[发明专利]节能平衡机构、旋转机器及实施方法

说明书

本发明涉及机构，包括：支撑件，包括基部、钟摆、铰接在基部和钟摆上的连接悬挂杆；围绕其相应轴线旋转的两个运动嵌齿轮；两个偏心元件，其与嵌齿轮整体围绕其轴线旋转并生成重力力矩；连接连杆，包括旋转头部和偏心头部。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。连接杆按照相对于垂直平面在45°与80°之间的角度倾斜。嵌齿轮彼此用单一的传动比来啮合，以在相反方向上旋转的方式运动。当机构在操作中时，偏心元件采取椭圆运动，钟摆采取具有垂直和水平分量的行进运动。偏心元件的重力力矩具有相同的值和方向，两者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，机构在静态时呈现平衡构型。

技术领域

本发明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。

本发明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。本发明特别涉及包括若干机构的马达。

本发明最后涉及这种机构的实施方法。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明的目标是一种机构，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。

根据本发明，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，本发明能够生成能量，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。

按照根据本发明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。