专利名称：一种扭矩动力机的制作方法
技术领域：
本发明涉及动力机械，特别是一种输出扭矩的动力机械。
背景技术：
一个重心不在轴心上的转轮、如果没有其它动力支持、它只能绕转轴摆动，并且在摩擦力的作用下最终停止在重心位于最低位的位置上。乞今尚未发现利用重心的偏离使转轮永远转动的机器。
本发明的目的是设计一种扭矩动力机，这种动力机以浮力为动力，使回转体的重心永远偏离其中心、位于第1相限内，从而使回转体不停的转动、输出扭矩。
发明内容
本发明的技术方案包括落地支架、和一根安装在落地支架上的水平转轴，水平转轴上固定安装有转轮，转轮的结构包括轮毂和固定安装在轮毂上的空间框架，轮毂和空间框架的结构重心位于轮毂内的转轴轴线上，转轮的轮毂上和空间框架内固定安装有多个位于转轮径向方向的缸体，这些缸体的中心线分别与转轴轴线相交、且位于与转轴垂直的同一个平面内，相邻两缸体中心线的夹角相同，所有缸体的结构相同，以位于0°时的竖直状态的缸体为例，缸体的结构包括密封外壳，该外壳由竖直薄壁筒和上、下两个端盖组成，外壳的竖直薄壁筒具有竖直向的对称中心线和纵向、横向、水平向三个对称平面，竖直薄壁筒的上、下两端分别有支撑框架，这两个支撑框架之间固定安装有一根竖直向的具有双面齿牙的支撑齿条，该支撑齿条同样具有竖直向的对称中心线和纵向、横向、水平向三个对称平面、并与竖直薄壁筒的分别重合，支撑齿条的齿牙方向垂直于支撑齿条的横向对称平面，支撑齿条没齿牙的两个侧面的两侧分别有一个竖直向固定安装在两支撑框架之间的自由度限制板，这两个自由度限制板与支撑齿条的纵向对称平面平行并对称，两个自由度限制板之间有一个长方体形的空间重力框架，该重力框架同样具有竖直向的对称中心线、和纵向、横向、水平向三个对称平面，其中竖直对称中心线和纵向、横向两个对称平面与支撑齿条的分别重合，重力框架可在两个自由度限制板之间竖直向自由滑动，当它滑动到支撑齿条的中间位置时，它的水平向对称平面也与支撑齿条的重合，重力框架的四个角部分别安装有平行于横向对称平面的一个传动轴和一个支撑轴，其中位于角端的为支撑轴、靠近角端的为传动轴，位于重力框架横向对称平面一侧的两个传动轴和两个支撑轴分别与另一侧的两个传动轴和两个支撑轴相对该横向对称平面对称，同样位于重力框架水平向对称平面一侧的两个传动轴和两个支撑轴分别与另一侧的两个传动轴和两个支撑轴相对该水平向对称平面对称，转动轴的中间安装有传动齿轮，支撑轴的中间安装有支撑齿轮，重力框架上的四个支撑齿轮分别与支撑齿条相啮，两个自由度限制板外有一个环形浮漂，该环形浮漂同样具有竖直向的对称中心线和纵向、横向、水平向三个对称平面、其中前三者与重力框架的分别重合，后者与重力框架的平行，环形浮漂的外侧壁上有成对的且每对都相对纵向对称平面对称的竖直向的滑槽，竖直薄壁筒的内壁上固定安装有对应的滑柱，环形浮漂通过滑槽沿滑柱可竖直向滑动，环形浮漂的内壁上固定安装有两个相同的竖直向的齿牙相对的驱动齿条，这两个驱动齿条各自的纵向对称平面与浮漂的纵向对称平面重合，浮漂上的两个驱动齿条和支撑齿条之间分别啮合有一个相同的空心齿轮，这两个空心齿轮还分别与重力框架上的二个传动齿轮相啮，每个空心齿轮的两侧分别有一个彼此平行对称的脱啮限制板，这四个脱啮限制板分别固定在重力框架上，空心齿轮的分度圆直径为D、传动齿轮与空心齿轮二者的分度圆相啮点至支撑齿条分度线的距离为b、D/b≥3，外壳内注满液体，空心齿轮的重力与所受的浮力相等，液体对空心齿轮的浮力中心与空心齿轮的重心重合，重力框架及固定其上的结构件总重力减去所受浮力所得的液中重量为P、浮漂所受的浮力减去自重所得的升力为F、2＜P/F＜D/b，外壳内还安装有控制环形浮漂从一个极限位置向另一个极限位置滑动时缸体倾斜角度的控制件，环形浮漂的上、下两个环形板的外壁上分别安装有弹性缓冲垫板，竖直薄壁筒的上、下两端的支撑框架上分别固定安装有缓冲件，外壳的上端盖上安装有安全阀门和加液口，外壳的竖直薄壁筒上安装有竖直向的观察窗。
