专利名称：水力发动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种发动机，特别涉及一种水力发动机。
背景技术：
发动机是将各种形式的能量转变成机械能，从而产生动力的装置，根据能量的来源，可分为热力发动机、水力发动机、和风力发动机等。最常见的热力发动机为车用发动机，其利用汽油或柴油作为燃料，将汽油或柴油燃烧的化学能转化为热能，再将热能转换为机械能，以驱动车辆前进。但是，诸如车用发动机的热力发动机显然存在浪费能源和污染环境的问题。风力发动机是一种把风能转换为机械能的装置，一般包括将风能转换为机械能的风轮。虽然风力发动机直接利用大自然的风力作为动力，可节省能源，但是与之相对应，风力发动机的设置受到了一定的限制，即，只能设置到常年多风的区域。水力发动机是利用水流的动能来做功的装置，水的动能越大，水力发动机能够做的功就越多，而一般河流的河床比较平缓，流速不大。因此，为了增加水的动能，需要修筑拦河坝来提高上游水位。
现有技术中披露的水力发动机如授权公告号CN 2201491Y的中国实用新型专利中公开的“浮式水力发动机”，该发动机由浮船、水车、撑杆、拖环、和拖索五部分组成，水车的中轴安装在浮船的支撑架上，浮船通过撑杆和拖索与河岸保持一定的距离。叶片的一边固定在摇臂框架上并可绕轴单向转动，当顺水流时，叶片在摇臂架上关闭，横截水流；向回运转时，由于重力的偏心作用自动开启，再次转至顺水方向时，由于叶片上的两个受阻力面为斜面，叶片受气流与水流冲击斜面产生侧向力，使叶片向内旋转重新关闭。
另外，公开号为CN 1448630A的中国发明专利中披露了一种“双缸水力发动机”，该发动机通过减小水流流速、增大活塞截面积和行程而达到取用水能时动能损失小、水能转换率高的效果。其中齿条滑块随曲柄的旋转而滑动，方向为水平且垂直于曲柄，齿条滑块带动齿轮，将动力传至配水块，配水块旋转实现实时配水。当活塞处于上止点时，配水块堵住入水口和出水口，曲柄再旋转，则配水块随着转动而使入水口与做功缸相通，出水口与排水缸相通，实现做功与排出。飞轮的作用是蓄积能量，以便于活塞处于上、下止点时能够继续旋转做功。主轴输出的转速经行星轮系变速后对外输出。
上述已经披露的各种水力发动机都需靠近河流设置，通常不可移动，并且结构复杂，投资高，易受涨水和枯水季节的影响，适应性差。因此，上述各种因素在一定程度上限制了水力发动机的发展和应用。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、体积小、制造成本低、用途广的微型水力发动机，该微型水力发动机可广泛地应用于日常生活的各个领域，如利用该微型水力发动机制成的水动牙刷、水动剃须刀、水动按摩器等，因此本实用新型可更加拓宽水力发动机的应用，使其得到进一步地发展。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案
根据本实用新型的水力发动机包括前盖，该前盖包括第一中心轴孔、第一入水口、和第一出水口，其中第一入水口、第一出水口分布于前盖的周边，且间隔一距离；动力轮，包括第二中心轴孔和至少一个活动叶片，其中至少一个活动叶片分布在动力轮的圆周上；后盖，包括第三中心轴孔、第二入水口、和第二出水口，其中第二入水口、第二出水口间隔一距离地分布于后盖的周边，并且与上述的第一入水口和第一出水口相对应；以及中心轴，该中心轴依次穿过第一中心轴孔、第二中心轴孔、和第三中心轴孔，从而将前盖、动力轮、和后盖相连接。
