技术领域
[0001] 本
发明涉及机械技术领域,具体涉及一种动力输出装置。
背景技术
[0002] 伴随着自然环境的逐渐恶化、以及
能源的日趋紧缺,人们对于机械动力输出装置节能型以及环保型的要求逐渐提高,目前的发
电机通常是采用
煤炭作为能源,将煤炭燃烧后驱动
发电机组,是发电机组高速转动的情况下发电,从而将煤炭转换为
电能,但是,这种做法对于能源的利用率相对较低,并且煤炭在燃烧过程中,产生大量排入大气环境中的有害物质,对环境污染较大。此外,也有的是采用
太阳能发电,太阳能发电虽然能够解决环境污染的问题,并且为可持续的再生能源,但是太阳能设备的使用地域受限,其通常仅能够用于一些高海拔、低纬度等太阳光线较为充足的地域,并且太阳能设备具有相对较高的成本。
发明内容
[0003] 针对
现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种动力输出装置,其能够解决现有的煤炭发电机组以及其他传动装置
燃料消耗大、对环境影响大的问题。
[0004] 为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
[0005] 一种动力输出装置,包括
机架以及安装在机架上的至少两个驱动单元,该两个驱动单元沿机架的长度方向依次排列;
[0006] 每个驱动单元均包括,
[0007] 沿机架长度方向延伸并
枢接在机架上的
主轴,主轴的一端设有主动
链轮;
[0008] 枢接于主轴上的滚筒,滚筒与主轴之间设有
棘轮机构,该滚筒上连接有
配重块;
[0009] 两拉绳,拉绳的一端连接在滚筒上,拉绳的另一端固定于机架;
[0010] 悬吊在两拉绳底部的悬吊组件,该悬吊组件包括两滚轮、连接两滚轮的轮轴及固定于轮轴中部的锥形
螺纹轮;
[0011] 压力组件,包括一转动架、压力轮及
凸轮,所述转动架的一端枢接在两圆柱上以使转动架可绕该枢接点转动,转动架自由端
连接杆上枢接有一
滑轮,所述压力轮枢接于转动架上,该压力轮底边下压在锥形螺纹轮,所述凸轮装设于滑轮上方并经
转轴同步联接有第一链轮,该第一链轮通过第一链条与主轴同步联接;
[0012] 同步机构,包括包第一
齿轮、第二齿轮及与第二齿轮同步联接的第二链轮,该第二链轮经第二链条与滚筒同步联接,第一齿轮固接在转轴,且第一齿轮为部份齿,该第一齿轮与第二齿轮间歇性
啮合;
[0013] 传动机构,包括第三齿轮及驱接在机架的第四链轮,该第四链轮还同步固接有第四齿轮,所述第三齿轮同步固接于第一链轮,第三齿轮为部份齿,该第三齿轮与第四齿轮间歇性啮合,所述第四链轮通过第三链条与压力轮同步联接;
[0014] 机架上设有限位机构,该限位机构用于限定轮轴只在上下方向及顺着轮轴长度方向移动;
[0015] 该两个驱动单元的主轴沿着机架的长度方向依次排列并同步联接。
[0016] 进一步地,所述主动链轮上开设有一对
定位孔,主轴上设有可沿其轴向来回移动的离合板,主轴与离合板之间设有相互配合的
导轨及滑槽,导轨及滑槽的长度方向与主轴的轴向一致,离合板上设有一对定位柱,该定位柱可插置于定位孔内以使主轴与主动链轮同步转动,离合板上设有用于推动离合板在主轴上来回移动的拉杆。
[0017] 进一步地,所述滚筒的外圆周表面设有绳槽,该滚筒的外圆周上固接有第三链轮。
[0018] 进一步地,所述配重块的四个
角位设有夹角柱,该夹角柱用于限定配重块不能前后左右摆动,只能上下移动,该夹角柱固定在机架。
[0019] 进一步地,所述棘轮机构包括相互配合的棘轮、棘爪及用于装设棘爪的圆环,棘轮设有旋向一致的棘齿,圆环固设于滚筒的端部上与滚筒同步联接,所述棘轮与主轴同步联接装设于圆环中心,圆环上围绕棘轮设若干个棘爪,棘爪的中部枢接于圆环上,棘爪的后端与圆环之间设有拉簧,该拉簧用于提供一个使棘爪的前端压紧棘轮的弹性力,每个棘爪应对一个
齿槽,棘爪前端与齿槽根部的距离呈均匀变化。
[0020] 进一步地,所述压力轮外轮周设有凹槽,该凹槽下压在锥形螺纹轮的螺纹凸边。
