專利名稱：一種活塞機械機構(gòu)和活塞運動實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及活塞機械，特別涉及一種活塞機械機構(gòu)和活塞運動實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
活塞機械普遍應(yīng)用于發(fā)動機和往復(fù)泵領(lǐng)域，其核心動力機構(gòu)為目前普遍使用的曲柄連桿機構(gòu)。曲柄連桿機構(gòu)由于結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)成熟，從而得到了廣泛的應(yīng)用。但它有以下的缺點和連桿連接的活塞或者十字頭直線往復(fù)運動件受較大的徑向力，在其滑動過程中產(chǎn)生的摩擦損耗較大，機械效率較低；當(dāng)用于多缸時，由于需按直線布局，機構(gòu)占用空間較大。2007年的美國專利US7004121B2 “活塞機械的活塞布局及活塞控制方法”提出了一種活塞圓周分布、凸輪驅(qū)動的六缸活塞機械，該結(jié)構(gòu)和曲柄連桿機構(gòu)比較，具有體積小、 重量輕、脈動沖擊小等優(yōu)點。但該方法中的凸輪加工難度大、機構(gòu)復(fù)雜，機構(gòu)中的滾輪受徑向力較大，導(dǎo)向機構(gòu)會產(chǎn)生較大摩擦損耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種體積小、重量輕、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、便于產(chǎn)業(yè)化的活塞機械機構(gòu)和活塞運動實現(xiàn)方法。為了達到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的它包括斜軸、滾動軸承、 擺動盤、擺動盤約束動件、擺動盤約束靜件、雙球鉸連桿、直線往復(fù)運動件、直線往復(fù)運動約束件、活塞、缸套和基體。所述斜軸為傳動軸，斜軸上安裝有滾動軸承，軸承連接并約束擺動盤，擺動盤上連接有擺動盤約束動件，擺動盤約束靜件安裝在基體上，擺動盤約束動件的運動受擺動盤約束靜件約束，N個雙球鉸連桿一端連接在擺動盤上，雙球鉸連桿另一端與直線往復(fù)運動件連接，直線往復(fù)運動約束件安裝在基體上，直線往復(fù)運動件的運動受直線往復(fù)運動約束件約束，缸套安裝在基體上，活塞在缸套內(nèi)做往復(fù)運動；所述斜軸是一端面與轉(zhuǎn)動軸線成銳角的軸，端面上安裝滾動軸承；所述擺動盤約束動件和擺動盤約束靜件的動連接限制了擺動盤約束動件繞斜軸旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動；所述雙球鉸連桿為兩端是球鉸的桿件，沿圓周均布在擺動盤上，其數(shù)量為NS 3個；所述直線往復(fù)運動件連接于雙球鉸連桿一端的球鉸座，直線往復(fù)運動約束件安裝在基體上，直線往復(fù)運動約束件和直線往復(fù)運動件的動連接實現(xiàn)了直線往復(fù)運動件的直線往復(fù)運動；所述活塞連接于直線往復(fù)運動件，活塞和缸套也可以分別與直線往復(fù)運動件和直線往復(fù)運動約束件合二為一。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是(1)使用本方法實現(xiàn)的活塞機械體積小、重量輕、效率高；(2)本方法結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，便于產(chǎn)業(yè)化。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明活塞和缸套分別與直線往復(fù)運動件和直線往復(fù)運動約束件合二為一的實施例圖；圖3是本發(fā)明擺動盤約束動件和擺動盤約束靜件的一個實施例圖；圖中斜軸I擺動盤2雙球鉸連桿3活塞4擺動盤約束動件5擺動盤約束靜件6滾動軸承7直線往復(fù)運動件8、直線往復(fù)運動約束件9缸套10、基體1具體實施例方式下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細描述所述活塞機械機構(gòu)和活塞運動實現(xiàn)方法可以構(gòu)成活塞往復(fù)泵和活塞發(fā)動機兩種機械形式。