本發明涉及機械技術領域,具體涉及一種動力輸出裝置。
背景技術:
伴隨著自然環境的逐漸惡化、以及能源的日趨緊缺,人們對于機械動力輸出裝置節能型以及環保型的要求逐漸提高,目前的發電機通常是采用煤炭作為能源,將煤炭燃燒后驅動發電機組,是發電機組高速轉動的情況下發電,從而將煤炭轉換為電能,但是,這種做法對于能源的利用率相對較低,并且煤炭在燃燒過程中,產生大量排入大氣環境中的有害物質,對環境污染較大。此外,也有的是采用太陽能發電,太陽能發電雖然能夠解決環境污染的問題,并且為可持續的再生能源,但是太陽能設備的使用地域受限,其通常僅能夠用于一些高海拔、低緯度等太陽光線較為充足的地域,并且太陽能設備具有相對較高的成本。
技術實現要素:
針對現有技術的不足,本發明的目的在于提供一種動力輸出裝置,其能夠解決現有的煤炭發電機組以及其他傳動裝置燃料消耗大、對環境影響大的問題。
為實現上述目的,本發明采用如下技術方案:
一種動力輸出裝置,包括機架以及安裝在機架上的至少四個驅動單元,該四個驅動單元沿機架的長度方向依次排列;
每個驅動單元均包括,
沿機架長度方向延伸并樞接在機架上的主軸,主軸的一端設有主動鏈輪;
樞接于主軸上的擺動架,擺動架與主軸之間設有棘輪機構,該擺動架包括相對設置的兩擺動臂,擺動架的一端設有配重塊;
兩拉繩,拉繩的一端連接擺動臂的末端并隨著擺動臂上下活動,拉繩的另一端固定于機架上;
懸吊在兩拉繩底部的懸吊組件,該懸吊組件包括兩滾輪、連接兩滾輪的輪軸及固定于輪軸中部的錐形螺紋輪,兩拉繩繞設在對應滾輪的外表面;
壓力組件,包括一轉動架、壓力輪、滑輪、鏈條、鏈輪、轉軸、凸輪、圓柱、圓柱筒及壓簧,所述轉動架的一端樞接在兩圓柱上以使該轉動架可繞該樞接端轉動,該兩圓柱分別套入于兩圓柱筒內并可上下移動,兩圓柱筒固定在機架上,所述壓簧裝設在兩圓柱筒內的上部下壓在圓柱的頂端上,所述滑輪樞接在轉動架的另一端,所述壓力輪樞接于轉動架上,該壓力輪底邊緣下壓在錐形螺紋輪的螺紋凹槽;所述鏈輪通過轉軸與凸輪同步聯接,且凸輪裝設在滑輪的上方,該鏈輪經鏈條與主動鏈輪同步聯接,所述轉軸樞接于機架上;
機架上設有限位機構,該限位機構用于限定輪軸只在上下方向和順著輪軸長方向移動;
該四個驅動單元的主軸沿著機架的長度方向依次排列并同步聯接。
進一步地,所述擺動架的中部固定于軸套,該軸套活動的套接在主軸上。
進一步地,所述棘輪機構包括相互配合的棘輪、棘爪及用于裝設棘爪的圓環,棘輪設有旋向一致的棘齒,圓環固設于擺動臂上與擺動臂同步聯接,所述棘輪與主軸同步聯接裝設于圓環中心,圓環上圍繞棘輪設若干個棘爪,每個棘爪應對一個齒槽,棘爪前端與齒槽根部的距離呈均勻變化。
進一步地,棘爪的中部樞接于圓環上,棘爪的后端與圓環之間設有壓力彈簧,該壓力彈簧用于提供一個使棘爪的前端壓緊棘輪的彈性力;
進一步地,所述主動鏈輪上開設有一對定位孔,主軸上設有可沿其軸向來回移動的離合板,離合板上設有一對定位柱,該定位柱可插置于定位孔內以使主軸與主動鏈輪同步轉動。
進一步地,所述主軸與離合板之間設有相互配合的導軌及滑槽,導軌和滑槽的長度方向與主軸的軸向一致。
進一步地,機架上設有用于推動離合板在主軸上來回移動的拉桿。
進一步地,所述主動鏈輪與鏈輪的傳動比為1∶2。
進一步地,所述擺動臂長度與主動鏈輪的直徑比例范圍為1∶1至500∶1。
