專利名稱：撞擊式動(dòng)力機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動(dòng)力裝置，尤其是一種撞擊式動(dòng)力機(jī)。
傳統(tǒng)的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)通常由汽缸、活塞、連桿和曲軸等部件構(gòu)成，通過汽缸和活塞將燃汽的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，使活塞在汽缸內(nèi)前后運(yùn)動(dòng)，再由連桿將此運(yùn)動(dòng)傳遞給曲軸，把活塞的前后運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并經(jīng)曲軸的轉(zhuǎn)軸向外輸出動(dòng)力。在該類發(fā)動(dòng)機(jī)中，汽缸和活塞構(gòu)成了動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。上述現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)雖然能夠在眾多的領(lǐng)域中使用，但在某些特殊場合或?yàn)榱私虒W(xué)演示的目的，還需要一些非常規(guī)的特殊動(dòng)力機(jī)構(gòu)。在中國實(shí)用新型專利申請(qǐng)B6207302號(hào)的申請(qǐng)文件中即公開了一種新型的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)，該發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)根據(jù)力學(xué)的原理，通過動(dòng)螺旋帶動(dòng)連桿上、下運(yùn)動(dòng)來推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)作功。這一發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)為動(dòng)螺旋，其結(jié)構(gòu)具有一定的新意，且能夠應(yīng)用于某些領(lǐng)域。但是，為了滿足某些特殊場合和教學(xué)演示的需要，還有必要提供其它類型的動(dòng)力裝置。
本發(fā)明的目的是即是對(duì)上述現(xiàn)有動(dòng)力裝置中的動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)加以改進(jìn)，提供一種可在特殊場合和教學(xué)演示時(shí)使用的撞擊式動(dòng)力機(jī)。
本發(fā)明的撞擊式動(dòng)力機(jī)具有機(jī)架、活塞頭、連桿、曲軸和動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，所述曲軸的轉(zhuǎn)軸由機(jī)架支承，連桿的前端套置于曲軸的中部，連桿的后端與活塞頭的前端相鉸接，其特征是所述動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)由永磁體、電磁鐵和撞擊頭構(gòu)成，在機(jī)架上設(shè)置有電磁鐵滑道和撞擊頭滑道，所述永磁體固定于電磁鐵滑道內(nèi)，所述電磁鐵套置于電磁鐵滑道內(nèi)，所述撞擊頭和活塞頭均套置于撞擊頭滑道內(nèi)，撞擊頭的前端與活塞頭的后端相對(duì)，在撞擊頭滑道內(nèi)設(shè)置有對(duì)撞擊頭施以指向撞擊頭前端的彈性力的彈簧，該彈簧的一端固定于撞擊頭滑道上，其另一端固定于撞擊頭上，在電磁鐵和撞擊頭上分別固定有電磁鐵傳動(dòng)齒條和撞擊頭傳動(dòng)齒條，所述電磁鐵傳動(dòng)齒條與電磁鐵滑道相平行，所述撞擊頭傳動(dòng)齒條與撞擊頭滑道相平行，在機(jī)架上設(shè)置有分別與電磁鐵傳動(dòng)齒條和撞擊頭傳動(dòng)齒條相嚙合的電磁鐵傳動(dòng)齒輪和撞擊頭傳動(dòng)齒輪，在電磁鐵傳動(dòng)齒輪和撞擊頭傳動(dòng)齒輪之間設(shè)置有將二者傳動(dòng)連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。在本發(fā)明中，上述將電磁鐵傳動(dòng)齒輪與撞擊頭傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以是齒輪或皮帶輪等類似傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。