球形热动力电源制造技术

本实用新型专利技术提供了一种球形热动力电源，主要由子活塞Ⅰ、活塞环、活塞腔Ⅰ、电子气门Ⅰ、母活塞Ⅰ、缸套Ⅰ、锁紧螺母Ⅰ、缸套轴承Ⅰ、带轮螺钉Ⅰ、带轮Ⅰ、球壳轴承Ⅰ、线圈固定端盖Ⅰ、线圈Ⅰ、磁铁Ⅰ、球形壳体Ⅰ、滚子轴Ⅰ、滚子Ⅰ、母球机转动件、空间导向凸轮、中心轴、活塞销Ⅰ、母活塞Ⅱ、球形壳体Ⅱ、磁铁Ⅱ、线圈Ⅱ、线圈固定端盖Ⅱ、球壳轴承Ⅱ、带轮Ⅱ、带轮螺钉Ⅱ、缸套轴承Ⅱ、锁紧螺母Ⅱ、缸套Ⅱ、电子气门Ⅱ、活塞腔Ⅱ、子活塞Ⅱ、子球机转动件、滚子Ⅱ、滚子轴Ⅱ、活塞销Ⅱ、连接型材Ⅰ、连接型材Ⅱ组成；本实用新型专利技术全新的结构形式有效提升了系统的集成性，机械能与电能的双重输出带来了能量利用的更多选择，完全的动态平衡提升了系统的隐身性能，球体构形结构紧凑提升了空间利用率，有利于小型化。有利于小型化。有利于小型化。

【技术实现步骤摘要】
球形热动力电源


[0001]本技术属于热动力电源领域，具体涉及一种球形混合动动力源。

技术介绍

[0002]随着“工业4.0”和“中国制造2025”的持续推进，我们正快速迈入智能化时代。智能化时代会需要越来越多的便携式智能机电设备，如此对微小型动力源的性能提出了越来越高的要求。
[0003]目前为便携式设备提供电能的主要有三种形式：新型锂电池、燃料电池和热动力电源系统。锂电池由于受到关键技术的制约，其容量较低；燃料电池虽已有样品，但由于其响应速度较慢，动态特性不好，且价格高昂，目前应用十分有限；热动力电源系统是利用发动机驱动发电机将汽油等高能量密度燃料的化学能转化成电能，其技术成熟，可靠性好，实现较为容易，动态响应特性较好，是一种理想的电源。
[0004]利用发动机作为原动力的热动力电源具有以下几方面的优势：能量密度高，其理论上的能量密度为现有的蓄电池的7倍左右；功率密度大，同功率系统可有效减小电源系统体积，方便携带；重复使用性好，可缩短系统准备时间；启动方便，动态特性好。
[0005]由于热动力电源系统具有上述优势，因此，在应急电源、野外无人勘测设备以及无人机野外移动电源上得到了广泛的使用。但是，现有的热动力电源系统存在以下不足：已有热动力电源均是将传统内燃机和普通的发电机进行简单串联组合进行发电，其体积大、质量大，集成性不好；采用普通往复式活塞发动机作为发电机动力源，功率密度不高，振动、噪声较大；现有热动力电源系统的功率传输机构多采用曲柄连杆机构，活塞往复运动规律单一，热效率提升空间有限。
[0006]球形热动力电源是一种新型的能量转换装置，它的设计理念是将发动机与发电机的功能集成于一体，将燃料化学能直接高效地转化为电能输出，其球形结构大大提高了空间利用率，对其进行小型化设计后、可以单人携带，具备广阔的应用前景。

