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一种 棘轮机构永磁能 原动机

阅读：166发布：2020-06-29

专利汇可以提供一种棘轮机构永磁能原动机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种棘轮机构永磁能原动机，主要包括起动器、永磁能发生装置、棘轮机构和增速机构。机器由起动器起动，转子转动时，摇柄上的磁铁与转子上的磁环交替产生吸力和斥力，对摇柄产生往复摆动的角动力，通过棘轮机构将摇柄往复摆动的动力转换成机械旋转的动力，一方面向终端输出工作动力，另一方面通过增速机构带动转子持续转动及提高转子与棘轮的转速比，使棘爪摆动的速度大于棘轮转动的速度，实现将永磁能转换成机械旋转运动的动力。，下面是一种棘轮机构永磁能原动机专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种棘轮机构永磁能原动机，主要包括起动器、永磁能发生装置、棘轮机构和增速机构，其特征是：
a.永磁能发生装置由磁铁(1)、磁环(2)、转子(3)和摇柄(4)组成，转子四周设有一个由8个或8个以上S极和N极相间排列的磁铁组成的磁环，而且磁环上磁铁的数量是4或
6的公倍数；4个或4个以上的设有摇柄的磁铁对称或平均分布在转子的周围，而且磁铁的数量是2的公倍数，其中，有一半磁铁的S极向外、N极向轴排列，另有一半的磁铁的N极向外、S极向轴排列；摇柄上的磁铁与转子上的磁环相对而设且绕轴对称或平均分布；转子与输入轴固定连接；
b.棘轮机构由1个棘轮和4组或4组以上的摆杆棘爪机构组成，而且摆杆棘爪机构的数量是2的公倍数；摆杆(6)通过销轴(5)与摇柄固定连接；棘轮与输出轴固定连接；
c.机器由起动器(19)起动，转子转动时，摇柄上的磁铁与转子上的磁环交替产生吸力和斥力，对摇柄产生往复摆动的角动力，通过棘轮机构将摇柄往复摆动的动力转换成机械旋转的动力，一方面向终端输出工作动力，另一方面通过增速机构带动转子持续转动及提高转子与棘轮的转速比，使棘爪摆动的速度大于棘轮转动的速度，实现将永磁能转换成机械旋转运动的动力。
2.根据权利要求1所述一种棘轮机构永磁能原动机，其特征是摇柄上的磁铁与转子上的磁环为永磁铁。
3.根据权利要求1和2所述永磁铁，其特征是永磁铁为弧线形或直线形永磁铁。
4.根据权利要求1所述一种棘轮机构永磁能原动机，其特征是摇柄磁铁设在外层、转子及磁环设在内层，或者，磁环设在外层、摇柄磁铁设在内层。
5.根据权利要求1所述一种棘轮机构永磁能原动机，其特征是棘轮机构为啮合式棘轮机构或摩擦式棘轮机构。
6.根据权利要求5所述一种棘轮机构永磁能原动机，其特征是啮合式棘轮机构，按棘齿的位置分外棘齿和内棘齿，按棘齿的形状分三角形齿和矩形齿，按动作次数分单动式和双动式。
7.根据权利要求5所述一种棘轮机构永磁能原动机，其特征是摩擦式棘轮机构又分为偏心楔块式棘轮机构和滚子楔紧式棘轮机构。
8.根据权利要求1所述一种棘轮机构永磁能原动机，其特征是棘轮机构设有挡块(20)，以限制摇柄磁铁的摆动范围，防止摇柄上的磁铁与磁环相碰。
9.根据权利要求1所述一种棘轮机构永磁能原动机，其特征是所述增速机构是主动轮比从动轮大或主动齿轮齿数比从动齿轮齿数多，减矩增速的齿轮传动或带传动或链传动机构。
10.根据权利要求1所述一种棘轮机构永磁能原动机，其特征是在原动机内增设发电机部件，改造成永磁能交流发电机或永磁能直流发电机。

说明书全文

一种棘轮机构永磁能 原动机

技术领域

[0001] 本发明涉及一种能源、动力系统，特别是利用永磁能发生装置、棘轮机构和齿轮增速机构，将永磁能转换成机械旋转运动动力的棘轮机构永磁能原动机。技术背景

[0002] 人类现在利用的能源主要有石油、水力、风电、太阳能等，成本高、环境污染严重。 [0003] 现有技术：本人于2010年4月13日申请的“棘轮机构永磁能原动机”，利用永磁能发生装置和棘轮机构，将永磁能转换成机械旋转运动动力的原动机。经过对其第二实施例的进一步研究发现：由于转子与棘轮是固定连接的，因此磁环和摇柄磁铁的传动比与棘轮和棘爪的传动比是固定的，在不依赖外力的情况下，其自转的可持续性仍有待研究。 [0004] 本发明针对“棘轮机构永磁能原动机”的第二实施例存在的问题，不但提出了全新的解决方案，而且与其第一实施例相比，工作效能也得到了大幅提高。