對(duì)撞擊頭施以彈性力的彈簧可以是拉簧或頂簧、圈簧等現(xiàn)有彈簧。固定于電磁鐵滑道內(nèi)的永磁體可以采用各種形狀的永磁體，只要能夠?qū)﹄姶盆F施以磁性力即可。必要時(shí)，還可以直接將永磁體本身制作成電磁鐵滑道，如筒狀的具有永久磁性的滑道。本發(fā)明的動(dòng)力機(jī)工作時(shí)，可以通過外設(shè)的電源裝置向本發(fā)明中的電磁鐵有規(guī)律地?cái)嗬m(xù)供電(外設(shè)的電源裝置可以直接采用現(xiàn)有的具有定時(shí)電路的電源裝置，該現(xiàn)有裝置不屬于本發(fā)明的內(nèi)容，此處不再贅述)。當(dāng)電磁鐵得電時(shí)具有磁力，此時(shí)，該電磁鐵將在永磁體的磁場內(nèi)向沿著電磁鐵滑道向某一特定的方向運(yùn)動(dòng)，并依次經(jīng)電磁鐵傳動(dòng)齒條、電磁鐵傳動(dòng)齒輪、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、撞擊頭傳動(dòng)齒輪和撞擊頭傳動(dòng)齒條將這一運(yùn)動(dòng)傳遞給撞擊頭，使撞擊頭在撞擊頭滑道內(nèi)向撞擊頭的后端方向運(yùn)動(dòng)。在撞擊頭的向后運(yùn)動(dòng)過程中，它需要克服彈簧的彈性力并使彈簧產(chǎn)生形變。當(dāng)外設(shè)的電源裝置暫停向電磁鐵供電時(shí)，電磁鐵失去磁性，永磁體所產(chǎn)生的磁場不再對(duì)電磁鐵產(chǎn)生作用力，撞擊頭相應(yīng)失去電磁鐵傳遞給它的作用力。此時(shí)，在彈簧的彈性復(fù)位力作用下，撞擊頭向前運(yùn)動(dòng)，其前端猛烈撞擊活塞頭的后端，使活塞頭在撞擊頭滑道內(nèi)向前方運(yùn)動(dòng)，并由此經(jīng)連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)撞擊頭向前運(yùn)動(dòng)而撞擊活塞頭時(shí)，撞擊頭的運(yùn)動(dòng)也會(huì)傳遞給電磁鐵，使電磁鐵隨之運(yùn)動(dòng)而復(fù)位。此后，電磁鐵再次得電運(yùn)動(dòng)，并再次帶動(dòng)撞擊頭克服彈簧力而向后運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電磁鐵又一次斷電時(shí)，撞擊頭又會(huì)撞向隨著曲軸的旋轉(zhuǎn)而退回的活塞頭，讓活塞頭重新前行，帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。由此周而復(fù)始，即可由曲軸的轉(zhuǎn)軸向外輸出動(dòng)力。就上述過程而言，實(shí)際上是先將外部電源裝置供給的電能轉(zhuǎn)換成電磁鐵的磁能，使電磁鐵在磁場內(nèi)運(yùn)動(dòng)而帶動(dòng)撞擊頭運(yùn)動(dòng)，迫使彈簧變形而形成彈性勢能，再通過彈性勢能的釋放，讓撞擊頭撞擊活塞頭而轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，最后經(jīng)連桿和曲軸向外輸出。只要適當(dāng)選取本發(fā)明中部件的結(jié)構(gòu)尺寸，并且適當(dāng)選取外部電源裝置，使之對(duì)電磁鐵的通、斷電時(shí)間與裝置的運(yùn)行周期相吻合，就可以使上述能量轉(zhuǎn)換過程周而復(fù)始地繼續(xù)下去。當(dāng)然，為了使本發(fā)明動(dòng)力機(jī)的運(yùn)行更為穩(wěn)定，還可以仿照現(xiàn)有的燃汽發(fā)動(dòng)機(jī)，在裝置中增設(shè)與曲軸相連的飛輪，以增大運(yùn)動(dòng)慣性。同理，還可以同時(shí)設(shè)置多個(gè)(如四個(gè))具有上述結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)單元，使它們的曲軸相互連接，讓各個(gè)結(jié)構(gòu)單元的電磁鐵通、斷電時(shí)間相互交錯(cuò)，從而組合成動(dòng)力更大、運(yùn)行更穩(wěn)定的動(dòng)力機(jī)。在本發(fā)明中，所設(shè)置的電磁鐵滑道和撞擊頭滑道既可以相互平行，也可以不相互平行。當(dāng)二者不相互平行時(shí)，通過適當(dāng)選取上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式，仍然可以使電磁鐵與撞擊頭實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。
