專利名稱:低碳動力機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種動力機(jī)械,低碳動力機(jī),能夠輸出較大的機(jī)械能。
背景技術(shù):
在已有技術(shù)中有多種發(fā)動機(jī),如以汽油、柴油、天然氣、液化氣等為能源的活塞式 發(fā)動機(jī),是將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,但是轉(zhuǎn)換效率低,污染環(huán)境;以水能、風(fēng)能、太陽能為能 源的水輪機(jī)和發(fā)動機(jī)是將水能、風(fēng)能、太陽能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,它們雖然無污染,但存在體積 大,不利于小型化和機(jī)動裝備等缺陷。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,提供一種通過物理原理和控制原理的有 機(jī)組合轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的低碳動力機(jī),對外能夠輸出較大的機(jī)械功率,既低碳、又節(jié)能,還環(huán)保。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)低碳動力機(jī),它是由1個箱體組合或 N個箱體組合而成,其箱體上裝有電動機(jī)、發(fā)電機(jī)、集中控制器、動力電池組(以下簡稱電池 組)。它包括三大部分即增力傳遞機(jī)構(gòu)裝置、集中控制器裝置、輸出轉(zhuǎn)速微調(diào)裝置。電動機(jī)與增力傳遞機(jī)構(gòu)裝置輸入軸端(曲軸)動力連接,發(fā)電機(jī)與輸出轉(zhuǎn)速微調(diào) 裝置中主輸出軸軸端通過中介輪動力連接,電池組與集中控制器裝置輸入端電連接,發(fā)電 機(jī)與集中控制器裝置輸入端電連接,集中控制器裝置輸出端與電動機(jī)電連接,集中控制器 裝置輸出端與電池組充電器電連接。所述的增力傳遞機(jī)構(gòu)裝置裝有曲軸、輔助曲軸、左上下、右上下連桿、左上下、右上 下杠桿、左上下、右上下改進(jìn)型棘輪棘爪式離合器、左上下、右上下中介輪。該裝置中的曲軸 與左上、右上連桿鉸接,左上、右上連桿的另一端分別與左上、右上杠桿鉸接,左上、右上杠 桿的另一端分別與左上、右上離合器組件中的左上、右上軸固定;該裝置中的輔助曲軸與左 下、右下連桿鉸接,左下、右下連桿的另一端分別與左下、右下杠桿鉸接,左下、右下杠桿的 另一端分別與左下、右下離合器組件中的左下、右下軸固定,該左上下、右上下軸分別安裝 在支撐軸承的箱體G上。左上、右上和左下、右下杠桿撬轉(zhuǎn)左上、右上和左下、右下軸,在左 上、右上和左下、右下離合器的作用下左右往復(fù)運(yùn)動做功,實現(xiàn)杠桿增力,其力矩=4X杠 桿長度X電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的N1倍。所述的改進(jìn)型棘輪棘爪式離合器(以下簡稱離合器)由正 向離合器和反向離合器兩組件配對組成。所述的離合器每組組件均由軸、定子、彈簧、掣子、 轉(zhuǎn)子齒輪(均布有N2個內(nèi)齒)、軸承、擋圈基本零件和組件組成,零件與組件均依次由內(nèi)向 外排列。所述的離合器組件由左上下、右上下正向離合器、左上下、右上下反向離合器、左上 下、右上下中介輪構(gòu)成。所述的離合器組件中的左上下、左上下正向離合器與左上下、右上 下中介輪嚙合,并通過該左上下、右上下中介輪與主輸出軸上主輸出齒輪嚙合后動力傳遞; 所述的離合器組件中左上下、右上下反向離合器與主輸出軸上主輸出齒輪嚙合后動力傳 遞。當(dāng)曲軸、輔助曲軸、左上下連桿順時針從左死點轉(zhuǎn)到右死點,曲軸、輔助曲軸、右上下連
5桿順時針從右死點轉(zhuǎn)到左死點時,左上下杠桿以左上下軸為軸心作順時針轉(zhuǎn)動,左上下正 向離合器與左上下軸同向順時針轉(zhuǎn)動做功,并通過中介輪推動主輸出軸上主輸出齒輪順時 針轉(zhuǎn)動,此時,左上下反向離合器中的轉(zhuǎn)子齒輪吊檔順時針轉(zhuǎn)動;右上下杠桿以右上下軸為 軸心作反時針轉(zhuǎn)動,右上下反向離合器與右上下軸同向反時針轉(zhuǎn)動做功,并推動主輸出軸 上主輸出齒輪順時針轉(zhuǎn)動。此時左上下正向離合器中的轉(zhuǎn)子齒輪吊檔反時針轉(zhuǎn)動。當(dāng)曲軸、 輔助曲軸、左上下連桿順時針從右死點轉(zhuǎn)到左死點,曲軸、輔助曲軸、右上下連桿順時針從 左死點轉(zhuǎn)到右死點時,左上下杠桿以左上下軸為軸心作反時針轉(zhuǎn)動,左上下反向離合器與 左上下軸同向反時針轉(zhuǎn)動做功,并推動主輸出軸上主輸出齒輪順時針轉(zhuǎn)動,此時,左上下正 向離合器中轉(zhuǎn)子齒輪吊檔反時針轉(zhuǎn)動;右上下杠桿以右上下軸為軸心作順時針轉(zhuǎn)動,右上 下正向離合器與右上下軸同向順時針轉(zhuǎn)動做功,并通過右上下中介輪推動主輸出軸上的主 輸出齒輪順時針轉(zhuǎn)動,此時右上下反向離合器中轉(zhuǎn)子齒輪吊檔順時針轉(zhuǎn)動。