本技术方案的工作原理如下浮漂的升力通过浮漂上的驱动齿条传递给空心齿轮成为空心齿轮在支撑齿条上向上滚动的驱动力，这个驱动力和支撑齿条对空心齿轮的支撑反力传递给传动齿轮，使重力框架向上运动。支撑齿轮的作用是限制重力框架的自由度。该齿轮的作用也可用其它结构件代替。环形浮漂向上运动H时、重力框架向上运动H/2，另一方面、当环形浮漂向上运动H时、它使缸体的重心向下移动FH/M，而重力框架向上运动H/2时、它使缸体的重心向上移动PH/2M，由于P/F＞2，所以只要浮漂向上运动，缸体的重心也必定随之向上移动(式中M代表缸体总重)。P/F值与D/b值有关，选择D/b≥3为宜。每个缸体在绕转轴转动到第一相限范围时，其重心距转轴的距离达到最大，转动到第三项限时，其重心距转轴的距离达到最小，从90°至180°期间重心距转轴的距离由最大逐渐移动到最小，反之从270°至360°时重心距转轴的距离由最小逐渐移动到最大，但在磨擦力和缸体倾斜角度控制件的作用下，在第二、第四项限内，缸体重心的移动与缸体绕转轴的转动不是同步的、即缸体重心的移动滞后于缸体绕转轴的转动。转轮在多个缸体的共同作用下，转轮的重心始终位于第一相限内，从而产生使转轮转动的力距使转轮转动，带动转轴转动、输出扭矩。
本技术方案可以达到发明目的，开始时需要有外力距使转轮或转轴转动，转动一周后即可释去外力、不需要任何其它外力和能源即可不停地转动。
图1是实施例简化总2是缸体的剖视图，为便于说明，该剖视图是缸体处于0°时并将环形浮漂置于中间位置绘制的，在这种情况下，由于对称性，采用右上方的1/4剖视，但其中齿轮没剖。
图3是图2中A-A剖视图，由于对称性，采用半剖。
图4环形浮漂视图。
图5是浮漂处于最低位时、卡头和弹性卡销组件的局部放大左剖视图。
具体实施例方式
由图1可见、本实施例包括落地支架(1)、和一根安装在落地支架上的水平转轴(2)，水平转轴上固定安装有转轮，转轮的结构包括轮毂(3)和固定安装在轮毂上的空间框架(5)，轮毂和空间框架的重心位于水平转轴的轴线上，轮毂上和空间框架内固定安装有8个缸体(4)，这些缸体的中心线分别与转轴的轴线相交、且位于与转轴垂直的同一平面内，相邻两缸体中心线的夹角为45°。所有缸体的结构相同，由图2、图3可见、缸体的结构包括密封外壳，该外壳由长方体形的竖直薄壁筒(12)和上端盖(6)、下端盖(19)组成，显然，外壳的竖直薄壁筒具有竖直向的对称中心线、和纵向、横向、水平向三个对称平面，外壳内固定安装有一根竖直的具有双面齿牙的支撑齿条(9)，该支撑齿条同样具有竖直对称中心线和纵向、横向、水平向三个对称平面、并与外壳的分别重合，支撑齿条的齿牙方向垂直于其横向对称平面，支撑齿条没齿牙的两个侧面的两侧分别有一个竖直固定安装的自由度限制板(11)，这两个自由度限制板与支撑齿条的纵向对称平面平行且彼此对称，长方体形的竖直薄壁筒(12)的上、下两端分别有一个长方形的平面支撑框架(10)，支撑齿条和两个自由度限制板皆固定支撑在这两个支撑框架之间，两个自由度限制板之间有一个长方体形的空间重力框架(13)，该重力框架同样具有竖直对称中心线和纵向、横向、水平向三个对称面，其中竖直对称中心线和纵向、横向两个对称平面与支撑齿条的分别重合，重力框架可在两个自由度限制板之间竖直向自由滑动，当滑动到支撑齿条的中间位置时、它的水平向对称平面也与支撑齿条的水平向对称平面重合，重力框架的四个竖直边框相对于纵向对称平面对称的两对上各安装有四个转轴、其中位于上、下两端的为支撑轴、向中间靠近上、下两端的为传动轴，每对竖直边框上的这两个传动轴和两个支撑轴同在平行于重力框架横向对称平面的平面内，其中两个传动轴和两个支撑轴分别相对于重力框架水平向对称平面对称，两对竖直边框上的传动轴和支撑轴相对于重力框架的横向对称平面分别对称，四个支撑轴的中间分别安装有支撑齿轮(14)，四个传动轴的中间分别安装有传动齿轮(15)，四个支撑齿轮分别与支撑齿条相啮，四个传动齿轮分别与对应的支撑齿轮相啮。