專利名稱：恒轉矩彈力發(fā)動機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用彈簧作儲能元件的具有恒定的輸出轉矩的彈力發(fā)動機。
CN85203796號實用新型專利申請說明書提出了一種名稱為恒轉矩機械儲能裝置的彈力發(fā)動機，用多個普通拉伸彈簧通過擺桿式支承桿首尾相接，輸出轉矩是按正弦規(guī)律變化的，不能恒定在定值的轉矩上，單一彈簧的運動范圍小，較難獲得較多的輸出轉數(shù)，彈簧和支承桿數(shù)量多，結構復雜，只能使用拉伸彈簧，適用彈簧類型少。CN92114093號發(fā)明專利申請說明書提出了一種用這種彈力發(fā)動機制作的內(nèi)燃機用的機械式起動機及其自動操縱機構，通過可控復位的掛鉤機構實現(xiàn)起動機的自動操縱，掛鉤機構中的碰撞柱安裝在彈力發(fā)動機的輸出齒輪上作圓周運動，掛鉤機構在圓周位置上較難與被操縱的離合器相連接，結構復雜，彈力發(fā)動機的輸出轉數(shù)不足1圈。
本發(fā)明的目的是提供一種輸出轉矩恒定，輸出轉數(shù)多，結構簡單，適用彈簧類型多的恒轉矩彈力發(fā)動機。
本發(fā)明是通過下述技術方案實現(xiàn)的。
彈力發(fā)動機有輸入能量的曲柄搖把，搖把的軸上有棘輪機構與輸出機構的軸相連接，彈簧的一端固定在機架上，彈簧的另一端連接在牽引繩上，本發(fā)明將連接彈簧的牽引繩纏繞在圓柱螺旋繩筒上，繩筒安裝在曲柄搖把的軸上，繩筒上的繩槽是螺旋線，螺旋線上每段相等弧長線段的兩端點到繩筒軸線的距離之差都相等。
上述彈力發(fā)動機的彈簧是圓柱螺旋拉伸彈簧或圓柱螺旋扭轉彈簧或懸臂板彈簧或扭桿彈簧或圓柱螺旋壓縮彈簧或平面蝸卷彈簧。發(fā)動機使用圓柱螺旋拉伸彈簧或圓柱螺旋扭轉彈簧或懸臂板彈簧時依常規(guī)的方法將彈簧的一端直接固定在機架上，另一端連接在牽引繩上。使用扭桿彈簧時依常規(guī)的方法將扭桿彈簧的一端固定在機架在，另一端通過轉臂連接在牽引繩上。使用圓柱螺旋壓縮彈簧時，將彈簧靠近繩筒的一端固定在機架上，牽引繩穿過彈簧的內(nèi)腔連接在彈簧的另一端。使用平面蝸卷彈簧時將彈簧的內(nèi)圈或外圈的一端固定在機架上，另一端安裝一個圓柱繩筒纏繞連接牽引繩。
與名稱為恒轉矩機械儲能裝置的用多個普通拉伸彈簧通過擺桿式支承桿首尾相接的彈力發(fā)動機相比較，本發(fā)明的彈力發(fā)動機的牽引繩在圓錐螺旋繩筒繩槽上力的作用點到繩筒軸線的距離與作用力的乘積即作用力矩大小，能夠用常規(guī)的方法依彈簧力的變化規(guī)律，保持在一個常數(shù)值上，彈力發(fā)動機的輸出轉矩能夠恒定在定值的轉矩上。本發(fā)明的彈力發(fā)動機只要簡單增加繩筒上繩槽的圈數(shù)，就能獲得較多的輸出轉數(shù)。本發(fā)明的彈力發(fā)動機的主要元件只是一只彈簧一條牽引繩一個繩筒就獲得了恒轉矩輸出的特性，結構簡單。本發(fā)明的彈力發(fā)動機能夠用多種類型的彈簧作儲能元件，適應不同工作機構對彈力發(fā)動機的需要。本發(fā)明的彈力發(fā)動機使用圓柱螺旋拉伸彈簧和圓柱螺旋壓縮彈簧時，彈簧連接牽引繩的一端工作時作直線運動，用于制作內(nèi)燃機用的機械式起動機，易于在直線位置上安裝碰撞柱和可控復位的掛鉤機構，易于實現(xiàn)自動操縱和簡化機構。本發(fā)明的彈力發(fā)動機用于鐘表或玩具等機械裝置，由于有恒定的輸出轉矩，能夠在不改變裝置中原有零部件工作載荷的同時，通過加大彈簧尺寸和增加輸出轉數(shù)的方法大幅度增加驅動能量，例如能夠使時鐘連續(xù)運行六個月或一年。
附圖的

圖1是本發(fā)明使用圓柱螺旋拉伸彈簧的彈力發(fā)動機機構示意圖。
圖2是繩筒上繩槽螺旋線的軸向示意圖。
圖3是使用圓柱螺旋壓縮彈簧的彈力發(fā)動機機構示意圖。
圖4是在牽引繩上設置定滑輪的機構示意圖。