進一步地,所述限位機構由固定于機架上的四個擋柱組成,四個擋柱兩兩一組,兩組擋柱分別擋持在輪軸兩端的圓周外表面;該限位機構用于限定輪軸只能上下移動及順著輪軸長度方向移動;
相比于現有技術,本發明帶來的有益效果是:
本發明利用配重塊的重力,通過擺動架及棘輪機構將力矩施加于主軸上,為主軸提供轉動的力源,同時,利用壓力組件產生的壓力,通過懸吊組件及拉繩將力源施加于擺動架的另一端,使配重塊回復初始高度重復循環對主軸做功,其可實現在無其他動力或其他動力較小的情況下,使主軸持續地轉動,從而輸出轉動動力,因此,本發明可以減小利用對煤炭、汽油、天然氣等能源的消耗,并且不會向大氣環境中排放有害物質,減少環境污染。
附圖說明
圖1為本發明的一種動力輸出裝置的整體結構示意圖;
圖2為本發明的棘輪機構的結構示意圖;
圖3為本發明的主動鏈輪與離合板的結構示意圖;
圖4及圖5為圖3中A-A向及B-B向的剖面圖;
圖6為本發明的限位機構與輪軸的結構示意圖;
圖7為本發明的錐形螺紋輪結構示意圖;
圖8為本發明的鏈輪與轉軸的側視圖;
圖9為本發明的凸輪結構示意圖;
圖10至圖14為本發明的五種工作狀態的示意圖;
圖15為本發明的多個驅動單元的擺動架在某個狀態下的側向投影圖。
其中:20、主軸;21、主動鏈輪;211、定位孔;22、離合板;221、離合外板;222、離合內板;223、定位柱;23,導軌;24、拉桿;30、棘輪機構;31、棘輪;32、棘爪;33、壓力彈簧;34、圓環;10、擺動架;11、擺動臂;12、連接臂;13、配重塊;14、軸套;40、拉繩;50,懸吊組件;51、輪軸;52、滾輪;53、錐形螺紋輪;531、螺紋凹槽;100、壓力組件;101、轉動架;102、壓力輪;103、滑輪;104、鏈條;105鏈輪;1051內八角體;1052、螺絲;106轉軸;107凸輪;1071、第一凸邊;1072、第二凸邊;108、圓柱;109、圓柱筒;110、壓簧;60、定位機構。″
具體實施方式
下面,為使本發明的目的,技術方案及優點更加的清楚明白,結合附圖以及具體實施方式,對本發明做進一步描述,應當理解的是,此處所描述的具體實施例,僅用于解釋本發明,并不用于限定本發明。
請參閱圖1,其為本發明的一種動力輸出裝置的整體結構示意圖,其包括機架(圖未示)以及至少四個驅動單元,該四個驅動單元沿著機架的長度方向(即圖示中的X向)排列,該四個驅動單元等間距排列,也可以是根據實際的安裝要求,將上述四個驅動單元按照非等間距的方式在機架的長度方向非等間距的排列;值得一提的是,驅動單元的數目還可以設為大于四個的數目,多個驅動單元沿著機架的長度方向依次排列。
驅動單元作為整個裝置的動力部件,四個驅動單元的結構形式以及部件的尺寸均相同,驅動單元的具體結構如下:
每個驅動單元均包括主軸20、、擺動架10、棘輪機構30、拉繩40、懸吊組件50、壓力組件100及限位機構60。
