿轮啮合使得在传动过程当中增加转速，使得工作部分170达到所需要的速度。

其中，所述第一弹簧114的一端固定在所述第一壳体101的下部内壁上；齿条113的一端固定在所述第一弹簧114的另一端，用于驱动的齿条113两侧均有齿，可以同时驱动左右两侧的齿轮，这样一来就可以同时输出两个旋转运动，驱动两个发电机工作，可使其效率更高；驱动杆112的一端与所述齿条113的另一端相连接，另一端穿过所述第一壳体101；手柄111设置在所述驱动杆112的另一端，且所述手柄111与动力源相连接。

如图5、图11所示，所述两个第一齿轮结构120分别对称啮合在所述齿条113的两侧，所述第一齿轮结构120包括：第一齿轮122、第一固定轴121和第一固定套筒123，所述第一固定轴121包括第一部分201和第二部分202，所述第一部分201的直径小于所述第二部分202的直径，所述第一部分201固定在所述第一壳体101中的固定槽上，所述第一齿轮122可转动的套设在所述第一部分201上且卡合在所述第一部分201和第二部分202之间的台阶部分；第一固定套筒123设置在所述两个第一部分201上，用于限制所述第一齿轮122的轴向移动。

如图6、图11所示，所述两个第一齿轮组结构130对称设置在所述齿条113的两侧且分别与所述两个第一齿轮结构120相啮合，所述第一齿轮组结构130包括：第一齿轮组、第二固定轴131和第二固定套筒134，所述第一齿轮组包括轴向固定连接的第二齿轮133和第三齿轮132，所述第二齿轮133的直径小于所述第三齿轮132的直径，所述第二齿轮133与所述第一齿轮122相啮合，第二固定轴包括第三部分212和第四部分211，所述第三部分212的一端固定在所述第一壳体101中的固定槽上，所述第三部分212的直径小于所述第四部分211的直径，所述第一齿轮组可转动的套设在第三部分212上且第三齿轮132在第二齿轮133的上部，所述第一齿轮组卡合在所述第三部分212和第四部分211之间的台阶部分；第二固定套筒134设置在所述第三部分212上且与所述第二齿轮133相接触，用于限制所述第一齿轮组的轴向移动。

如图7、图11所示，所述两个第二齿轮组结构140对称设置在所述齿条113的两侧且分别与所述两个第一齿轮组结构130相啮合，所述第二齿轮组结构140包括：第二齿轮组和第三固定轴，所述第二齿轮组包括轴向固定连接的第四齿轮141、第五齿轮142和滑块143，所述第四齿轮141的直径小于所述第三齿轮132的直径和第五齿轮142的直径，所述第四齿轮141与所述第三齿轮132相啮合；所述第三固定轴的一端固定在所述滑块143上，另一端穿过所述第二齿轮组的中轴线，用于轴向固定所述第四齿轮141、第五齿轮142和滑块143。

如图3、图8所示，所述滑动结构150包括滑道151和多个支撑杆152，所述滑道151间隔垂直设置在所述齿条113的上方，通过间隔平行设置的多个支撑杆152固定在第一壳体101的内壁之间；两个滑块143可滑动的对称设置在所述滑道150的两端，两个第二弹簧144一端分别固定在所述两个滑块143上，另一端均固定在所述第一壳体101的内壁上，且所述两个第二弹簧144在未拉伸的条件下均设置在所述第一壳体101内的限制槽内。

在本实施例中，所述第一弹簧114和两个第二弹簧144进行多个齿轮与齿条113位置上的控制，使得齿条113和两个第二齿轮组结构140具有复位功能，这样一来就可以使得齿条113和齿轮组的位置可以周期性变化，因此该机构可以持续工作。

如图9、图11所示，所述两个第二齿轮结构160对称设置在所述齿条113的两侧且分别与所述两个第五齿轮142相啮合，所述第二齿轮结构160包括：第六齿轮162、第四固定轴161和第三固定套筒163，所述第四固定轴161包括第五部分222和第六部分221，所述第五部分222的直径小于所述第六部分221的直径，所述第五部分222的一端固定在所述第一壳体101中的固定槽上，所述第六齿轮162可转动的套设在第五部分222上且卡合在所述第五部分222和第六部分221，第三固定套筒163设置在所述第五部分222上，用于限制所述第六齿轮162的轴向移动，所述第六齿轮162与所述第五齿轮142可选择的啮合。