[0021] 进一步地,所述两圆柱分别套入于两圆柱筒内并可上下活动,在圆柱筒内的上部装设有压簧,该压簧下压在圆柱的顶端,该两圆柱筒固定在机架上,两圆柱筒的顶部设有用于调节压簧压力大小的装置并连接有压力表。
[0022] 进一步地,所述第一齿轮部份齿圆心角范围为100度角至180度角。
[0023] 进一步地,所述第三齿轮部份齿圆心角范围为100度角至180度角。
[0024] 进一步地,所述限位机构由固定于机架上的四个挡柱构成,四个挡柱两两一组,两组挡柱分别挡持在轮轴两端的圆周外表面,该限位机构用于限定轮轴只在上下方向及顺着轮轴长度方向移动。
[0025] 相比于现有技术,本发明带来的有益效果是:
[0026] 本发明利用配重块的重力施加于滚筒,通过棘轮机构将力矩传递于主轴上,为主轴提供转动的力源,利用压力组件产生的压力,通过悬吊组件及拉绳将力源施加于滚筒的另一边,使驱动单元回复初始状态重复循环对主轴转动做功,其可实现在无其他动力或其他动力较小的情况下,使主轴持续地转动,从而输出转动动力,因此,本发明可以减小利用煤炭、
汽油、
天然气等能源的消耗,并且不会向大气环境中排放有害物质,减少环境污染。
附图说明
[0027] 图1为本发明的一种动力输出装置的整体结构示意图;
[0028] 图2为本发明的棘轮机构的结构示意图;
[0029] 图3为本发明的主动链轮与离合板的结构示意图;
[0030] 图4及图5为图3中A-A向及B-B向的剖面图;
[0031] 图6a及图6b为本发明的限位机构与悬吊组件的结构示意图;
[0032] 图7为本发明的锥形螺纹轮结构示意图;
[0033] 图8为本发明的第一链轮与转轴的侧视图;
[0034] 图9为本发明的凸轮结构示意图;
[0035] 图10为本发明的配重块与夹角柱的结构示意图;
[0036] 图11为本发明的第一齿轮与第二齿轮的结构示意图;
[0037] 图12至图16为本发明的五种工作状态的示意图;
[0038] 其中:20、主轴;21、主动链轮;211、定位孔;22、离合板;221、离合外板;222、离合内板;223、定位柱;23,导轨;24、拉杆;30、棘轮机构;31、棘轮;32、棘爪;33、拉簧;34、圆环;10、滚筒;11、吊绳;12、配重块;13、夹角柱;14、第三链轮;40、拉绳;50、悬吊组件;51、轮轴;52、滚轮;53、锥形螺纹轮;531、螺纹凸边;100、压力组件;101、转动架;102、压力轮;103、滑轮;104、第一链条;105、第一链轮;1051、内八角体;1052、螺丝;106、转轴;107、凸轮;1071、第一凸边;1072、第二凸边;108、圆柱;109、圆柱筒;110、压簧;111、传动联接轴;112、第三齿轮;
90、同步机构;91、第一齿轮;910、拨齿;92、第二齿轮;920、校正齿;93、第二链轮;94、第二链条;80、传动机构;81、第四齿轮;82、第四链轮;83、第三链条;84、第五链轮;60、限位机构;″具体实施方式
[0039] 下面,为使本发明的目的,技术方案及优点更加的清晰明白,结合附图以及具体实施方式,对本发明进行进一步描述,应当理解的是,此处所描述的具体
实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0040] 请参阅图1,其为本发明的一种动力输出装置的整体结构示意图,其包括机架(图未示)以及至少两个驱动单元,该两个驱动单元沿着机架的长度方向(即图示中的X向)排列,值得一提地,驱动单元的数目还可以设为大于两个的数目,多个驱动单元沿着机架的长度方向依次排列。
[0041] 驱动单元作为整个装置的动力部件,两个驱动单元的结构形式以及部件的尺寸均相同,驱动单元的具体结构如下:
[0042] 每个驱动单元均包括主轴20、滚筒10、棘轮机构30、拉绳40、悬吊组件50、压力组件100、同步机构90、传动机构80及限位机构60。
[0043] 请结合参阅图1、图3、图4及图5,主轴20沿机架长度方向延伸并枢接在机架上,主轴20的一端设有主动链轮21,具体的,主动链轮21通过