技术实现思路

[0007]本技术要解决的技术问题就在于：已有热动力电源均是将传统内燃机和普通的发电机进行简单串联组合进行发电，其体积大、质量大，集成性不好；采用普通往复式活塞发动机作为发电机动力源，功率密度不高，振动、噪声较大；现有热动力电源系统的功率传输机构多采用曲柄连杆机构，活塞往复运动规律单一，热效率提升空间有限。
[0008]为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案：
[0009]一种球形热动力电源，主要由子活塞Ⅰ、活塞环、活塞腔Ⅰ、电子气门Ⅰ、母活塞Ⅰ、缸套Ⅰ、锁紧螺母Ⅰ、缸套轴承Ⅰ、带轮螺钉Ⅰ、带轮Ⅰ、球壳轴承Ⅰ、线圈固定端盖Ⅰ、线圈Ⅰ、磁铁Ⅰ、球形壳体Ⅰ、滚子轴Ⅰ、滚子Ⅰ、母球机转动件、空间导向凸轮、中心轴、活塞销Ⅰ、母活塞Ⅱ、球形壳体Ⅱ、磁铁Ⅱ、线圈Ⅱ、线圈固定端盖Ⅱ、球壳轴承Ⅱ、带轮Ⅱ、带轮螺钉Ⅱ、缸套轴承Ⅱ、锁紧螺母Ⅱ、缸套Ⅱ、电子气门Ⅱ、活塞腔Ⅱ、子活塞Ⅱ、子球机转动件、滚子Ⅱ、滚子轴
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、活塞销Ⅱ、连接型材Ⅰ、连接型材Ⅱ组成；子活塞Ⅰ、子活塞Ⅱ通过活塞销Ⅱ与子球机转动件铰接，母活塞Ⅰ、母活塞Ⅱ通过活塞销Ⅰ与母球机转动件铰接，子活塞Ⅰ、子活塞Ⅱ、母活塞Ⅰ与母活塞Ⅱ均配有同规格的活塞环，子活塞Ⅰ、母活塞Ⅰ与缸套Ⅰ之间形成活塞腔Ⅰ，子活塞Ⅱ、母活塞Ⅱ与缸套Ⅱ之间形成活塞腔Ⅱ，缸套Ⅰ与缸套Ⅱ内侧均有进排气道；母球机转动件的两侧装有滚子轴Ⅰ，滚子Ⅰ套装在滚子轴Ⅰ上；子球机转动件的两侧装有滚子轴Ⅱ，滚子Ⅱ套装在滚子轴Ⅱ上；母球机转动件、子球机转动件通过中心轴呈对置式铰接在一起；空间导向凸轮位于球形热动力电源的中间位置，两侧的滚子Ⅰ、滚子Ⅱ分别与空间导向凸轮两侧的凸轮型线接触；其特征在于：球形热动力电源整体结构关于空间导向凸轮呈对称分布，带轮Ⅰ通过带轮螺钉Ⅰ紧固于球形壳体Ⅰ，带轮Ⅱ通过带轮螺钉Ⅱ紧固于球形壳体Ⅱ，球形壳体Ⅰ通过缸套轴承Ⅰ套装于缸套Ⅰ上，球形壳体Ⅱ通过缸套轴承Ⅱ套装于缸套Ⅱ上，缸套轴承Ⅰ通过锁紧螺母Ⅰ锁紧于缸套Ⅰ上，缸套轴承Ⅱ通过锁紧螺母Ⅱ锁紧于缸套Ⅱ上，空间导向凸轮与其两侧的球形壳体Ⅰ、球形壳体Ⅱ固连在一起，两侧的线圈固定端盖Ⅰ、线圈固定端盖Ⅱ分别通过前端的连接型材Ⅰ与后端的连接型材Ⅱ固连在一起，线圈固定端盖Ⅰ通过球壳轴承Ⅰ套装于球形壳体Ⅰ上，线圈固定端盖Ⅱ通过球壳轴承Ⅱ套装于球形壳体Ⅱ上，缸套Ⅰ、缸套Ⅱ、线圈固定端盖Ⅰ、线圈固定端盖Ⅱ是固定不可动的，带轮Ⅰ、球形壳体Ⅰ、球形壳体Ⅱ、带轮Ⅱ是可转动的。
[0010]所述的球形热动力电源，线圈固定端盖Ⅰ与线圈固定端盖Ⅱ相对空间导向凸轮对称布置，线圈固定端盖Ⅰ的内侧周向分别均匀布置了至少4个线圈Ⅰ，线圈固定端盖Ⅱ的内侧周向分别均匀布置了至少4个线圈Ⅱ。
[0011]球形热动力电源，球形壳体Ⅰ与球形壳体Ⅱ相对空间导向凸轮对称布置，球形壳体Ⅰ的外侧周向均匀布置了至少4个磁铁Ⅰ，球形壳体Ⅱ的外侧周向均匀布置了至少4个磁铁Ⅱ。
[0012]所述的球形热动力电源，空间导向凸轮的凸轮型线呈三角函数运动规律，也可以呈五次多项式运动规律。
[0013]所述的球形热动力电源，线圈Ⅰ与线圈Ⅱ均采用铜线绕制。
[0014]所述的球形热动力电源，滚子Ⅰ与滚子轴Ⅰ之间是滚动摩擦，滚子Ⅱ与滚子轴Ⅱ之间是滚动摩擦。
[0015]所述的球形热动力电源，母球机转动件、子球机转动件与中心轴之间是滚动摩擦。
[0016]球形热动力电源，燃料在活塞腔Ⅰ与活塞腔Ⅱ中的着火方式是压燃。
[0017]所述的球形热动力电源，球形热动力电源工作运转后，可以通过对置的线圈Ⅰ、磁铁Ⅰ以及线圈Ⅱ、磁铁Ⅱ产生电能输出。
[0018]所述的球形热动力电源，球形热动力电源工作运转后，可以通过对置的带轮Ⅰ、带轮Ⅱ输出机械能。
[0019]与现有技术相比，本技术的优点在于：
[0020]1、全新的结构形式有效提升了系统的集成性，实现了球形发动机和发电机的有机结合，以一种全新的结构实现了动力源的高集成化，同时，由于省去了动力部分与发电部分之间的连接构件，进一步提升了电源系统整体的功率密度和能量密度；