如图10、图12所示，所述工作部分170包括对称设置在所述齿条113两侧的两个终端，且所述两个终端分别与所述第六齿轮162相啮合，所述终端包括：第五固定轴171、输出齿轮172、第四固定套筒173、连接盘174、输出轴175和动力输出端176，第五固定轴171包括第七部分和第八部分；所述第七部分的直径小于所述第八部分的直径，且所述第七部分的一端固定在所述第一壳体101中的固定槽上，所述输出齿轮172可转动的套设在第七部分上，所述输出齿轮172与所述第六齿轮162相啮合；第四固定套筒173设置在所述第七部分，用于限制所述输出齿轮172的轴向移动；连接盘174的一端固定在所述输出齿轮172上，另一端与所述输出轴175的一端相连接，所述输出轴175的另一端均穿过所述第一壳体101且可转动的设置在所述第二壳体102中；动力输出端176固定在所述输出轴175的另一端，且所述动力输出端176设置在所述第二壳体中，用于输出旋转动能。

在本实施例中，所述第一齿轮122、第三齿轮132、第五齿轮142和第六齿轮162的直径均相等，第二齿轮133和第四齿轮141的直径相等。

在本实施例中，所述动力输出端176包括多个间隔设置的旋转叶片，并与发电机相连接。

本实用新型所述的所述第二齿轮组(浮动齿轮机构)具体工作原理为：

如图13所示，浮动齿轮机构在齿条113向下运动时，由于该结构与其他齿轮有啮合关系，会受到水平向右的力F₁的作用，使得滑块143向滑道151的中心移动，由于第二齿轮组的中心固定在滑块143上，第二齿轮组随之移动，因此第二齿轮组退出啮合；如图14所示，根据力的平移原理，可得该瞬时滑块143所受的力：第二齿轮组顺时针运动M，啮合受到的周向力F₁比滑块143所受的摩擦力F_f大的时候，整个浮动齿轮机构会向滑道151的中心运动，退出啮合；当齿条113由于第一弹簧114的作用返回初始位置上时，浮动齿轮机构受力如图15所示，由于滑块143所受到的弹力T大于其受到的摩擦力F_f，所以第二齿轮组会向滑道151的两端移动，使其重新参与传动结构的啮合当中去，为下一次工作做准备。

本产品的具体工作方式如下：当齿条113向下运动时，与其啮合的两个第一齿轮结构120开始旋转，传动机构开始工作，使得齿条113的直线运动转化为旋转运动，并且进行加速，使得输出的旋转运动达到要求的转速，此时浮动齿轮机构逐渐退出啮合，当齿条113在第一弹簧114的作用下向上运动时，动力不会被传导，使得本实用新型可以正常输出旋转运动，进而使得发电机可以正常工作，由于第二弹簧144的作用，浮动齿轮机构会回到原来的位置上，继续参与啮合，这样一来当齿条113再次向下运动时，依然可以驱动发电机工作。

实施例

由于本实用新型旨在将原本只能耗散掉的机械能转化为电能并储存起来以供人们使用，所以本实用新型可以应用于许多场合，所以在此以一种情境为例来对产品应用进行阐述：

将本实用新型与海上安全网相结合，海上安全网一般都包含一些漂浮物，使得安全网发挥分割浅海和深海的作用，以便保障安全，由于海浪的作用，使得漂浮物会不断上下起伏，这就是一种往复的直线运动，可以作为本产品的动力源，将手柄与漂浮物相连接，在海浪的作用下，漂浮物会带动齿条进行持续的往复直线运动，其具体工作原理如下：

当齿条向下运动时，浮动齿轮机构参与啮合，经过传动结构的放大，工作部分可以输出转速符合要求的旋转运动，进而驱动发电机将机械能转换成电能储存起来，实现能量的收集和储存；当齿条向上运动时，由于浮动齿轮机构受到周向力的作用，已经退出啮合，使得传动结构不进行传动，防止齿条在回程的时候因为使齿轮反转导致损坏传动结构；由于齿条底部的第一弹簧作用，使得齿条能够复位，这样一来便保证了工作部分输出持续的旋转运动。由于本实用新型基本采用齿轮进行传动，所以在实际应用中可以根据需要自由选择参与传动的齿轮大小，并且参与传动的齿轮都是标准齿轮，所以更换比较方便，简化了维护。

本实用新型提供的齿条驱动往复式新型双传动增速装置，是利用直线往复运动作为动力源，将其转化为旋转运动一边驱动发电机，可以将机械能转化为电能储存起来，并且具备放大功能，可以将较短距离的直线运动放大为转速符合要求的旋转运动，有利于使能量得到充分的利用。