轴承枢接在主轴20上,并且在主动链轮21开设有一对定位孔211,主轴20上设有可沿其轴向来回移动的离合板22,离合板22位于主动链轮21旁边,离合板22上设有一对定位柱223,该定位柱223可插置于定位孔211内,以使主轴20与主动链轮21同步转动;具体在本实施例中,离合板22包括离合内板222及离合外板221。其中,离合内板222与离合外板221之间通过轴承(图中未标示)进行连接,定位柱223设置在离合内板222的相对两侧;离合内板222与主轴20同步联接关系,具体的,所述主轴20与离合内板222之间设有相互配合的导轨23及滑槽(图中未标示),导轨23和滑槽的长度方向与主轴20的轴向一致,从而实现了该离合板22可在主轴20上来回滑动,在本实施例中,主轴20上设有一条导轨23,相应的离合内板222上设有一条滑槽(如图5所示),离合板22上设有用于推动离合板22在主轴20上来回移动的拉杆24,具体的,拉杆24的中部铰接在机架上,拉杆24一端铰接在离合外板221上,通过推动拉杆24的自由端,可实现将离合板22沿着主轴20轴向来回移动的目的(如图3所示),进而实现主轴20与主动链轮21之间的同步传动或脱离的目的。
[0044] 请结合参阅图1、图2及图10所述滚筒10通过轴承枢接于主轴20,该滚筒10的外圆周上还同步固接有第三链14,滚筒10与主轴20之间设置有棘轮机构30,滚筒10通过吊绳11连接有配重块12,其体的,在滚筒10的外圆周表面设有绳槽(图未标示),所述吊绳11的一端连接在滚筒10相应处的绳槽上,另一端绕滚筒10的外圆周表面绳槽反
时针缠绕相应的圈数后从滚筒10的左端向下连接于配重块12,该配重块12对滚筒10左端施加一个与其重量相等的垂直向下的重力,在配重块12的四个角位装设有夹角柱13(图未标示),夹角柱13固定在机架上,该夹角柱13用于限定配重块12不能前后左右摆动只能上下移动,所述配重块12用于驱动主轴20转动提供重力的作用,该配重块12对滚筒10左端施加反时针旋转的力矩,大于压力轮102、转动架101及悬吊组件50通过拉绳40对滚筒10右端施加的重力,以及驱动主轴20反时针转动对外输出动力所需要的重量以及机械
摩擦力。所述棘轮机构30装设于主轴20与滚筒10的联接处,棘轮机构30包括相互配合的棘轮31、棘爪32及用于装设棘爪32的圆环34,所述棘轮31设有旋向一致的棘齿,棘轮31与主轴20同步联接装设于圆环34中心,圆环
34固定在滚筒10的端部上与滚筒10同步转动,在圆环34上围绕棘轮31设若干个棘爪32,棘爪32呈长条形,棘爪32的中部枢接在圆环34上,每个棘爪32的前端应对一个齿槽,棘爪32的后端与圆环34之间装设有拉簧33,该拉簧33用于提供一个使棘爪32的前端压紧在棘轮31的弹性力,该拉簧33可以是拉簧(如图2所示),也可以设置为
扭簧及压簧;棘爪32的前端部与齿槽根部的距离呈均匀的变化,也就是说当后一个棘爪32恰好抵推在棘轮31齿槽根部时,前一个棘爪32与应对的齿槽根部相对有一点距离,如此依次使所有棘爪32与对应齿槽的根部距离逐步均匀的增大设置,由此可使圆环34与棘轮31之间怎么旋转至少总有一个棘爪32的前端部恰好抵推在对应齿槽的根部(如图2所示),从而确保滚筒10与主轴20同向旋转时实现棘爪32与棘轮31无间隙推动;请再次参阅图2,滚筒10逆时针旋转时,棘爪32的前端与齿槽根部相互咬合,拉簧33拉紧棘爪32的后端以防止棘爪32从棘轮31上脱离,此时滚筒10通过棘爪32推动棘轮31转动,从而带动主轴20逆时针旋转,从而完成转
动能的传递;当滚筒
10顺时针转动时,带动棘爪32顺时针转动,棘
轮齿的特殊形状可顺利将棘爪32的前端拨开,棘爪32的前端从棘轮齿背滑过,主轴20的旋转几乎不受到阻碍,主轴20与棘轮31仍然保持逆时针旋转。
[0045] 所述两拉绳40的一端连接在滚筒10两端的圆周外表面的相应处的绳槽上,另一端顺滚筒10的圆周外表面的蝇槽顺时针缠绕相应圈数后固定于机架上,底部绕设在悬吊组件50上。