與前述現(xiàn)有同類產(chǎn)品相比，本發(fā)明的撞擊式動(dòng)力機(jī)對(duì)動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，清楚地展示了“電能-磁能-彈性勢能-機(jī)械能”這樣一種能量轉(zhuǎn)換的過程，從而提供了一種十分直觀的教學(xué)演示裝置，其演示效果極佳。同時(shí)，在某些特殊場合，本發(fā)明的撞擊式動(dòng)力機(jī)也可以作為常規(guī)的電動(dòng)裝置使用。
本發(fā)明的內(nèi)容結(jié)合以下實(shí)施例作更進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅限于實(shí)施例中所涉及的內(nèi)容。


圖1是實(shí)施例中撞擊式動(dòng)力機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是A-A剖面圖。
圖3是B-B剖面圖。
如圖1～3所示，本實(shí)施例中的撞擊式動(dòng)力機(jī)具有機(jī)架1、活塞頭2、連桿3、曲軸4和動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，曲軸4的轉(zhuǎn)軸由機(jī)架1支承，連桿3的前端套置于曲軸4的中部，連桿3的后端與活塞頭2的前端相鉸接。在本實(shí)施例中，上述動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)由永磁體5、電磁鐵6和撞擊頭7構(gòu)成。在機(jī)架1上設(shè)置有電磁鐵滑道8和撞擊頭滑道9，永磁體5固定于電磁鐵滑道8內(nèi)，電磁鐵6則套置于電磁鐵滑道8內(nèi)，它能夠沿著該滑道8前后滑動(dòng)。撞擊頭7和活塞頭2均套置于撞擊頭滑道9內(nèi)，撞擊頭7的前端與活塞頭2的后端相對(duì)。在撞擊頭滑道9內(nèi)設(shè)置有對(duì)撞擊頭7施以指向撞擊頭前端的彈性力的彈簧10，該彈簧10的一端固定于撞擊頭滑道9上，其另一端固定于撞擊頭7上。在電磁鐵6和撞擊頭7上分別固定有電磁鐵傳動(dòng)齒條11和撞擊頭傳動(dòng)齒條13。電磁鐵傳動(dòng)齒條11與電磁鐵滑道8相平行，撞擊頭傳動(dòng)齒條13與撞擊頭滑道9相平行。在機(jī)架1上設(shè)置有分別與電磁鐵傳動(dòng)齒條11和撞擊頭傳動(dòng)齒條13相嚙合的電磁鐵傳動(dòng)齒輪12和撞擊頭傳動(dòng)齒輪14。在電磁鐵傳動(dòng)齒輪12和撞擊頭傳動(dòng)齒輪14之間設(shè)置有將二者傳動(dòng)連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。在本例中，上述將電磁鐵傳動(dòng)齒輪12與撞擊頭傳動(dòng)齒輪14傳動(dòng)連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。此處，該齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由齒輪15、16、17、18構(gòu)成。其中，齒輪15與齒輪12固定于同一轉(zhuǎn)軸上，齒輪16與齒輪17固定于同一轉(zhuǎn)軸上，齒輪18與齒輪14固定于同一轉(zhuǎn)軸上，齒輪15與齒輪16相嚙合，齒輪17與齒輪1B相嚙合。同時(shí)，本例中的彈簧10為位于撞擊頭7后端的頂推彈簧。在使用本實(shí)施例中的動(dòng)力機(jī)時(shí)，當(dāng)外部電源裝置向電磁鐵6供電時(shí)，電磁鐵6在電磁鐵滑道8內(nèi)向永磁體5的方向運(yùn)動(dòng)，固定于電磁鐵6上的電磁鐵傳動(dòng)齒條11使電磁鐵傳動(dòng)齒輪12轉(zhuǎn)動(dòng)，并經(jīng)齒輪15、16、17、18使撞擊頭傳動(dòng)齒輪14轉(zhuǎn)動(dòng)，與齒輪14嚙合的撞擊頭傳動(dòng)齒條13隨之運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而使撞擊頭7在撞擊頭滑道9內(nèi)向撞擊頭的后端方向(即圖1中的左方)運(yùn)動(dòng)。在撞擊頭7的向后運(yùn)動(dòng)過程中，彈簧10受壓變形。