专利名称：具有椭圆轮组的动力装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种将旋转动力转变为平移动力的动力装置，可用作提升或平移机械的动力源。
现有将旋转动力转变为平移动力的装置很多，具有螺旋浆的发动机，借助于外界媒质的反作用力使机械移动是其典型例子之一，但现有这类装置均存在着结构复杂，能耗大，应用场合局限等缺点。
为克服现有技术不足，寻求一种结构简单，能耗小，适用场合广泛的能将旋转动力转变为平移动力的动力装置，特提出了本实用新型。
为完成所提出的发明任务，采用了以下的技术方案将一组相同尺寸的椭圆轮装配在一长轴上，组成下椭圆轮组，长轴轴心位于椭圆轮一焦点处，各轮在轴上的装配角度依次逐渐变化，使相邻两椭圆轮长轴间的夹角为360/n度，(n为椭圆轮组的总数)，下椭圆轮组与另一组与其尺寸相同，各自由短轴独立支撑的上椭圆轮组相配，配合时，下椭圆轮组各轮的长半径点与上椭圆轮组对应轮的短半径点相切。应用现有技术，长、短轴由轴承支撑，并将上、下椭圆轮组装配在机壳内，使长轴与外部转动动力源(如电动机等)相连，即可构成本实用新型。
从所周知，一个普通作匀速圆周运动的物体，它的离心力大小不变，方向匀速周期性地变化，每转一周它的离心力的垂力分量的和为零，也就是说，它的离心力不可能使物体产生直线运动。但如果，我们按上述技术方案，采用两个大小相同的椭圆轮构成椭圆传动机构后，情况就不相同了。具体说明如下
图1为椭圆传动机构的示意图。在图1中，1、下椭圆轮，2、长轴，3、上椭圆轮，4、短轴。当长轴2由外接电机带动转动时，下椭圆轮随之作匀速圆周运动，由于上、下椭圆轮相切，则上椭圆轮随之转动，作变速圆周运动，它的角速度在一个周期内不断变化。上椭圆轮的离心力可由下通用公式方便求出。
V＝2πR·ω …………②式中F——离心力(F上上椭圆轮离心力，F下下椭圆轮离心力)；m——转动物体的质量；R——物体质心到轴心的距离(即转动半径)；V——线速度；ω——角速度(ω上上椭圆轮角速度，ω下下椭圆轮角速度)。
为计算，观察方便，假设图1椭圆传动机构中，椭圆轮的长轴为4r，因轴心位于焦点处，即椭圆轮的短半径为r，长半径为3r。因上、下椭圆轮的角速度之比，即为两者间的传动比λ，如③式所示。
ω上＝λ·ω下………③当上椭圆轮的长半径向上，即图1所示位置时，λ＝3，从公式①、②、③换算可得F上(最大)＝9F下当上椭圆轮的长半径向下，下椭圆轮的短半径向上时，λ＝1/3，从公式①、②、③换算可得
F上(最小)＝1/9F下从上计算可看出，当上椭圆轮的长半径向上对，离心力最大，动能最大。当上椭圆轮的长半径向下时，离心力最小，动能最小。也就是说，上椭圆轮从长半径向上转到长半径向下时，动能由最大变到最小，它将能量传回下椭圆轮。当上椭圆轮从长半径向下再转回长半径向上时，它将从下椭圆轮吸收能量，动能由最小再变到最大。工作过程中，即如此反复周期性地变化。经系列计算即可得知上椭圆轮旋转到不同角度时离心力的大小。图2为上椭圆轮转一周时，离心力变化的示意图。图3为上椭圆轮转一周时，离心力的垂直分量变化示意图。(图2、图3中，所标度数均为相应下椭圆转动的度数)。
从图2、图3可清楚看出，经椭圆传动机构处理后，上椭圆轮每转一周它的离心力的垂直分量的和不为零，即上椭圆轮上总有一个定向离心力存在，由计算可知，其平均值约为匀速圆周运动时离心力的0.8倍，即F上(平均)≈0.8F下(匀速)。
如采用多组椭圆轮组按技术方案所述，进行组装角度依次变化的组合后，可使该定向离心力更平稳，从图4采用多组椭圆轮组组合后，组合离心力垂直分量变化示意图即可证明这点。
