專利名稱：軌道定向轉(zhuǎn)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及能量轉(zhuǎn)化裝置，特別是一種受季節(jié)、地域影響非常小，適用于工業(yè)生產(chǎn)、科研教學(xué)的軌道系統(tǒng)定向轉(zhuǎn)動裝置。
背景技術(shù)：
太陽能、風(fēng)能、生物能、地?zé)崮堋⒅亓菽芏际侨粘Ｉ钪形覀兂＝佑|的能量。生活中，我們需要有實現(xiàn)這些能量轉(zhuǎn)化成動能或電能的裝置。目前，實現(xiàn)重力勢能轉(zhuǎn)化成動能的裝置通常只有實驗用的演示裝置，這些裝置結(jié)構(gòu)簡單，負(fù)載小，不能廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)、科研教學(xué)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種軌道系統(tǒng)單向轉(zhuǎn)動裝置。其基本原理是轉(zhuǎn)動裝置的運動系統(tǒng)受重力作用作滑行運動，由此產(chǎn)生的系統(tǒng)內(nèi)力通過機(jī)械傳動對系統(tǒng)外的固定系統(tǒng)施力，在固定系統(tǒng)的反作用下繞固定系統(tǒng)作旋轉(zhuǎn)運動。重要的是，轉(zhuǎn)動系統(tǒng)的運動部分受重力作用運動所產(chǎn)生的系統(tǒng)內(nèi)力以機(jī)械傳動的方式，在固定系統(tǒng)的反作用下改變了動力點的分布，即改變了旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的運動力矩。利用本裝置，可以平穩(wěn)地將重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。進(jìn)而通過連接輪轂連接負(fù)載，將動力輸出。為實現(xiàn)本實用新型目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，一種軌道系統(tǒng)定向轉(zhuǎn)動裝置，包括上傳動齒圈、下傳動齒圈、重力機(jī)車和輪轂。所述上傳動齒圈和下傳動齒圈均是一段圓弧。所述輪轂通過輪轂軸承安裝在軸上、并與所述上傳動齒圈和下傳動齒圈的圓弧同心地安裝在支撐架上，在輪轂上呈輪輻狀固定著不少于3條軌道系統(tǒng)。每一條軌道系統(tǒng)具有至少兩條支撐重力機(jī)車的滑軌，所述滑軌之間安裝有由重力機(jī)車的往復(fù)運動帶動旋轉(zhuǎn)的螺旋傳動軸。所述螺旋傳動軸與動齒輪連接。所述上傳動齒圈和下傳動齒圈的齒面相反，當(dāng)軌道系統(tǒng)運動至接近裝置的上方時，由于重力機(jī)車的作用，使螺旋傳動軸帶動動齒輪旋轉(zhuǎn)并與所述上傳動齒圈嚙合。當(dāng)動齒輪運動至接近裝置的下方時，由于重力機(jī)車的作用，使螺旋傳動軸帶動動齒輪反轉(zhuǎn)并與所述下傳動齒圈嚙合。軌道系統(tǒng)定向轉(zhuǎn)動裝置的主體部分是一個轉(zhuǎn)動系統(tǒng)，其基本構(gòu)成就是上述的實用新型內(nèi)容。該轉(zhuǎn)動系統(tǒng)安裝在支撐塔架上，支撐塔架可以是鋼架也可以用混凝土澆注。當(dāng)轉(zhuǎn)動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動時，動力由插入所述輪轂中的輸出軸導(dǎo)出。需要特別說明的是，所述上傳動齒圈和下傳動齒圈是均兩個小半圈，且不在一個平面上。