所述的左上下、 右上下轉(zhuǎn)子齒輪均布有隊個內(nèi)齒。曲軸、輔助曲軸帶動左上下、右上下連桿,左上下、右上下 連桿牽引左上下、右上下杠桿左右往復(fù)運(yùn)動1轉(zhuǎn),推轉(zhuǎn)左上下、右上下轉(zhuǎn)子齒輪1個內(nèi)齒,曲 軸、輔助曲軸帶動左上下、右上下連桿,左上下、右上下連桿牽引左上下、右上下杠桿左右交 替往復(fù)運(yùn)動N2轉(zhuǎn),推轉(zhuǎn)左上下、右上下離合器轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn),從而實現(xiàn)減速增力,傳動比為N2 1, 傳遞到主輸出軸上主輸出齒輪上的轉(zhuǎn)矩(力矩)=4X {[電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的N1N2倍]+ [杠桿 長度X電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的&倍]};轉(zhuǎn)速=電動機(jī)轉(zhuǎn)速/N1Ny此時,本技術(shù)方案的轉(zhuǎn)速降到了 最低,轉(zhuǎn)矩(力矩)增到了最大。所述的集中控制器裝置(E)是依據(jù)控制原理,事先預(yù)定好條件、程序,而設(shè)計的能 夠按照給定的信息,準(zhǔn)確控制特定的部件有序自動調(diào)整轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的閉合自動控 制系統(tǒng)。該裝置裝有逆變器、變頻器、變壓器、充電器、元器件及電路板。通過對電池組、電 動機(jī)、發(fā)電機(jī)的控制,而實現(xiàn)有效控制增力傳遞機(jī)構(gòu)裝置和輸出轉(zhuǎn)速微調(diào)裝置向外輸出較 大機(jī)械功率。所述的輸出轉(zhuǎn)速微調(diào)裝置是由發(fā)電機(jī)增速微調(diào)組和動力輸出軸增速微調(diào)組組成。 發(fā)電機(jī)增速微調(diào)組中主輸出軸上主動力輸出齒輪與中介輪嚙合,并通過該中介輪與發(fā)電機(jī) 軸上增速齒輪嚙合后動力傳遞,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動,發(fā)出電能,輸送給集中控制器裝置,集中控制 器裝置調(diào)整轉(zhuǎn)換后向電池組充電,補(bǔ)充電池組耗損的電能,電池組再向集中控制器提供電 能,如此循環(huán)往復(fù);動力輸出軸增速微調(diào)組中主輸出軸上主動力輸出齒輪與中介輪嚙合,并 通過該中介輪與動力輸出軸上增速齒輪嚙合后動力傳遞,通過動力輸出軸向外輸出扭矩, 或者通過動力輸出軸上的動力輸出齒輪與中介輪嚙合,并通過該中介輪與第2個箱體組合 中增力傳遞機(jī)構(gòu)裝置輸入軸端(曲軸)動力輸入齒輪傳遞至第2個箱體組合型低碳動力 機(jī),以此類推輸出傳遞至第3、第N個箱體組合型低碳動力機(jī)。本發(fā)明既可采用一個箱體組 合型低碳動力機(jī),又可采用N個箱體組合型低碳動力機(jī),其機(jī)械輸出功率前者相對較小,后 者相對較大。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有動力輸出效率高,低碳、節(jié)能,零排放,有利于小型化、 中型化、小功率、大功率開發(fā)生產(chǎn)的優(yōu)點。
圖1本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖
圖2本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意3本發(fā)明的上層結(jié)構(gòu)示意4本發(fā)明的下層結(jié)構(gòu)示意5本發(fā)明的輸入皮帶輪傳動示意圖(圖2的A-A的剖視圖)圖6本發(fā)明的左上下曲軸連杠桿增力示意圖(圖2的B-B的剖視圖)圖7本發(fā)明的右上下曲軸連杠桿增力示意圖(圖2的B-B的剖視圖)圖8本發(fā)明的正向離合器組件傳動示意圖(圖2的C-C的剖視圖)圖9本發(fā)明的反向離合器組件傳動示意圖(圖2的C-C的剖視圖)圖10本發(fā)明的離合器結(jié)構(gòu)示意圖(圖2的C-C的剖視圖)圖11本發(fā)明的輸出轉(zhuǎn)速微調(diào)裝置示意圖(圖2的D-D的剖視圖)圖12本發(fā)明的1 N個箱體組合增力傳遞系統(tǒng)模塊示意圖
