一种温差动力装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种温差动力装置，属于机械动力装置，主要包括动力机构、传动换向机构和储能机构三部分。动力源螺旋双金属片由中温高敏感性的5J20110材料组成，首先当温度发生变化，双金属片发生移动变形产生推动力，然后通过弹簧推动弹性铰链机构将力放大，弹性铰链另一端连接环形齿轮随着力方向的前后推动与内部小齿轮啮合实现传动换向功能，最后完成换向后，将能量通过传动轮传递给盘轮，将能量储存到发条中为钟表运行提供动力。本发明专利技术主要用于环境温差变化驱动机构运行，解决了现有技术中依赖电力、石油能源等消耗资源驱动结构问题。

A Thermal Power Device

The invention discloses a thermodynamic power device, which belongs to a mechanical power device, and mainly comprises three parts: a power mechanism, a transmission commutation mechanism and an energy storage mechanism. The power source spiral bimetal sheet is composed of 5J20110 material with high sensitivity and medium temperature. Firstly, when the temperature changes, the bimetal sheet moves and deforms to generate driving force. Then, the spring pushes the elastic hinge mechanism to amplify the force. The other end of the elastic hinge connects the ring gear to engage with the internal pinion in front and back of the force direction to realize the transmission commutation function, and finally completes the commutation back. The energy is transmitted to the disc wheel through the transmission wheel, and the energy is stored in the spring to provide power for the operation of clocks and watches. The invention is mainly used for driving mechanism operation of environmental temperature difference change, and solves the problem of resource-consuming driving structure relying on electric power, petroleum energy, etc. in the prior art.

【技术实现步骤摘要】
一种温差动力装置
本专利技术涉及机械结构动力
，特别是涉及到一种温差动力装置。利用温差变化带动钟表机构运行的动力装置，也可延伸至为其他机构提供动力。
技术介绍
机构的运动需要动力，目前国内的动力机构主要是以燃油为主。近些年，随着低碳出行、绿色环保理念的出现，新能源动力装置开始出现。但这些动力机构仍然需要消耗能源，产生温室气体，加速全球变暖。在二十世纪，瑞士积家专利技术了空气钟，随着日常温度变化使特制气囊中氯乙烷发生气液转换产生能量，由这些能量驱动钟表机构的运转。虽然空气钟绿色环保，但造价极高，储存氯乙烷的装置是积家特制，需要极高的密封性，不仅价格非常昂贵而且难以制作，并且随着时间的推移气体还是会扩散出气囊，如果要继续驱动钟表又要重新制作。现有一种应用于工业的双金属温度计，利用双金属的特性提供动力，双金属片为阶梯普通螺旋形，一端固定另一端连接指针，当测量流体温度发生变化，螺旋双金属发生旋转，进而带动指针左右偏移。但其只能测量流体的温度，并且无法将能量储存利用。
技术实现思路
