本发明涉及一种旋转运动与平面运动互能转换的装置，属机械领域。
背景技术：
自从人类发明机械装置以来，各种传动装置千姿百态，应用广泛，给人们的活动带来很多方便。但是，物体的基本运动归根结底最终只可分为转动和平动两种形式。目前，输入为旋转运动而输出变化为平面运动，或输入为平面运动而输出变化为旋转运动较为常见，但是两种运动功能兼而有之，且互能转换的机械装置却是屈指可数。至今为止，通常应用的该类装置有齿轮——齿条传动装置、曲柄-连杆-活塞传动装置、丝杆-螺母传动装置、凸轮-顶杆传动装置，以及应用在高空电力检修车，高空载人灭火消防车的车斗上的平面运动，也是由地面上原动机的旋转运动通过一系列复杂的传动装置变化而成的。又如汽车的车轮在路面上的转动带动车厢在路面面上作平面运动。上述各种形式的运动转换装置结构不同，各有利弊。近年来在国内外的最新技术资料及专利文献记载或报道的结构简单，形式新颖的并且经济适用，运用广泛的旋转运动与平面运动互能转换的装置却鲜为少见。
技术实现要素：
本发明的目的是推举出一种结构简单、运用广泛、新颖别致的旋转运动与平面运动，在介质为流体的作用下互能转换的机械装置。该装置主要由行星架，太阳轮齿轮轴，至少一个以上中间齿轮轴、至少一个以上行星轮齿轮轴、密封轴承及输入、输出工作部件组成，行星架为密闭的圆盘状箱体，太阳轮齿轮轴为一根贯穿行星架中心的长轴，其中段的轮齿部分位于行星架内部空腔的中央，至少一个以上的中间齿轮轴分布在太阳轮齿轮轴的四周，其位于行星架空腔内部的轮齿部 分均与太阳轮齿轮轴轮齿部分啮合，至少一个以上的行星轮齿轮轴分布在中间齿轮轴外侧四周，其上位于行星架空腔内部的轮齿部分均与中间齿轮轴的轮齿部分外圆周啮合，太阳轮齿轮轴、至少一个以上的中间齿轮轴和至少一个以上的行星轮齿轮轴的轮齿部分两侧的轴颈均装上轴承，支撑在行星架扁圆形箱体两侧的端板上，各中间齿轮轴两轴端的长度不超过两端板的外侧，各行星轮齿轮轴两端的轴端均伸出在行星架两端板外侧一段距离，用于固连本装置的输入、输出工作部件。太阳轮齿轮轴上的轮齿部分其齿形、模数、齿数等参数与各行星轮齿轮轴上的轮齿部分的齿形、模数、齿数等参数完全一致，与各中间齿轮轴上轮齿的齿形，模数等参数相一致，并通过它与两者的啮合传递动力与转向。
该行星架为扁平的密闭的圆盘状齿轮箱，太阳轮齿轮轴轴心线，各中间齿轮轴轴心线和各行星轮齿轮轴的轴心线均与圆盘状行星架盘面呈垂直分布，支撑在行星架两端板上相应位置圆孔中，其支承的轴承均具有防尘、防水、防锈的功能，各轴颈在轴承内孔中均能自由转动，各轴承的外径均固连在行星架相应两端板的圆孔之内。
在整套装置中，太阳轮齿轮轴居于中央位置始终与其上的轮齿部分固定不动，其两端伸出在行星架两侧之外的轴端有足够的长度，并固定在设备或设施的机架上。
当本装置的工作部件以垂直于水平面的方式固连在多个行星齿轮轴伸出端上，外界的气流或水流以固定的方向不断流向叶片的下半部时，其叶片上固连的行星轮齿轮轴轮齿的作用，通过中间齿轮轴上轮齿与居于中央的太阳轮齿轮轴轮齿啮合，由于各行星轮齿轮轴上轮齿数与太阳轮齿轮轴上轮齿的齿数相同，再通过中间齿轮轴上轮齿的换向作用，会使得各叶片在环绕太阳轮齿轮轴轴心线顺时针方向公转一周的同时，围绕各自行星轮齿轮轴的轴心线作逆时针方向的自转一周，使各叶片的平面运动推动圆盘状行星架围绕其轴心线作连续不断 的旋转运动。
当本装置的工作部件为船舶推进器的浆叶，并以垂直于水面的状态固连在多个行星轮齿轮轴伸出端上，用外力矩驱动圆盘状行星架围绕其轴心线作顺时针的转动时，会带动各行星轮齿轮轴端的各浆叶，环绕太阳轮齿轮轴轴心线作顺时针的公转同时，围绕各自的轴心线作逆时针方向的自转，由于其内部太阳轮齿轮轴上轮齿数与各行星轮齿轮轴的轮齿数相同，当行星架不断的作旋转运动时，其输出端的各浆叶始终环绕太阳轮齿轮轴轴心线以垂直于水面的状态作平面运动，如果将该装置作为一套船舶推进器，并使其太阳轮齿轮轴轴心线所在平面置于水面以上，则各浆叶在从入水到出水的整个过程中，始终以划水的状态推进船舶行进，大大提高船舶的推进效率。
