一种压力动力机的制作方法

本实用新型涉及动力装置领域，尤其涉及一种压力动力机。

背景技术：

动力机是把热能或电能等能量变为机械能的机器，现有的动力机大多需要耗费大量的汽油或柴油，如内燃机，还有部分动力机会排放大量尾气，造成空气污染，或者机械效率较低。目前的气压动力机，包括有一个底座，在底座上安装有一个自闭开关总成或一个气缸，在气缸的活塞上有连杆与凸轮活动连接，凸输出轴上连接有传动皮带轮，在气缸的活塞前端与自闭开光总成的气压仓之间连通有高压管路。这种气压动力机存在：能量小、动力传动部均匀、运动振动大。

申请号为cn201610166227.2公开一种端面受力达到径向旋转的转轮，包括转轮本体，转轮本体的两端面分别设置有至少一个第一螺旋面和第二螺旋面；所述第一、第二螺旋面的首尾结合处分别设有一段过渡斜面。一种压力动力机，包括箱体、输出轴、转轮，转轮设置在输出轴上，箱体的两端上分别设有前端盖和后端盖；前、后端盖的内侧均设有多个压力缸，压力缸与输出轴的轴线倾斜设置，两侧压力缸的活塞杆头部装有轴承，两侧的轴承分别与第一、第二螺旋面接触；每个压力缸的输入端依次通过压力控制装置、输入管路与供压装置连接，压力控制装置能控制输入管路的关闭/开启。对螺旋面施加压力，螺旋面将压力转换成旋转力，即实现转轮旋转。

上述压力动力机在工作过程中，活塞杆从螺旋面的最高位置至最低位置后，需要通过过渡斜面才能回到最高位置开始下一轮旋转，而现有的过渡结构为过渡斜面配合推块以及机械控制三通阀，具体为在转轮旋转过程中，通过设置在螺旋面最低位置的推块推动该机械控制三通阀，从而关闭压缩气体进入气缸内，然后由过渡斜面将失去气缸压力的活塞杆往上推，从而实现最低位置至最高位置的过渡。该种过渡结构在进行过渡动作过程中需要气缸、机械控制三通阀、过渡斜面以及推块多个结构进行互相配合，该过渡结构复杂，且在过渡时损耗了过多的压力，降低了工作效率。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种压力动力机，包括：用于传动的主轴组件、设置在所述主轴组件端部的端部压力输出组件、设置在所述主轴组件远离所述端部压力输出组件一侧的中间压力输出组件以及设置在所述端部压力输出组件和所述中间压力输出组件之间的螺旋盘；

其中，所述端部压力输出组件和所述中间压力输出组件均通过活塞杆组件向所述螺旋盘输出压力，所述螺旋盘靠近所述端部压力输出组件一侧的端面设有大螺旋面，所述大螺旋面由最高点至最低点呈环形螺旋设置，所述最高点与所述最低点之间形成一阶梯结构，在所述阶梯结构处还设有传动组件，该传动组件用于所述端部压力输出组件的活塞杆组件通过所述阶梯结构。

在其中一个实施例中，所述传动组件为设置于所述螺旋盘中的杠杆，所述杠杆包括：转动端和活动端，所述转动端通过转动支撑件设置于所述大螺旋面外表面，所述活动端设置在所述阶梯结构下方的所述小螺旋面的外表面，抬起端设置在所述活动端上方，所述杠杆两端之间与大螺旋面相邻一面还设有伸出结构，该伸出结构用于作为杠杆的支点。

在其中一个实施例中，所述主轴组件包括：主轴以及设置在主轴上用于连接所述螺旋盘的齿轮组，所述端部压力输出组件、所述中间压力输出组件以及所述螺旋盘均与所述主轴同轴设置，所述端部压力输出组件通过轴承与所述主轴转动连接，所述中间压力输出组件与所述主轴固定装配，所述主轴通过所述齿轮组实现与所述螺旋盘反向旋转。