本专利技术针对现有动力机构的不足，提出一种温差式动力装置。为了达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种温差动力装置，包括外壳、螺旋双金属片、弹簧、固定杆、弹性铰链、环形齿轮、前啮合齿轮、后啮合齿轮、前过轮、后过轮、第一反向轮和第二反向轮、第一反向小齿轮和第二反向小齿轮、小齿轮、啮合小齿轮、传动轮、条盒齿轮、发条盒、发条、棘轮，所述螺旋双金属片通过固定杆安装在外壳内部，所述弹簧下端与螺旋双金属片的上端固定在一起，随着螺旋双金属片的膨胀和收缩发生压缩和拉伸；所述弹性铰链的一端与弹簧上端固定连接，随着弹簧的压缩和拉伸将推动力放大，弹性铰链的另一端与环形齿轮固定连接，在外壳的边缘设有支点以支撑弹性铰链，根据杠杆定理，支点设置在靠近弹簧而远离环形齿轮的位置；所述环形齿轮通过弹性铰链的推动而前后移动；当环形齿轮向前移动时，与前啮合齿轮发生啮合，然后前啮合齿轮带动前过轮转动，通过传动轴带动第二反向小齿轮转动并与第一反向轮发生啮合，第一反向轮带动第一反向小齿轮转动，并与第二反向轮发生啮合带动其转动，第二反向轮通过传动轮将能量传递给条盒齿轮储存在发条盒中的发条中；当环形齿轮向后移动时，与后啮合齿轮发生啮合，然后后啮合齿轮带动后过轮转动，由于后过轮与啮合小齿轮同轴，带动啮合小齿轮转动，啮合小齿轮带动第一反向轮转动，第一反向轮带动第一反向小齿轮转动，随之带动第二反向轮转动，反向轮与传动轮啮合将能量传递到发条中储存；为了避免传动轮发生倒转损耗发条能量，在传动轮上设置棘轮阻止其倒转。所述外壳采用镂空设计，其底面打孔，保证其内部螺旋双金属片与环境充分接触，敏锐感知环境温度变化。所述螺旋双金属片采用“蚊香式”螺旋结构，采用背对背式放置使动力机构产生较大的变形量，温度发生变化时，螺旋双金属片的变形为宝塔形；初始状态下为螺旋双金属片添加预应力，使其成宝塔形，当温度发生较小变化时，螺旋双金属片便可产生推动力作用于弹簧，对温度的敏感性比初始状态为片状更好。所述第一反向轮和第二反向轮的结构包括凹槽、滚珠、阻挡圆柱和外圈环齿，凹槽为左高右低，阻挡圆柱在内部深度大于外圈环齿，滚珠滚落同时支撑外圈环齿；当反向轮发生啮合使其顺时针转动时，滚珠直径小于凹槽的高处尺寸，反向轮外圈环齿正常运转；当发生啮合使其逆时针转动时，由于凹槽低处尺寸小于滚珠的尺寸，滚珠无法运动，导致外圈环齿不能逆时针转动。本专利技术的温差式动力装置主要包括三个方面，分别为动力机构、传动换向机构和储能机构。动力机构由外壳、“蚊香式”螺旋双金属片、弹簧、固定杆和弹性铰链组成，外壳对内部零件起支撑和保护作用，同时为了使螺旋双金属片与空气充分接触，准确感知温度变化，外壳采用镂空花纹设计形式，既美观又实用。外壳与固定杆直接连接，螺旋双金属片一端与固定杆连接，但不完全固定在上面，弹簧下端与螺旋双金属上端固定在一起，为了能够在较小温差环境下双金属便能产生明显形变和推动力，提前对螺旋双金属施加预应力，使其初始状态变为宝塔形。弹簧与螺旋双金属片固定连接，当双金属膨胀时推动弹簧向上运动，当双金属收缩时拉动弹簧发生拉伸变形，向下发生变形产生向下的拉力。弹簧另一端与弹性铰链固定在一起，弹性铰链机构支点固定在外壳上，与弹簧距离接近，与环形齿距离较远。这样设计目的是利用弹性铰链机构将螺旋双金属片的推动力放大，双金属端只需要产生较小的推动力，根据杠杆原理另一端便能产生较大的力带动环形齿进行能量传递。此动力机构实现了将温差变化通过螺旋双金属转换为动力功能。传动换向机构包括前后啮合齿轮、前后过轮、啮合小齿轮一对反向轮及附属反向小齿轮。当推动力带动环形齿向前运动时与前齿轮啮合，前齿轮产生顺时针方向转动并带动前过轮发生逆时针转动，与前过轮通过传动轴相连接的啮合小齿轮随之逆时针转动，带动反向轮顺时针转，与之附属的反向小齿轮也发生顺时针转动并与另一反向轮啮合使其顺时针转动，然后通过大传动轮减速，并将能量传递给盘条轮储存在发条中。当推动力带动环形齿向后运动时与后齿轮相啮合，传递方式与前齿轮类似。通过传动换向机构实现螺旋双金属片膨胀和收缩时能量的利用，同时能驱动钟表机构顺时针运行。储能机构包括传动齿轮、棘轮、盘条轮、发条盒和发条。传动轮与反向轮相啮合，带动盘条轮转动，随着盘条轮的转动发条盒内的发条将能量储存，只需与钟表机构连接便能将发条内的能量释放驱动指针运行。另外，如果发条释放能量时会带动条盒轮转动，从而带动传动轮运转，会将能量损耗。为了解决这一问题，将棘轮和传动轮相啮合，当传动轮正常转动时，棘轮不工作，当传动轮发生反向回转时，棘轮阻挡传动轮发生转动，由此便能将能量损耗减小到最低。本专利技术的工作原理如下：对比已有的燃油或耗电动力机构，新型温差式动力装置只需要温度变化便能产生推动力驱动机构运行，不需要依赖电力和燃油。与积家的空气钟相比，由于双金属价格低廉，所以新型温差式动力装置造价很低，容易推广使用。与双金属温度计相比，本专利技术采用“蚊香式”螺旋双金属片，竖直放置时产生上下的位移变形量和推动力，横向放置产生前后的位移变形量和推动力，并非旋转位移，通过传动换向机构将能量储存在发条中驱动钟表指针运行。