专利名称：杆、轴联动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种杠杆组和转动轴架联合工作的旋转装置，通过它的旋转轴输出旋转的带动负载的功率。
现有的利用杠杆做功都是利用杠杆的独立结构的力学功能做功，不能使杠杆的近似直线的往复作用力直接产生一个转动的作用力。
本发明的目的是利用一组杠杆和一种可以转动的轴架联合协作，把一种单方向的力，转变成一种旋转的力。
本发明是以如下方式实现的它的整体结构分成五个部分。杠杆组、转动轴架、支架，受动重物和支配重物组成。把转动轴架安放在支架上。转动轴架上安装着杠杆组、受动重物和支配重物。受动重物的杆柄连接在杠杆组的初级杠杆的短力臂的一端，支配重物连接在末级杠杆的长力臂的一端。受动重物的重量大于支配重物的重量。初始状态设为受动重物处于水平轴的下方，支配重物处于水平轴的上方。只要支配重物的重力或者在杠杆组的末级力臂上加一个力，在它大于各个杠杆短力臂与长力臂的比值的乘积的两倍与初级杠杆承担的作用力的乘积并加上各轴的摩擦力总和；在两个初级杠杆承担的作用力大于两个受动重物的重力的条件下；在水平轴上方的杠杆力臂的总重量减去水平轴下方的杠杆力臂的总重量的差小于两个初级杠杆承担的作用力之和减去支配重物的重量和杠杆各个支点轴的阻力的条件下，这样，支配重物将向下移动到水平轴的下方，而受动重物在杠杆力的作用下被橇起，移动到水平轴的上方。这时，整个转动轴架的重心转移到转动轴的上方，由于重力的作用，在受动重物的重力减去支配重物的重力大于转动轴架的轴上负载的反作用力与相关轴的摩擦力之和的条件下，转动轴架必然发生翻转，把重心移到水平轴之下。旋转的方向由轴架上安装的偏心配重物对于转轴的重量关系决定。在旋转之后，由于杠杆组、重物和轴架又恢复了初始假设状态，前一个转动动作将重复进行。
以下将结合附图对发明作进一步的详细描述。
图1是本发明的主视图。
图2是本发明的俯视图。
图3是本发明的侧视图。
根据三视图，先将符号对应的结构部分详尽地说明一遍。要了解这部分说明需要三张图综合地看。H是转动轴架两边的支架。D是支架上的轴套。G是转动轴架。它由水平框架U和垂直框架V固定在一起组成。水平框架U两端有转轴E，转轴上安装着带动负载的齿轮A象征联系负载的方式。垂直框架V中有两个固定粱Q和R，在它们之间还固定着杠杆支点轴B，这个支点轴可以是直轴，也可以是各个杠杆的支点之间的距离适宜的弯曲的固定轴。在垂直框架两边还装有偏心配重物Z。在Q和R的外侧是受动重物M，它支撑在固定在支点轴B的两个小支点轴N上，它的柄S0的末端联系着初级杠杆短力臂S1。FM代表受动重物的重力。Q和R内侧是杠杆组，它们由S1S2、S3S4、S5S6、S7S8首尾相连组成。S1初级杠杆的短力臂，S8末级杠杆的长力臂。初级、二级和三级杠杆是在末级杠杆两边对称的。末级杠杆的末端连接着支配重物m。Fm代表支配重物的重力。F1是初级杠杆的短力臂S1所承受的受动重物柄S0上的作用力。F2是初级杠杆与二级杠杆联系处的作用力。F3是二级杠杆与三级杠杆联系处的作用力。F4是三级杠杆与末级杠杆联系处的作用力。α是杠杆与水平轴K的夹角。C是杠杆前端与下一级杠杆连接的联系环。FZD泛指相关转动轴的摩擦力之和。Ff是负载反作用于轴E的反作用力。FM是受动重物M表现出的重力，它约等于SM乘以M。SM是受动重物对称于受动重物的柄的力臂。S9是杠杆组的统称。I是支配重物被设定的初始位置。J是支配重物在重力的影响下移动的最低位置。
杠杆组与转动轴架的协作是按照下面的方式进行的。
(1)当F1＞FM≈SM·M时。即，在两个初级杠杆承担的作用力大于两个受动重物的重力的条件下。
(2)在S2L！≥S(2P+1)！L＝1、2····n，P＝0、1、2、····n，及各个轴具有合理的润滑装置的条件下，当Fm≥S1/S2·S3/S4·S5/S6·S7/S8·2F+FZD时。即，支配重物的重力或者在杠杆组的末级力臂上加一个力，它大于各个杠杆短力臂与长力臂的比值的乘积的两倍与初级杠杆承担的受动重物的作用力的乘积并加上各个杠杆相关支点轴上的摩擦力总和时。