圖5是帶有碰撞柱和可控離合器的彈力發(fā)動機機構示意圖。
在圖1所示的恒轉矩彈力發(fā)動機上，有輸入能量的曲柄搖把8，搖把8的軸7上有棘輪機構5與輸出機構的軸6相連接，彈簧2是圓柱螺旋拉伸彈簧，彈簧2的一端固定在機架上，彈簧2的另一端連接在牽引繩3上，本發(fā)明將連接彈簧2的牽引繩3纏繞在圓錐螺旋繩筒4上，繩筒4安裝在曲柄搖把8的軸7上，繩筒4上的繩槽是螺旋線，螺旋線上每段相等弧長線段的兩端點到繩筒軸線的距離之差都相等，如圖2所示，在繩槽螺旋線上任意取相等弧長的線段
，相應每一線段的兩端點到繩筒軸線E的距離之差BE-AE＝DE-CE。發(fā)動機上的彈簧2可以用圓柱螺旋扭轉彈簧或懸臂板彈簧按常規(guī)的方法取代。
上述彈力發(fā)動機的彈簧2可以用圖3所示的圓柱螺旋壓縮彈簧9取代，彈簧9靠近繩筒4的一端固定在機架1上，彈簧9的另一端有支承板12，支承板12上有滑輪10，機架1上有滑輪11，滑輪10和滑輪11是單排或多排并列的，牽引繩3穿過彈簧9的內(nèi)腔通過滑輪10和滑輪11構成的動滑輪組連接彈簧9，或只通過一個滑輪10與彈簧9連接，或不用滑輪直接連接在彈簧9一端的支承板12上。加設滑輪組能夠增加牽引繩在繩筒上的纏繞長度獲得更多的輸出轉數(shù)。
上述圖1或圖2所示的彈力發(fā)動機，彈簧2或彈簧9可以用扭桿彈簧取代，扭桿彈簧的一端按常規(guī)的方法固定在機架上，另一端的轉臂直接連接牽引繩或通過滑輪連接牽引繩。
上述圖1所示的彈力發(fā)動機，彈簧2可以用平面蝸卷彈簧或串聯(lián)的平面蝸卷彈簧組取代，彈簧內(nèi)圈或外圈的一端固定在機架上，另一端安裝一個圓柱繩筒纏繞連接牽引繩。串聯(lián)的蝸卷彈簧組是用常規(guī)的方法將相鄰兩彈簧的內(nèi)圈或外圈按相反的蝸卷方向聯(lián)接在一起。
圖1所示的彈力發(fā)動機，可以如圖4所示在繩筒4和彈簧2之間的牽引繩3上設置一個或多個定滑輪15。以便將彈簧2安裝在相對繩筒4的任意位置，適應不同安裝環(huán)境的需要。
圖1所示的彈力發(fā)動機，圓錐螺旋繩筒的繩槽螺旋線可以用等距圓錐螺旋線取代或用細長圓柱繩筒取代圓錐螺旋繩筒。用以簡化制造工藝或增加輸出轉數(shù)。
圖1所示的彈力發(fā)動機，可以按圖5所示的方式在彈簧2連接牽引繩3的一端安裝有碰撞柱16，繩筒4的軸7上安裝有鏈輪21和可控離合器22，可控離合器22聯(lián)接軸7和軸20，齒輪23安裝在軸20上與齒輪28嚙合，齒輪28安裝在軸18上，軸18上安裝有與鏈輪21連接的鏈輪29，鏈輪21與鏈輪29之一是通過單向超越離合器安裝在軸上的，軸18的一端用單向套筒式聯(lián)軸器19聯(lián)接搖把8，軸18的另一端通過可控離合器27與工作機構的軸26相連接。這種彈力發(fā)動機可以用作內(nèi)燃機的起動機，碰撞柱16用于碰撞可控復位的掛鉤機構操縱可控離合器。用搖把8儲能時，接合離合器22分離離合器27，轉動搖把，鏈輪之一在軸上超越空轉，軸18通過齒輪驅動繩筒拉開彈簧2，取下?lián)u把8，鏈輪在超越離合器作用下與齒輪共同使彈力發(fā)動機在輸出能量的方向上自鎖待用。起動內(nèi)燃機時，接合離合器27分離離合器22，齒輪23空轉，彈力發(fā)動機失去自鎖條件向連接內(nèi)燃機的軸26輸出轉動能量。內(nèi)燃機起動后，接合離合器22，用內(nèi)燃機的能量使彈力發(fā)動機儲能，在彈簧2儲存的能量達到預定量時，碰撞柱16作用于掛鉤機構操縱離合器27分離，彈力發(fā)動機自鎖待用。在彈簧2無能量儲存時，分離離合器22接合離合器27，可以用搖把8直接起動內(nèi)燃機。