和轉(zhuǎn)動系統(tǒng)區(qū)分的是上傳動齒圈和下傳動齒圈是固定的，它們由固定的支撐裝置固定連接，支撐裝置可以是鋼架，也可以用混凝土燒鑄。軌道系統(tǒng)定向轉(zhuǎn)動裝置的運動形式是由于機(jī)車軌道系統(tǒng)上安裝有可以在軌道系統(tǒng)上滑行的重力機(jī)車，當(dāng)軌道系統(tǒng)有一定傾斜時，重力機(jī)車將受重力牽引而向下滑行。再由所述重力機(jī)車上夾住螺旋傳動軸的螺旋軌道的傳動桿，將重力機(jī)車的線運動轉(zhuǎn)化為螺旋傳動軸的轉(zhuǎn)動。裝置轉(zhuǎn)動時動齒輪需要與傳動齒圈嚙合。但是，當(dāng)動齒輪下傳動齒圈范圍內(nèi)運動時，重力機(jī)車在是由內(nèi)向外運動，假定這時傳動桿將驅(qū)動螺旋傳動軸順時針方向旋轉(zhuǎn)，即動齒輪將隨之順時針方向旋轉(zhuǎn)；當(dāng)動齒輪在上傳動齒圈范圍內(nèi)的運動時，重力機(jī)車將是由外向內(nèi)運動，這時傳動桿將驅(qū)動螺旋傳動軸逆時針方向旋轉(zhuǎn)，即動齒輪將隨之逆時針方向旋轉(zhuǎn)。因此，為了避免因動齒輪的反向旋轉(zhuǎn)帶來的機(jī)械干涉，下傳動齒圈和上傳動齒圈固定安裝在傳動齒輪對立嚙合面，即分別與動齒輪的兩側(cè)嚙合。本實用新型由于上述結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊、機(jī)械性能好。能夠不受季節(jié)、地域等使用環(huán)境的影響。上下傳動齒圈的設(shè)計，避免了機(jī)械干涉，裝置可以在一定條件下持續(xù)旋轉(zhuǎn)，達(dá)到將重力勢能平穩(wěn)地轉(zhuǎn)化為動能的目的。

圖I為透視參考圖圖2為使用狀態(tài)參考圖
·[0010]圖3為側(cè)面參考圖,包括機(jī)車、軌道和傳動軸圖4為傳動結(jié)構(gòu)參考圖圖5為空氣彈簧緩沖器結(jié)構(gòu)示意圖圖6為軌道剖面圖圖中1、上傳動齒圈；2、動齒輪；3、下傳動齒圈；4、重力機(jī)車；5、螺旋傳動軸；7、軌道系統(tǒng)；8、軸；9、輪轂軸承；10、滑輪；12、傳動桿；13、離合器；14、輪轂；16、緩沖裝置；17、齒圈固定架；18、支撐架；20、滑軌；21、網(wǎng)格鑄件；22、鑄件平面；23、軌道；24、鑄件軌道；25、軌道扣件；26、固定件；27、連接件；31、車廂；32、外車輪；33、內(nèi)車輪；34、連接件；35、軸；41、空氣彈簧穩(wěn)定器；42、彈簧緩沖座；43、活塞；44、通氣倉；45、排氣口 ；46、進(jìn)氣口 ；47、彈簧卡；48、卡柱；50、連接桿；51、連接桿；52、連接桿；53、緩沖繩；54、緩沖器；55、掛鉤；61、軸承座；62、軸承；63、軸；64、螺旋軌道；66、滑輪；101、傳送組；102同步齒圈。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)該理解為本實用新型上述主題范圍僅限于下述實施例。在不脫離本實用新型上述技術(shù)思想的情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段，作出各種替換和變更，均應(yīng)包括在本實用新型范圍內(nèi)。參見附圖一種軌道系統(tǒng)定向轉(zhuǎn)動裝置，包括上傳動齒圈I、下傳動齒圈3、重力機(jī)車4和輪轂14。所述上傳動齒圈I和下傳動齒圈3均是一段圓弧。所述輪轂14通過輪轂軸承9安裝在軸8上、并與所述上傳動齒圈I和下傳動齒圈3的圓弧同心地安裝在支撐架18上，在輪轂14上呈輪輻狀固定著不少于3條軌道系統(tǒng)7。