节能平衡机构、旋转机器及实施方法技术

本发明专利技术涉及机构(1)，所述机构包括：一个支撑件(2)，所述支撑件包括基部(3)、一个钟摆(4)以及铰接在所述基部(3)上和所述钟摆(4)上的连接悬挂杆(5)；围绕其相应轴线(A1；A2)旋转的两个运动嵌齿轮(12；22)；两个偏心元件(14；24)，所述两个偏心元件与所述嵌齿轮(12；22)整体地围绕其轴线(A1；A2)旋转并生成重力的力矩；以及一个连接连杆(60；160)，所述连接连杆包括旋转头部(62)和偏心头部(63)。所述轴线(A1；A2)在水平或垂直参考平面(P0)内平行。所述钟摆(4)支撑所述嵌齿轮(12；22)和所述偏心元件(14；24)的所述轴线(A1；A2)。所述连接杆(5)按照相对于垂直平面介于45度与80度之间的角度倾斜。所述嵌齿轮(12；22)彼此使用单一的传动比来啮合，并且以在相反方向上旋转的方式运动。当所述机构(1)在操作中时，所述偏心元件(14；24)采取椭圆运动，而所述钟摆(4)采取具有垂直分量和水平分量的行进运动。所述偏心元件(14；24)的重力力矩具有相同的值和相同的方向，两者均根据它们围绕所述轴线(A1；A2)的角位置而变化。对于所述嵌齿轮(12；22)和所述偏心元件(14；24)围绕所述轴线(A1；A2)的每个角位置而言，所述机构(1)在静态时呈现平衡构型。

Energy saving balancing mechanism, rotary machine and implementing method

The present invention relates to a mechanism (1), including the mechanism: a support member (2), the support member includes a base (3), a pendulum (4) and is hinged on the base (3) and the pendulum (4) connecting hanging rod (5). Around its respective axis; (A1; A2) the two movement of the rotating gear (12; 22); two eccentric element (14; 24), the two eccentric element and the gear (12; 22) overall around its axis (A1; A2) rotation and generate gravity torque; and a connecting rod (60; 160), the connecting rod comprises a rotating head (62) and eccentric head (63). The axis (A1; A2) is parallel to the horizontal or vertical reference plane (P0). The pendulum (4) supports the gear (12; 22) and the axis (A1; A2) of the eccentric element (14;). The connecting rod (5) is tilted at an angle between the 45 degree and the 80 degree relative to the vertical plane. The gears (12; 22) are engaged with each other by a single transmission ratio, and are moved in the opposite direction. When the mechanism (1) is in operation, the eccentric element (14; 24) takes an elliptical motion, and the pendulum (4) takes a moving motion with a vertical component and a horizontal component. The gravity torques of the eccentric elements (14, 24) have the same values and the same direction, both of which vary according to their angular positions around the axis (A1; A2). For the gear (12; 22) and the eccentric element (14; 24) around each angular position of the axis (A1; A2), the mechanism (1) presents a static configuration in the static state.