請結合參閱圖1、圖3、圖4及圖5,主軸20沿機架長度方向延伸并通過軸承樞接在機架上,主軸20的一端設有主動鏈輪21,具體的,主動鏈輪21通過軸承樞接在主軸20上;并且在主動鏈輪21開設有一對定位孔211,主軸20上設有可沿其軸向來回移動的離合板22,離合板22位于主動鏈輪21旁邊,離合板22上設有一對定位柱223,該定位柱223可插置于定位孔211內,以使主軸20與主動鏈輪21同步轉動;具體在本實施例中,離合板22包括離合內板222及離合外板221。其中,離合內板222與離合外板221之間通過軸承(圖中未標示)進行連接,定位柱223設置在離合內板222的相對兩側;離合內板222與主軸20同步聯接關系,具體的,所述主軸20與離合內板222之間設有相互配合的導軌23及滑槽(圖中未標示),導軌23和滑槽的長度方向與主軸20的軸向一致,從而實現了該離合板22可在主軸20上來回滑動,在本實施例中,主軸20上設有一條導軌23,相應的,離合內板222上設有一條滑槽(如圖5所示),機架上設有用于推動離合板22在主軸20上來回移動的拉桿24,具體的,拉桿24的中部鉸接在機架上,拉桿24一端鉸接在離合外板221上,通過推動拉桿24的自由端,可實現將離合板22沿著主軸20軸向來回移動的目的(如圖3所示),進而實現主軸20與主動鏈輪21之間的同步傳動或脫離的目的。
請結合參閱圖1及圖2,所述擺動架10固定于軸套14套接于主軸20上,擺動架10與主軸20之間設置有棘輪機構30,該擺動架10包括相對設置的兩擺動臂11,兩擺動臂11之間通過多根連接臂12進行連接,這些連接臂12還用于確保兩擺動臂11之間位置關系的固定;擺動架10左端樞接有配重塊13,由此可使配重塊13對擺動架10左端施加一個與其重量相等的垂直向下的重力,該配重塊13用于驅動主軸20轉動提供力源的作用。且配重塊13對擺動架10左端產生向下的力矩,大于懸吊組件50、轉動架101及壓力輪102通過拉繩40對擺動架10右端施加重力,以及驅動主軸20轉動所需要的重量。其中,驅動主軸20轉動的能量包含主軸20對外輸出的轉動能,以及通過主動鏈輪21,驅動壓力組件100,來自凸輪107所產生的阻力及機械摩擦力。同時,擺動臂11的長度與主動鏈輪21的直徑比例范圍為1∶1至500∶1,也就是說,根據杠桿原理,擺動臂11的長度與主動鏈輪21直徑比例為1∶1時,配重塊13對主動鏈輪21產生的扭力,是配重塊13重量的一倍,100∶1時是100倍,500∶1是500倍的扭力。所述棘輪機構30裝設于主軸20與每個擺動臂11的聯接處,棘輪機構30包括相互配合的棘輪31,棘爪32及用于裝設棘爪32的圓環34,所述棘輪31設有旋向一致的棘齒,棘輪31與主軸20同步聯接裝設于圓環34中心。圓環34則固定在擺動臂11上與擺動臂11同步轉動。在圓環34上圍繞棘輪31設若干個棘爪32,棘爪32呈長條形,棘爪32的中部樞接在圓環34上,每個棘爪32的前端應對一個齒槽,棘爪32的后端與圓環34之間裝設有壓力彈簧33,該壓力彈簧33用于提供一個使棘爪32的前端壓緊在棘輪31的彈性力,該壓力彈簧33可以是壓力彈簧(如圖2所示),也可以設置為扭簧及拉力彈簧;棘爪32的前端部與齒槽根部的距離呈均勻的變化,也就是說當后一個棘爪32的前端恰好抵推在棘輪31齒槽根部時,前一個棘爪32與應對的齒槽根部相對有一點距離,如此依次使所有棘爪32與對應齒槽的根部距離逐步均勻的增大設置,由此,可使棘輪31怎么旋轉至少總有一個棘爪32的前端部恰好抵推在對應齒槽的根部(如圖2所示),從而確保擺動架10與主軸20同向旋轉時實現棘爪32與棘輪31無間隙推動;