[0021]2、机械能与电能的双重输出带来了能量利用的更多选择，集成了发电模块的球形热动力电源可以同时输出机械转矩和电能电流，可根据需要，调整发电模块的工作参数，改
139、连接型材Ⅱ140组成；子活塞Ⅰ100、子活塞Ⅱ134通过活塞销Ⅱ138与子球机转动件135)铰接，母活塞Ⅰ104、母活塞Ⅱ121通过活塞销Ⅰ120与母球机转动件117铰接，子活塞Ⅰ100、子活塞Ⅱ134、母活塞Ⅰ104与母活塞Ⅱ121均配有同规格的活塞环101，子活塞Ⅰ100、母活塞Ⅰ104与缸套Ⅰ105之间形成活塞腔Ⅰ102，子活塞Ⅱ134、母活塞Ⅱ121 与缸套Ⅱ131之间形成活塞腔Ⅱ133，缸套Ⅰ105与缸套Ⅱ131内侧均有进排气道；母球机转动件117的两侧装有滚子轴Ⅰ115，滚子Ⅰ116套装在滚子轴Ⅰ115上；子球机转动件135的两侧装有滚子轴Ⅱ137，滚子Ⅱ136套装在滚子轴Ⅱ137上；母球机转动件117、子球机转动件135通过中心轴119呈对置式铰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种球形热动力电源，主要由子活塞Ⅰ(100)、活塞环(101)、活塞腔Ⅰ(102)、电子气门Ⅰ(103)、母活塞Ⅰ(104)、缸套Ⅰ(105)、锁紧螺母Ⅰ(106)、缸套轴承Ⅰ(107)、带轮螺钉Ⅰ(108)、带轮Ⅰ(109)、球壳轴承Ⅰ(110)、线圈固定端盖Ⅰ(111)、线圈Ⅰ(112)、磁铁Ⅰ(113)、球形壳体Ⅰ(114)、滚子轴Ⅰ(115)、滚子Ⅰ(116)、母球机转动件(117)、空间导向凸轮(118)、中心轴(119)、活塞销Ⅰ(120)、母活塞Ⅱ(121)、球形壳体Ⅱ(122)、磁铁Ⅱ(123)、线圈Ⅱ(124)、线圈固定端盖Ⅱ(125)、球壳轴承Ⅱ(126)、带轮Ⅱ(127)、带轮螺钉Ⅱ(128)、缸套轴承Ⅱ(129)、锁紧螺母Ⅱ(130)、缸套Ⅱ(131)、电子气门Ⅱ(132)、活塞腔Ⅱ(133)、子活塞Ⅱ(134)、子球机转动件(135)、滚子Ⅱ(136)、滚子轴Ⅱ(137)、活塞销Ⅱ(138)、连接型材Ⅰ(139)、连接型材Ⅱ(140)组成；子活塞Ⅰ(100)、子活塞Ⅱ(134)通过活塞销Ⅱ(138)与子球机转动件(135)铰接，母活塞Ⅰ(104)、母活塞Ⅱ(121)通过活塞销Ⅰ(120)与母球机转动件(117)铰接，子活塞Ⅰ(100)、子活塞Ⅱ(134)、母活塞Ⅰ(104)与母活塞Ⅱ(121)均配有同规格的活塞环(101)，子活塞Ⅰ(100)、母活塞Ⅰ(104)与缸套Ⅰ(105)之间形成活塞腔Ⅰ(102)，子活塞Ⅱ(134)、母活塞Ⅱ(121)与缸套Ⅱ(131)之间形成活塞腔Ⅱ(133)，缸套Ⅰ(105)与缸套Ⅱ(131)内侧均有进排气道；母球机转动件(117)的两侧装有滚子轴Ⅰ(115)，滚子Ⅰ(116)套装在滚子轴Ⅰ(115)上；子球机转动件(135)的两侧装有滚子轴Ⅱ(137)，滚子Ⅱ(136)套装在滚子轴Ⅱ(137)上；母球机转动件(117)、子球机转动件(135)通过中心轴(119)呈对置式铰接在一起；空间导向凸轮(118)位于球形热动力电源的中间位置，两侧的滚子Ⅰ(116)、滚子Ⅱ(136)分别与空间导向凸轮(118)两侧的凸轮型线接触；其特征在于：球形热动力电源整体结构关于空间导向凸轮(118)呈对称分布，带轮Ⅰ(109)通过带轮螺钉Ⅰ(108)紧固于球形壳体Ⅰ(114)，带轮Ⅱ(127)通过带轮螺钉Ⅱ(128)紧固于球形壳体Ⅱ(122)，球形壳体Ⅰ(114)通过缸套轴承Ⅰ(107)套装于缸套Ⅰ...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹腾安，邓静子，常雨康，卢欣，徐海军，张湘，张雷，王文浩，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：新型
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