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及任何可行应用中的节能平衡机构，并且尤其涉及旋转机器。本专利技术还涉及包括至少一个这种机构的旋转机器，例如马达、发电机或混合器。本专利技术特别涉及包括若干机构的马达。本专利技术最后涉及这种机构的实施方法。
技术介绍
在机械领域中，存在许多适于装配旋转机器的运动传动机构，诸如行星式齿轮系或曲柄轴。然而，使用公知的机构所获得的产率并不能令人完全满意。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出能够节约能量并改善旋转机器的产率的机构。出于所述目的，本专利技术的目标是一种机构，所述机构包括：一个支撑件，所述支撑件包括基部、悬挂在所述基部上的一个钟摆以及铰接在所述基部上和所述钟摆上的悬挂连接杆；第一运动嵌齿轮，所述第一运动嵌齿轮围绕第一轴线相对于所述支撑件旋转；第二运动嵌齿轮，所述第二运动嵌齿轮围绕第二轴线相对于所述支撑件旋转；第一偏心元件，所述第一偏心元件与所述第一嵌齿轮整体地围绕所述第一轴线旋转并生成重力的第一力矩；第二偏心元件，所述第二偏心元件与所述第二嵌齿轮整体地围绕所述第二轴线旋转并生成重力的第二力矩；以及一个连接连杆，所述连接连杆包括作为枢转连杆安装在第一轴上的旋转头部以及作为偏心枢转连杆安装在第二轴上的偏心头部。根据本专利技术，所述轴线在水平或垂直参考平面内平行。钟摆支撑嵌齿轮和偏心元件的轴线。连接悬挂杆按照相对于垂直平面介于45度与80度之间的角度倾斜。对于连接连杆而言，第一轴是支撑嵌齿轮之一的轴或固定在基部上的轴，而第二轴是支撑嵌齿轮之一的轴中的另一轴以及固定在基部上的轴。嵌齿轮彼此使用单一的传动比来啮合，并且以在相反方向上旋转的方式运动。当该机构在操作中时，这些偏心元件采取椭圆运动，而钟摆采取具有垂直分量和水平分量的行进运动。偏心元件的重力的力矩具有相同的值和相同的方向，两者均根据它们围绕轴线的角位置而变化。对于嵌齿轮和偏心元件围绕轴线的每个角位置而言，该机构在静态时呈现平衡构型。因此，本专利技术能够生成能量，这是由于偏心元件的运动所产生的离心力以及钟摆的运动所产生的推力或牵引力。偏心元件的平衡及它们所生成的离心力能够降低嵌齿轮和偏心元件在旋转时所需的能量。离心力升高越多，越有利于所述旋转。与将垂直于平衡态布置的连接连杆相比，连接悬挂杆的倾斜能够改变该机构的重心。钟摆的推力或牵引能量显著高于以旋转方式驱动偏心元件的初始力。一旦该机构运动，偏心元件所生成的离心能量就显著高于钟摆的推力或牵引能量。按照根据本专利技术的机构的单独呈现或组合的其他有利特性：-这些偏心元件具有相同的质量和相同的尺寸。-这些嵌齿轮包括具有比其他嵌齿更长的嵌齿的第一轮以及具有在两个嵌齿之间形成的凹槽的第二轮，并且当这些嵌齿轮啮合时，所述更长的嵌齿和凹槽重合，从而实现了这些偏心元件的对齐。-该机构包括传动轴，所述传动轴具有与连接悬挂杆的上铰接部对齐的轴线。-在每个偏心元件的远端与对应旋转轴线之间限定了第一距离。限定了第二距离，其等于连接悬挂杆的中心到中心的距离。第一距离小于第二距离，以便这些偏心元件在传动轴下方经过。-该机构包括被设计为将嵌齿轮之一驱动成旋转的启动装置，所述启动装置包括例如链条或齿轮传动系统。-该启动装置包括马达。-该启动装置包括曲柄。-该机构没有一个或多个机构的专用启动装置。在这种情况下，所述一个或多个机构的启动可通过在一个或多个钟摆上或在偏心元件之一上简单推动来进行。-该机构在操作中时包括能量收集装置，例如发电机或马达-发电机的形式。-当该能量收集装置包括发电机时，该机器优选地包括用于启动该机构的装置，包括马达或曲柄。这能够克服启动时与发电机的存在相关的阻力。-为了固定连接连杆，第一轴支撑嵌齿轮之一，而将第二轴固定在基部上。-为了固定连接连杆，将第一轴固定在基部上，而第二轴支撑嵌齿轮之一。-这些嵌齿轮的轴线为水平的。-参考平面为水平的。-参考平面为垂直的。本专利技术还涉及包括诸如上述的至少一个机构的旋转机器。所述旋转机器优选地为能量产生或变换机器，其展现出改善的产率。有利地，所述机器没有曲柄轴。