(3)当杠杆的力臂2S1、2S4、2S5、S8的重量和减去2S2、2S3、2S6、2S7的重量和的差重量小于2F1-m-FZD时，即，水平轴上方的各个杠杆力臂的总重量减去水平轴下方的各个杠杆力臂的总重量的差小于两个初级杠杆承担的作用力之和减去支配重物的重量和杠杆各个相关支点轴的摩擦力总和的条件下。
在以上条件具备时，支配重物m将从I点向下移动到J点，受动重物M在杠杆力的作用下将被橇起，移动到水平轴的上方。这时，又当(4)FM-Fm＞Ff+FZD时，即，在受动重物的重力减去支配重物的重力大于轴上负载的反作用力与相关轴的摩擦力之和的条件下，整个转动轴架的重心转移到了水平转动轴K的上方。由于重力的作用，转动轴架必然发生翻转，把重心移到水平轴之下。旋转的方向由轴架上安装的偏心配重物Z决定。在旋转之后，由于转动轴架G、杠杆组S9、重物M和m又恢复了初始假设状态，前一个转动动作将重复进行。这种不断的旋转运动就会在转动轴架的轴上产生一种旋转的对负载做功的力。
权利要求
1.本发明是一个由杠杆组S9、转动轴架G、支配重物m、受动重物M和支架H组成的将单方向作用的重力转变为一种旋转的力的杆、轴联动装置，其特征是杠杆组S9、转动轴架G、受动重物M和支配重物m之间的协作关系满足下列条件(1)Ft＞FM≈SM·M，即，在两个初级杠杆承担的作用力大于两个受动重物的重力，(2)在S2L！＞S(2P+1)！L＝1、2、····n，P＝0、1、2、····n，及各个轴具有合理的润滑装置的条件下，Fm＞S1/S2·S3/S4·S5/S6·S7/S8·2F+FZD，即，支配重物的重力或者在杠杆组的末级力臂上加一个力，它大于各个杠杆短力臂与长力臂的比值的乘积的两倍与初级杠杆承担的受动重物的作用力的乘积并加上各个杠杆相关支点轴上的摩擦力总和，(3)杠杆的力臂2S1、2S4、2S5、S8的重量和减去2S2、2S3、2S6、2S7的重量和的差重量小于2F1-m-F2D，即，水平轴上方的各个杠杆力臂的总重量减去水平轴下方的各个杠杆力臂的总重量的差小于两个初级杠杆承担的作用力之和减去支配重物的重量和杠杆各个相关支点轴的摩擦力总和，(4)FM-Fm≥Ff+F2D时，即，在受动重物的重力减去支配重物的重力大于轴上负载的反作用力与相关轴的摩擦力之和的条件下，(5)旋转的方向由轴架上安装的偏心配重物Z决定，这时，安装着杠杆组S9和重物M和m的轴架G将在支架H上旋转，轴架G的轴E上输出一个旋转的力。
2.按权力要求1规定的杆、轴联动装置，其特征是转动轴架G由水平框架U和垂直框架V固定在一起组成，水平框架U两端有转轴E，转轴上安装着带动负载的齿轮A象征联系负载的方式，垂直框架V中有两个固定粱Q和R，在它们之间还固定着杠杆支点轴B，这个支点轴可以是直轴，也可以是各个杠杆的支点之间的距离适宜的弯曲的固定轴，在垂直框架两边还装有偏心配重物Z，在Q和R的外侧是受动重物M，Q和R内侧是杠杆组。
3.按权力要求1或2规定的杆、轴联动装置，其特征是在转动轴架G的粱Q和R的外侧是受动重物M，它支撑在固定在支点轴B的两个小支点轴N上，它的柄S0的末端联系着初级杠杆短力臂S1。
4.按权力要求1或2规定的杆、轴联动装置，其特征是转动轴架G的粱Q和R内侧是杠杆组，它们由S1S2、S3S4、S5S6、S7S8首尾相连组成，在中心杠杆S7S8的两边可以同时增加偶数个杠杆和再减少一对杠杆，S1初级杠杆的短力臂，S8末级杠杆的长力臂。初级、二级和三级杠杆是在末级杠杆两边对称的，末级杠杆的末端连接着支配重物m。
5.按权力要求1或2规定的杆、轴联动装置，其特征是转动轴架G安装在可以在上边转动的支架H上。
6.按权力要求1或2规定的杆、轴联动装置，其特征是转动轴架G在支架H上边转动时，这种不断的旋转运动就会在转动轴架G的轴E上产生一种旋转的对负载做功的力。
全文摘要
本发明公开了一种利用一组杠杆和一种可以转动的轴架联合协作,把一种单方向的力,转变成一种旋转的力的杆、轴联动装置。当转动轴架上的杠杆组联系的受动重物与支配重物之间满足其特殊的作用条件时,杠杆两端的重物所受的单方向的力,将在转动轴架的轴上转变为旋转的力。
文档编号F16H21/16GK1190709SQ9710058
公开日1998年8月19日 申请日期1997年2月12日 优先权日1997年2月12日
发明者刘新方 申请人:刘新方