每一條軌道系統(tǒng)7具有至少兩條支撐重力機(jī)車4的滑軌20，所述滑軌20之間安裝有由重力機(jī)車4的往復(fù)運動帶動旋轉(zhuǎn)的螺旋傳動軸5。所述螺旋傳動軸5與動齒輪2連接。所述上傳動齒圈I和下傳動齒圈3的齒面相反。兩個齒圈之間留有一個動齒輪2的寬度，以便于動齒輪2能夠分別與兩個齒圈嚙合而不打齒。當(dāng)軌道系統(tǒng)7運動至接近裝置的上方時，由于重力機(jī)車4的作用，使螺旋傳動軸5帶動動齒輪2旋轉(zhuǎn)并與所述上傳動齒圈I嚙合。當(dāng)動齒輪2運動至接近裝置的下方時，由于重力機(jī)車4的作用，使螺旋傳動軸5帶動動齒輪2反轉(zhuǎn)并與所述下傳動齒圈3嚙合。[0018]實施例中，所述螺旋傳動軸5的通過軸承62與軌道系統(tǒng)7或輪轂14連接，所述重力機(jī)車4通過不少于兩對的滑輪10卡在軌道系統(tǒng)7上滑動。重力機(jī)車4連接具有兩個分支的傳動桿12，所述傳動桿12的兩個分支夾住所述螺旋傳動軸5的螺旋軌道64。當(dāng)重力機(jī)車4滑動時,所述傳動桿12帶動螺旋傳動軸5旋轉(zhuǎn)。由于重力機(jī)車4需要在軌道上的往復(fù)運動，當(dāng)其運動到軌道兩端時，對軌道兩端的裝置沖擊力較大。因此，實施例中所述重力機(jī)車4與動齒輪2之間具有緩沖裝置16。為了便于使裝置停轉(zhuǎn)，所述動齒輪2通過離合器13與螺旋傳動軸5連接。軌道系統(tǒng)7的滑軌20有網(wǎng)格鑄件21和鑄件平面22，在鑄件平面22的里面和外面有軌道23。由于傳動桿12與螺旋軌道64的接觸處摩擦較大。因此本實用新型的一個實施例中，傳動桿12夾住螺旋軌道64的分支安裝有滑輪66，所述滑輪66嵌入螺旋軌道64中。實施例提供一種緩沖裝置，即所述緩沖裝置16具有彈簧緩沖座42，所述彈簧緩沖座42和活塞43在通氣倉44結(jié)合，所述通氣倉44具有排氣口 45和進(jìn)氣口 46，所述排氣口45的口徑小于進(jìn)氣口 46的口徑。實施例中，所述軌道系統(tǒng)7的滑軌20之間通過連接桿50連接，所述緩沖裝置16包括分別安裝在重力機(jī)車4和連接桿50上的彈簧卡47和卡柱48。當(dāng)重力機(jī)車4滑向連接桿50附近時,所述卡柱48卡在彈簧卡47內(nèi)。實施例中，所述軌道23具有和鑄件平面22固定連接的鑄件軌道24，所述鑄件軌道24套有軌道扣件25。實施例中，提供一種將重力機(jī)車4往復(fù)運動轉(zhuǎn)化為螺旋傳動軸5旋轉(zhuǎn)的機(jī)械連接方式。即所述螺旋傳動軸5的通過軸承與軌道系統(tǒng)7或輪轂14連接，所述重力機(jī)車4通過不少于兩對的滑輪10在軌道系統(tǒng)7上滑動。重力機(jī)車4連接具有兩個分支的傳動桿12，所述傳動桿12的兩個分支夾住所述螺旋傳動軸5的螺旋軌道64。當(dāng)重力機(jī)車4滑動時，所述傳動桿12帶動螺旋傳動軸5旋轉(zhuǎn)。由于重力機(jī)車4需要在軌道上的往復(fù)運動，當(dāng)其運動到軌道兩端時，對軌道兩端的裝置沖擊力較大。因此，實施例中所述重力機(jī)車4與動齒輪2之間具有緩沖裝置16。由于傳動桿12與螺旋軌道64的接觸處摩擦較大。因此本實用新型的一個實施例中，傳動桿12夾住螺旋軌道64的分支安裝有滑輪66，所述滑輪嵌入螺旋軌道64中。進(jìn)一步，所述動齒輪2通過離合器13與螺旋傳動軸5連接，以便于控制動齒輪2。以下是裝置個部分的實施方式一、 支撐塔架支撐塔架的主要作用是穩(wěn)固整個裝置。一個實施例中，是采用兩個軸承座將穿過輪轂14的軸承8用支撐架18托住，使得整個轉(zhuǎn)動裝置穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)。