請再次參閱圖2,擺動臂11逆時針擺動時,棘爪32的前端與齒槽根部相互咬合,壓力彈簧33壓緊棘爪32的后端以防止棘爪32從棘輪31上脫離,此時,擺動臂11通過圓環34帶動棘爪32推動棘輪31轉動,由此帶動主軸20逆時針旋轉,從而完成轉動能的傳遞;當擺動臂11順時針擺動時,通過圓環34帶動棘爪32順時針轉動,棘輪齒的特殊形狀可順利將棘爪32的前端撥開,棘爪32的前端從棘輪31齒背滑過,主軸20的旋轉幾乎不受到阻礙,主軸20與棘輪31仍然保持逆時針旋轉。
所述兩拉繩40的一端連接在擺動臂11的右端并可隨著擺動臂11上下活動,拉繩40的另一端固定于機架上。
請結合參閱圖6及7圖,懸吊組件50懸吊在兩拉繩40的底部,該懸吊組件50包括兩滾輪52、連接兩滾輪52的輪軸51及固定于輪軸51中部的錐形螺紋輪53,兩拉繩40繞設在對應滾輪52的外表面,滾輪52上設有用于防止拉繩40相對滾輪52滑動的定位釘(圖未示),擺動架10上下擺動時,可帶動拉繩40上下伸縮,進而帶動滾輪52旋轉,由此帶動錐形螺紋53同步旋轉。
請參閱圖1、圖8及圖9所述壓力組件100包括一轉動架101、壓力輪102、滑輪103、鏈條104、鏈輪105、轉軸106、凸輪107、圓柱108、圓柱筒109及壓簧110,所述轉動架101的右端通過軸承樞接在兩圓柱108上以使該轉動架101可繞該樞接端轉動,該兩圓柱108分別套入于兩圓柱筒109內并可在圓柱筒109內上下移動,兩圓柱筒109固定在機架上,所述壓簧110裝設在兩圓柱筒109內的上部,該壓簧110下壓在圓柱108的頂端上,兩圓柱108向上移動時可對壓簧產生壓縮作用,由此使得壓簧110對兩圓柱108產生一個反向的壓力,從而使得壓力組件100有一個向下的壓力施加在懸吊組件50上,并經拉繩40將力源傳遞至擺動架10的右端,從而使得擺動架10的右端往下擺動。在圓柱筒109的頂部設有用于調節壓簧110壓力大小的裝置并聯接有壓力表(圖末標示)用于讀取壓簧110的壓力數值,可以理解的是,該壓簧110還可以替換為安裝在轉動架101右端的拉簧。所述滑輪103通過軸承樞接在轉動架101的左端。壓力輪102樞接于轉動架101的中部,也就是轉動架101左端滑輪103到轉動架101右端樞接點之間的中部,該壓力輪102的底邊緣下壓在錐形螺輪53的螺紋凹槽531上,其體的,錐形螺紋輪53的外輪周,設有圍繞從錐形螺紋輪53的最小部位向最大部位方向順時針旋轉延伸的螺紋凹槽531(如圖7所示),當錐形螺紋輪53反時針旋轉時,壓力輪102會隨著錐形螺紋輪53的螺紋凹槽531從最低點轉向最高點,當錐形螺紋輪53順時針轉動時,壓力輪102又從錐形螺紋輪53最高點轉到最低點,在此過程中,壓力輪102只是隨著錐形螺紋輪53轉動,不會上下和前后移動,只有錐形螺紋輪53在轉動中上下移動和順著輪軸52的長度方向運動;因此,在錐形螺紋輪53逆時針轉動及順時針轉動的工作過程中,轉動架101始終保持在一定高度。所述鏈輪105通過轉軸106與凸輪107同步聯接,且凸輪107經轉軸106延伸至滑輪103的上方,該鏈輪105經鏈條104與主動鏈輪21同步聯接。所述轉軸106通過軸承樞接在機架上。