具體實施例方式參見圖1、圖2、圖12,低碳動力機(jī),它是由1個箱體組合或N個箱體組合而成,其箱 體(G)上裝有電動機(jī)(A)、發(fā)電機(jī)(B)、集中控制器(E),電池組(F)。它包括三大部分增力 傳遞機(jī)構(gòu)裝置(C)、集中控制器裝置(E)、輸出轉(zhuǎn)速微調(diào)裝置(D)。本實施例是以2個箱體組合型低碳動力機(jī)為例。本實施例附圖中皮帶輪、齒輪間 傳遞的尺寸,均按本發(fā)明設(shè)計圖紙比例繪制的。參見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖11,所述的電動機(jī)㈧軸上皮帶輪(14)與增力 傳遞機(jī)構(gòu)裝置(C)輸入軸端[曲軸(1-1)]皮帶輪(15)動力傳遞,以小輪帶大輪,實現(xiàn)減速 增力,傳動比為& 1,比值N1 = 3 5之間,傳遞到曲軸(1-1)和輔助曲軸(1-2)上的轉(zhuǎn) 矩(力矩)=電動機(jī)㈧轉(zhuǎn)矩的N1倍;轉(zhuǎn)速=電動機(jī)(A)轉(zhuǎn)速/X。所述的發(fā)電機(jī)⑶軸 上增速齒輪(9)與中介輪(8)嚙合,并通過該中介輪(8)與輸出轉(zhuǎn)速微調(diào)裝置(D)中主輸 出軸(17)上主動力輸出齒輪(7)嚙合后動力傳遞。所述的電池組(F)與集中控制器裝置 (E)輸入端I電連接,所述的發(fā)電機(jī)(B)與集中控制器裝置(E)輸入端III電連接,所述的集 中控制器裝置(E)輸出端II與電動機(jī)㈧電連接,所述的集中控制器裝置(E)輸出端IV與 電池組(F)充電器電連接。參見圖2、圖3、圖4、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10,所述的增力傳遞機(jī)構(gòu)裝置(C)由 曲軸(1-1),輔助曲軸(1-2),左上、右上和左下、右下連桿(2),左上、右上和左下、右下杠桿 (3),左上、右上和左下、右下離合器(5),左上、右上和左下、右下中介輪(4)構(gòu)成。所述的輔 助連桿(26)的兩端分別與曲軸(1-1)和輔助曲軸(1-2)鉸接,曲軸(1-1)控制上層,輔助 曲軸(1-2)控制下層,左右兩組對稱,上下兩層重疊,在以主輸出軸(17)為中心的空間軌道 上均勻排列。左上下兩組與右上下兩組的運(yùn)行角度始終相差180°,每轉(zhuǎn)均有左上、右上或 左下、右下杠桿(3)左右交替往復(fù)運(yùn)動,以等時、等角的角位移逐齒推轉(zhuǎn)左上、右上或左下、 右下正向離合器(12)或者左上、右上或左下、右下反向離合器(13)中的轉(zhuǎn)子齒輪(21),左 上、右上或左下、右下正向離合器(12)或者左上、右上或左下、右下反向離合器(13)轉(zhuǎn)動做 功=力矩X角位移(下同),并[(正向離合器(12)通過中介輪(4)]與主輸出齒輪(6)嚙 合后動力傳遞,構(gòu)成一個有機(jī)整體。所述的曲軸(1-1)與左上、右上連桿(2)鉸接,左上、右 上連桿(2)的另一端分別與左上、右上杠桿(3)鉸接,左上、右上杠桿(3)的另一端分別與
7離合器組件中左上、右上軸(25)固定;所述的輔助曲軸(1-2)與左下、右下連桿(2)鉸接, 左下、右下連桿(2)的另一端分別與左下、右下杠桿(3)鉸接,左下、右下杠桿(3)的另一端 分別與離合器組件中左下、右下軸(25)固定,所述的左上下、右上下軸(25)分別安裝在支 撐軸承的箱體G上。所述的左上、右上和左下、右下杠桿(3)撬轉(zhuǎn)左上、右上和左下、右下軸
(25),在左上、右上和左下、右下離合器的作用下左右往復(fù)運(yùn)動做功,實現(xiàn)杠桿增力,其力矩 =4X杠桿長度X電動機(jī)㈧轉(zhuǎn)矩的N1倍。參見圖10、圖9、圖8、圖7、圖6、圖2,所述的離合器(5)由正向離合器(12)和反向 離合器(13)兩組件配對組成。所述的離合器每組組件均由軸(25)、定子(22)、彈簧(24)、 掣子(23)、轉(zhuǎn)子齒輪[均布N2個內(nèi)齒(21)]、軸承、擋圈基本零件和組件組成,零件與組件 均由內(nèi)而外依次排列。所述的離合器(5)組件由左上下、右上下正向離合器(12)、左上下、 右上下反向離合器(13)和左上下、右上下中介輪(4)組成。該離合器(5)組件中左上下、 右上下正向離合器(12)與左上下、右上下中介輪(4)嚙合,并通過該左上下、右上下中介輪 (4)與主輸出軸(17)上主輸出齒輪(6)嚙合后動力傳遞;該離合器組件中左上下、右上下 反向離合器(13)與主輸出軸(17)上主輸出齒輪(6)嚙合后動力傳遞。當(dāng)曲軸(1-1)、輔助 曲軸(1-2)、左上下連桿(2)順時針從左死點轉(zhuǎn)到右死點,曲軸(1-1)、輔助曲軸(1-2)、右上 下連桿(2)順時針從右死點轉(zhuǎn)到左死點時,左上下杠桿(3)以左上下軸(25)為軸心作順時 針轉(zhuǎn)動,左上下軸(25)在左上下杠桿(3)撬轉(zhuǎn)的同時帶動與之固定的左上下定子(22),左 上下定子(22)帶動與之聯(lián)動的左上下掣子(24),左上下掣子(24)逐齒推轉(zhuǎn)左上下正向離 合器(12)中左上下轉(zhuǎn)子齒輪(21),左上下正向離合器(12)與左上下軸(25)同向順時針轉(zhuǎn) 動做功,并通過左上下中介輪(4)推動主輸出軸(17)上的主輸出齒輪(6)順時針轉(zhuǎn)動,此 時,左上下反向離合器(13)中的左上下轉(zhuǎn)子齒輪(21)吊檔順時針轉(zhuǎn)動;右上下杠桿(3)以 右上下軸(25)為軸心作反時針轉(zhuǎn)動,右上下軸(25)在右上下杠桿(3)撬轉(zhuǎn)的同時帶動與 之固定的右上下定子(22),右上下定子(22)帶動與之聯(lián)動的右上下掣子(24),右上下掣子