[0046] 请结合参阅图6a及7图,悬吊组件50悬吊在两拉绳40的底部,该悬吊组件50包括两滚轮52、连接两滚轮52的轮轴51及固定于轮轴51中部的锥形螺纹轮53,所述滚轮52及轮轴51绕设拉绳40的部位均设有绳槽(图未标示),所述两拉绳40从滚筒10右端向下反时针绕设在对应滚轮52的外表面的绳槽上,并绕设相应的圈数后继续反时针绕设于轮轴51设有绳槽的部位,并绕设相应的圈数后向上固定于机架,所述滚轮52上设有用于防止拉绳40相对滚轮52滑动的定位钉(图未示)。也可以将滚轮52设置为大小两部份,两拉绳40分别全部绕设在对应滚轮52圆周表面上(如图6b所示)。如此设置其可减小锥形螺纹轮53的体积,从而减小悬吊组件50上下移动的幅度,由此又可减小本发明的整体体积及占用空间,因此,可以节省原料及成本。
[0047] 请结合参阅图1、图8及9图,所述压力组件100包括一转动架101、压力轮102及凸轮107,所述转动架101为一长形
框架,转动架101的右端通过轴承枢接在两圆柱108上,以使该转动架101可绕该枢接点转动,在转动架101左端的连接杆上通过轴承枢接有一滑轮103,所述两圆柱108分别套入在两圆柱筒109内,并且两圆柱108在两圆柱筒109内可上下活动,在两圆柱筒109内的上部装设有压簧110,压簧110的底部下压在两圆柱108的顶部,两圆柱108向上移动时可对压簧110产生压缩作用,在两圆柱筒109的顶端设有用于调节压簧110压力大小的装置(图未标示)并联接有压力表(图未标示),用于观望压簧110对转动架101右端产生的压力数值,所述两圆柱筒109固定在机架上,所述压力轮102固接于传动联接轴111,该传动联接轴111通过轴承枢于转动架101左端滑轮103到转动架101右端枢接点之间的中部,传动联接轴111的前端从转动架101穿出后同步固接有第五链轮84,该压力轮102轮周设有凹槽,凹槽上设有防滑芽,该凹槽下压在锥形螺纹轮53的螺纹凸边531,螺纹凸边531上也设有防滑芽,由此可压力轮102与锥形螺纹轮53
接触转时不会打滑,所述锥形螺纹轮53的外轮周,设有围绕从锥形螺纹轮53的最小部位向最大部位方向顺时针(也可逆时针设置)旋转延伸的螺纹凸边531(如图7所示),当锥形螺纹轮53反时针旋转时,压力轮102会随着锥形螺纹轮53的螺纹凸边531从最低点转到最高点,当锥形螺纹轮53顺时针转动时,压力轮102又从锥形螺纹轮53最高点转到最低点,在此过程中,压力轮102只是随着锥形螺纹轮53转动,不会上下以及前后移动,只有锥形螺纹轮53在转动中上下移动以及顺着轮轴51的长度方向运动;因此,在锥形螺纹轮53逆时针转动及顺时针转动的工作过程中,转动架101始终保持在一定高度。所述凸轮107经转轴106同步联接有第一链轮105,凸轮107装设于滑轮103的上方,该第一链轮105通过第一链条104与主轴20同步联接,也就是第一链轮105通过第一链条
104与主动链轮21同步联接,该转轴106通过轴承枢接在机架上。所述凸轮107设有第一凸边
1071及第二凸边1072,该第一凸边1071高于第二凸边1072,并且,第一凸边1071与滑轮103接触的旋转角度小于180度,第二凸边1072应对滑轮103的旋转角度大于180度,由此可使两个驱动单元有一个共同对主轴20转动做功的过程,具体的,主动链轮21在主轴20的带动下,通过第一链条104带动第一链轮105逆时针转动,从而经转轴106带动凸轮107转动,使第一凸边1071与滑轮103分离,第二凸边1072应对滑轮103,从而解除压力组件100对悬吊组件50施加的压力,使得滚筒10在左端配重块12的重力作用下逆时针转动,再通过棘轮机构30施加于主轴20,为主轴20提供转动力源,当凸轮107旋转180度后,第二凸边1072与滑轮103还没有分离,此时后一级的驱动单元进入工作状态,使得两个驱动单元有一个重合同时对主轴20转动做功的过程,并在转动一定的角度后前一级驱动单元退出工作状态,由此实现两个驱动单元对主轴20转动做功交换程序,使前一级驱动单元的凸轮107旋转大于180度后第二凸边1072与滑轮103分离,第一凸边1071与滑轮103接触并对转动架101左端往压,驱动单元退出对主轴20转动做功并进入回归初始状态程序,该压力组件100用于带动驱动单元回归初始状态提供力源作用,并且,压力组件100产生的力源可使滚筒10顺时针转动的速度快于滚筒10逆时针转动时驱动主轴20转动的速度。