在其中一个实施例中，所述端部压力输出组件以及所述中间压力输出组件优选为气缸，该气缸设有若干个压力腔，每个压力腔对应设置有活塞杆组件；设置于所述中间压力输出组件的压力腔数量为双数个，设置于所述端部压力输出组件的压力腔的数量为设置于所述中间压力输出组件的压力腔数量的一倍。

在其中一个实施例中，所述活塞杆组件包括：与压力腔连接的活塞杆主体以及设置在所述活塞杆主体上的滚轮，活塞杆组件通过该锥形滚轮在大螺旋面上进行圆周运动。

在其中一个实施例中，所述大螺旋面设置为中间高、四周低的圆台状，所述滚轮与所述大螺旋面对应设置为锥形。

在其中一个实施例中，设置于端部压力输出组件一端的活塞杆组件与所述压力腔均为倾斜设置，其倾斜方向为所述活塞杆组件相对所述螺旋盘的运动方向；设置于中间压力输出组件一端的活塞杆组件与所述压力腔垂直设置。

在其中一个实施例中，所述主轴上还设有压力通道，所述压力通道为所述主轴内的一中空通道，在所述主轴上对应设置所述端部压力输出组件以及所述中间压力输出组件位置设有通孔，该通孔配合所述压力通道用于连通所述端部压力输出组件以及所述中间压力输出组件。

在其中一个实施例中，该压力动力机以中间压力输出组件远离活塞杆组件一端面的中轴线为旋转中心在主轴上旋转180°设置另一相同结构的压力动力机。

根据本实用新型的一种压力动力机，该压力动力机结构简单，便于生产制造、稳定性高，在过渡时损耗能量低于现有技术，提高了工作效率且使用压力作为能源节能环保，且以该装置作为动力源相较于使用燃料的动力结构而言，机械结构的安全系数更高，并且运转时产生的噪音更低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本实用新型的整体结构图；

图2是本实用新型的螺旋盘的整体结构图；

图3是本实用新型的螺旋盘的爆炸分解图；

图4是本实用新型的螺旋盘的俯视图；

图5是本实用新型的螺旋盘的侧视图；

图6是本实用新型的杠杆的截面图；

图7是本实用新型的转动支撑件的结构示意图；

图8是本实用新型的整体侧视图；

图9是本实用新型的传动组件的工作原理示意图a；

图10是本实用新型的传动组件的工作原理示意图b；

图11是本实用新型的传动组件的工作原理示意图c；

图12是本实用新型的主轴组件的结构图；

图13是本实用新型的主轴组件的分解图；

图14是本实用新型的主轴主体的截面图；

图15是本实用新型的端部压力输出组件的结构示意图；

图16是本实用新型的端部压力输出组件的分解图；

图17是本实用新型的活塞杆组件的结构示意图；

图18是本实用新型的外壳的结构示意图；

图19是本实用新型另一个实施例的整体结构示意图；

图20是本实用新型的主轴主体的截面图；

图21是本实用新型的主轴组件的装配图；

图22是本实用新型的传动组件的各压力点的距离示意图；

图23是本实用新型的杠杆压力计算表；

图24是本实用新型其中一个实施例中其中一端杠杆抬起端抬起时工作示意图；

图25是本实用新型其中一个实施例中其中另一端杠杆回落时工作示意图。

具体实施方式

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、内、外，中心……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

实施例1

参照图1，一种压力动力机，包括：用于传动的主轴组件2、设置在主轴组件2端部的端部压力输出组件5、设置在主轴组件2远离端部压力输出组件5一侧的中间压力输出组件4以及设置在端部压力输出组件5和中间压力输出组件4之间的螺旋盘1；