其體的,在凸輪107上設有第一凸邊1071及第二凸邊1072,第二凸邊1072高度小于第一凸邊1071高度,本實施例中,可將凸輪107與轉軸106設置為聯體件,也就是凸輪107與轉軸106不可拆開的,由此可使第二凸邊1072的高度下降到最小,進而可使從轉軸106的中心點到凸輪107的第一凸邊1071的高度縮小到最低值,使凸輪107產生的阻力減到最小。其體的,當主軸20通過主動鏈輪21帶動鏈條104反時針轉動時,從而帶動鏈輪105反時針轉動,進而帶動凸輪107反時針轉動,當凸輪107的第一凸邊1071與滑輪103接觸時,凸輪107將轉動架101左端向下壓,由于壓力輪102下壓在錐形螺紋輪53的螺紋凹槽531上的,因此在壓力輪102的作用下,轉動架101的右端向上移動,使得兩圓柱108對壓簧110產生壓縮作用,同時壓簧110對兩圓柱108又有一個反向作用力,由此使得轉動架101有一個向下的壓力通過壓力輪102施加到懸吊組50上經拉繩40將力源傳遞至擺動架10的右端,使擺動架10順時針擺動,從而使擺動架10左端抬高,當凸輪107轉動180度后第一凸邊1071與滑輪103分離后,第二凸邊1072應對滑輪103并呈分離狀態,壓力輪107對轉動架101的左端沒有壓力作用,轉動架101右端在壓簧110的作用下向下移動。壓力組件100對懸吊組件50沒有壓力作用,此時在拉繩40上只有轉動架101、壓力輪102及懸吊組件50施加的重力。也就是說在擺動架10的右端只有轉動架101、壓力輪102及懸吊組件50施加的重力,由此使得驅動單元可重復對主軸20轉動做功。
請具體參閱圖6,所述限位機構60裝設于機架上,該限位機構60用于限定輪軸51只在上下方向和順著輪軸51長度方向移動,具體的,限位機構60由固定于機架上的四個擋柱組成,四個擋柱兩兩一組,兩組擋柱分別擋持在輪軸51兩端的外圓周表面。
請參閱圖10至圖14,其為本發明在五種不同工作狀態的示意:
其中,圖10為初始進入工作狀態示意圖,圖11為驅動單元處在工作狀態中,圖12為退出工作狀態中,圖13為回歸初始狀態中,圖14為驅動單元回歸到初始狀態與重復進入工作狀態意圖,四個驅動單元的凸輪103在機架上呈90度角逐漸的錯開排列安裝,使四個驅動單元的擺動架10從側面看呈如圖15所示,以第一驅動單元處在圖12狀態時,第二驅動單元則處于圖11狀態,第三驅動單元處于圖10狀態,第四驅動單元則處在圖13狀態位置與圖14狀態位置之間。并且圖11狀態中的驅動單元處于對主軸轉動做功當中,由此使得本發明完成安裝后即具有初始運行功能。
本發明在正常運轉時,離合板22的定位柱223插置于主動鏈輪21的定位孔211內,此時主軸20與主動鏈輪21是同步聯接的關系;
其中,以圖10狀態驅動單元來說明本發明的工作原理:
以擺動臂11的長度與主動鏈輪21的直徑比為30∶1,主動鏈輪21的直徑40厘米,主動鏈輪21與鏈輪105的傳動比1∶2為例,初始狀態時,驅動單元處于如圖10所示的狀態,此時,凸輪107的第二凸邊1072應對滑輪103并呈分離狀態,在擺動架10的右端只有拉繩40施加的懸吊組件50及轉動架101、壓力輪102所產生重量。