(24)逐齒推轉(zhuǎn)右上下反向離合器(13)中的右上下轉(zhuǎn)子齒輪(21),右上下反向離合器(13) 與右上下軸(25)同向反時針轉(zhuǎn)動做功,并推動主輸出軸(17)上的主輸出齒輪(6)順時針 轉(zhuǎn)動,此時,右上下正向離合器(12)中的右上下轉(zhuǎn)子齒輪(21)吊檔反時針轉(zhuǎn)動。當(dāng)曲軸 (1-1)、輔助曲軸(1-2)、左上下連桿⑵順時針從右死點轉(zhuǎn)到左死點,曲軸(1-1)、輔助曲軸 (1-2)、右上下連桿(2)順時針從左死點轉(zhuǎn)到右死點時,左上下杠桿(3)以左上下軸(25)為 軸心作反時針轉(zhuǎn)動,左上下軸(25)在左上下杠桿(3)撬轉(zhuǎn)的同時帶動與之固定的左上下定 子(22),左上下定子(22)帶動與之聯(lián)動的左上下掣子(24),左上下掣子(24)逐齒推轉(zhuǎn)左 上下反向離合器(13)中的左上下轉(zhuǎn)子齒輪(21),左上下反向離合器(13)與左上下軸(25) 同向反時針轉(zhuǎn)動做功,并推動主輸出軸(17)上的主輸出齒輪(6)順時針轉(zhuǎn)動,此時,左上下 正向離合器(12)中的左上下轉(zhuǎn)子齒輪(21)吊檔反時針轉(zhuǎn)動;右上下杠桿(3)以右上下軸
(25)為軸心作順時針轉(zhuǎn)動,右上下軸(25)在右上下杠桿(3)撬轉(zhuǎn)的同時帶動與之固定的右 上下定子(22),右上下定子(22)帶動與之聯(lián)動的右上下掣子(24),右上下掣子(24)逐齒 推轉(zhuǎn)右上下正向離合器(12)中的右上下轉(zhuǎn)子齒輪(21),右上下正向離合器(13)與右上下 軸(25)同向順時針轉(zhuǎn)動做功,并通過右上下中介輪(4)推動主輸出軸(17)上的主輸出齒 輪(6)順時針轉(zhuǎn)動,此時,右上下反向離合器(13)中的右上下轉(zhuǎn)子齒輪(21)吊檔順時針轉(zhuǎn) 動。所述的左上下、右上下轉(zhuǎn)子齒輪(21)均布N2個內(nèi)齒。曲軸(1-1)和輔助曲軸(1-2)帶動左上下、右上下連桿(2),左上下、右上下連桿(2)牽引左上下、右上下杠桿(3)左右交替 往復(fù)運(yùn)動1轉(zhuǎn),推轉(zhuǎn)左上下、右上下離合器(5)中的轉(zhuǎn)子齒輪(21)1個內(nèi)齒,曲軸(1-1)和 輔助曲軸(1-2)帶動左上下、右上下連桿(2)左上下、右上下連桿(2)牽引左上下、右上下 杠桿⑶左右往復(fù)運(yùn)動N2轉(zhuǎn),推轉(zhuǎn)左上下、右上下離合器(5)轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)。從而實現(xiàn)減速增力, 傳動比為N2 1,傳遞到主輸出軸(17)上主輸出齒輪(6)上的轉(zhuǎn)矩(力矩)=4X{[電 動機(jī)㈧轉(zhuǎn)矩的N1N2倍]+ [杠桿(3)長度X電動機(jī)㈧轉(zhuǎn)矩的&倍]};轉(zhuǎn)速=電動機(jī)㈧ 轉(zhuǎn)速/N1Ny此時,本技術(shù)方案的轉(zhuǎn)速降到了最低,轉(zhuǎn)矩(力矩)增到了最大。參見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10,所述的集中控制器裝置 (E)是依據(jù)控制原理,事先預(yù)定好條件、程序,而設(shè)計的能夠按照給定的信息,準(zhǔn)確控制特定 的部件有序自動調(diào)整轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的閉合自動控制系統(tǒng)。該裝置裝有逆變器、變頻 器、變壓器、充電器、元器件及電路板。通過對電池組(F)、電動機(jī)(A)、發(fā)電機(jī)⑶的控制, 而實現(xiàn)有效控制增力傳遞機(jī)構(gòu)裝置(C)和輸出轉(zhuǎn)速微調(diào)裝置⑶向外輸出較大機(jī)械功率。 本實施例選用的發(fā)電機(jī)⑶為三相交流,電壓380V,電動機(jī)㈧為兩相直流,電壓為220V、 電池組(F)電壓為>33V,不同個數(shù)箱體組合型低碳動力機(jī)電池組(F)的電壓,會以事先設(shè) 定電壓,按照3. 3V的倍數(shù)相應(yīng)的增加。當(dāng)本發(fā)明啟動運(yùn)行時,首先接通通、斷開關(guān)(27),電 池組(F)向集中控制器裝置(E)供電,集中控制器裝置(E)收到電池組(F)供電信息,自動 調(diào)整轉(zhuǎn)換后向電動機(jī)(A)供電,電動機(jī)(A)轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩(力矩),通過皮帶輪傳遞至增 力傳遞機(jī)構(gòu)裝置(C)軸端曲軸(1-1),曲軸(1-1)轉(zhuǎn)動,輔助曲軸(1-2)隨著曲軸(1-1)同 步轉(zhuǎn)動,并分別帶動左上、右上和左下、右下連桿(2),左上、右上和左下、右下連桿(2)分別 牽引左上、右上和左下、右下杠桿(3),左上、右上和左下、右下杠桿(3)分別撬轉(zhuǎn)與之固定 的離合器組件中左上、右上和左下、右下軸(25),在左上、右上和左下、右下離合器(5)的作 用下左右往復(fù)運(yùn)動做功,實現(xiàn)杠桿增力,其力矩=4X杠桿(3)長度X電動機(jī)(A)轉(zhuǎn)矩的 N1倍。