作为非穷举示例，所述旋转机器可为马达、发电机、混合器、离心机、压缩机、泵或涡轮机。当所述机器为内燃马达时，装配所述机构的偏心元件在两个最大离心位置中连接起来，每一个位置对应于马达内部的气体的燃烧。根据一个有利实施例，所述机器包括连续布置并同步化的至少一对机构。这些机构对齐并以相反相位运动。每个机构包括其自身的传动轴，所述传动轴具有与连接悬挂杆的上铰接部对齐的轴线。根据另一个有利实施例，所述机器包括在每对内连续布置并同步化的若干对机构。这几对平行布置并在它们之间同步化。所述机器包括两个传动轴，每个传动轴与平行布置在一行内的不同机构联接。有利地，所述机器包括单个能量收集轴。根据另一个有利实施例，所述机器是包括两个机构的二冲程马达。第一组两个偏心元件以半转间隔布置，并且第二组两个偏心元件以半转间隔布置。根据另一个有利实施例，所述机器是包括四个机构的四冲程马达。第一组四个偏心元件以四分之一转间隔布置，并且同样，第二组四个偏心元件以四分之一转间隔布置。优选地，当所述机器包括若干钟摆机构时，基部是所有钟摆共同的。换句话讲，所有钟摆悬挂在相同基部上。本专利技术的目标还涉及诸如上述的机构的实施方法，包括以下连续步骤：-偏心元件相对于彼此并相对于嵌齿轮的定位步骤，以便偏心元件的重力力矩具有相同的值和相同的方向，两者均根据它们围绕所述轴线的角位置而变化，并且对于嵌齿轮和偏心元件围绕所述轴线的每个角位置而言，所述机构在静态时呈现平衡构型；-嵌齿轮和偏心元件围绕所述轴线的旋转启动步骤，其中所述机构解除平衡构型并开始运动；以及-操作步骤，其中偏心元件围绕轴线的旋转在机构内生成离心力，所述偏心元件采取椭圆运动，而所述钟摆采取具有垂直分量和水平分量的行进运动。附图说明在参照随附示意图阅读以下作为非穷举示例给出的说明书后，将更好地理解本专利技术，在示意图中：-图1是根据本专利技术的第一实施例的机构的侧视图，包括具有钟摆的支撑件、两个嵌齿轮、两个偏心元件和一个连接连杆；-图2是装配图1中的机构的钟摆的较大比例局部顶视图；-图3是机构的两个嵌齿轮之间的啮合的局部细部图；-图4是装配图1和图2中的机器的连接连杆的侧视图；-图5至图12显示了图1和图2中的机构的示意图，示出了嵌齿轮和偏心元件的运动；-图13至图16显示了根据本专利技术的第二实施例的机构的类似于图5至图8的示意图；-图17是显示用于将连接连杆连接到机构上的变型的顶视图；-图18是根据本专利技术的第三实施例的机构的与图2类似的视图；-图19是与图1类似的视图，示出了根据本专利技术的装配有两个连续机构的机器示例；-图20是图1的机器的顶视图；-图21是与图18类似的视图，示出了根据本专利技术的机器的第二示例；-图22是与图19类似的视图，示出了根据本专利技术的机器的第三示例；-图23是与图18类似的视图，示出了根据本专利技术的机器的第四示例；以及-图24是与图19类似的视图，示出了根据本专利技术的平行装配有两对连续机构的机器的第五示例。具体实施方式图1至图12显示了根据本专利技术的第一实施例的节能平衡机构1。机构1包括支撑件2、以围绕第一轴线A1旋转R1的方式运动的第一单元10、以围绕第二轴线A2旋转R2的方式运动的第二单元20、机构1的启动装置40、支撑轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
机构(1)，包括：‑支撑件(2)，所述支撑件包括基部(3)、悬挂在所述基部(3)上的钟摆(4)以及铰接在所述基部(3)上和所述钟摆(4)上的连接悬挂杆(5)；‑第一嵌齿轮(12)，所述第一嵌齿轮以围绕第一轴线(A1)相对于所述支撑件(2)旋转(R1)的方式运动；‑第二运动嵌齿轮(22)，所述第二运动嵌齿轮围绕第二轴线(A2)相对于所述支撑件(2)旋转(R2)；‑第一偏心元件(14)，所述第一偏心元件与所述第一嵌齿轮(12)整体地围绕所述第一轴线(A1)旋转(R1)并生成重力(P1)的第一力矩(M1)；‑第二偏心元件(24)，所述第二偏心元件与所述第二嵌齿轮(22)整体地围绕所述第二轴线(A2)旋转(R2)并生成重力(P2)的第二力矩(M2)；以及‑连接杆(60；160)，所述连接杆包括作为枢转连杆安装在第一轴上的旋转头部(62)以及作为偏心枢转连杆安装在第二轴上的偏心头部(63)；其中：‑所述轴线(A1；A2)在水平或垂直参考平面(P0)内平行；并且‑所述钟摆(4)支撑所述嵌齿轮(12；22)和所述偏心元件(14；24)的所述轴线(A1；A2)；‑所述连接悬挂杆(5)按照相对于垂直平面介于45度与80度之间的角度倾斜；‑对于所述连接连杆(60；160)而言，所述第一轴是支撑所述嵌齿轮(12；22)之