擺動架10左邊配重塊13的重力大于拉繩40對擺動架10右端的拉力以及擺動架10左邊往下擺動時驅動主軸20旋轉時所需要的重量,因此,擺動架10左端在配重塊13的重力作用下向下擺動,從而使得擺動臂11帶動圓環34反時針轉動,從而帶動棘爪32推動棘輪31反時針轉動,由于,棘輪31與主軸20是同步聯接的,棘輪31又帶動主軸20反時針轉動,從而使得主軸20對外輸出轉動動力,當驅動單元運行到圖11狀態時,擺動架10擺動了45°,并且擺動架10也驅動主軸20轉動了45°,同時,因主動鏈輪21與鏈輪105傳動比為1∶2,也就是主動鏈輪21轉動一圈可帶動鏈輪105轉動兩圈,使得主軸20通過主動鏈輪21,鏈條104,鏈輪105及轉軸106驅動凸輪107反時針旋轉了90°,此時,處在后一級的驅動單元開始進入工作狀態,同時,前一級的驅動單元則退出工作狀態。驅動單元繼續從圖11向圖12狀態運行,在從圖11至圖12的過程中,此驅動單元則與后一驅動單元共同對主軸20做功,(從圖10到圖11是與前一級驅動單元共同對主軸20轉動做功),在擺動架10的左邊下擺到圖12狀態時,擺動架10全程擺動了90°,同時,擺動架10也通過棘輪機構30驅動主軸20轉動了90°,凸輪107轉動了180°,凸輪107的第一凸邊1071與滑輪103接觸并把滑輪103向下壓,此時,驅動單元停止對主軸20轉動做功,主軸20在后面的驅動單元的驅動下繼續逆時針轉動。與此同時,由于在擺動架10左邊往下擺動時右端抬高,由此通過拉繩40帶動懸吊組件50向上移動,同時,由于擺動架10擺動幅度是懸吊組件50上下移動幅度的兩倍,擺動架10右邊抬高時,拉繩40從擺動臂11連接處到滾輪52之間的距離會逐步增大,從滾輪52到機架固定端的距離則逐步縮短,由此帶動滾輪52順時針轉動。由于輪軸51,錐形螺紋輪53與滾輪52是同步聯動關系,使得滾輪52,輪軸51以及錐形螺紋輪53同步轉動,并隨著轉動向上移動和順著輪軸51長度方向運動。使得錐形螺紋輪53與壓力輪102之間的接觸點從最高處旋轉到了低處。
至此,驅動單元要繼續對主軸20轉動做功,就要回歸到初始位置,此時,就要以壓力組件100產生的壓力通過懸吊組件50及拉繩40將力源傳遞至擺動架10右端,以使擺動架10右端向下擺動左端抬高,因此,在以上的工作中,凸輪107在轉動180°后,第二凸邊1072開始與滑輪103分離,第一凸邊1071與滑輪103接觸并對滑輪103向下壓,使得轉動架101的右端在壓力輪102的作用下向上移動,由此使得圓柱108對壓簧110產生壓縮作用,同時壓簧110也對圓柱108產生一個反向的壓力,從而使得壓力組件100有一個向下的壓力通過壓力輪102施加在懸吊組件50上,經拉繩40將力源傳遞到擺動架10的右端。由于壓力輪102是樞接在轉動架101的中部,也就是轉動架101左端滑輪103到轉動架101右端樞接點之間的中部,因此,此時壓力組件100對懸吊組件50施加了兩倍壓簧110所產生的壓力,也就是說在壓簧110產生的壓力為G時,此時懸吊組件50所承受的壓力為兩G。此時包括轉動架101壓力輪102施加的重量,在滾輪52的左右兩邊對兩拉繩40施加了一個大于一G的向下拉力。同時兩拉繩40也有一個向上的反向拉力,由于拉繩40的右段(從滾輪52到機架固定點)固定在機架上,由此,兩個向下向上的拉力是相等的。在拉繩40的左段(從滾輪52到擺動架10右端),由于是連接在擺動架10右端上的,并且擺動架10不是固定不動的,只要右端向下的拉力大配重塊13產生的阻力,擺動架10右端即向下擺動。