另外，根据本实用新型的优选实施例，该前盖还可包括第一轴套座，与第一中心轴孔同心设置，且在第一轴套座内设有第一轴套；另外，该后盖也包括第二轴套座，与第三中心轴孔同心设置，且在第二轴套座内设有第二轴套；而中心轴在前盖穿过第一轴套，并且在后盖穿过第二轴套。
具体地，上述动力轮还包括至少一个顶叶柱，分布于动力轮的圆周；至少一个凹槽，分布于动力轮的圆周，并且分别与每一个顶叶柱相邻；至少一个圆柱销，与凹槽相对应，并且设置于凹槽内，而活动叶片包括圆形孔，与圆柱销相配合，以将活动叶片装配到凹槽中；缺口，与顶叶柱相配合，以限制活动叶片的旋转角度。
根据本实用新型的水力发动机的第一和第二入水口可直接接到诸如自来水等便利的能源上，由该水可驱动活动叶片旋转，进而驱动动力轮旋转，并同时使得中心轴旋转，由中心轴将动力输出。
综上，根据本实用新型的水力发动机具有结构简单、体积小、制造成本低、用途广的优点，其可方便地作为如牙刷、剃须刀、按摩器等日常用品的动力装置。
本实用新型的另一目的是提供一种水动牙刷，该水动牙刷包括上述的水力发动机；传动轴，与水力发动机的中心轴连接；换向装置，与传动轴连接；刷毛转盘，与换向装置连接；以及牙刷毛，设置在所述刷毛转盘上。水力发动机的中心轴将动力传送到传动轴，通过换向装置的换向，转换为刷毛转盘的旋转，从而带动牙刷毛旋转。
本实用新型的再一目的是提供一种水动剃须刀，该剃须刀同样包括上述的水力发动机，此外还包括固定套，与水力发动机的中心轴连接；以及刀片，与固定套连接。水力发动机的中心轴将动力传送到固定套，由固定轴带动与其相连的刀片旋转，进而进行剃须作业。
综上，本实用新型的水动牙刷和水动剃须刀具有如下优点1、以水力电动机作为动力源，不需进行防水处理，因此使用更加安全(不用担心如电动类器具遇水漏电、短路的危险)；2、以水力电动机作为动力源，不会产生任何废料，因此更加环保；3、以水力电动机作为动力源，不会出现如电动类器具随着电池老化而力度不稳的问题。
图1所示为根据本实用新型的水力电动机的分解立体示意图；图2所示为根据本实用新型的水力电动机的局部横剖面示意图；
图3所示为根据本实用新型的水力电动机的动力轮与中心轴的结构示意图；图4所示为根据本实用新型的水力电动机的动力轮和后盖的结构示意图；图5所示为包括根据本实用新型的水力电动机的水动牙刷的结构示意图；以及图6所示为包括根据本实用新型的水力电动机的水动剃须刀的结构示意图。
具体实施方式
有关本实用新型的优选实施例，现参照附图详细说明如下。
图1为根据本实用新型的水力电动机的分解立体图，参照图1所示，根据本实用新型的水力电动机100主要包括前盖20、动力轮30、后盖40、以及中心轴50。其中，前盖20上设有第一入水口22，该第一入水口22还形成有一个第一喷射口22a，另外，与该第一入水口22间隔一定距离处还设有一个第一出水口24，例如，该第一入水口22和第一出水口24可间隔约190°的圆心角，并且第一出水口24的直径要大于该第一喷射口22a的直径。另外，在该前盖20的中心位置还设置有第一轴套座26，在图1所示的实施例中，该第一轴套座26为圆柱形，并且从该前盖20的表面凸出，该第一轴套座26的中心处还设置有第一中心轴孔28，即第一轴套座26与第一中心轴孔28是同心的。第一轴套26a可置入该第一轴套座26中。
动力轮30上沿着圆周分布设置有至少一个活动叶片32，该活动叶片32可相对于动力轮30以一定角度旋转。动力轮30的中心位置处设置有第二中心孔34。