发明内容

[0005] 本发明是这样实现的：一种棘轮机构永磁能原动机，主要包括起动器、永磁能发生装置、棘轮机构和增速机构，其特征是：

[0006] a.永磁能发生装置由磁铁(1)、磁环(2)、转子(3)和摇柄(4)组成，转子四周设有一个由8个或8个以上S极和N极相间排列的磁铁组成的磁环，而且磁环上磁铁的数量是4或6的公倍数；4个或4个以上的设有摇柄的磁铁对称或平均分布在转子的周围，而且磁铁的数量是2的公倍数，其中，有一半磁铁的S极向外、N极向轴排列，另有一半的磁铁的N极向外、S极向轴排列；摇柄上的磁铁与转子上的磁环相对而设且绕轴对称或平均分布；转子与输入轴固定连接；

[0007] b.棘轮机构由1个棘轮和4组或4组以上的摆杆棘爪机构组成，而且摆杆棘爪机构的数量是2的公倍数；摆杆(6)通过销轴(5)与摇柄固定连接；棘轮与输出轴固定连接； [0008] c.机器由起动器(19)起动，转子转动时，摇柄上的磁铁与转子上的磁环交替产生吸力和斥力，对摇柄产生往复摆动的角动力，通过棘轮机构将摇柄往复摆动的动力转换成机械旋转的动力，一方面向终端输出工作动力，另一方面通过增速机构带动转子持续转动及提高转子与棘轮的转速比，使棘爪摆动的速度大于棘轮转动的速度，实现将永磁能转换成机械旋转运动的动力。

[0009] 所述增速机构是主动轮比从动轮大或主动齿轮齿数比从动齿轮齿数多，减矩增速的齿轮传动或带传动或链传动机构。以下例举两种增速机构；

[0010] 一种带传动增速机构主要由传动带(10)、输出轴大带轮(11)、增速机构传动轴(15)、增速机构传动轴小带轮(12)、增速机构传动轴大带轮(16)和输入轴小带轮(17)组成。输出轴大带轮为主动轮、增速机构传动轴小带轮为从动轮，用一条传动带套着两个带轮，传动带用张紧轮张紧；增速机构传动轴大带轮为主动轮、输入轴小带轮为从动轮，用一条传动带套着两个带轮，传动带用张紧轮张紧。棘轮的动力经输出轴、增速机构和输入轴输送给转子，则转子的转速大于棘轮的转速。

[0011] 另一种齿轮增速机构是行星齿轮增速机构。当齿圈固定于棘轮(或棘轮是一种有外棘齿和内齿圈的齿轮)，行星架固定，太阳轮设在输入轴上，则转子的角速度大于棘轮的角速度。当齿圈固定，行星架设在棘轮上，太阳轮设在输出轴上，则转子的转速比棘轮的转速高得多。

[0012] 各摇柄上的磁铁的S极和N极既可以相间排列，也可以所有S极与所有N极的磁铁分列在轴的两侧，只要求向轴排列的S极与N极的数量相同且绕轴对称或平均分布就可以了。磁铁的S极和N极的排列方式有：S-N-S-N或S-S-N-N或S-S-S-N-N-N或S-S-N-S-N-N或S-S-N-S-N-N-S-N等多种方式。

[0013] 转子上设有8个或8个以上的相间而设的磁铁，而且磁铁的数量是4或6的公倍数，如12个、16个、18个、20个等等。摇柄磁铁设有4个或4个以上，而且磁铁的数量是2的公倍数，如4、6、8、10等等。如果转子上的磁铁数量不是4或6的公倍数，如9个，则摇柄磁铁作用于磁环相吸相斥的力就不能被全部抵消，效果就要打折扣。

[0014] 摇柄上的磁铁与转子上的磁铁为永磁铁。磁铁一般做成弧线形，也可以是直线形磁铁。如果摇柄上磁铁的是弧形磁铁，则对应的磁环是圆形的；如果摇柄上的磁铁是直线形磁铁，磁环则相应设计为正多边型，如正八边形、正12边形等。

[0015] 摇柄磁铁设在外层、转子及磁环设在内层，或者，磁环设在外层、摇柄磁铁设在内层。

[0016] 棘轮机构包括：按工作原理分为啮合式棘轮机构和摩擦式棘轮机构两种；按棘齿的位置分外棘齿和内棘齿；按棘齿的形状分三角形齿和矩形齿；按动作次数分单动式和双动式。摩擦式棘轮机构又分为偏心楔块式棘轮机构和滚子楔紧式棘轮机构。 [0017] 一种可以将4个或4个以上往复运动的动力转换成机械旋转运动动力的棘轮机构，主要包括：摆杆(6)、棘轮(7)、棘爪(8)、弹簧(9)，4组或4组以上摆杆棘爪机构对称或平均分布在棘轮的四周。以偏心扇形块代替棘爪、以无齿摩擦轮代替棘轮，即成摩擦式棘轮机构。