因此,擺動架10右端產生向下的拉力大于擺動架10左端配重塊13的重力時,擺動架10有一個向下擺動的趨勢,由此,在滾輪52的左右兩邊的拉繩40出現了兩個不對等的向上拉力,右邊大于左邊,因此,使得在兩滾輪52上有一個反時針的旋轉勢力,從而使得滾輪52反時旋轉,并在轉動中向下移動并順著輪軸51長度方向運動,從而帶動擺動架10右邊向下擺動使左邊抬高,在此過程中,由于滾輪52是與輪軸51及錐形螺紋輪53是同步聯接的,因此,錐形螺紋輪53也是隨著滾輪52在轉動中下移的,并且在轉動下移中螺紋凹槽531與壓力輪102的接觸點逐步增大,即是從輪軸51的中心點至螺紋凹槽531與壓力輪102的接觸點,會隨著下移在轉動中逐步增大,并且與下移高度是同等的,也就是說輪軸51的中心點向下移動了多少,同時帶動錐形螺紋53在下移轉動中使螺紋凹槽531與壓力輪102的接觸點增大了多少,使轉動架101在錐形螺紋輪53的作用下不往下移動,第一凸邊1071對滑輪103保持在下壓狀態。由此,可使壓力組件100始終有一個向下的壓力施加在懸吊組件50上,并經拉繩40將力源傳遞到擺動架10的右端,使擺動架10右端與懸吊組件50同時向下擺動,左端抬高,與此同時,在擺動架10順時針擺動時,由于棘輪機構30的單向驅動性能,此時主軸20帶動棘輪31繼續逆時針轉動,擺動架10則帶動棘爪32順時針轉動,棘爪32的前端從棘輪31齒背滑過,當驅動單元運行至圖14狀態時,凸輪107在主軸20的驅動下轉動了180°,第一凸邊1071與滑輪103分離,第二凸邊1072應對滑輪103并呈分離狀態,轉動架101左端沒有壓力作用,轉動架101右端在壓簧110壓力作用下向下移動,壓力組件100對懸吊組件50沒有壓力,在擺動架10右端只有拉繩40施加的懸吊組件50及轉動架101、壓力輪102所產生的重力,驅動單元回歸到初始狀態并在配重塊13的重力作用下擺動架10左端向下擺動,驅動單元重復進入對主軸20轉動做功,重復以上工作過程。
在以上的工作過程中,當凸輪107的第一凸邊1071對滑輪103往下壓時就會產生一些能量損耗,此時就需要處于后一級的驅動單元(即圖11狀態中的驅動單元)配合并付出一定的能量,通主軸20帶動主動鏈輪21驅動凸輪107的第一凸邊1071對滑輪103向下壓。由于,擺動臂11的長度是主動鏈輪21直徑的30倍,主動鏈輪21的直徑是40厘米,因主動鏈輪21與鏈輪105的轉動比是1∶2,由此鏈輪105的直徑是20厘米,使得鏈輪105的半徑與凸輪107從轉軸106的中心點到第一凸邊1071的高度比例在2∶1到4∶1之間,由于擺動架10的中部樞接在主軸20上的,也就是說擺動架10左右兩端的受力點到主軸20的長度相等的。根據杜桿原理,在擺動架10的右端施加的重力大于擺動架10左端配重塊13的重力,擺動架10右端即可向下擺。