同時，需要另一個支撐架將上傳動齒圈I和下傳動齒圈3等固定在相應(yīng)的位置的齒圈固定架17。二、 輪轂14及其連接件輪轂14是軌道定向旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)和固定系統(tǒng)的運動連接體，穿過它的軸上的軸承和支撐架18固定連接，同時，輪轂14還要與軌道系統(tǒng)7連接。輪轂14和支撐架18是整個軌道定向旋轉(zhuǎn)裝置的基礎(chǔ)和載重體。三、軌道系統(tǒng)7 :主要包括滑軌20、網(wǎng)格鑄件21、鑄件平面22、軌道23、鑄件軌道24、軌道扣件25、固定件26、連接件27。機(jī)車軌道系統(tǒng)7是旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中運動載體，它的滑軌20包括網(wǎng)格鑄件21和鑄件平面22，網(wǎng)格鑄件21和鑄件平面22是鑄為一體的一個整體，是重力機(jī)車4的承載基石，鑄件以網(wǎng)格結(jié)構(gòu)既加強(qiáng)了鑄件的承載性能，同時又不會增加系統(tǒng)的負(fù)載。鑄在鑄件平面22內(nèi)、外上的滑軌23是重力機(jī)車4的內(nèi)車輪33和外車輪32的滑行軌道?；?3是旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)運動部分直接磨損最直接的部分，它的接觸面軌道扣件25在定期檢修需要更換。軌道扣件25是安裝在網(wǎng)格鑄件21 —體的鑄件軌道24上的，有固定件固定，連接件27連接背面的輸送裝置的同步齒圈102。四、重力機(jī)車主要包括車廂31、外車輪32、內(nèi)車輪33、連接件34、軸35重力機(jī)車是旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)內(nèi)的運動部分，它的車廂31有軸35和連接件34與外滑輪32和內(nèi)滑輪33連接，車廂31所有的重力都施加在外滑輪32和內(nèi)滑輪33上。車廂31里的載 重根據(jù)機(jī)車軌道7和輪轂14的承受力安全確定。車廂的外滑輪32和內(nèi)滑輪33受重力牽引在軌道23上的滑動是軌道定向轉(zhuǎn)動裝置的動力來源，由裝在車廂31上的傳動桿12帶動螺旋傳動軸5轉(zhuǎn)動。五、緩沖裝置16 :主要包括空氣彈簧穩(wěn)定器41、彈簧緩沖座42、活塞43、通氣倉44、排氣口 45、進(jìn)氣口 46、彈簧卡47、 卡柱48、緩沖裝置49、連接桿50、連接桿51、連接桿52、緩沖繩53、緩沖滑輪54、掛鉤55。由于重力機(jī)車在轉(zhuǎn)換運動方向時的慣性，重力機(jī)車會對系統(tǒng)較大沖擊，同時為了軌道定向旋轉(zhuǎn)裝置穩(wěn)定性，在重力機(jī)車由內(nèi)向外運動轉(zhuǎn)向由外向內(nèi)運動，或由外向內(nèi)轉(zhuǎn)向由內(nèi)向外的轉(zhuǎn)換區(qū)域我們需要重力機(jī)車穩(wěn)定在機(jī)車軌道上不動。所以我們需要一套緩沖裝置16，它由前剎車性質(zhì)的空氣彈簧穩(wěn)定器41和后剎車性質(zhì)的緩沖裝置49兩部分構(gòu)成?？諝鈴椈煞€(wěn)定器41裝在輪轂13和連接桿50與裝在車廂31上的卡柱48組成，連接桿50連接軌道系統(tǒng)7兩邊的網(wǎng)格鑄件21.