一的轴(11；21)或固定在所述基部(3)上的轴(53)，而所述第二轴是支撑所述嵌齿轮(12；22)之一的所述轴(11；21)中的另一轴以及固定在所述基部(3)上的所述轴(53)；‑所述嵌齿轮(12；22)彼此使用单一的传动比来啮合，并且以在相反方向上旋转(R1；R2)的方式运动；‑当所述机构(1)在操作中时，所述偏心元件(14；24)采取椭圆运动，而所述钟摆(4)采取具有垂直分量和水平分量的行进运动；‑所述偏心元件(14；24)的重力(P1；P2)的所述力矩(M1；M2)具有相同的值和相同的方向，两者均根据它们围绕所述轴线(A1；A2)的角位置而变化；‑对于所述嵌齿轮(12；22)和所述偏心元件(14；24)围绕所述轴线(A1；A2)的每个角位置而言，所述机构(1)在静态时呈现平衡构型。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.30 FR PCT/FR2015/053769;2016.01.27 FR PCT/1.机构(1)，包括：-支撑件(2)，所述支撑件包括基部(3)、悬挂在所述基部(3)上的钟摆(4)以及铰接在所述基部(3)上和所述钟摆(4)上的连接悬挂杆(5)；-第一嵌齿轮(12)，所述第一嵌齿轮以围绕第一轴线(A1)相对于所述支撑件(2)旋转(R1)的方式运动；-第二运动嵌齿轮(22)，所述第二运动嵌齿轮围绕第二轴线(A2)相对于所述支撑件(2)旋转(R2)；-第一偏心元件(14)，所述第一偏心元件与所述第一嵌齿轮(12)整体地围绕所述第一轴线(A1)旋转(R1)并生成重力(P1)的第一力矩(M1)；-第二偏心元件(24)，所述第二偏心元件与所述第二嵌齿轮(22)整体地围绕所述第二轴线(A2)旋转(R2)并生成重力(P2)的第二力矩(M2)；以及-连接杆(60；160)，所述连接杆包括作为枢转连杆安装在第一轴上的旋转头部(62)以及作为偏心枢转连杆安装在第二轴上的偏心头部(63)；其中：-所述轴线(A1；A2)在水平或垂直参考平面(P0)内平行；并且-所述钟摆(4)支撑所述嵌齿轮(12；22)和所述偏心元件(14；24)的所述轴线(A1；A2)；-所述连接悬挂杆(5)按照相对于垂直平面介于45度与80度之间的角度倾斜；-对于所述连接连杆(60；160)而言，所述第一轴是支撑所述嵌齿轮(12；22)之一的轴(11；21)或固定在所述基部(3)上的轴(53)，而所述第二轴是支撑所述嵌齿轮(12；22)之一的所述轴(11；21)中的另一轴以及固定在所述基部(3)上的所述轴(53)；-所述嵌齿轮(12；22)彼此使用单一的传动比来啮合，并且以在相反方向上旋转(R1；R2)的方式运动；-当所述机构(1)在操作中时，所述偏心元件(14；24)采取椭圆运动，而所述钟摆(4)采取具有垂直分量和水平分量的行进运动；-所述偏心元件(14；24)的重力(P1；P2)的所述力矩(M1；M2)具有相同的值和相同的方向，两者均根据它们围绕所述轴线(A1；A2)的角位置而变化；-对于所述嵌齿轮(12；22)和所述偏心元件(14；24)围绕所述轴线(A1；A2)的每个角位置而言，所述机构(1)在静态时呈现平衡构型。2.根据权利要求1所述的机构(1)，其特征在于所述连接悬挂杆(5)按照相对于垂直平面的45度角进行倾斜。3.根据前述权利要求中一项所述的机构(1)，其特征在于所述偏心元件(14；24)具有相同的质量和相同的尺寸。4.根据前述权利要求中一项所述的机构(1)，其特征在于所述偏心元件(14；24)呈圆柱形。5.根据前述权利要求中一项所述的机构(1)，其特征在于所述嵌齿轮(12；22)包括具有比其他嵌齿(13)更长的嵌齿(13a)的第一轮(12)以及具有在两个嵌齿(23)之间形成的凹槽(23a)的第二轮(22)，并且特征在于当所述嵌齿轮(12；22)啮合时所述更长的嵌齿(13a)和所述凹槽(23a)重合，从而实现了所述偏心元件(14,24)的对齐。6.根据前述权利要求中一项所述的机构(1)，其特征在于所述机构包括具有与所述连接悬挂杆(5)的所述上铰接部对齐的轴线的传动轴(43)。7.根据权利要求6所述的机构(1)，其特征在于在每个偏心元件(14；24)的远端与所述对应旋转轴线(A1；A2)之间限定了第一距离，特征在于第二距离等于使所述钟摆(4)与所述基部(3)相连的所述连接悬挂杆(5)的中心到中心的距离，并且特征在于所述第一距离小于所述第二距离，...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫里斯·格朗热，
申请(专利权)人：莫里斯·格朗热，
类型：发明
国别省市：葡萄牙;PT