圖5所示的彈力發(fā)動機，可以用電動機直接連接或通過變速機構連接軸26，彈力發(fā)動機儲能后移開電動機，用作車輛的短程發(fā)動機，將軸26取代內(nèi)燃機的輸出軸安裝在車輛的底盤上，車輛制動器的操縱方式是常制動的方式，即制動踏板或手柄無人力作用時制動器處于制動狀態(tài)，有人力作用時解除制動狀態(tài)，與現(xiàn)有車輛相反。操縱車輛行駛的過程是，接合車輛主離合器，分離彈力發(fā)動機的離合器22，車輛制動器解除制動。變速操作的過程在彈力發(fā)動機離合器22接合的狀態(tài)下進行，車輛原有變速器的高速檔是使用彈力發(fā)動機的低速檔，原有低速檔改變?yōu)楦咚贆n。為彈力發(fā)動機輸入能量的電動機及其變速機構可以置放在停車點或道路的兩側。
權利要求
1.恒轉矩彈力發(fā)動機，有曲柄搖把8，搖把8的軸7上有棘輪機構5與輸出機構的軸6相連接，彈簧2是圓柱螺旋拉伸彈簧，彈簧2的一端固定在機架上，彈簧2的另一端連接在牽引繩3上，本發(fā)明的特征是，連接彈簧2的牽引繩3纏繞在圓錐螺旋繩筒4上，繩筒4安裝在曲柄搖把8的軸7上，繩筒4上的繩槽是螺旋線，螺旋線上每段相等弧長線段的兩端點到繩筒軸線的距離之差都相等。
2.根據(jù)權利要求1的彈力發(fā)動機，其特征是，彈簧2用圓柱螺旋壓縮彈簧9取代，彈簧9靠近繩筒4的一端固定在機架1上，彈簧9的另一端有支承板12，支承板12上有滑輪10，機架1上有滑輪11，滑輪10和滑輪11是單排或多排并列的，牽引繩3穿過彈簧9的內(nèi)腔通過滑輪10和滑輪11構成的動滑輪組連接彈簧9，或只通過一個滑輪10與彈簧9連接，或不用滑輪直接連接在彈簧9一端的支承板12上。
3.根據(jù)權利要求1或2的彈力發(fā)動機，其特征是，彈簧2或彈簧9是用扭桿彈簧取代的，扭桿彈簧的一端按常規(guī)的方法固定在機架上，另一端的轉臂直接連接牽引繩或通過滑輪連接牽引繩。
4.根據(jù)權利要求1的彈力發(fā)動機，其特征是，彈簧2是用平面蝸卷彈簧或串聯(lián)的平面蝸卷彈簧組取代的，彈簧內(nèi)圈或外圈的一端固定在機架上，另一端安裝一個圓柱繩筒纏繞連接牽引繩。
5.根據(jù)權利要求1的彈力發(fā)動機，其特征是，在繩筒4和彈簧2之間的牽引繩3上設置一個或多個定滑輪15。
6.根據(jù)權利要求1的彈力發(fā)動機，其特征是，圓錐螺旋繩筒的繩槽螺旋線用等距圓錐螺旋線取代或用細長圓柱繩筒取代圓錐螺旋繩筒。
7.根據(jù)權利要求1的彈力發(fā)動機，其特征是，在彈簧2連接牽引繩3的一端安裝有碰撞柱16，繩筒4的軸7上安裝有鏈輪21和可控離合器22，可控離合器22聯(lián)接軸7和軸20，齒輪23安裝在軸20上與齒輪28嚙合，齒輪28安裝在軸18上，軸18上安裝有與鏈輪21連接的鏈輪29，鏈輪21與鏈輪29之一是通過單向超越離合器安裝在軸上的，軸18的一端用單向套筒式聯(lián)軸器19聯(lián)接搖把8，軸18的另一端通過可控離合器27與工作機構的軸26相連接。
8.根據(jù)權利要求7的彈力發(fā)動機，其特征是，用電動機直接連接或通過變速機構連接軸26，彈力發(fā)動機儲能后移開電動機，將軸26取代內(nèi)燃機的輸出軸安裝在車輛的底盤上，車輛制動器的操縱方式是常制動的方式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用彈簧作儲能元件的具有恒定的輸出轉矩的彈力發(fā)動機。彈簧的一端固定在機架上，另一端連接在牽引繩上，牽引繩纏繞在圓錐螺旋繩筒上，繩筒安裝在輸入能量的曲柄搖把的軸上，搖把的軸上有棘輪機構與輸出機構的軸相連接。輸出轉矩恒定，輸出轉數(shù)多，結構簡單，適用彈簧類型多。用于制作內(nèi)燃機用的機械式起動機易于實現(xiàn)自動操縱和簡化機構，也可用于鐘表或玩具或車輛作驅動發(fā)動機。
文檔編號F03G1/02GK1081496SQ93107780
公開日1994年2月2日 申請日期1993年7月3日 優(yōu)先權日1993年7月3日
發(fā)明者辛巖 申請人:辛巖