结合图1和图2所示，端部压力输出组件5和中间压力输出组件4均通过活塞杆组件3向螺旋盘1输出压力，螺旋盘1靠近端部压力输出组件5一侧的端面设有大螺旋面15，大螺旋面15由最高点至最低点呈环形螺旋设置，最高点与最低点之间形成一阶梯结构16，在阶梯结构16处还设有传动组件11，该传动组件11用于端部压力输出组件5的活塞杆组件3通过阶梯结构16，降低了在通过台阶结构16时需要损耗的能量。本实施例相较于现有技术结构简单，便于生产制造、稳定性高。

参照图1和图3，螺旋盘1由大螺旋面15、压盘18以及小螺旋面19组成，大螺旋面15设置在压盘18其中一端面，小螺旋面19设置在压盘18另一端面。

进一步地，该大螺旋面15和小螺旋面19均为表面光滑的耐磨金属材质制成。其表面光滑有利于降低滚动摩擦力，一方面减少能量的损耗，另一方面配合采用耐磨金属材质能够延长使用寿命。

更进一步地，大螺旋面15由若干块金属块组成，通过螺钉固定。

如图1～图4所示，螺旋盘1在阶梯结构16相邻处设有用于装配传动组件11的安装槽17。该安装槽17由大螺旋面15通至小螺旋面19。

优选地，传动组件11为设置于螺旋盘1中的杠杆12。

结合图1、图5和图6其中，杠杆12包括：转动端121和活动端122，该转动端121和活动端122均通过安装槽17分别设置于大螺旋面15外表面和小螺旋面19外表面，该转动端121通过转动支撑件13与螺旋盘1连接，该活动端122设置在阶梯结构16下方的小螺旋面19的外表面，其杠杆12其余部分均位于在安装槽17内，抬起端14设置在活动端122上方，该抬起端14通过活动端122在垂直方向上进行移动。

如图6和图7所示，转动支撑件13包括：转动支撑杆131和套设于转动支撑杆131上的复位弹簧132，转动支撑杆131一端固定连接于螺旋盘1，另一端设有装配槽133，该装配槽133两侧对称设有条形孔134，该条形孔134通过设置转轴135与杠杆12连接。杠杆12设置在装配槽133中，通过转轴135与条形孔134连接，使杠杆12可以通过转轴135进行转动，且转轴135设置于条形孔134中还能使杠杆12在条形孔134范围内垂直移动。

参照图8～图11，杠杆12两端之间与大螺旋面15相邻一面还设有伸出结构123，该伸出结构123用于作为杠杆12的支点。通过设置该伸出结构123，可以改变在工作过程中杠杆12的力臂比例，从而能够进一步节省活塞杆组件3通过阶梯结构16时需要损耗的能量。

进一步地，该伸出结构123与杠杆12的固定端之间设置为平缓的过渡面，在活塞杆组件3从杠杆12上方通过时，更为平缓。

参照图1和图12，主轴组件2包括：主轴主体21以及设置在主轴主体21上用于连接螺旋盘1的齿轮组22；

其中，端部压力输出组件5、中间压力输出组件4以及螺旋盘1均与主轴主体21同轴设置，端部压力输出组件5通过轴承与主轴主体21转动连接，中间压力输出组件4与主轴主体21固定装配，主轴主体21通过齿轮组22实现与螺旋盘1反向旋转。

结合体12和图13优选地，齿轮组22包括：设置在端部压力输出组件5上的齿轮固定座23以及通过齿轮固定座23固定在主轴主体21上的行星齿轮；

其中，行星齿轮包括：固定在主轴主体21上的动齿轮243、固定在螺旋盘1上的主齿轮241以及设置在动齿轮243和主齿轮241之间用于传动的分动齿轮242。

结合图1和图14优选地，主轴主体21上还设有压力通道211，压力通道211为主轴主体21内的一中空通道，在主轴主体21上对应设置端部压力输出组件5以及中间压力输出组件4位置设有通孔212，该通孔212配合压力通道211用于连通端部压力输出组件5以及中间压力输出组件4。端部压力输出组件5和/或中间压力输出组件4进行压力输出时，该压力通道211能够保持端部压力输出组件5和中间压力输出组件4之间的压力是相同的。