尽管本实用新型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实用新型的领域，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，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种齿条驱动往复式新型双传动增速装置，其特征在于，包括：

第一壳体；以及

第一弹簧，其一端固定在所述第一壳体的内壁上；

齿条，其一端固定在所述第一弹簧的另一端，另一端与动力源相连接；

两个第一齿轮，其对称设置在所述齿条的两侧，且所述两个第一齿轮均与所述齿条相啮合；

两个第一齿轮组，其均包括轴向固定连接的第二齿轮和第三齿轮；

滑道，其垂直设置在所述齿条的上方；

两个第二齿轮组，其均包括轴向固定连接的第四齿轮、第五齿轮和滑块；

两个第二弹簧，其一端分别固定在所述两个滑块上，另一端均固定在所述第一壳体的内壁上；

两个第六齿轮，其可转动的固定在所述第一壳体的内壁上；

两个输出齿轮，其分别与所述两个第六齿轮相啮合；

两个输出轴，其一端分别固定在所述两个输出齿轮上，另一端均穿过所述第一壳体，用于输出旋转动能；

其中，所述第二齿轮的直径小于所述第三齿轮的直径，所述第四齿轮的直径小于所述第三齿轮的直径和第五齿轮的直径，两个第二齿轮分别与所述两个第一齿轮相啮合，两个滑块可滑动的对称设置在所述滑道上，两个第四齿轮分别与所述两个第三齿轮相啮合，所述第五齿轮可选择的与所述第六齿轮相啮合。

2.如权利要求1所述的齿条驱动往复式新型双传动增速装置，其特征在于，还包括：

驱动杆，其一端与所述齿条的另一端相连接，另一端穿过所述第一壳体；

手柄，其设置在所述驱动杆的另一端，且所述手柄与动力源相连接。

3.如权利要求2所述的齿条驱动往复式新型双传动增速装置，其特征在于，还包括：

两个第一固定轴，其均包括第一部分和第二部分；

其中，所述第一部分的直径小于所述第二部分的直径，所述两个第一齿轮分别可转动的套设在两个第一部分上；

两个第一固定套筒，其分别设置在所述两个第一部分上，用于限制所述两个第一齿轮的轴向移动。

4.如权利要求3所述的齿条驱动往复式新型双传动增速装置，其特征在于，还包括：

两个第二固定轴，其均包括第三部分和第四部分；

其中，所述第三部分的直径小于所述第四部分的直径，所述两个第一齿轮组分别可转动的套设在两个第三部分上；

两个第二固定套筒，其分别设置在所述两个第三部分上，用于限制所述两个第一齿轮组的轴向移动。

5.如权利要求4所述的齿条驱动往复式新型双传动增速装置，其特征在于，还包括：

两个第三固定轴，其分别设置在所述两个第二齿轮组的中轴线上，用于固定所述第四齿轮、第五齿轮和滑块。

6.如权利要求5所述的齿条驱动往复式新型双传动增速装置，其特征在于，还包括：

多个支撑杆，其间隔垂直设置在所述滑道与第一壳体的内壁之间。

7.如权利要求6所述的齿条驱动往复式新型双传动增速装置，其特征在于，还包括：

两个第四固定轴，其均包括第五部分和第六部分；

其中，所述第五部分的直径小于所述第六部分的直径，所述两个第六齿轮分别可转动的套设在两个第五部分上；

两个第三固定套筒，其分别设置在所述两个第五部分上，用于限制所述两个第六齿轮的轴向移动。

8.如权利要求7所述的齿条驱动往复式新型双传动增速装置，其特征在于，还包括：

两个第五固定轴，其均包括第七部分和第八部分；

其中，所述第七部分的直径小于所述第八部分的直径，且所述第七部分的一端固定在所述第一壳体的内壁上，所述两个输出齿轮分别可转动的套设在两个第七部分上；

两个第四固定套筒，其分别设置在所述两个第七部分，用于限制所述两个输出齿轮的轴向移动；

两个连接盘，其分别固定在所述两个输出齿轮和两个输出轴之间。

9.如权利要求8所述的齿条驱动往复式新型双传动增速装置，其特征在于，还包括：

第二壳体，其间隔设置在所述第一壳体的外侧；

其中，所述两个输出轴的另一端可转动的设置在所述第二壳体中；

两个动力输出端，其分别固定在所述两个输出轴的另一端，且所述两个动力输出端设置在所述第二壳体中。

10.如权利要求9所述的齿条驱动往复式新型双传动增速装置，其特征在于，所述动力输出端包括多个旋转叶片。

Images