两个自由度限制板外有一个方环形的浮漂(16)，这个浮漂同样具有竖直向的对称中心线和纵向、横向、水平向三个对称平面、其中前三者与重力框架的分别重合，后者与重力框架的平行由图4、图5可见，环形浮漂的前、后外侧壁的中间有两个相对竖直对称中心线对称的竖直向的滑槽(21)，这两个滑槽内分别固定安装有抗磨垫槽(22)，两个抗磨垫槽的中间分别固定有一个卡头(23)，竖直薄壁筒的内壁上固定安装有两个对应的滑柱(25)，环形浮漂通过自身的滑槽和抗磨垫槽沿滑柱竖直向滑动，滑柱的内侧面上有竖直向的卡头滑槽(30)，滑柱的上、下两个部位上分别安装有弹性卡销组件，该弹性卡销组件由卡销(24)、两端为固定支撑的压簧(26)、和压簧顶丝(27)组成，卡销组件邻近的外壳壁上有孔(28)、和该孔的密封盖板(29)，当环形浮漂滑行到上、下两个极端位置时，卡销卡在浮漂抗磨垫槽中间的卡头(23)上，浮漂上的卡头(23)和滑柱上的弹性插销组件即构成浮漂从一个极限位置向另一个极限位置开始滑动时缸体倾斜角度控制件。环形浮漂的内壁上固定安装有两个相同的竖直向的齿牙相对的驱动齿条(17)，这两个驱动齿条各自的纵向对称平面与浮漂的纵向对称平面重合。两个驱动齿条和支撑齿条之间分别啮合一个相同的空心齿轮(18)，这两个空心齿轮还分别与重力框架上的两个传动齿轮啮合。两个空心齿轮的两侧分别有一个彼此平行对称的脱啮限制板(20)，这四个脱啮限制板固定安装在重力框架上。空心齿轮的分度圆直径为D、传动齿轮和空心齿轮二者的分度圆相啮点距支撑齿条分度线的距离为b，D/b＝3.5。外壳内注满水。空心齿轮的重力与所受的浮力相等，而且浮力的作用中心与空心齿轮的重心二者重合，重力框架及固定其上的结构件的总重力减去所受浮力为P、浮漂所受的浮力减去自重所得的升力为F，它们的允许范围是2＜P/F＜3.5。环形浮漂的上、下两个环形壁板上分别安装有弹性缓冲垫板，外壳竖直薄壁筒上、下两端的平面支撑框架(10)上分别安装有弹性缓冲垫板。外壳的上端盖上安装有安全阀门(7)和加液口(8)，外壳的竖直薄壁筒的左侧板上安装有竖直向的长条形的观察窗。
由于缸体的重量很大，所以转轮之空间框架的强度和稳定性的设计必须足够。浮漂的滑动受到磨擦力和水的阻力的反作用，当它从上、下两个极端位置向另一方滑动时、还受到弹性卡销组件的作用，我们希望最好从135°左右和315°左右时开始向另一极端滑动，所以卡销组件中压簧的设计是个关键，压弹的设计应根据计算初步确定、再根据实验进行粗调整设计。弹簧的细调通过顶丝(27)进行。
需要说明的是本说明书中所述的纵向对称平面是指通过竖直向的对称中心线向左、右两侧延伸的对称平面，所述的横向对称平面是通过竖直对称中心线向前、后两个方向延伸的对称平面。
权利要求
1.一种扭矩动力机，其结构包括落地支架，该落地支架上安装有水平转轴，水平转轴上固定安装有转轮，其特征在于转轮的结构包括轮毂和固定安装在轮毂上的空间框架，轮毂和空间框架的结构重心位于轮毂内的转轴轴线上，在转轮的轮毂上和空间框架内固定安装有多个位于转轮径向方向的缸体，这些缸体的中心线分别与转轴轴线相交、且位于与转轴垂直的同一个平面内，相邻两缸体中心线的夹角相同，所有缸体的结构相同，以位于0°时的竖直状态的缸体为例、缸体的结构包括密封外壳，该外壳由竖直薄壁筒和上、下两个端盖组成，外壳的竖直薄壁筒具有竖直向的对称中心线和纵向、横向、水平向三个对称平面，竖直薄壁筒的上、下两端分别有支撑框架，这两个支撑框架之间固定安装有一根竖直向的具有双面齿牙的支撑齿条，该支撑齿条同样具有竖直向的对称中心线和纵向、横向、水平向三个对称平面、并与竖直薄壁筒的分别重合，支撑齿条的齿牙方向垂直于支撑齿条的横向对称平面，支撑齿