后盖40上设有第二入水口42，该第二入水口42上形成有一个第二喷射口42a，以及与该第二入水口42间隔一定距离还设置有第二出水口44，例如第二入水口42和第二出水口44可间隔约190°的圆心角，并且第二出水口44的直径要大于该第二喷射口42a的直径。另外，后盖40上的第二水入口42、第二喷射口42a、以及第二出水口44分别与前盖20上的第一入水口22、第一喷射口22a、以及第一出水口24相对应，并且形状、大小相同。在该后盖40的第二入水口42上可连接入水管60。另外，在后盖40的中心位置处还设置有第二轴套座46，该第二轴套座46可兼为第三中心轴孔，当然也可以在该第二轴套座46上同心设置一个第三中心轴孔(图中未示出)。该第二轴套座46的形状为圆柱形，并且从该后盖40的表面下凹。第二轴套46a可置入该第二轴套座46中。并且在该后盖40上还设置有静水防边48，以便使水流可从一个方向流动，增大压力，以快速打开叶片32，并且该静水防边48是渐进的，从而不会阻碍活动叶片32在静水区闭合时的运动。
第一和第二喷射口22a、42a的直径要小于第一和第二出水口24、44的直径，通常可为第一和第二出水口24、44的直径的1/2，以便形成较大的落差动力，快速打开叶片。
中心轴50依次穿过前盖20的第一中心轴孔28、动力轮30的第二中心轴孔34、以及后盖40的第三中心轴孔，在该实施例中，该第三中心轴孔即为第二轴套座46，从而将上述前盖20、动力轮30、和后盖40彼此连接在一起。另外，中心轴50在前盖20处，穿过位于第一轴套座26中的第一轴套26a，之后从第一中心轴孔28向外延伸。中心轴50在后盖40处，穿过位于第二轴套座46中的第二轴套46a，在图1所示的实施例中，第二轴套座46兼为第三中心轴孔，因此中心轴50并没有穿过第二轴套座46，但是显然，也可在该第二轴套座46上设置第三中心轴孔，该中心轴50可延伸穿过该第三中心轴孔。
另外，第一、第二轴套26a和46a以及第一、第二轴套座26和46可分别用第一、第二轴承以及第一、第二轴承座(未示出)来代替，其同样可以实现本实用新型的技术效果，当然，也可不设置任何轴套或轴承，中心轴50直接与前盖20和后盖40连接。
在图1中还示出了入水管60，其可连接到后盖40的第二入水口42上。并且该水力发动机100可装设到前壳体70和后壳体80的内部，该前、后壳体70和80可通过螺纹的连接方式而连接到一起，也可直接扣接在一起，而该水力发动机100与该前、后壳体70和80可通过锁扣或顶压的方式连接。
参照图2所示，图2进一步示出了水力发动机100的各个部件之间的连接关系。首先将第二轴承套46a放置到第二轴套座46中；然后将动力轮30放置到后盖40上，并且优选在动力轮30上设置下摩擦片90a，以减小动力轮30和后盖40之间的摩擦；之后使中心轴50穿过第二中心轴孔34，并插入到后盖40的第二轴套座46中的第二轴套46a中；最后将前盖20连接到后盖40上，并使中心轴50穿过第一中心轴孔28向外延伸，同时穿过第一轴套座26中的第一轴套26a，并且优选在动力轮30上设置上摩擦片90b，以减小动力轮30和前盖20之间的摩擦。前盖20和后盖40分别具有一个相互接合在一起的台阶部20a和40a，该台阶部20a和40a可防止漏水，并且该台阶部20a和40a的接合可通过直接扣合在一起或通过螺纹连接方式而实现。
图3示出了根据本实用新型的水力电动机的动力轮与中心轴的结构示意图，如图所示，该动力轮30的圆周方向均布有多个凹槽36，图中示出的是半圆形的凹槽36，当然也可以是其他形状的凹槽。每个凹槽36中均设置有一个圆柱销36a，并且在动力轮30的圆周上设置有多个与每个凹槽36相邻的顶叶柱38。而在活动叶片32上设置有圆形孔32a，该圆形孔32a与凹槽36中的圆柱销36a相配合；并且该活动叶片32上还设置有与顶叶柱38相配合的缺口38a。闭合时，顶叶柱38固定成容易被打开的角度；打开时，叶片缺口38a固定拦截冲击水流的角度。闭合与打开时间隔的中心角度为80°。