附图说明
图1为本发明一种旋转运动与平面运动互能转换的装置主视图的示意图。
图2为本发明一种旋转运动与平面运动互能转换的装置侧视图示意图。
图3为本发明一种旋转运动与平面运动互能转换的装置在汽轮机、水轮机上运用示意图。
图4为本发明一种旋转运动与平面运动互能转换的装置在船舶推进器中运用的示意图。
如图1、图2所示行星架(1)为密闭的扁平圆盘状齿轮箱，太阳轮齿轮轴(2)轴心线与行星架(1)的盘面呈互为垂直布置，其轴的中间轮齿部分，置于行星架(1)内部的中央。至少一个以上的中间齿轮轴(3)分布在太阳轮齿轴(2)四周，其上轮齿部分均与太阳轮齿轮轴(2)上的轮齿部分啮合。至少一个以上的行星轮齿轮轴(4)分布在各中间齿轮轴(3)四周，其轮齿部分与各中间齿轮轴轮齿的外侧圆周啮合。太阳轮齿轮轴(2)、各中间齿轮轴(3)、各行星齿轮 轴(4)它们各自轮齿部分的两端轴颈上，均装有带密封功能的轴承(5)。各轴承的外周固连在行星架(1)两侧端板相应部位的圆孔之中，各轴颈与轴承的内径之间能自由转动。太阳轮齿轮轴(2)与各行星齿轮轴(4)其上的轮齿部分的齿形、模数、齿数等参数相一致，各中间齿数轮轴上轮齿的齿形、模数等参数与前者相同。但齿数可相同也可不同。当各行星齿轮轴伸出在行星架(1)两侧外的轴端上固连着工作部件为汽轮机或水轮机叶片(6)时，当气流或水流连续不断地流经本装置中心平面以下部位，并且初始位置已固定为各叶片与水平面呈垂直状态时，会对本装置的中心点o产生一个外力矩，推动圆盘形行星架(1)围绕太阳齿轮轮轴(2)的轴心线作旋转运动。由于太阳轮齿轮轴(2)两伸出端固连在设备或设施的机架上不动，其内部的轮齿部分也固定不动，则各行星轮齿轮轴(4)的轮齿通过与其啮合的中间齿轮轴(3)的转向作用，并且其轮齿的齿数与太阳轮齿轮轴(2)上轮齿的齿数相同，便会使各行星轮齿轮轴(4)在环绕太阳轮齿轮轴的轴心线顺时针公转一周的同时，围绕各自的轴心线逆时针自转一周。则固连在各行星轮齿轮轴外端上的叶片会始终保持垂直状态，环绕太阳轮齿轮轴轴心线作平面运动，继而连续不断地带动行星架(1)作围绕其中心轴线转动，实现输入是叶片的平面运动，输出为行星架的旋转运动。
如果将上述的各叶片更换成船舶推进器的浆叶，当外力驱动行星架(1)圆盘顺时针转动时，则也会使各浆叶在其行星架(1)内部各轮齿的作用下，环绕太阳轮齿轮轴轴心线作逆时针方向的自转，原理如上所述，如果各浆叶的初始位置调整至与水面呈垂直状态时，当不断驱动行星架(1)旋转则会不断使其上的各浆叶，在入水到出水的全过程中始终以划水的姿态工作。克服了传统明轮推进器各浆叶工作时压水和提水消耗功率的弊端。当然，本装置在船舶中安装时，其太阳轮齿轮轴(2)的轴心线所在平面一定要略高于水面。
图3是本发明在汽轮机、水轮机叶轮中使用的外观示意图，当流体从叶轮的中心平面下方左方源源不断地推动处于行星架(1)下方的叶片时，会带动行星架(1)围绕中心轴线连续不断地旋转，带动发电机发电。
图4是本发明在船舶推进器中使用的外观示意图，本装置的太阳轮齿轮轴(2)两端固定在船舶尾部或两舷的机架上不动，支撑起整套本装置，当外力矩驱动行星架(1)圆盘转动时，位于行星架两侧行星轮齿轮轴(4)伸出端上固连的与水面呈垂直状态的各浆叶，在行星架内部各轮齿的作用下，原理如上所述，会使各浆叶在依次入水到出水的全过程中，始终以划水的姿态推动船舶前进，大大提高了推进器的推进效率。
综上所述，一种旋转运动与平面运动互能转换装置的创新，为行星传动领域出现了新的成员，并使行星传动机构得到新的运用，其出现将会在各种设备或设施上得到更广泛的运用。