如图15和图16所示，端部压力输出组件5包括：第一压力输出件51、设置在压力输出件51上的密封盖52以及设置在密封盖52上的阀门53。通过阀门53向端部压力输出组件5的压力输出件51中输入压力。

进一步地，中间压力输出组件4为第二压力输出件41。

优选地，端部压力输出组件5以及中间压力输出组件4可以采用气压、液压等压力来源。

进一步地，在本实施例中采用气压作为压力来源节能环保，通过外界向装置中输入压力。

更进一步地，第一压力输出件51、第二压力输出件41优选为气缸，气缸上设有若干个压力腔，每个压力腔对应设置有活塞杆组件3；设置于中间压力输出组件4的第二压力腔411数量为双数个，设置于端部压力输出组件5的第一压力腔511的数量为第二压力腔411数量的一倍。通过阀门53向气缸内输入压力，再由压力通道211将输入的压力传导至各个气缸中，保证每个气缸输出压力大小一致。

例如，中间压力输出组件4上的第二压力腔411以及活塞杆组件3等间距设置为4个，端部压力输出组件5上的第一压力腔511以及活塞杆组件3等间距设置8个；气缸输出的压力位800n，那么在小螺旋面19上的受到的压力与大螺旋面15受到的压力均为800n，因此端部压力输出组件5中每个压力腔以及活塞杆组件3在每个大螺旋面15上输出的压力为100n；同理，中间压力输出组件4上的活塞杆组件3在每个小螺旋面19上输出的压力为200n，其中，端部压力输出组件5是固定于外界的，因此在大螺旋面15上的活塞杆组件3位置固定，中间压力输出组件4与转轴固定连接，因此小螺旋面19一端的活塞杆组件3与螺旋盘1以相同角速度做反向圆周运动。

其中，中间压力输出组件51上的活塞杆组件3等间距设置为4个，其相邻活塞杆组件3之间的角度间隔为90°；端部压力输出组件5上的活塞杆组件3等间距设置为8个，其相邻活塞杆组件3之间的角度间隔为45°。在端部压力输出组件5为固定于外界的情况下，螺旋盘1受到压力后开始旋转，那么该螺旋盘1相对设置在其两侧(大螺旋面15以及小螺旋面19)的活塞杆组件3的角速度相同，当螺旋盘1相对小螺旋面19的活塞杆组件3转动45°时，螺旋盘1相对大螺旋面15的活塞杆组件3同样也转动45°，在此基础上，中间压力输出组件51上的活塞杆组件3以同样角速度做反向圆周运动，即在大螺旋面15的活塞杆组件3相对转动45°时，小螺旋面19的活塞杆组件3转动90°，如此即保证每当大螺旋面15的活塞杆组件3位移至阶梯结构16处时，小螺旋面19的活塞杆组件3都能够位移至对应位置来驱动杠杆12，完成大螺旋面15的活塞杆组件3的过渡。

结合图9～图11更进一步地，杠杆12两端之间与大螺旋面15相邻一面还设有伸出结构123，该伸出结构123用于作为杠杆12的支点。根据杠杆12原理，可知通过活塞杆组件3的运动改变该杠杆12上活塞杆组件3之间力臂的比例从而能够实现在活塞杆组件3完成在阶梯结构16处的过渡时可以减少所需的能量，且实现过渡过程更加缓和的作用。

如图17所示，活塞杆组件3包括：与压力腔连接的活塞杆主体31以及设置在活塞杆主体31上的滚轮32，活塞杆组件3通过该滚轮32在大螺旋面15上进行圆周运动。

进一步地，活塞杆组件3还包括：设置在活塞杆主体31顶端的活塞33以及设置在活塞33下方的活塞杆复位弹簧34；该活塞33设置在压力腔内，在活塞33和活塞杆主体31伸出处之间设置活塞杆复位弹簧34，在压力腔的活塞杆伸出处还设有导套35，该导套35用于限制活塞杆主体31的运动角度。