[0018] 棘轮机构永磁能原动机有限位设计，以限制摇柄磁铁的摆动范围，防止摇柄上的磁铁与磁环相碰。限位方法：在机架上设挡块(20)，限制摆杆的摆动范围，或者，在销轴与机架的连接处设挡块，以限制销轴的摆动范围，进而限制摇柄磁铁的摆动范围。 [0019] 磁铁可以根据需要及设计要求，做长一点或做短一点。在需要较大动力的场合，磁铁可以做成或接成较长的磁瓦。

[0020] 棘轮机构永磁能原动机的启动方式：a.起动器(19)与输入轴连接，通过带动转子转动的方式启动；b.或者，起动器设在机架上，通过使摇柄磁铁摆动的方式启动。起动器也有多种形式：手动式起动器，是一种直接设在传动轴上的转盘或杆；摆动式起动器，机器不运转时，将摇柄及摇柄磁铁固定，松开则使机器启动。起动器通过手动、脚踏、电动机带动、电磁控制等方式操作。

[0021] 棘轮机构永磁能原动机的制动方式：a.棘爪制动器制动：棘爪制动器可以专门设置，也可以在现有的棘爪上加装设制动设备。b.摩擦制动：在传动轴上设摩擦式制动器。c.摆动制动：通过固定摆动件(摆杆或摇柄或磁铁)实现制动。d.离合器制动，通过分离传动件的方法实现制动。e.行星齿轮机构制动：若传动系统中设有行星齿轮机构，当行星架、齿圈和太阳轮都不固定时，可以使机器自行停止运转。

[0022] 在棘轮机构永磁能原动机内增设发电机部件，可改造成永磁能交流发电机或永磁能直流发电机。

[0023] 棘轮机构永磁能原动机具有广泛的用途，可以与电动机连接发电，也可以作为发动机安装在交通工具或机床上。附图说明

[0024] 图1为本发明第一实施例结构示意图。

[0025] 图2为一种棘轮机构结构示意图。

具体实施方式

[0026] 下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

[0027] 第一实施例

[0028] 参见图1，一种棘轮机构永磁能原动机，主要包括磁铁(1)、磁环(2)、转子(3)、摇柄(4)、销轴(5)、摆杆(6)、棘轮(7)、棘爪(8)、弹簧(9)、传动带(10)、输出轴大带轮(11)、增速机构传动轴小带轮(12)、输入轴(13)、输出轴(14)、增速机构传动轴(15)、增速机构传动轴大带轮(16)、输入轴小带轮(17)、张紧轮(18)、起动器(19)、挡块(20)、轴承(21)、起动器齿轮(22)、输入轴齿轮(23)、机架(24)，转子四周设有一个由8个S极和N极相间排列的弧形磁铁组成的磁环；4个设有摇柄的弧形磁铁平均分布在转子的周围，其中，有两个磁铁的S极向外、N极向轴排列，另两个磁铁的N极向外、S极向轴排列；摇柄上的磁铁与转子上的磁环相对而设且绕轴对称分布；棘轮机构是一种外棘齿啮合式棘轮机构，由1个棘轮和4组摆杆棘爪机构组成，每条摆杆上都设有2个棘爪；摆杆通过销轴与摇柄固定连接；起动器是一种带有蓄电池和离合器的起动机，起动器齿轮与输入轴齿轮啮合，转子与输入轴键连接；棘轮与输出轴键连接；输出轴大带轮为主动轮、增速机构传动轴小带轮为从动轮，用一条传动带套着两个带轮，传动带用张紧轮张紧；增速机构传动轴大带轮为主动轮、输入轴小带轮为从动轮，用一条传动带套着两个带轮，传动带用张紧轮张紧；摆杆的一侧设有两个挡块，以限制摆杆摆动的范围，进而限制摇柄磁铁的摆动范围。机器由起动器起动，转子转动时，摇柄上的磁铁与转子上的磁环交替产生吸力和斥力，对摇柄产生往复摆动的角动力，通过棘轮机构将摇柄往复摆动的动力转换成机械旋转的动力，一方面向终端输出工作动力，另一方面通过增速机构带动转子持续转动及提高转子与棘轮的转速比，使棘爪摆动的速度大于棘轮转动的速度，实现将永磁能转换成机械旋转运动的动力。 [0029] 一种棘轮机构

[0030] 参见图2，一种可以将4个往复运动的动力转换成机械旋转运动动力的双动外棘齿啮合式棘轮机构，主要包括：摆杆(6)、棘轮(7)、棘爪(8)、弹簧(9)，4组摆杆棘爪机构平均分布在棘轮的四周，每条摆杆上设有两个棘爪，棘轮的齿为三角形齿。右上角的两个棘爪不设弹簧，依靠自身重力即可复位，左上角、左下角和右下角的棘爪都需要有弹簧才能复位。

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