該左上、右上和左下、右下軸(25)帶著左上、右上和左下、右下杠桿(3)增力力矩, 帶動與之固定的左上、右上和左下、右下定子(22),左上、右上和左下、右下定子(22)分別 帶動與之聯(lián)動的左上、右上和左下、右下掣子(23),左上、右上和左下、右下掣子(23),在左 上、右上和左下、右下離合器(5)的作用下,以等時、等角的角位移逐齒推轉(zhuǎn)左上、右上或左 下、右下正向離合器(12)或者左上、右上或左下、右下反向離合器(13)中的轉(zhuǎn)子齒輪(21), 左上、右上或左下、右下正向離合器(12)或者左上、右上或左下、右下反向離合器(13)轉(zhuǎn)動 做功,并[(正向離合器(12)通過中介輪(4)]與主輸出齒輪(6)嚙合后動力傳遞,左上下、 右上下轉(zhuǎn)子齒輪(21)均布N2個內(nèi)齒,曲軸(1-1)和輔助曲軸(1-2)帶動左上下、右上下連 桿(2),左上下、右上下連桿(2)牽引左上下、右上下杠桿(3)左右交替往復(fù)運(yùn)動1轉(zhuǎn),推轉(zhuǎn) 左上下、右上下離合器(5)中轉(zhuǎn)子齒輪(21)1個齒,曲軸(1-1)和輔助曲軸(1-2)帶動左上 下、右上下連桿(2),左上下、右上下連桿(2)牽引左上下、右上下杠桿(3)左右交替往復(fù)運(yùn) 動N2轉(zhuǎn),推轉(zhuǎn)左上下、右上下離合器(5)轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn),實現(xiàn)減速增力,傳動比為=N2 1,左上下、 右上下離合器(5)與主輸出齒輪(6)嚙合后動力傳遞到主輸出軸(17),通過主輸出軸(17) 將動力傳遞到輸出轉(zhuǎn)速微調(diào)裝置(D)主動力輸出齒輪(7)。參見圖1、圖2、圖11、圖12,所述的輸出轉(zhuǎn)速微調(diào)裝置(D)由發(fā)電機(jī)增速微調(diào)組和 動力輸出軸增速微調(diào)組組成。該裝置的輸出轉(zhuǎn)速微調(diào)是以大齒輪帶小齒輪來實現(xiàn)的,傳動 比為1 N3,比值N3 = 3 5之間。傳遞到發(fā)電機(jī)⑶和動力輸出軸(16)上的轉(zhuǎn)速=電
9動機(jī)㈧轉(zhuǎn)速XN3ZiN1N2 = N2 1;力矩(轉(zhuǎn)矩)=4X{[電動機(jī)㈧轉(zhuǎn)矩的N1N2倍]+ [杠 桿長度X電動機(jī)(A)轉(zhuǎn)矩的N1倍])VN3。發(fā)電機(jī)增速微調(diào)組由主輸出軸(17)上主動力輸 出齒輪(7)、中介輪(8)、增速輪(9)組成。主輸出軸(17)上主動力輸出齒輪(7)與中介輪 (8)嚙合,并通過該中介輪(8)與發(fā)電機(jī)軸上增速齒輪(9)嚙合后動力傳遞,發(fā)電機(jī)(B)轉(zhuǎn) 動發(fā)出電能后,輸送給集中控制器裝置(E),集中控制器裝置(E)收到發(fā)電機(jī)(B)供電信息, 自動調(diào)整轉(zhuǎn)換后給電池組(F)充電,及時補(bǔ)充電池組(F)耗損的電能,電池組再次向集中控 制器裝置(E)供電,如此循環(huán)往復(fù)。當(dāng)電池組(F)的電能不能滿足電動機(jī)(A)供電條件或遭 遇損壞或到達(dá)使用壽命時,需及時給電池組(F)充電或更換電池組(F)。動力輸出軸(16) 增速微調(diào)組由主輸出軸(17)上主動力輸出齒輪(7)、中介輪(10)、增速輪(11)組成。主輸 出軸(17)上主動力輸出齒輪(7)與中介輪(10)嚙合,并通過該中介輪(10)與動力輸出軸 (16)上增速齒輪(11)嚙合后動力傳遞,通過動力輸出軸(16)對外輸出扭矩,或者通過動力 輸出軸(16)上動力輸出齒輪(18)與中介輪(19)嚙合,并通過該中介輪(19)與第2個箱 體組合型低碳動力機(jī)增力傳遞機(jī)構(gòu)裝置(C)輸入軸端[曲軸(1-1)]動力輸入齒輪(20)傳 遞至第2個箱體組合型低碳動力機(jī),以此類推,輸出傳遞至第3、第4、第N個箱體組合型低 碳動力機(jī)。如果是1個箱體組合型低碳動力機(jī),可免除動力輸出齒輪(18)、中介輪(19)和 動力輸入齒輪(20)之間的傳遞過程。當(dāng)本發(fā)明停止運(yùn)行時,只需斷開通、斷開關(guān)(27),停止向電動機(jī)㈧供電即可。本發(fā)明選擇電池組中動力電池的型號為QSFL350和QSFL500,規(guī)格為350Ah和 500Ah,單個動力電池額定電壓為3. 3V,最高電壓3. 6V,電池組(F)充滿電,在不隨時補(bǔ)充耗 損電能的情況下,低碳動力機(jī)能夠連續(xù)運(yùn)行3 5個小時以上。本發(fā)明1 — N個箱體組合型低碳動力機(jī)的發(fā)電機(jī)⑶和動力輸出軸(16)的轉(zhuǎn)速 =電動機(jī)(A)轉(zhuǎn)速XN3ZiN1N2 = N2 1 ;力矩(轉(zhuǎn)矩)1 — N個箱體組合型低碳動力機(jī)的力 矩[(轉(zhuǎn)矩)依次按式計算]=4X {[電動機(jī)㈧轉(zhuǎn)矩的N1N2倍]+ [杠桿(3)長度X電動 機(jī)(A)轉(zhuǎn)矩的N1倍]}/N3。