另外，在中心轴50上设有两个固定卡位52，在动力轮30的第二中心轴孔34上与上述固定卡位52相对应地设置有两个凹槽34a，通过该固定卡位52与该两个凹槽34a的配合，可将该中心轴50与该动力轮30装配到一起，并且中心轴50不会相对动力轮30移动，而只能随着动力轮30一同旋转。
图4为根据本实用新型的水力电动机的动力轮和后盖的结构示意图。如图所示，本实用新型的动作过程如下首先水从第二入水口42流入，并经第二喷射口42a喷入，由于静水防边48的作用，从第二喷射口42a喷入的、具有一定压力的水逆时针方向流动，并推动活动叶片32，使其旋转打开，并且推动活动叶片32从而使得动力轮30逆时针旋转，水流经过第二出水口44后流出，此时活动叶片32闭合，以减小动力轮30旋转的阻力，该闭合的活动叶片32在第二入水口42的位置再次打开并推动动力轮30旋转。由于在第二入水口42处连续喷入水，因而上述过程不断循环进行，可以推动动力轮30不断旋转，动力轮30的旋转将带动与其连接的中心轴50(该图中未示出)也同步旋转。从而将动力从中心轴50传出。为清楚起见，图4中并未示出前盖20，事实上，前盖20上的第一入水口22、第一喷射口22a、第一出水口24分别与后盖40的第二入水口42、第二喷射口42a、以及第二出水口44相同并对应，水同时从前盖20和后盖40的第一和第二入水口22和42流入，并同时从前盖20和后盖40的第一和第二出水口42和44流出。
根据本实用新型的水力发动机100装配简单、体积小，并且以水作为能源，非常环保。根据本实用新型的水力发动机100也可改为气力发动机，其原理与水力发动机100完全相同，所不同的仅是使用气作为能源。不论是水力发动机还是气力发动机，均需要使用具有压力的水或气，水可以是自来水、加压水等，而气可以是加压的气。水力发动机可用于日常清洁用品等，而气力发动机可适用于一般工业用的自动工具。
以下将描述根据本实用新型的水力发动机的两个应用实施例。气力发动机的应用与此相类似，此处不再进行重复描述。
图5示出了包括根据本实用新型的水力电动机的水动牙刷的结构。如图所示，该水动牙刷200包括水力发动机100、传动轴210、换向装置220、毛转盘230、以及牙刷毛240。其中传动轴210的一端与水力发动机100的中心轴50相连接，而该传动轴210的另一端与换向装置220相连接，该换向装置220同时还与毛转盘230相连接，牙刷毛240即设置在该毛转盘230上。
该水动牙刷200的动作过程如下，水力发动机100的中心轴50将动力传递到传动轴210，与该传动轴相连接的换向装置220将围绕牙刷柄的轴线的旋转运动转换为围绕垂直牙刷柄的轴线的旋转运动，并且通过该换向装置220，使得安装在毛转盘230上的牙刷毛240也围绕垂直牙刷柄的轴线旋转，从而可以进行刷牙的动作。
图6出了包括根据本实用新型的水力电动机的水动剃须刀的结构。如图所示，该水动剃须刀300包括水力发动机100、固定套310、以及刀片320。其中水力发动机100的中心轴50与固定套310连接，而固定套310同时与刀片320连接。水力发动机100的中心轴50将动力传送到固定套310，然后由固定套310的旋转带动与其相连的刀片320的旋转，从而可以进行剃须的作业。