作為活塞往復(fù)泵機械的工作原理如下在圖I所示的結(jié)構(gòu)示意圖中，原動機帶動斜軸I旋轉(zhuǎn),斜軸I通過滾動軸承7推動擺動盤2做扭擺運動，擺動盤約束動件5在擺動盤約束靜件6中移動，雙球鉸連桿3帶動直線往復(fù)運動件8在直線往復(fù)運動約束件9中做直線往復(fù)運動，從而帶動活塞4運動，工作過程中活塞4不承受徑向力。在圖2所示的實施例中，工作過程中活塞4承受徑向力。在圖3所示的實施例中，擺動盤約束動件為一個桿件，擺動盤約束靜件是一個槽， 桿在槽中做軸向運動。作為活塞發(fā)動機的工作原理如下在圖2所示的實施例中，當(dāng)以N個活塞4的直線往復(fù)運動作為原動力，依照順序、 按需要、逐次推動活塞4往復(fù)運動，活塞4推動雙球鉸連桿3和擺動盤2，因前文所述約束關(guān)系，擺動盤2作扭擺運動，通過滾動軸承7將擺動盤2的運動傳遞到斜軸1，斜軸I以00' 為軸線作旋轉(zhuǎn)運動。
權(quán)利要求
1.一種活塞機械機構(gòu)和活塞運動實現(xiàn)方法，它包括斜軸、滾動軸承、擺動盤、擺動盤約束動件、擺動盤約束靜件、雙球鉸連桿、直線往復(fù)運動件、直線往復(fù)運動約束件、活塞、缸套和基體。所述斜軸為傳動軸，斜軸上安裝有滾動軸承，軸承連接并約束擺動盤，擺動盤上連接有擺動盤約束動件，擺動盤約束靜件安裝在基體上，擺動盤約束動件的運動受擺動盤約束靜件約束，N個雙球鉸連桿一端連接在擺動盤上，雙球鉸連桿另一端與直線往復(fù)運動件連接，直線往復(fù)運動約束件安裝在基體上，直線往復(fù)運動件的運動受直線往復(fù)運動約束件約束，缸套安裝在基體上，活塞在缸套內(nèi)做往復(fù)運動；
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種活塞機械機構(gòu)和活塞運動實現(xiàn)方法，其特征在于，所述斜軸是一端面與轉(zhuǎn)動軸線成銳角的軸，端面上安裝滾動軸承；
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種活塞機械機構(gòu)和活塞運動實現(xiàn)方法，其特征在于，所述擺動盤約束動件和擺動盤約束靜件的動連接限制了擺動盤約束動件繞斜軸旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動；
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種活塞機械機構(gòu)和活塞運動實現(xiàn)方法，其特征在于，所述雙球鉸連桿為兩端是球鉸的桿件，沿圓周均布在擺動盤上，其數(shù)量為N > 3個；
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種活塞機械機構(gòu)和活塞運動實現(xiàn)方法，其特征在于，所述直線往復(fù)運動件連接于雙球鉸連桿一端的球鉸座，直線往復(fù)運動約束件安裝在基體上，直線往復(fù)運動約束件和直線往復(fù)運動件的動連接實現(xiàn)了直線往復(fù)運動件的直線往復(fù)運動；
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種活塞機械機構(gòu)和活塞運動實現(xiàn)方法，其特征在于，所述活塞連接于直線往復(fù)運動件，活塞和缸套也可以分別與直線往復(fù)運動件和直線往復(fù)運動約束件合二為一。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種活塞機械機構(gòu)和活塞運動實現(xiàn)方法，旨在提供一種新型的可應(yīng)用于泵或發(fā)動機領(lǐng)域的活塞機械結(jié)構(gòu)形式，其具有體積小、重量輕、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、便于產(chǎn)業(yè)化等特點。它包括斜軸、滾動軸承、擺動盤、擺動盤約束動件、擺動盤約束靜件、雙球鉸連桿、直線往復(fù)運動件、直線往復(fù)運動約束件、活塞、缸套和基體。所述斜軸為傳動軸，斜軸上安裝有滾動軸承，軸承連接并約束擺動盤，擺動盤上連接有擺動盤約束動件，擺動盤約束靜件安裝在基體上，擺動盤約束動件的運動受擺動盤約束靜件約束，N個雙球鉸連桿一端連接在擺動盤上，雙球鉸連桿另一端與直線往復(fù)運動件連接。
文檔編號F01B3/02GK102606437SQ201110025999
公開日2012年7月25日 申請日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者徐紅, 胡仲翔, 趙海斌, 鄧意超, 韓飛, 高希彥 申請人:鄧意超