本實施例以2個箱體組合型低碳動力機(jī)為例,經(jīng)過具體計算,在 其總力矩(轉(zhuǎn)矩)中,發(fā)電機(jī)⑶和動力輸出軸(16)的分力力矩(轉(zhuǎn)矩)分別約占總力矩 (轉(zhuǎn)矩)的7. 63%和92. 37%。1 — N個箱體組合型低碳動力機(jī)的發(fā)電機(jī)(B)和動力輸出 軸(16)的總力矩(轉(zhuǎn)矩)與分力力矩(轉(zhuǎn)矩)規(guī)律是1個箱體組合型低碳動力機(jī)< 2個 箱體組合型低碳動力機(jī)< 3個箱體組合型低碳動力機(jī)< N個箱體組合型低碳動力機(jī),反之 亦然。
權(quán)利要求
低碳動力機(jī),它由一個箱體組合或N個箱體組合而成,其特征在于其箱體(G)上裝有電動機(jī)(A)、發(fā)電機(jī)(B)、集中控制器(E)、電池組(F),它包括三大部分增力傳遞機(jī)構(gòu)裝置(C)、集中控制器裝置(E)、輸出轉(zhuǎn)速微調(diào)裝置(D);電動機(jī)(A)與增力傳遞機(jī)構(gòu)裝置(C)輸入軸端[曲軸(1 1)]動力連接,以小輪帶大輪,實現(xiàn)減速增力,傳動比為N1∶1,比值N1=3~5之間,傳遞到曲軸(1 1)和輔助曲軸(1 2)上的轉(zhuǎn)矩(力矩)=電動機(jī)(A)轉(zhuǎn)矩的N1倍,轉(zhuǎn)速=電動機(jī)(A)轉(zhuǎn)速/N1;發(fā)電機(jī)(B)經(jīng)中介輪(8)與輸出轉(zhuǎn)速微調(diào)裝置(D)中主輸出軸(17)軸端動力連接,電池組(F)與集中控制器裝置(E)輸入端Ⅰ電連接,發(fā)電機(jī)(A)與集中控制器裝置(E)輸入端Ⅲ電連接,集中控制器裝置(E)輸出端Ⅱ與電動機(jī)(A)電連接,集中控制器裝置(E)輸出端Ⅳ與電池組(F)充電器電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳動力機(jī),其特征在于增力傳遞機(jī)構(gòu)裝置(C)由曲軸 (1-1),輔助曲軸(1-2),左上、右上和左下、右下連桿(2),左上、右上和左下、右下杠桿(3), 左上、右上和左下、右下離合器(5),左上、右上和左下、右下中介輪(4)構(gòu)成;曲軸(1-1)和 輔助曲軸(1-2)之間由輔助連桿(26)鉸接,曲軸(1-1)控制上層,輔助曲軸(1-2)控制下 層,左右兩組對稱,上下兩層重疊,在以主輸出軸(17)為中心的空間軌道上均勻排列;左 上下兩組與右上下兩組的運(yùn)行角度始終相差180° ;每轉(zhuǎn)均有左上、右上或左下、右下杠桿 (3)左右交替往復(fù)運(yùn)動,以等時、等角的角位移逐齒推轉(zhuǎn)左上、右上或左下、右下正向離合器 (12)或者左上、右上或左下、右下反向離合器(13)中的轉(zhuǎn)子齒輪(21),左上、右上或左下、 右下正向離合器(12)或者左上、右上或左下、右下反向離合器(13)轉(zhuǎn)動做功=力矩X角 位移(下同),并[(正向離合器(12)通過中介輪(4)]與主輸出齒輪(6)嚙合后動力傳遞, 構(gòu)成一個有機(jī)整體;曲軸(1-1)與左上、右上連桿(2)鉸接,左上、右上連桿(2)的另一端分 別與左上、右上杠桿(3)鉸接,左上、右上杠桿(3)的另一端分別與離合器組件中左上、右上 軸(25)固定;輔助曲軸(1-2)與左下、右下連桿(2)鉸接,左下、右下連桿(2)的另一端分別 與左下、右下杠桿(3)鉸接,左下、右下杠桿(3)的另一端分別與離合器組件中左下、右下軸 (25)固定;左上下、右上下軸(25)分別安裝在支撐軸承的箱體G上;左上、右上和左下、右 下杠桿(3)撬轉(zhuǎn)左上、右上和左下、右下軸(25),在左上、右上和左下、右下離合器(5)的作 用下左右往復(fù)運(yùn)動做功,實現(xiàn)杠桿增力,其力矩=4X杠桿長度X電動機(jī)(A)轉(zhuǎn)矩的隊倍; 離合器(5)由正向離合器(12)和反向離合器(13)兩組件配對組成;離合器(5)每組組件 均由軸(25)、定子(22)、彈簧(24)、掣子(23)、轉(zhuǎn)子齒輪(21)、軸承、擋圈基本零件和組件組 成,零件與組件均由內(nèi)而外依次排列;離合器(5)組件由左上下、右上下正向離合器(12)、 左上下、右上下反向離合器(13)和左上下、右上下中介輪(4)組成;該離合器(5)組件中左 上下、右上下正向離合器(12)與左上下、右上下中介輪(4)嚙合,并通過該中介輪(4)與主 輸出軸(17)上主輸出齒輪(6)嚙合后動力傳遞;該離合器(5)組件中左上下、右上下反向 離合器(13)與主輸出軸(17)上主輸出齒輪(6)嚙合后動力傳遞;當(dāng)曲軸(1-1)、輔助曲軸 (1-2)和左上下連桿(2)順時針從左死點轉(zhuǎn)到右死點,曲軸(1-1)、輔助曲軸(1-2)和右上 下連桿(2)順時針從右死點轉(zhuǎn)到左死點時,左上下杠桿(3)以左上下軸(25)為軸心作順時 針轉(zhuǎn)動,左上下軸(25)在左上下杠桿(3)撬轉(zhuǎn)的同時帶動與之固定的左上下定子(22),左 