专利名称：微型旋转式发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及微型旋转式发动机。
背景技术：
目前仅有大型的旋转式发动机，它具有单转子和双转子两种。单转子包括由前端盖、缸体、后端盖构成的气缸，置于气缸中的转子，气缸型线为双弧长短幅外旋轮线，转子型线是气缸型线的内包络线。这类发动机都比较大，不能为微型系统提供动力源，在微小尺寸的应用中受到严重的限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种微型旋转式发动机，作为微型动力源。
本发明的微型旋转式发动机包括由前端盖、缸体、后端盖构成的气缸，置于气缸中的转子，气缸型线为双弧长短幅外旋轮线，转子型线是气缸型线的内包络线，其转子是由中心有孔的上片和中心孔有内齿轮的下片键合而成的整体，后端盖的中心凸台具有外齿轮，转子下片的内齿轮和后端盖的外齿轮配合成行星齿轮，偏心方轴上固定有前圆盘、偏心圆盘和后圆盘，前圆盘、后圆盘和方轴三者的轴线与前、后端盖的中心线重合，偏心圆盘的中心线与转子的中心线重合，前、后圆盘与前、后端盖形成转动副连接，偏心圆盘与转子上片形成转动副连接。
考虑到硅加工便于集成的特点，上述的微型旋转式发动机的各个部件都可以采用硅片经过深度反应离子蚀刻而成。
为减少微型旋转式发动机体积，可在前、后端盖的朝缸体一面刻蚀出凹槽，作为缸体的一部分。
本发明的积极效果在于优化了现有旋转式发动机的结构，其中转子采用利于键合对心的凸台结构，前、后端盖刻蚀出凹槽，作为缸体的一部分，使得缸体的宽度受硅片厚度的限制减小，采用方轴构成偏心轴，使得该微型旋转发动机加工过程简化。本发明的微型旋转式发动机体积小，可直接输出机械能或带动微型发电机形成微型发电装置输出电能，适用于无普通动力源的野外以及为军事、航空方面高、精、尖技术领域中的微型装置提供微型能源。
图1是微型旋转式发动机的外型图；
图2是图1的A-A剖面图；图3是行星齿轮机构示意图；图4是微型旋转式发动机工作循环示意图。
具体实施例方式
参照附图2，微型旋转式发动机包括由前端盖5、缸体4、后端盖3构成的气缸，置于气缸中的转子，转子是由中心有孔的上片6和中心孔有内齿轮1的下片2键合而成的整体，一般通过定位凸台硅键合而成。在缸体上设有用于存放铂丝的小孔12和排气口13及进气口14(见图4所示)。后端盖3的中心凸台具有外齿轮11，转子下片2的内齿轮1和后端盖3的外齿轮11构成行星齿轮(见图3)，转子的内齿轮1绕着外齿轮11旋转运动。在偏心方轴7上固定有前圆盘8、偏心圆盘9和后圆盘10，这里，采用方轴构成偏心轴，可简化加工过程。前圆盘、后圆盘和方轴三者的轴线与前、后端盖的中心线重合，偏心圆盘的中心线与转子的中心线重合，前、后圆盘与前、后端盖形成转动副连接，偏心圆盘与转子上片形成转动副连接，转子绕着外齿轮11旋转运动的同时由转子上片6的孔推动偏心方轴7上的偏心圆盘9旋转运动，从而实现方轴7的旋转输出。气缸型线为双弧长短幅外旋轮线，转子型线是气缸型线的内包络线。
图示具体实例中，在微型旋转发动机前、后端盖的朝缸体一面刻蚀出凹槽，作为缸体的一部分，这样可使缸体的宽度受硅片厚度的限制减小。
本微型旋转式发动机采用加热塞(铂丝)加热，压燃工作。它是四冲程燃烧循环，在同一个转子面上发动机有四个冲程的工作，一个转子有三个转子面同时工作(处于不同的工作状态)，参见附图4，三个转子面分别为AB、BC、CA，设转子顺时针绕外齿轮转动，以AB面为例子，转子顶端A从缸体的b点旋转到d点的过程，是循环的开始——吸气。当循环继续进行A点经过d点后进入压缩冲程，在A从d运动到e的过程中，空气燃料混合物被压缩，到了A运行到e时(即B运行到f时)，空气燃料混合物被压缩至最小，在加热塞的作用下点燃，开始了循环中的第三个过程——燃烧。燃烧使气体膨胀，推动转子继续顺时针转动，当B运行到a点时燃烧结束，最后一个冲程——排气开始了。当A运行到b时排气结束，新的循环开始！当转子绕着外齿轮旋转时，该转子推动偏心轴旋转运动，从而实现动力输出。
权利要求
1.微型旋转式发动机，包括由前端盖(5)、缸体(4)、后端盖(3)构成的气缸，置于气缸中的转子，气缸型线为双弧长短幅外旋轮线，转子型线是气缸型线的内包络线，其特征是转子是由中心有孔的上片(6)和中心孔有内齿轮(1)的下片(2)键合而成的整体，后端盖(3)的中心凸台具有外齿轮(11)，转子下片(2)的内齿轮(1)和后端盖(3)的外齿轮(11)配合成行星齿轮，偏心方轴(7)上固定有前圆盘(8)、偏心圆盘(9)和后圆盘(10)，前圆盘、后圆盘和方轴三者的轴线与前、后端盖的中心线重合，偏心圆盘的中心线与转子的中心线重合，前、后圆盘与前、后端盖形成转动副连接，偏心圆盘与转子上片形成转动副连接。
2.根据权利要求1所述的微型旋转式发动机，其特征是转子上片(6)和下片(2)通过定位凸台硅键合而成的整体。
3.根据权利要求1所述的微型旋转式发动机，其特征是微型旋转式发动机的各个部件都由硅片经过深度反应离子蚀刻而成。
全文摘要
本发明的微型旋转式发动机包括气缸，置于气缸中的转子，气缸型线为双弧长短幅外旋轮线，转子型线是气缸型线的内包络线，其转子是由中心有孔的上片和中心孔有内齿轮的下片键合而成的整体，后端盖的中心凸台具有外齿轮，转子下片的内齿轮和后端盖的外齿轮配合成行星齿轮，偏心方轴上固定有前圆盘、偏心圆盘和后圆盘，前圆盘、后圆盘和方轴三者的轴线与前、后端盖的中心线重合，偏心圆盘的中心线与转子的中心线重合，前、后圆盘与前、后端盖形成转动副连接，偏心圆盘与转子上片形成转动副连接。该微型旋转式发动机体积小，可直接输出机械能，适用于无普通动力源的野外以及为军事、航空方面高、精、尖技术领域中的微型装置提供微型能源。
文档编号F01C1/22GK1477291SQ0314155
公开日2004年2月25日 申请日期2003年7月7日 优先权日2003年7月7日
发明者杨灿军, 李伟, 刘宜胜, 黎嘉杰 申请人:浙江大学