从上述分析可清楚看出，如按技术方案作成椭圆轮组动力装置，只要使长轴的转速足够大，使其产生的离心力垂直分量，足以克服机械本身的重力和前进阻力，即可使机械提升或向前运动，也就是本装置可实现将旋转动力转为平移动力，作为提升或平移机械的动力源。
本实用新型与现有技术相比，结构简单，椭圆传动机构中，能量周期性地吸收，释放，能耗小，且能组合成多种形式的提升机、运载机，应用场合广泛。
以下结合实施例及其附图对本实用新型加以详细地说明。
图1椭圆传动机构示意图；图2上椭圆轮转一周时，离心力变化示意图；图3上椭圆轮转一周时，离心力垂直分量变化示意图；图4上椭圆轮组转一周时，组合离心力垂直分量变化示意图；图5本实用新型正剖视图示意图；图6本实用新型作提升机、运载机动力源时的配置示意图。
在图1-图6中，1、下椭圆轮，2、长轮，3、上椭圆轮，4、短轴，5、滚珠轴承，6、机壳，7、本实用新型，8、箱体，9、驾驶室。
从图5可看出，本实施例采用了四对上、下椭圆轮构成本实用新型。根据实际需要，组成本实用新型椭圆轮组的数量(n)不限，可以是任意数。如图所示，一组相同尺寸的椭圆轮装配在长轮2上，组成下椭圆轮组，长轴轴心位于椭圆轮的一焦点处，各轮在轴上的装配角度依次逐渐变化，使相邻两椭圆轮长轴间的夹角为360/n度，(n为椭圆轮组的总数，在本实施例中n＝4，为360/4＝90度)。为装配工艺的需要，长轴可分段加工，应用现有的连轴技术，在组装时，使之连成一体即可。下椭圆轮组与另一组与其尺寸相同，各自由短轴独立支撑的上椭圆轮组相配，配合时，下椭圆轮组各轮的长半径点与上椭圆轮组对应轮的短半径点相切(如图1所示)。长轴、短轴均由滚珠轴承支撑，应用现有技术，将上、下椭圆轮组组装在机壳6内，长轴与外部转动动力源(如电动机等)相连，即可构成本实用新型。
使用时，电动机驱动长轴2，带动下椭圆轮组1作匀速圆周运动，由于椭圆传动机构的关系，该装置总有一个定向力存在，即将旋转动力转变成了平移动力，可作提升或平移机械的动力源。
图6为应用本实用新型作为提升机、运载机动力源时的配置示意图。从图可见，适当的配置本实用新型在机械驾驶室的上方和侧面(配置数量的多少，根据需用力的大小，计算确定)，配置于上方的本实用新型用以克服重力，配置于侧面的本实用新型用以克服阻力，再配以控制系统即可构成提升或平移机械。如图6中下部的箱体作成货柜式，可用于装载重物代替现有的卷扬机、塔吊等起重装置。与现有起重装置相比，除结构简单、能耗小外，还具有工作机动灵活等特点，因为采用本实用新型做的起重装置能减少工作程序，起吊高度和运送距离不受装置所在位置及吊臂长度的影响。如图6中下部的箱体作成客舱式的车箱或其它式样，可作成运载人或物的运载机。同样具有上述特点。
权利要求1.一种具有椭圆轮组的动力装置，包括有机壳、轴、轴承和旋转动力源，本实用新型的特点在于将一组相同尺寸的椭圆轮装配在一长轴上，组成下椭圆轮组，长轴轴心位于椭圆轮一焦点处，各轮在轴上的装配角度依次逐渐变化，使相邻两椭圆轮长轴间的夹角为360/n度，n为椭圆轮组的总数，下椭圆轮组与另一组与其尺寸相同，各自由短轴独立支撑的上椭圆轮组相配，配合时，下椭圆轮组各轮的长半径点，与上椭圆轮组对应轮的短半径点相切，且长轴与转动动力源相连。
专利摘要一种具有椭圆轮组的动力装置，涉及一种将旋转动力转为平移动力的动力装置。由组装在长轴上的下椭圆轮组及与其相切且尺寸相同，各自由短轴独立支撑的上椭圆轮组、轴承和旋转动力源(电机)组成。电机带动下椭圆轮组作匀速圆周运动，并带动上椭圆轮组作变速圆周运动，从而输出定向合力，可用作提升或平移机械的动力源。具有结构简单，能耗小，适用场合广泛等特点。
文档编号B66F19/00GK2264171SQ9422060
公开日1997年10月8日 申请日期1994年9月2日 优先权日1994年9月2日
发明者张子忠 申请人:张子忠