[0048] 所述同步机构90包括第一齿轮91、第二齿轮92、与第二齿轮92同步联接的第二链轮93,第二齿轮92及第二链轮93枢接在机架,该第二链轮93经第二链条94与滚筒10同步联接,也就是第二链轮93经第二链条94与第三链轮14同步连接,所述第一齿轮91同步联接在转轴106的末端,第一齿轮91为部份齿,并且部份齿的圆心角范围为100度角至180度角之间,该第一齿轮91与第二齿轮92间歇性啮合,该同步机构90用于使驱动单元在回归初始状态时与主轴20实现同步联动作用,具体的,驱动单元对主轴20做功完成一个工作过程后,滚筒10右端在压力组件100产生的力源经悬吊组件50及拉绳40的牵引下顺时针转动,由此带动驱动单元回归初始状态,由于压力组件100对滚筒10右端产生的力源是相对稳定的,也就是说压力组件100对滚筒10右端产生的转速是相对稳定不变的,但是主轴20的转速会随着负载端负载大小变化的,也就是当主轴20输出的转动力没有负载或者负载小于设定的功率时,主轴20会相对转动的快,当负载端超出额定的功率时,主轴20会相对转动的慢,本发明在运行中将会出现不协调的运行情况,造成机械停止运转,为此设置同步机构90使驱动单元在回归初始状态中与主轴20实现同步联动关系,使本发明在运行中不受主轴20输出动力的大小而影响整机的运行的协调性能。具体工作,主动链轮21在主轴20的带动下通过第一链条104、第一链轮105及转轴106带动凸轮107及第一齿轮91反时针转动,当第二凸边1071转动到与滑轮103分离,第一凸边1071与滑轮103接触并对转动架101左端住下压时,此时第一齿轮91也转动到部份齿与第二齿轮92啮合,由此带动第二齿轮92顺时针转动,因第二链轮93与第二齿轮92是同步联接的,使得第二链轮93顺时针转动,由于第二链轮93通过第二链条94与第三链轮14同步连接的,由此使得滚筒10与主轴20同步联动,当第一齿轮91部份齿转动到与第二齿轮92脱离啮合时,驱动单动回归到初始状态,同时第一凸边741也转动到与滑轮103分离,第二凸边742应对滑轮103并呈分离状态,压力组件100施加在悬吊组件50上的压力解除,滚筒10在左边配重块12的重力作用下逆时针转动,驱动单元再次进入工作状态对主轴20转动做功。
[0049] 请具体参阅图11,因第一齿轮91与第二齿轮92间歇性啮合机制,存在卡齿现象的发生,也就是说第一齿轮91与第二齿轮92不能精准啮合,为此本发明在第一齿轮91的圆周
侧壁上设有拨齿910,第二齿轮92的圆周侧壁上设有校正齿920,具体的,当第一齿轮91转动到准备与第二齿轮92啮合时,拨齿910首先与校正齿920接触,从而拨动第二齿轮92转动,使两齿轮能准确啮合转动,也可以用其它方法使第二齿轮92每次都刚好转动到设定的
位置中与第一齿轮91啮合。
[0050] 请具体参阅图1为使压力轮102与锥形螺纹轮53接触转动更加畅顺,设置有传动机构,该传动机构包括第三齿轮112及枢接于机架上的第四链轮82,该第四链轮82还同步固接有第四齿轮81,所述第三齿轮112同步固接于第一链轮105上,所述第三齿轮112为部份齿,并且部份齿的圆心角范围为100度角至180度角,该第三齿轮112与第四齿轮81间歇性啮合,第四链轮82通过第三链条83与压力轮102同步联接,也就是第四链轮82通过第三链条83与第五链轮84同步联接,由于第五链轮84会随转动架101有一个很小的上下移动的幅度,因此须在第三链条83上装设一个自动张紧器。具体工作,主轴20通过主动链轮21经第一链条104带动第一链轮105逆时转动,使得第三齿轮112同时逆时针转动,在第一凸边1071与滑轮103接触对转动架101左端往下压时,该第三齿轮112部份齿与第四齿轮81啮合,由此带动第四齿轮81及第四链轮82顺时针转动,第四链轮82通过第三链条83带动第五链轮84顺时针转动,从而使得压力轮102顺时针转动,由此可使压力轮102下压在螺纹凸边531时对锥形螺纹轮53施加一逆时针的旋转力,使悬吊组件50更易于旋转,当第一凸边1071转动到与滑轮103分时,第三齿轮112部份齿也转动到与第四齿轮81脱离驱动状态,驱动单元进入回归初始状态。