當(dāng)外設(shè)的電源裝置暫停向電磁鐵6供電時(shí)，電磁鐵6失去磁性，永磁體5不再對(duì)電磁鐵6產(chǎn)生作用力，撞擊頭7相應(yīng)失去電磁鐵6傳遞給它的作用力。此時(shí)，在彈簧10的復(fù)位力頂推下，撞擊頭7向圖1的右方運(yùn)動(dòng)，其前端撞擊活塞頭2的后端，使活塞頭2在撞擊頭滑道9內(nèi)向前方運(yùn)動(dòng)，并由此經(jīng)連桿3帶動(dòng)曲軸4轉(zhuǎn)動(dòng)。在撞擊頭7向前運(yùn)動(dòng)而撞擊活塞頭2時(shí)，撞擊頭7的運(yùn)動(dòng)也會(huì)傳遞給電磁鐵6，使電磁鐵6向圖1的右方運(yùn)動(dòng)而復(fù)位。此后，當(dāng)電磁鐵6再次得電運(yùn)動(dòng)時(shí)，又會(huì)帶動(dòng)撞擊頭7克服彈簧力而向后運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電磁鐵6再一次斷電時(shí)，撞擊頭7又會(huì)撞向隨著曲軸的旋轉(zhuǎn)而退回的活塞頭2，讓活塞頭2重新前行，帶動(dòng)曲軸4旋轉(zhuǎn)。由此周而復(fù)始，即可由曲軸4的轉(zhuǎn)軸19向外輸出動(dòng)力。在本例中，為了使裝置的運(yùn)行更為穩(wěn)定，還在曲軸4的轉(zhuǎn)軸上固定了飛輪20。
權(quán)利要求
1.一種撞擊式動(dòng)力機(jī)，具有機(jī)架、活塞頭、連桿、曲軸和動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，所述曲軸的轉(zhuǎn)軸由機(jī)架支承，連桿的前端套置于曲軸的中部，連桿的后端與活塞頭的前端相鉸接，其特征是所述動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)由永磁體、電磁鐵和撞擊頭構(gòu)成，在機(jī)架上設(shè)置有電磁鐵滑道和撞擊頭滑道，所述永磁體固定于電磁鐵滑道內(nèi)，所述電磁鐵套置于電磁鐵滑道內(nèi)，所述撞擊頭和活塞頭均套置于撞擊頭滑道內(nèi)，撞擊頭的前端與活塞頭的后端相對(duì)，在撞擊頭滑道內(nèi)設(shè)置有對(duì)撞擊頭施以指向撞擊頭前端的彈性力的彈簧，該彈簧的一端固定于撞擊頭滑道上，其另一端固定于撞擊頭上，在電磁鐵和撞擊頭上分別固定有電磁鐵傳動(dòng)齒條和撞擊頭傳動(dòng)齒條，所述電磁鐵傳動(dòng)齒條與電磁鐵滑道相平行，所述撞擊頭傳動(dòng)齒條與撞擊頭滑道相平行，在機(jī)架上設(shè)置有分別與電磁鐵傳動(dòng)齒條和撞擊頭傳動(dòng)齒條相嚙合的電磁鐵傳動(dòng)齒輪和撞擊頭傳動(dòng)齒輪，在電磁鐵傳動(dòng)齒輪和撞擊頭傳動(dòng)齒輪之間設(shè)置有將二者傳動(dòng)連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的撞擊式動(dòng)力機(jī)，其特征是所述彈簧為位于撞擊頭后端的頂推彈簧。
3.如權(quán)利要求1所述的撞擊式動(dòng)力機(jī)，其特征是所述將電磁鐵傳動(dòng)齒輪與撞擊頭傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
全文摘要
一種撞擊式動(dòng)力機(jī),具有機(jī)架、活塞頭、連桿、曲軸和動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu),其動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)由永磁體、電磁鐵和撞擊頭構(gòu)成,在機(jī)架上設(shè)置有電磁鐵滑道和撞擊頭滑道,永磁體和電磁鐵位于電磁鐵滑道內(nèi),撞擊頭和活塞頭位于撞擊頭滑道內(nèi),在撞擊頭滑道內(nèi)設(shè)置有彈簧,在電磁鐵和撞擊頭上分別固定有電磁鐵傳動(dòng)齒條和撞擊頭傳動(dòng)齒條,在機(jī)架上設(shè)置有電磁鐵傳動(dòng)齒輪和撞擊頭傳動(dòng)齒輪,在電磁鐵傳動(dòng)齒輪和撞擊頭傳動(dòng)齒輪之間設(shè)置有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
文檔編號(hào)H02N11/00GK1290810SQ00120548
公開日2001年4月11日 申請(qǐng)日期2000年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月6日
發(fā)明者唐勇軍 申請(qǐng)人:唐勇軍