条没齿牙的两个侧面的两侧分别有一个竖直向固定安装在两支撑框架之间的自由度限制板，这两个自由度限制板与支撑齿条的纵向对称平面平行并对称，两个自由度限制板之间有一个长方体形的空间重力框架，该重力框架向样具有竖直向的对称中心线、和纵向、横向、水平向三个对称平面，其中竖直对称中心线和纵向、横向两个对称平面与支撑齿条的分别重合，重力框架可在两个自由度限制板之间竖直向自由滑动，当它滑动到支撑齿条的中间位置时，它的水平向对称平面也与支撑齿条的重合，重力框架的四个角部分别安装有平行于横向对称平面的一个传动轴和一个支撑轴，其中位于角端的为支撑轴、靠近角端的为传动轴，位于重力框架横向对称平面一侧的两个传动轴和两个支撑轴分别与另一侧的两个传动轴和两个支撑轴相对该横向对称平面对称，同样位于重力框架水平向对称平面一侧的两个传动轴和两个支撑轴分别与另一侧的两个传动轴和两个支撑轴相对该水平向对称平面对称，支撑轴的中间安装有支撑齿轮，传动轴的中间安装有传动齿轮，重力框架上的四个支撑齿轮分别与支撑齿条相啮，两个自由度限制板外有一个环形浮漂，该环形浮漂同样具有竖直向的对称中心线和纵向、横向、水平向三个对称平面、其中前三者与重力框架的分别重合、后者与重力框架的平行，环形浮漂的外侧壁上有成对的且每对都相对纵向对称平面对称的竖直向的滑槽，竖直薄壁筒的内壁上固定安装有对应的滑柱，环形浮漂通过滑槽沿滑柱可竖直向滑动，环形浮漂的内壁上固定安装有两个相同的竖直向的齿牙相对的驱动齿条，这两个驱动齿条各自的纵向对称平面与浮漂的纵向对称平面重合，浮漂上的两个驱动齿条和支撑齿条之间分别啮合有一个相同的空心齿轮，这两个空心齿轮还分别与重力框架上的二个传动齿轮相啮，每个空心齿轮的两侧分别有一个彼此平行对称的脱啮限制板，这四个脱啮限制板分别固定在重力框架上，空心齿轮的分度圆直径为D、传动齿轮与空心齿轮二者的分度圆相啮点至支撑齿条分度线的距离为b、D/b≥3，外壳内注满液体，空心齿轮的重力与所受的浮力相等，液体对空心齿轮的浮力中心与空心齿轮的重心重合，重力框架及固定其上的结构件总重力减去所受浮力所得的液中重量为P、浮漂所受的浮力减去自重所得的升力为F、2＜P/F＜D/b，外壳内还安装有控制环形浮漂从一个极限位置向另一个极限位置开始滑动时缸体倾斜角度的控制件，环形浮漂的上、下两个环形板的外壁上分别安装有弹性缓冲垫板，竖直薄筒的上、下两端的支撑框架上分别固定安装有缓冲件，外壳的上端盖上安装有安全阀门和加液口，外壳的竖直薄壁筒上安装有竖直向的观察窗。
2.根据权利要求1所述的一种扭矩动力机，其特征在于所述的外壳竖直薄壁筒为长方体形的竖直薄壁筒(12)，该竖直薄壁筒的上、下两端分别有长方形的平面支撑框架(10)，重力框架上的传动齿轮与对应的支撑齿轮互相啮合，环形浮漂外侧壁上的竖直向的滑槽有一对，滑槽内还分别固定安装有抗磨垫槽(22)，环形浮漂从极限位置开始滑动时缸体倾斜角度的控制件包括固定在两个抗磨垫槽中间的卡头(23)，滑柱的内侧面上有对应的竖直向的卡头滑槽(30)，滑柱上、下两个部位上分别安装有弹性卡销组件，该弹性卡销组件由卡销(24)、两端为固定支撑的压簧(26)、和压簧顶丝(27)构成，卡销组件邻近的外壳壁上有孔(28)、和该孔的密封盖板(29)。
全文摘要
本发明公开了一种扭矩动力机的技术方案，该技术方案中包括一个转轮，转轮上固定安装有多个缸体，缸体内装有浮漂、重力框架和传动件，缸体内的重力框架在浮漂的作用下可向上运动、从而使缸体的重心向上移动，转轮上的多个缸体共同作用的结果使转轮的重心产生偏心、永远位于第一相限内，从而使转轮不停地转动而输出扭矩。该动力机在转动过程中不需要任何其它外力和能源。
文档编号F03B17/04GK1488851SQ02144158
公开日2004年4月14日 申请日期2002年10月7日 优先权日2002年10月7日
发明者李文生 申请人:李文生