[0051] 也可以不经主轴20提供转动力,在转动架101上装设一
电动机及变速箱,利用电动机经过变速后与压力轮102所需的转速连接于第五链轮84驱动压力轮102转动,该电动机电源可由外部输入,具体的,在所述转动架101上装设有变速箱,该变速箱的输入端与电机连接,输出端通过第三链条83与第五链轮84同步连接,电机为可正反转的,该电机用于对压力轮102施加一个顺时针及逆时针的转动力,由此可使压力102与锥形螺纹轮53更易于转动,其实施方式,在凸轮107的上方装设有触碰正反开并关,所述外部电源经正反
开关后连接于电机,当凸轮107第一凸边1071与滑轮103接触并对转动架101左端往下压时,凸轮107的第一凸边1071与正反开关分离,使得此时正转电源接通使电机顺时针转动,并经过变速箱变速后与压力轮102相匹配的转速通过第三链条83传递于第五链轮84,从而驱动压力轮102顺时针转动,由此使得锥形螺纹轮53有一个逆时针的旋转力,从而使得悬吊组件50更易于旋转,当凸轮107的第一凸边1071转动到与滑轮103分离时,凸轮107的第一凸边1071与正反开关接触,正转电源断开,反转电源接通使电机逆时针转动,由此对锥形螺纹轮53施加一个顺时针的旋转力。
[0052] 因第三齿轮112与第四齿轮81间歇性啮合机制,存在卡齿现象的发生,也就是说第三齿轮112与第四齿轮81不能精准啮合,为此本发明在第三齿轮112的圆周侧壁上设有拨齿,第四齿轮84的圆周侧壁上设有校正齿,具体工作原理可参照图11所述。
[0053] 请具体参阅图6a,所述限位机构60固设于机架上,该限位机构60用于限定轮轴51只在上下方向及顺着轮轴51长度方向移动,具体的,限位机构60由固定于机架上的四个挡柱构成,四个挡柱两两一组,两组挡柱分别挡持在轮轴51两端的外圆周表面。
[0054] 请参阅图12图16,其为本发明在五种不同工作状态的示意图:
[0055] 其中,图12驱动单元初始进入工作状态示意图,图13图14驱动单元处在工作状态中,图15驱动单元退出工作状态中,图16驱动单元回归初始状态示意图,两个驱动单元的凸轮107呈180度角错开排列安装。使得两个驱动单元完成安装后,以第一驱动单元处在图12态时,第二驱动单元则处于图14态,并且,图14态中的第二驱动单元处于对主轴20转动做功当中,使得本发明完成安装后即具有初始运行功能。
[0056] 本发明在正常运转时,离合板22的定位柱223插置于主动链轮21的定位孔211内,使主轴20与主动链轮21是同步联接的关系;
[0057] 其中,以图12态驱动单元来说明本发明的工作原理:
[0058] 以驱动单元工作一次牵引滚筒10旋转380°,凸轮107转动190度。第一凸边1071与滑轮103接触转动170度,第二凸边1072应对滑轮103转动角度为190度角为例,初始状态时,主轴20驱动主动链轮21反时针转动,由于第一链轮105与主动链轮21经第一链条104同步联接的,从而使得第一链轮105通过转轴106带动凸轮107、第三齿轮112及第一齿轮91反时针转动,使凸轮107的第一凸边1071与滑轮103分离,第二凸边1072应对滑轮103并呈分离状态,此时转动架101的左端没有压力作用,使得滚筒10的右端只有拉绳40施加的压力轮102、转动架101及悬吊组件50的重力,驱动单元处于如图12示的状态。