优选地，大螺旋面15设置为中间高、四周低的圆台状，滚轮32与大螺旋面15对应设置为外侧高、内侧低的锥形。

进一步地，活塞杆组件3与压力腔均为倾斜设置，其倾斜方向为有利于活塞杆组件3运动至杠杆12处能够给杠杆12更好地施加压力的方向。通过将活塞杆组件3的压力输出方向倾斜来调整该活塞杆组件给杠杆12的实际压力大小。

更进一步地，将活塞杆组件3倾斜设置后，与所述杠杆12表面互相垂直。

更进一步地，设置在大螺旋面15的活塞杆组件与大螺旋面15之间呈倾斜设置；设置在小螺旋面19的活塞杆组件与小螺旋面19垂直设置。

结合图22和图23，因为滚轮32运动至杠杆12处时，滚轮32自身与杠杆12以及大螺旋面15之间会各自形成夹角，组成一个小型的杠杆结构，因此，杠杆12受到是实际压力与气缸提供压力不同，气缸提供的压力一部分施加给杠杆做下压力，另一部分施加给大螺旋面15从而使滚轮获得转动的驱动力。

具体地，杠杆所受下压力计算公式为：

f＝[f总/(α+β)]*α；

其中：f为杠杆实际受力，f总为气缸施加的压力，α为提供下压力活塞与大螺旋面所成角度，β为提供下压力活塞与杠杆所成角度。

结合图22，端部的滚轮对杠杆12的抬起端14的实际压力f1＝f/a*b；端部的滚轮对杠杆12的转动端121的实际压力f1＝f/a*a；

更具体地，参见图23，为滚轮32在杠杆12运动截取的8个位置的实测数据，可以证明在实际工作中大螺旋面15端的端部的滚轮提供的压力是大于中间滚轮a、b施加在杠杆上的压力的；而端部的滚轮施加在转动端121处的压力小于中间滚轮a给转动端121施加的压力，在端部滚轮和中间滚轮a两处配合下压的情况下，使得抬起端14获得将最低位滚轮抬起的力。

在活塞组件运行至如图9所示位置时，为图23记载的步数1；在活塞组件运行至如图10所示位置时，为图23记载的步数4；在活塞组件运行至如图9所示位置时，为图23记载的步数7。

参照图18，该压力动力机上还设置有外壳10，该外壳10通过螺栓固定在两个端部压力输出部件之间。

进一步地，端部压力输出组件5外侧还设有法兰，通过法兰与外壳10固定连接。

进一步地，所述外壳10顶部还设有拉环100。

优选地，在两个螺旋盘之间设置有连接件20，该连接件20与两螺旋盘固定连接，连接件上环绕设置镂空结构，便于散热。

实施例2

如图19所示，与上述实施例的不同之处在于，该压力动力机以中间压力输出组件4远离活塞杆组件3一端面为旋转中心在主轴组件2上旋转180°设置另一相同结构的压力动力机。

进一步地，两中间压力输出组件4通过螺栓彼此固定，且两中间压力输出组件4的压力腔彼此错开设置。本实施例在没有改动装置结构的基础上，直接通过简单叠加就能提高动力输出能量，并且对于装置运行完全没有任何影响。

更进一步地，当中间压力输出组件4上的压力腔设置为4个时，其中一个中间压力输出组件的压力腔的相对位置设置在另一个中间压力输出组件两相邻压力腔之间。通过将不同的中间压力输出组件的压力腔交错设置，可以使其在工作状态更加稳定。