空氣彈簧穩(wěn)定器有和車廂接觸的活塞43和與通氣倉44密封連接的彈簧緩沖座，在通氣倉44外裝有能卡住卡球的彈簧卡47，通氣倉有排氣口 45和進(jìn)氣口 46。實施例中，緩沖裝置16的連接桿51將連接桿50同輪轂13連接，連接桿52將51連接。在連接桿51上裝有緩沖器54，兩個緩沖器54之間有能勾住裝在車廂上的掛鉤55的緩沖繩53。當(dāng)車廂31運動至尾端時車廂31前面的空氣彈簧穩(wěn)定器41前面的活塞43和車廂31接觸并慣性前進(jìn)，活塞43將對彈簧緩沖座42和通氣倉44形成壓力，在彈簧緩沖座42的彈簧緩沖的同時，進(jìn)氣口 46的閥門受到壓力關(guān)閉，通氣倉44的排氣口 45由于小排放慢而也對活塞43形成緩沖，這時車廂31上的卡柱48將被彈簧卡47卡住，彈簧卡47的恰力剛好平衡車廂31需要穩(wěn)定的力。同時，車廂31后面的掛鉤55將在緩沖繩53的作用下對車廂31形成緩沖。需要說明的是和緩沖器54配套的緩沖繩53只需要緩沖功能，不需要彈性回收功能，就像安全帶一樣，同樣空氣彈簧穩(wěn)定器41使用空氣緩沖也是這個意義——只有緩沖而不要反彈是為了車廂的穩(wěn)定。當(dāng)車廂轉(zhuǎn)換方向時，由于動齒輪2將和齒圈3嚙合，合力幫助卡柱48脫離彈簧卡47以使機(jī)車運動。同時彈簧緩沖座42的彈簧的彈力將幫助活塞43復(fù)位，通氣倉44的進(jìn)氣口 46的閥門失壓打開打開，由于進(jìn)氣口 46比排氣口 45大很多所以活塞43很快復(fù)位。緩沖器54也將緩沖繩53復(fù)位。六、螺旋傳動軸5及其連接件包括了軸承座61、軸承62、軸63、螺旋軌道64、傳動桿12、滑輪66。[0041 ] 螺旋傳動軸5的軸63的兩端分別裝有軸承62，軸承裝在軸承座61上，螺旋傳動軸 的軸63上鑄有蝸桿狀的螺旋軌道64，和車廂連接的傳動桿12由滑輪66夾住螺旋軌道64，將重力機(jī)車4的力傳動螺旋軌道64使其繞軸隨軸承旋轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求1.一種軌道定向轉(zhuǎn)動裝置，其特征在于包括上傳動齒圈(I)、下傳動齒圈(3)、重力機(jī)車(4)和輪轂(14)； 所述上傳動齒圈(I)和下傳動齒圈(3)均是一段圓弧； 所述輪轂(14)通過輪轂軸承(9)安裝在軸(8)上、并與所述上傳動齒圈(I)和下傳動齒圈(3)的圓弧同心地安裝在支撐架(18)上，在輪轂(14)上呈輪輻狀固定著不少于3條軌道系統(tǒng)(7 ); 每一條軌道系統(tǒng)(7)具有至少兩條支撐重力機(jī)車(4)的滑軌(20)，所述滑軌(20)之間 安裝有由重力機(jī)車(4)的往復(fù)運動帶動旋轉(zhuǎn)的螺旋傳動軸(5);所述螺旋傳動軸(5)與動齒輪(2)連接； 所述上傳動齒圈(I)和下傳動齒圈(3)的齒面相反，當(dāng)軌道系統(tǒng)(7)運動至接近裝置的上方時，由于重力機(jī)車(4)的作用，使螺旋傳動軸(5)帶動動齒輪(2)旋轉(zhuǎn)并與所述上傳動齒圈(I)嚙合；當(dāng)動齒輪(2)運動至接近裝置的下方時，由于重力機(jī)車(4)的作用，使螺旋傳動軸(5)帶動動齒輪(2)反轉(zhuǎn)并與所述下傳動齒圈(3)嚙合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種軌道定向轉(zhuǎn)動裝置，其特征在于所述螺旋傳動軸(5)通過軸承(62)與軌道系統(tǒng)(7)或輪轂(14)連接，所述重力機(jī)車(4)通過不少于兩對的滑輪(10)卡在軌道系統(tǒng)(7)上滑動；重力機(jī)車(4)連接具有兩個分支的傳動桿(12)，所述傳動桿(12)的兩個分支夾住所述螺旋傳動軸(5)的螺旋軌道(64);當(dāng)重力機(jī)車(4)滑動時，所述傳動桿(12 )帶動螺旋傳動軸(5 )旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種軌道定向轉(zhuǎn)動裝置，其特征在于所述重力機(jī)車(4)與動齒輪(2)之間具有緩沖裝置(16)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種軌道定向轉(zhuǎn)動裝置，其特征在于所述動齒輪(2)通過離合器(13 )與螺旋傳動軸(5 )連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種軌道定向轉(zhuǎn)動裝置，其特征在于軌道系統(tǒng)(7)的滑軌(20)有網(wǎng)格鑄件(21)和鑄件平面(22)，在鑄件平面(22)的里面和外面有軌道(23)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種軌道定向轉(zhuǎn)動裝置，其特征在于傳動桿(12)夾住螺旋軌道(64)的分支安裝有滑輪(66)，所述滑輪(66)嵌入螺旋軌道(64)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種軌道定向轉(zhuǎn)動裝置，其特征在于所述緩沖裝置(16)具有彈簧緩沖座(42)，所述彈簧緩沖座(42)和活塞(43)在通氣倉(44)結(jié)合，所述通氣倉(44)具有排氣口(45)和進(jìn)氣口(46)，所述排氣口(45)的口徑小于進(jìn)氣口(46)的口徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種軌道定向轉(zhuǎn)動裝置，其特征在于所述軌道系統(tǒng)(7)的滑軌(20)之間通過連接桿(50)連接，所述緩沖裝置(16)包括分別安裝在重力機(jī)車(4)和連接桿(50 )上的彈簧卡(47 )和卡柱(48 );當(dāng)重力機(jī)車(4 )滑向連接桿(50 )附近時，所述卡柱(48)卡在彈簧卡(47 )內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種軌道定向轉(zhuǎn)動裝置，其特征在于所述軌道(23)具有和鑄件平面(22)固定連接的鑄件軌道(24)，所述鑄件軌道(24)套有軌道扣件(25)。
專利摘要本實用新型的目的是提供一種軌道系統(tǒng)單向轉(zhuǎn)動裝置。其基本原理是轉(zhuǎn)動裝置的運動系統(tǒng)受重力作用作滑行運動，可以平穩(wěn)地將重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。即，一種軌道系統(tǒng)定向轉(zhuǎn)動裝置，包括上傳動齒圈、下傳動齒圈、重力機(jī)車和輪轂。所述上傳動齒圈和下傳動齒圈均是一段圓弧。所述輪轂通過輪轂軸承安裝在軸上、并與所述上傳動齒圈和下傳動齒圈的圓弧同心地安裝在支撐架上，在輪轂上呈輪輻狀固定著不少于3條軌道系統(tǒng)。每一條軌道上安裝有由重力機(jī)車的往復(fù)運動帶動旋轉(zhuǎn)的螺旋傳動軸。所述螺旋傳動軸與動齒輪連接。所述上傳動齒圈和下傳動齒圈的齒面相反，由于重力機(jī)車的滑動，使螺旋傳動軸帶動動齒輪旋轉(zhuǎn)并與分別所述下、下傳動齒圈嚙合。
文檔編號F03G3/00GK202612009SQ20122021129
公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月11日
發(fā)明者徐傳賓 申請人:徐傳賓