此时,滚筒10左端配重块12的重力大于拉绳40对滚筒10右端施加的重力以及滚筒10逆时针转动时驱动主轴20旋转所需要的重量,因此,滚筒10在左端配重块12的重力作用下反时针转动,从而带动圆环34反时针转动,进而带动棘爪32推动棘轮31反时针转动,由于棘轮31与主轴20是同步联接的,棘轮31又带动主轴20反时针转动,从而使得主轴20对外输出动力。同时,在滚筒10反时针转动时,两拉绳40向滚筒10缠绕,滚筒10收紧两拉绳40,从而使拉绳40逐渐的缩短,由此带动悬吊组件50顺时针转动,并在转动中向上移动以及顺着轮轴51长度方向运动。当驱动单元运行到图14态时,配重块12牵引滚筒10反时针转动360°,滚筒10也通过棘轮机构30驱动主轴
20反时针转动了360°,同时主轴20通过主动链轮21、第一链条104、第一链轮105及转轴106驱动凸轮107、第三齿轮112及第一齿轮91反时针旋转了180°(第一齿轮91及第三齿轮112属于空转状态)。此时,处在后一级的驱动单元开始进入工作状态,驱动单元继续从图14图15态运行,在从图14图15态的过程中,此驱动单元则与后一级驱动单元共同对主轴20转动做功,驱动单元运行到图15态时,配重块12全程牵引滚筒10反时针转动了380°,滚筒10通过棘轮机构30驱动主轴20也是反时针旋转了380°,凸轮107、第三齿轮112及第一齿轮91反时针转动了190°,此时第二凸边1072与滑轮103分离,同时第一齿轮91也转动到部份齿与第二齿轮92啮合使主轴20与滚筒10是同步联动关系,第三齿轮112部份齿也与第四齿轮81啮合,由此通过第四链轮82、第三链条83带动第五链轮84顺时针转动,经传动联接轴111带动压力轮
102顺时针转动,至此,驱动单元停止对主轴20转动做功并进入回归初始状态程序,驱动单元完成了一次对主轴20旋转做功的过程,主轴20在后续驱动单元的驱动下继续逆时针转动。此时,第一凸边1071与滑轮103接触并对转动架101左端下压,使得转动架101在压力轮
102的作用下右端向上移动,使两圆柱108向上移动对压簧110产生压缩作用,从而使得压簧
110对两圆柱108有一个反向的压力,由此使得转动架101有一个向下的压力经压力轮102施加在悬吊组件50上通过拉绳40将力源传递至滚筒10的右端。同时,由于压力轮102是枢接在转动架101左端滑轮103与转动架101右端两圆柱108枢接点之间的中部,由此使得压力组件
100对悬吊组件50施加了两倍压簧110所产生的压力,也就是说在压簧110所产生的压力为G时,此时悬吊组件50所承受的压力为两G,由此可使包括悬吊组件50、转动架101以及压力轮
102施加的重量在内,在左右两边的拉绳40都有一个大于一G的向下拉力,也就是说拉绳40向下的拉力大于压簧110产生的压力。同时拉绳40也有一个向上的反向拉力,由于拉绳40的右段(即是从轮轴51到机架的固定点)固定在机架上,由此,两个向下向上的拉力是相等的。
在拉绳40的左段(从滚轮52到滚筒10的一段),由于是连接在滚筒10上的,并且滚筒10不是固定不动的,只要滚筒10右端施加的顺时针转动的力矩大于滚筒10左端配重块12对滚筒10施加的阻力,滚筒10即可顺时针转动的。由于压力组件100产生的压力(包含悬吊组件50、转动架101及压力轮102施加的重力)大于配重块12的重力的,因此,滚筒10右端在拉绳40的拉动下有一个顺时针转动的趋势,并在压力轮102顺时针的转转动力对螺纹凸边531的作用下,使锥形螺纹轮53、滚轮52及轮轴51上有一个反时针的旋转势力,从而使得锥形螺纹轮