更进一步地，设置在不同的端部输出组件上的杠杆的相对位置呈对角设置。

参照图20进一步地，主轴组件2中的主轴主体21对应延伸并在对应位置设置通孔212。

参照图21，在主轴主体21远离齿轮组22一端设有机油泵25，该机油泵25设置在远离齿轮组22一端的端部压力输出组件5和螺旋盘1之间。

在其中一个实施例中，端部压力输出组件5上设有8个压力腔，两个端部压力输出组件为16个压力腔；中间压力输出组件4上设有4个腔，两个中间压力输出组件供8个腔。

参照图24和25所示，其中一端的端部压力输出组件工作至图24的位置时，另一端的端部压力输出组件则工作至图25所示位置。

参照图24，其中一端设置在端部压力输出组件的3个活塞杆组件x运行至杠杆处时，该3个活塞杆组件x因为在杠杆12上或在经过杠杆12后处于杠杆12和台阶处之间的平台处，在平台处大螺旋面15较平缓，因此上述3个活塞杆组件x在此不提供螺旋盘1转动的力，而在该端的中部压力输出组件4中有1个活塞杆组件z运动至该端杠杆处，失去消耗动力；

参照图25，同时在其中另一端则有2个活塞杆组件y处于平台处，因此上述3个活塞杆组件(y、z)在此不提供螺旋盘转动的力。

进一步地，大螺旋面15的螺距设置为37.8299，小螺旋面19的螺距设置为7.2。

更进一步地，由上述实施方式可知，端部动力输出组件产生的实际动力为：产生动力两端部共16个压力腔，参照图24，其中一端大螺旋面15上实际工作压力腔5个；

其中参照图25，另一端的端部压力输出组件在大螺旋面15处杠杆12进行回位时，实际6个压力腔工作；

因此，两个端部压力输出组件共计11个压力腔工作，大螺旋面的螺距为37.8299。所以实际产生的动力为：11个压力腔乘以螺距37.8299等于416.1289。

(计算公式如下：11*37.8299＝416.1289)。

更进一步地，消耗的动力为：两个中间压力输出组件共8个压力腔、其中杠杆的抬起端抬起一端只有3个压力腔在工作，左右二端共7个压力腔在工作。

由于螺旋盘左转、中间压力输出组件右转所以同时消耗了两个7.2075毫米螺旋角度，7.2075+7.2075＝14.415，又因为中间压力缸的的面积是端头缸面积2倍，所以实际消耗的动力为：7乘2等于14。14乘以14.415等于201.81。

(计算公式如下：14*14.415＝201.81)。

综上可以知道，端部压力输出组件设置16个压力腔，中间压力输出组件设置为8个压力腔时，实际输出动力为：

416.1289(产生动力)-201.81(消耗动力)＝214.3189(实际输出动力)。

214.3189(实际输出动力)/37.8299(大螺旋面螺距)＝5.663(有效工作压力腔)。

综上所述：最终5.663个缸在螺距为37.8299螺旋面上有效工作，输出动力。

本实用新型还包括一种压力动力机的运行方法，包括步骤如下：

s1.端部压力输出组件5与外界固定连接，向端部压力输出组件5中输入压力，该压力通过压力通道211分摊到中间压力输出组件4中，端部压力输出组件5和中间压力输出组件4同时通过活塞杆组件3给螺旋盘1施加压力；

s2.螺旋盘1受到压力开始旋转，主轴主体21通过齿轮组22传动，开始与螺旋盘1旋转方向反向旋转，中间压力输出组件4固定于该主轴主体21，与主轴主体21同向旋转；

s3.设置在端部压力输出组件5的任一活塞杆组件3沿大螺旋面15做圆周运动位移至阶梯结构16处时，设置于中间压力输出组件4的活塞杆组件3位移至杠杆的活动端，给杠杆的活动端提供压力，从而带动抬起端将位移至大螺旋面15的阶梯结构16处的滚轴由最低点过渡至最高点，螺旋盘1完成旋转一周动作；

s4.重复s2至s3动作使螺旋盘1不停继续旋转。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。