上下定子(22)帶動與之聯(lián)動的左上下掣子(24),左上下掣子(24)逐齒推轉(zhuǎn)左上下正向離 合器(12)中左上下轉(zhuǎn)子齒輪(21),左上下正向離合器(12)與左上下軸(25)同向順時針 轉(zhuǎn)動做功,并通過左上下中介輪(4)推動主輸出軸(17)上的主輸出齒輪(6)順時針轉(zhuǎn)動,此時,左上下反向離合器(13)中的左上下轉(zhuǎn)子齒輪(21)吊檔順時針轉(zhuǎn)動;右上下杠桿(3) 以右上下軸(25)為軸心作反時針轉(zhuǎn)動,右上下軸(25)在右上下杠桿(3)撬轉(zhuǎn)的同時帶動 與之固定的右上下定子(22),右上下定子(22)帶動與之聯(lián)動的右上下掣子(24),右上下 掣子(24)逐齒推轉(zhuǎn)右上下反向離合器(13)中的右上下轉(zhuǎn)子齒輪(21),右上下反向離合器 (13)與右上下軸(25)同向反時針轉(zhuǎn)動做功,并推動主輸出軸(17)上的主輸出齒輪(6)順 時針轉(zhuǎn)動,此時,右上下正向離合器(12)中的右上下轉(zhuǎn)子齒輪(21)吊檔反時針轉(zhuǎn)動;當(dāng)曲 軸(1-1)、輔助曲軸(1-2)和左上下連桿(2)順時針從右死點轉(zhuǎn)到左死點,曲軸(1-1)、輔助 曲軸(1-2)和右上下連桿(2)順時針從左死點轉(zhuǎn)到右死點時,左上下杠桿(3)以左上下軸 (25)為軸心作反時針轉(zhuǎn)動,左上下軸(25)在左上下杠桿(3)撬轉(zhuǎn)的同時帶動與之固定的 左上下定子(22),左上下定子(22)帶動與之聯(lián)動的左上下掣子(24),左上下掣子(24)逐 齒推轉(zhuǎn)左上下反向離合器(13)中的左上下轉(zhuǎn)子齒輪(21),左上下反向離合器(13)與左上 下軸(25)同向反時針轉(zhuǎn)動做功,并推動主輸出軸(17)上的主輸出齒輪(6)順時針轉(zhuǎn)動,此 時,左上下正向離合器(12)中的左上下轉(zhuǎn)子齒輪(21)吊檔反時針轉(zhuǎn)動;右上下杠桿(3)以 右上下軸(25)為軸心作順時針轉(zhuǎn)動,右上下軸(25)在右上下杠桿(3)撬轉(zhuǎn)的同時帶動與 之固定的右上下定子(22),右上下定子(22)帶動與之聯(lián)動的右上下掣子(24),右上下掣子(24)逐齒推轉(zhuǎn)右上下正向離合器(12)中的右上下轉(zhuǎn)子齒輪(21),右上下正向離合器(13) 與右上下軸(25)同向順時針轉(zhuǎn)動做功,并通過右上下中介輪(4)推動主輸出軸(17)上的 主輸出齒輪(6)順時針轉(zhuǎn)動,此時,右上下反向離合器(13)中的右上下轉(zhuǎn)子齒輪(21)吊檔 順時針轉(zhuǎn)動;左上下、右上下轉(zhuǎn)子齒輪(21)均布N2個內(nèi)齒;曲軸(1-1)和輔助曲軸(1-2)帶 動左上下、右上下連桿(2),左上下、右上下連桿(2)牽引左上下、右上下杠桿(3)左右交替 往復(fù)運(yùn)動1轉(zhuǎn),推轉(zhuǎn)左上下、右上下離合器(5)中的轉(zhuǎn)子齒輪(21)1個內(nèi)齒,曲軸(1-1)和 輔助曲軸(1-2)帶動左上下、右上下連桿(2),左上下、右上下連桿(2)牽引左上下、右上下 杠桿(3)左右往復(fù)運(yùn)動N2轉(zhuǎn),推轉(zhuǎn)左上下、右上下離合器(5)轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn);從而實現(xiàn)減速增力, 傳動比為N2 1,傳遞到主輸出軸(17)上主輸出齒輪(6)上的轉(zhuǎn)矩(力矩)=4X{[電 動機(jī)㈧轉(zhuǎn)矩的N1N2倍]+ [杠桿(3)長度X電動機(jī)㈧轉(zhuǎn)矩的N1倍]},轉(zhuǎn)速=電動機(jī)㈧ 轉(zhuǎn)速/N1N2 ;此時,本技術(shù)方案的轉(zhuǎn)速降到了最低,轉(zhuǎn)矩(力矩)增到了最大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳動力機(jī),其特征在于集中控制器裝置(E)是依據(jù)控制 原理,事先預(yù)定好條件、程序,而設(shè)計的能夠按照給定的信息,準(zhǔn)確控制特定的部件有序自 動調(diào)整轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的閉合自動控制系統(tǒng);該裝置裝有逆變器、變頻器、變壓器、充電 器、元器件及電路板;通過對電池組(F)、電動機(jī)(A)、發(fā)電機(jī)(B)的控制,而實現(xiàn)有效控制增 力傳遞機(jī)構(gòu)裝置(C)和輸出轉(zhuǎn)速微調(diào)裝置(D)向外輸出較大機(jī)械功率;當(dāng)本發(fā)明啟動運(yùn)行 時,首先接通通、斷開關(guān)(27),電池組(F)向集中控制器裝置(E)供電,集中控制器裝置(E) 收到電池組(F)供電信息,自動調(diào)整轉(zhuǎn)換后向電動機(jī)(A)供電,電動機(jī)(A)轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩 (力矩),通過皮帶輪傳遞至增力傳遞機(jī)構(gòu)裝置(C)軸端曲軸(1-1),曲軸(1-1)轉(zhuǎn)動,輔助 