53、滚轮52及轮轴51反时旋转,并在转动中向下移动并顺着轮轴51长度方向运动,从而带动滚筒10顺时针转动,由此使得吊绳11向滚筒10缠绕,从而带动配重块12向上移动。在此过程中,由于滚轮52是与轮轴51及锥形螺纹轮53是同步联接的。因此,锥形螺纹轮53也是随着轮轴51在转动中向下移动的,并且在转动下移中螺纹凸边531与压力轮102凹槽的接触点逐步增大。即是从轮轴51的中心点到螺纹凸边531与压力轮102凹的接触点,会随着下移在转动中逐步增大,并且与下移高度是同等的。也就是说轮轴51的中心点向下移动了多少,同时带动锥形螺纹轮53在下移转动中使螺纹凸边531与压力轮102凹槽接触点增大了多少,使转动架101不往下移动,使第一凸边1071对滑轮103保持下压状态(如图16所示),如此可使得压力组件100(转动架101)始终有一个向下的压力施加在悬吊组件50上,并经拉绳40将力源传递到滚筒10的右端,使滚筒10顺时针转动,使得吊绳11向滚筒10缠绕,从而带动配重块12向上移动,在滚筒10顺时针转动时,由于棘轮机构30的单向驱动性能,此时主轴20在后续驱动单元的驱动下带动棘轮31继续逆时针转动,滚筒10则带动棘爪32顺时针转动,棘爪32的前端从棘轮齿背滑过,当凸轮107转动了170度后,第一凸边1071与滑轮103分离,同时第一齿轮91也转动到部分齿与第二齿轮92脱离啮合驱动状态,第三齿轮112部份齿也与第四齿轮
84脱离啮合驱动,至此,驱动单元回归到初始状态,此时第二凸边1072应对滑轮103并呈分离状态,压力组件100对悬吊组件50施加的压力解除,在悬吊组件50上只有转动架101及压力轮102施加的重量,滚筒10在配重块12的重力作下逆时针转动,驱动单元再次进入工作状态对主轴20转动做功,重复以上工作过程,如此重复循环,使得本发明在两个驱动单元的相互配合下,主轴20得以持续的转动并对外输出动力。
[0059] 本发明两个驱动单元的主轴20沿着机架的长度方向(即X向)依次排列并同步联接,所述主轴20实际上可设置为一条,两个驱动单元共用该主轴20。
[0060] 请参阅图8,作为进一步的改进,除了上述两个驱动单元,还可设置一个空闲驱动单元,当上述两个驱动单元的其中一个出现故障需要维修时,暂停该驱动单元,并启动所述空闲驱动单元便可,由此可使不需整体停机,即可进行检修保养。具体的实现方式是:所述第一链轮105设有内八角体1051,转轴106的该端设为八面体,且转轴106的八面体可插置于第一链轮105的内八角体1051内,同时,在第一链轮105的内八角体1051的外边缘开设有螺丝孔(图中未标示),螺丝孔内有一螺丝1052,螺丝1052可抵达于所述转轴106八面体的其中一个面上,从而使转轴106与第一链轮105实现固定关系(如图8所示);当有驱动单元需要检修保养时,松开螺丝1052,把第一链轮105从转轴106的八面体退出,然后调节空闲驱动单元的转轴106,使其凸轮107的角度及驱动单元与待修的驱动单元的
相位保持一致即可,再将第一链轮105装入转轴106的八面体将螺丝1052拧紧固定,将空闲驱动单元的离合板22上的定位柱223推入主动链轮21的定位孔211,即可启动该空闲驱动单元,然后将需要检修驱动单元的离合板22,通拉杆24将离合板22推离主动链轮21,使定位柱223从定位孔211内退出,便可完成暂停待修驱动单元,检修后又可作为新的空闲驱动单元,用于替换新的故障驱动单元。
[0061] 综上所述,本发明利用配重块12对滚筒10左端施加的重力通过棘轮机构30将力矩施加于主轴20上,为主轴20提供转动的力源,利用压力组件100产生的压力经悬吊组件50及拉绳40以传递的方式施加在滚筒10的右端,带动驱动单元回归到初始状态重复循环对主轴20转动做功。由此可使在两个驱动单元的相互配合下,本发明得以周而复始的转动,从而实现在无其他动力或其他动力较小的情况下,使主轴20持续地转动,并对外输出转动的动力,因此,本发明可以减小煤炭、汽油、天然气等能源的消耗,并且不会向大气环境中排放有害物质,减少环境污染。
[0062] 本发明也可以根据上述的工作原理制作一种用于观赏性的,并适合各种场所的工艺品,使本发明发挥最大的利用价值。
[0063] 对本领域的技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构思,做出其它各种相应的改变以及形变,而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明
权利要求的保护范围。