根据本实用新型的水动牙刷和水动剃须刀以水力电动机作为动力源，不用担心如电动类器具遇水漏电、短路的危险，因而更加安全；此外不会产生任何废料，非常环保；并且不会出现如电动类器具随着电池老化而力度不稳的问题。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种水力发动机，其特征在于所述水力发动机包括前盖，包括第一中心轴孔、第一入水口、和第一出水口，其中所述第一入水口和第一出水口分布于所述前盖的周边，且间隔一距离；动力轮，包括第二中心轴孔和至少一个活动叶片，其中所述活动叶片分布在所述动力轮的圆周；后盖，包括第三中心轴孔、第二入水口、和第二出水口，其中所述第二入水口和第二出水口间隔一距离地分布于所述后盖的周边，且与所述第一水入口、第一出水口相对应；以及中心轴，所述中心轴依次穿过所述第一中心轴孔、第二中心轴孔、和第三中心轴孔，从而将所述前盖、动力轮、和后盖相连接。
2.根据权利要求1所述的水力发动机，其特征在于，所述前盖还包括第一轴套座，与所述第一中心轴孔同心设置，且所述第一轴套座内设有第一轴套；所述后盖还包括第二轴套座，与所述第三中心轴孔同心设置，且所述第二轴套座内设有第二轴套；所述中心轴在所述前盖穿过所述第一轴套，并且在所述后盖穿过所述第二轴套。
3.根据权利要求1所述的水力发动机，其特征在于，所述动力轮还包括至少一个顶叶柱，分布于所述动力轮的圆周；至少一个凹槽，分布于所述动力轮的圆周，并且分别与所述顶叶柱相邻设置；至少一个圆柱销，与所述凹槽相对应，并且设置于所述凹槽内，其中所述活动叶片包括圆形孔，与所述圆柱销相配合，以将所述活动叶片装配到所述凹槽中；缺口，与所述顶叶柱相配合，以限制所述活动叶片的旋转角度。
4.根据权利要求1所述的水力发动机，其特征在于，所述动力轮的上下表面上分别装设有摩擦片。
5.根据权利要求1所述的水力发动机，其特征在于，所述后盖上还设有静水防边，以使水从一个方向流动。
6.根据权利要求5所述的水力发动机，其特征在于，所述静水防边是渐进的。
7.根据权利要求1所述的水力发动机，其特征在于，所述第一和第二入水口分别设有第一和第二喷射口。
8.根据权利要求7所述的水力发动机，其特征在于，所述第一和第二喷射口的直径分别小于所述第一和第二出水口的直径。
9.一种包括权利要求1所述的水力发动机的水动牙刷，其特征在于，所述水动牙刷还包括传动轴，与所述水力发动机的中心轴连接；换向装置，与所述传动轴连接；刷毛转盘，与所述换向装置连接；以及牙刷毛，设置在所述刷毛转盘上。
10.一种包括权利要求1所述的水力发动机的水动剃须刀，其特征在于，所述水动剃须刀还包括固定套，与所述水力发动机的中心轴连接；以及刀片，与所述固定套连接。
专利摘要本实用新型公开了一种水力发动机，包括前盖，该前盖包括第一中心轴孔、第一入水口、和第一出水口，其中第一入水口和第一出水口分布于前盖的周边，且间隔一定距离；动力轮，包括第二中心轴孔和至少一个活动叶片，其中至少一个活动叶片分布在动力轮的圆周上；后盖，包括第三中心轴孔、第二入水口、和第二出水口，其中第二入水口和第二出水口间隔一定距离地分布于后盖的周边，且与前述第一入水口和第一出水口相对应；以及中心轴，该中心轴依次穿过第一中心轴孔、第二中心轴孔、和第三中心轴孔，从而将前盖、动力轮、和后盖相连接。本实用新型的水力发动机具有结构简单、体积小、制造成本低、用途广的优点。
文档编号B26B19/00GK2718249SQ20042008882
公开日2005年8月17日 申请日期2004年8月23日 优先权日2004年8月23日
发明者聂锦明 申请人:聂锦明