曲軸(1-2)隨著曲軸(1-1)同步轉(zhuǎn)動,并分別帶動左上、右上和左下、右下連桿(2),左上、 右上和左下、右下連桿(2)分別牽引左上、右上和左下、右下杠桿(3),左上、右上和左下、右 下杠桿(3)分別撬轉(zhuǎn)與之固定的離合器組件中左上、右上和左下、右下軸(25),在左上、右 上和左下、右下離合器(5)的作用下左右交替往復(fù)運(yùn)動做功,該左上、右上和左下、右下軸(25)帶著左上、右上和左下、右下杠桿(3)增力力矩,帶動與之固定的左上、右上和左下、右下定子(22),左上、右上和左下、右下定子(22)分別帶動與之聯(lián)動的左上、右上和左下、右 下掣子(23),左上、右上和左下、右下掣子(23),在左上、右上和左下、右下離合器(5)的作 用下,以等時、等角的角位移逐齒推轉(zhuǎn)左上、右上或左下、右下正向離合器(12)或者左上、 右上或左下、右下反向離合器(13)中的轉(zhuǎn)子齒輪(21),左上、右上或左下、右下正向離合器 (12)或者左上、右上或左下、右下反向離合器(13)轉(zhuǎn)動做功,并[(正向離合器(12)通過中 介輪(4)]與主輸出齒輪(6)嚙合后動力傳遞,左上下、右上下轉(zhuǎn)子齒輪(21)均布N2個內(nèi) 齒,曲軸(1-1)、輔助曲軸(1-2)帶動左上下、右上下連桿(2)、左上下、右上下連桿(2)牽引 左上下、右上下杠桿(3),左上下、右上下杠桿(3)左右交替往復(fù)運(yùn)動1轉(zhuǎn),推轉(zhuǎn)左上下、右 上下轉(zhuǎn)子齒輪(21)1個齒,左上下、右上下杠桿(3)左右交替往復(fù)運(yùn)動N2轉(zhuǎn),推轉(zhuǎn)左上下、 右上下離合器(5)轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn),并與主輸出齒輪(6)嚙合后動力傳遞到主輸出軸(17),通過主 輸出軸(17)將動力傳遞到輸出轉(zhuǎn)速微調(diào)裝置(D)中主動力輸出齒輪(7);主動力輸出齒輪 (7)分別與中介輪(8)、(10)嚙合,中介輪(8)、(10)分別與發(fā)電機(jī)(B)和動力輸出軸(16) 增速輪(9)和(11)嚙合后動力傳遞的同時,進(jìn)行了增速微調(diào),滿足發(fā)電機(jī)(B)和動力輸出 軸(16)轉(zhuǎn)速條件;動力輸出軸(16)轉(zhuǎn)動向外輸出扭矩,或與下一個箱體組合增力傳遞機(jī)構(gòu) 裝置(C)輸入軸端[曲軸(1-1)]動力傳遞;發(fā)電機(jī)(B)轉(zhuǎn)動發(fā)出電能,輸送給集中控制器 裝置(E),集中控制器裝置(E)收到發(fā)電機(jī)(B)供電信息,自動調(diào)整轉(zhuǎn)換后給電池組(F)充 電,及時補(bǔ)充電池組(F)耗損的電能,電池組(F)再次向集中控制器裝置(E)供電,如此循 環(huán)往復(fù);當(dāng)電池組(F)的電能不能滿足電動機(jī)(A)供電條件或遭遇損壞或到達(dá)使用壽命時, 需及時給電池組(F)充電或更換電池組(F),從而保證實現(xiàn)集中控制器裝置(E)有效控制本 發(fā)明正常運(yùn)行;當(dāng)本發(fā)明停止運(yùn)行時,只需斷開通、斷開關(guān)(27),停止向電動機(jī)(A)供電即可。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳動力機(jī),其特征在于改進(jìn)型棘輪棘爪式離合器(5)由 正向離合器(12)和反向離合器(13)兩組件配對組成。離合器(5)每組組件均由軸(25)、 定子(22)、2個彈簧(24)、2個掣子(23)、轉(zhuǎn)子齒輪[均布N2個內(nèi)齒(21) ]、2個軸承、2個 擋圈基本零件和組件組成,零件與組件均由內(nèi)而外依次排列。
全文摘要
本發(fā)明公開一種低碳動力機(jī),它由一個箱體組合或N個箱體組合而成。其箱體上裝有電動機(jī)、發(fā)電機(jī)、集中控制器、電池組。電動機(jī)與增力傳遞機(jī)構(gòu)裝置輸入軸端動力連接。發(fā)電機(jī)與輸出轉(zhuǎn)速微調(diào)裝置輸出軸端動力連接。電池組與集中控制器裝置輸入端電連接。發(fā)電機(jī)與集中控制器裝置輸入端電連接,集中控制器裝置輸出端與電動機(jī)電連接,集中控制器裝置輸出端與電池組充電器電連接。集中控制器裝置裝有逆變器、變頻器、變壓器、充電器、元器件及電路板。增力傳遞機(jī)構(gòu)裝置有左右兩組對稱、上下兩層重疊的曲軸、連、杠桿和離合器有機(jī)組合,本發(fā)明具有動力輸出效率高,低碳、節(jié)能,零排放,有利于小型化、中型化、小功率、大功率開發(fā)生產(chǎn)的優(yōu)點。
文檔編號H02J7/14GK101976934SQ20101026156
公開日2011年2月16日 申請日期2010年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月25日
發(fā)明者姜樹早 申請人:姜樹早