因此壓簧110產生向下的壓力要比配重塊13的重量(包括轉動架101壓力輪102及懸吊組件50施加的重量)多10%-80%的重量,并且,壓力輪102樞接在轉動架101的中部,由此使得凸輪107受到的阻力與壓簧110產生向下的壓力相等的,也就是說在凸輪107的第一凸邊1071對滑輪103向下壓時有一個與壓簧110產生的壓力阻止凸輪107反時針轉動,并且此阻力略少于拉繩40施加在擺動架10右邊的向下的拉力(凸輪受到的阻力不包括轉動架,壓力輪102,懸吊組件50的重量),因此就要處于后一級(即圖11狀態中的驅動單元)的驅動單元付出一定的能量去克服此阻力,據上述參數,在鏈輪105的半徑與凸輪107從轉軸107的中心到第一凸邊1071的高度比在2∶1到4∶1之間,因此,當凸輪107受到的阻力傳遞至主動鏈輪21也就是配重塊13重量的50%-90%,也就是說在主動鏈輪21上有一個配重塊13的重力阻止鏈輪105反時針轉動,由于擺動臂11的長度是主動鏈輪21直徑的30倍,因此,只要后一級(即圖11狀態中的驅動單元)驅動單元的配重塊13付出5%-10%的重量即可克服凸輪107產生的阻力。并且配重塊13除去需要提拱上述的能量以及自身的機械摩擦損耗外還有70%-90%左右的重量用于通過驅動主軸20轉動對外輸出動力。
由此,在四個驅動單元的相互配合下,主軸20得以持續的轉動并對外輸出動力。
本發明四個驅動單元的主軸20沿著機架的長度方向(即X向)依次排列并同步聯接,所述主軸20實際上可設置為一條,四個驅動單元共用該主軸20。
請參閱圖8,作為進一步的改進,除了上述四個驅動單元,還可設置一個空閑驅動單元,當上述四個驅動單元的其中一個出現故障需要維修時,暫停該驅動單元,并啟動所述空閑驅動單元便可,由此可使不需整體停機,即可進行檢修保養。具體的實現方式是:所述鏈輪105設有內八角體1051,轉軸106的該端設為八面體,且轉軸106的八面體可插置于鏈輪105的內八角體1051內,同時,在鏈輪105內八角體1051上邊緣開設有螺絲孔(圖中未標示),螺絲孔內有一螺絲1052,螺絲1052抵接于所述轉軸106八面體的其中一個面上,從而使轉軸106與鏈輪105實現固定關系;當有驅動單元需要檢修保養時,松開螺絲1052,把鏈輪105從轉軸106的八面體退出,然后調節空閑驅動單元的轉軸106,使其凸輪107的角度與擺動架10的角度與暫停的驅動單元的角度保持一致即可,再將鏈輪105裝回轉軸106八面體將螺絲1052擰緊固定,將空閑驅動單元的離合板22上的定位柱223推入主動鏈輪21的定位孔211,即可啟動該空閑驅動單元,然后將需要檢修驅動單元的離合板22,通拉桿24將離合板推離主動鏈輪21,使定位柱223從定位孔211內退出,便可完成暫停待修驅動單元,檢修后又可作為新的空閑驅動單元,用于替換新的故障驅動單元。
綜上所述,本發明利用配重塊13對擺動架10左端產生的重力通過棘輪機構30將力矩施加于主軸20上,為主軸20提供轉動的力源,同時,利用壓力組件100產生的壓力施加在懸吊組件50經拉繩40將力源以傳遞的方式施加在擺動架10的右端,使擺動架10右端向下擺動,左端抬高,使配重塊13回歸到初始位置,重復循環對主軸20轉動做功,由此,可使在四個驅動單元的相互配合下,本發明得以周而復始的轉動,從而實現在無其他動力或其他動力較小的情況下,使主軸20持續地轉動,從而對外輸出轉動動力,因此,本發明可以減小利用煤炭、汽油、天然氣等能源的消耗,并且不會向大氣環境中排放有害物質,減少環境污染。
對本領域的技術人員來說,可根據以上描述的技術方案以及構思,做出其它各種相應的改變以及形變,而所有的這些改變以及形變都應該屬于本發明權利要求的保護范圍。