本专利技术在一天中环境温度相差8-10℃时，首先螺旋双金属片发生弯曲变形并产生驱动力，通过弹簧将力输出作用于弹性铰链，弹性铰链机构将力放大，再通过另一端的环形齿轮与前后齿轮交替啮合将能量输出到与前后齿轮相对应的过轮，前后过轮过轮通过传动轴分别连接两个反向轮以及附属反向小齿轮，然后随着推动力往复运动，将正向运动直接输出，反向运动通过反向齿轮和附属小齿轮的啮合实现方向转正再输出，最后将能量通过传动轴传递给盘条轮储存在发条内，其中一部分能量用于驱动指针运行，另一部分能量用于一天中温度不发生变化或变化极小的时间段驱动钟表运行，能有效的代替电子和手动旋转发条驱动钟表装置运行。综上所述，为了节约空间、结构简便并产生较大的能量，将双金属片设计为“蚊香式”螺旋双金属，与直片式相比相同长度占用空间少，产生推动力更大，与普通窄面向上螺旋双金属相比，结构简单工艺性强，同时可根据执行机构所需动力，方便增加或减少双金属片的数量。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：（1）该新型温差动力装置采用双金本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种温差动力装置，其特征在于，包括外壳（1）、螺旋双金属片（2）、弹簧（3）、固定杆（4）、弹性铰链（5）、环形齿轮（7）、前啮合齿轮（8）、后啮合齿轮（9）、前过轮（10）、后过轮（11）、第一反向轮（12‑1）和第二反向轮（12‑2）、第一反向小齿轮（15‑1）和第二反向小齿轮（15‑2）、小齿轮（13）、啮合小齿轮（14）、传动轮（16）、条盒齿轮（17）、发条盒（18）、发条（19）、棘轮（20），所述螺旋双金属片（2）通过固定杆（4）安装在外壳（1）内部，所述弹簧（3）下端与螺旋双金属片（2）的上端固定在一起，随着螺旋双金属片（2）的膨胀和收缩发生压缩和拉伸；所述弹性铰链（5）的一端与弹簧（3）上端固定连接，随着弹簧（3）的压缩和拉伸将推动力放大，弹性铰链（5）的另一端与环形齿轮（7）固定连接，在外壳（1）的边缘设有支点（6）以支撑弹性铰链（5），根据杠杆定理，支点（6）设置在靠近弹簧（3）而远离环形齿轮（7）的位置；所述环形齿轮（7）通过弹性铰链（5）的推动而前后移动；当环形齿轮（7）向前移动时，与前啮合齿轮（8）发生啮合，然后前啮合齿轮（8）带动前过轮（10）转动，通过传动轴带动第二反向小齿轮（15‑2）转动并与第一反向轮（12‑1）发生啮合，第一反向轮（12‑1）带动第一反向小齿轮（15‑1）转动，并与第二反向轮（12‑2）发生啮合带动其转动，第二反向轮（12‑2）通过传动轮（16）将能量传递给条盒齿轮（17）储存在发条盒（18）中的发条（19）中；当环形齿轮（7）向后移动时，与后啮合齿轮（9）发生啮合，然后后啮合齿轮（9）带动后过轮（11）转动，由于后过轮（11）与啮合小齿轮（14）同轴，带动啮合小齿轮（14）转动，啮合小齿轮（14）带动第一反向轮（12‑1）转动，第一反向轮（12‑1）带动第一反向小齿轮（15‑1）转动，随之带动第二反向轮（12‑2）转动，反向轮（12‑2）与传动轮（16）啮合将能量传递到发条（19）中储存；为了避免传动轮（16）发生倒转损耗发条（19）能量，在传动轮（16）上设置棘轮（20）阻止其倒转。...

【技术特征摘要】
1.一种温差动力装置，其特征在于，包括外壳（1）、螺旋双金属片（2）、弹簧（3）、固定杆（4）、弹性铰链（5）、环形齿轮（7）、前啮合齿轮（8）、后啮合齿轮（9）、前过轮（10）、后过轮（11）、第一反向轮（12-1）和第二反向轮（12-2）、第一反向小齿轮（15-1）和第二反向小齿轮（15-2）、小齿轮（13）、啮合小齿轮（14）、传动轮（16）、条盒齿轮（17）、发条盒（18）、发条（19）、棘轮（20），所述螺旋双金属片（2）通过固定杆（4）安装在外壳（1）内部，所述弹簧（3）下端与螺旋双金属片（2）的上端固定在一起，随着螺旋双金属片（2）的膨胀和收缩发生压缩和拉伸；所述弹性铰链（5）的一端与弹簧（3）上端固定连接，随着弹簧（3）的压缩和拉伸将推动力放大，弹性铰链（5）的另一端与环形齿轮（7）固定连接，在外壳（1）的边缘设有支点（6）以支撑弹性铰链（5），根据杠杆定理，支点（6）设置在靠近弹簧（3）而远离环形齿轮（7）的位置；所述环形齿轮（7）通过弹性铰链（5）的推动而前后移动；当环形齿轮（7）向前移动时，与前啮合齿轮（8）发生啮合，然后前啮合齿轮（8）带动前过轮（10）转动，通过传动轴带动第二反向小齿轮（15-2）转动并与第一反向轮（12-1）发生啮合，第一反向轮（12-1）带动第一反向小齿轮（15-1）转动，并与第二反向轮（12-2）发生啮合带动其转动，第二反向轮（12-2）通过传动轮（16）将能量传递给条盒齿轮（17）储存在发条盒（18）中的发条（19）中；当环形齿轮（7）向后移动时，与后啮合齿轮（9）发生啮合，然后后啮合齿轮（9）带动后过轮（11...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞杰，朱春进，沈振军，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31