专利名称：撞击式动力机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种动力装置，尤其是一种撞击式动力机。
传统的燃油发动机通常由汽缸、活塞、连杆和曲轴等部件构成，通过汽缸和活塞将燃汽的能量转换为机械能，使活塞在汽缸内前后运动，再由连杆将此运动传递给曲轴，把活塞的前后运动转化为曲轴的旋转运动，并经曲轴的转轴向外输出动力。在该类发动机中，汽缸和活塞构成了动力转换机构。上述现有发动机虽然能够在众多的领域中使用，但在某些特殊场合或为了教学演示的目的，还需要一些非常规的特殊动力机构。在中国实用新型专利申请B6207302号的申请文件中即公开了一种新型的发动机机构，该发动机机构根据力学的原理，通过动螺旋带动连杆上、下运动来推动曲轴旋转作功。这一发动机机构的动力转换机构为动螺旋，其结构具有一定的新意，且能够应用于某些领域。但是，为了满足某些特殊场合和教学演示的需要，还有必要提供其它类型的动力装置。
本发明的目的是即是对上述现有动力装置中的动力转换机构加以改进，提供一种可在特殊场合和教学演示时使用的撞击式动力机。
本发明的撞击式动力机具有机架、活塞头、连杆、曲轴和动力转换机构，所述曲轴的转轴由机架支承，连杆的前端套置于曲轴的中部，连杆的后端与活塞头的前端相铰接，其特征是所述动力转换机构由永磁体、电磁铁和撞击头构成，在机架上设置有电磁铁滑道和撞击头滑道，所述永磁体固定于电磁铁滑道内，所述电磁铁套置于电磁铁滑道内，所述撞击头和活塞头均套置于撞击头滑道内，撞击头的前端与活塞头的后端相对，在撞击头滑道内设置有对撞击头施以指向撞击头前端的弹性力的弹簧，该弹簧的一端固定于撞击头滑道上，其另一端固定于撞击头上，在电磁铁和撞击头上分别固定有电磁铁传动齿条和撞击头传动齿条，所述电磁铁传动齿条与电磁铁滑道相平行，所述撞击头传动齿条与撞击头滑道相平行，在机架上设置有分别与电磁铁传动齿条和撞击头传动齿条相啮合的电磁铁传动齿轮和撞击头传动齿轮，在电磁铁传动齿轮和撞击头传动齿轮之间设置有将二者传动连接的传动机构。在本发明中，上述将电磁铁传动齿轮与撞击头传动齿轮传动连接的传动机构可以是齿轮或皮带轮等类似传动机构。对撞击头施以弹性力的弹簧可以是拉簧或顶簧、圈簧等现有弹簧。固定于电磁铁滑道内的永磁体可以采用各种形状的永磁体，只要能够对电磁铁施以磁性力即可。必要时，还可以直接将永磁体本身制作成电磁铁滑道，如筒状的具有永久磁性的滑道。本发明的动力机工作时，可以通过外设的电源装置向本发明中的电磁铁有规律地断续供电(外设的电源装置可以直接采用现有的具有定时电路的电源装置，该现有装置不属于本发明的内容，此处不再赘述)。当电磁铁得电时具有磁力，此时，该电磁铁将在永磁体的磁场内向沿着电磁铁滑道向某一特定的方向运动，并依次经电磁铁传动齿条、电磁铁传动齿轮、传动机构、撞击头传动齿轮和撞击头传动齿条将这一运动传递给撞击头，使撞击头在撞击头滑道内向撞击头的后端方向运动。在撞击头的向后运动过程中，它需要克服弹簧的弹性力并使弹簧产生形变。当外设的电源装置暂停向电磁铁供电时，电磁铁失去磁性，永磁体所产生的磁场不再对电磁铁产生作用力，撞击头相应失去电磁铁传递给它的作用力。此时，在弹簧的弹性复位力作用下，撞击头向前运动，其前端猛烈撞击活塞头的后端，使活塞头在撞击头滑道内向前方运动，并由此经连杆带动曲轴转动。当撞击头向前运动而撞击活塞头时，撞击头的运动也会传递给电磁铁，使电磁铁随之运动而复位。此后，电磁铁再次得电运动，并再次带动撞击头克服弹簧力而向后运动。当电磁铁又一次断电时，撞击头又会撞向随着曲轴的旋转而退回的活塞头，让活塞头重新前行，带动曲轴旋转。由此周而复始，即可由曲轴的转轴向外输出动力。就上述过程而言，实际上是先将外部电源装置供给的电能转换成电磁铁的磁能，使电磁铁在磁场内运动而带动撞击头运动，迫使弹簧变形而形成弹性势能，再通过弹性势能的释放，让撞击头撞击活塞头而转变为机械能，最后经连杆和曲轴向外输出。只要适当选取本发明中部件的结构尺寸，并且适当选取外部电源装置，使之对电磁铁的通、断电时间与装置的运行周期相吻合，就可以使上述能量转换过程周而复始地继续下去。当然，为了使本发明动力机的运行更为稳定，还可以仿照现有的燃汽发动机，在装置中增设与曲轴相连的飞轮，以增大运动惯性。同理，还可以同时设置多个(如四个)具有上述结构的结构单元，使它们的曲轴相互连接，让各个结构单元的电磁铁通、断电时间相互交错，从而组合成动力更大、运行更稳定的动力机。在本发明中，所设置的电磁铁滑道和撞击头滑道既可以相互平行，也可以不相互平行。当二者不相互平行时，通过适当选取上述传动机构的结构形式，仍然可以使电磁铁与撞击头实现联动。
与前述现有同类产品相比，本发明的撞击式动力机对动力转换机构进行了改进，清楚地展示了“电能-磁能-弹性势能-机械能”这样一种能量转换的过程，从而提供了一种十分直观的教学演示装置，其演示效果极佳。同时，在某些特殊场合，本发明的撞击式动力机也可以作为常规的电动装置使用。
本发明的内容结合以下实施例作更进一步的说明，但本发明的内容不仅限于实施例中所涉及的内容。
图1是实施例中撞击式动力机的结构示意图。
图2是A-A剖面图。
图3是B-B剖面图。
如图1～3所示，本实施例中的撞击式动力机具有机架1、活塞头2、连杆3、曲轴4和动力转换机构，曲轴4的转轴由机架1支承，连杆3的前端套置于曲轴4的中部，连杆3的后端与活塞头2的前端相铰接。在本实施例中，上述动力转换机构由永磁体5、电磁铁6和撞击头7构成。在机架1上设置有电磁铁滑道8和撞击头滑道9，永磁体5固定于电磁铁滑道8内，电磁铁6则套置于电磁铁滑道8内，它能够沿着该滑道8前后滑动。撞击头7和活塞头2均套置于撞击头滑道9内，撞击头7的前端与活塞头2的后端相对。在撞击头滑道9内设置有对撞击头7施以指向撞击头前端的弹性力的弹簧10，该弹簧10的一端固定于撞击头滑道9上，其另一端固定于撞击头7上。在电磁铁6和撞击头7上分别固定有电磁铁传动齿条11和撞击头传动齿条13。电磁铁传动齿条11与电磁铁滑道8相平行，撞击头传动齿条13与撞击头滑道9相平行。在机架1上设置有分别与电磁铁传动齿条11和撞击头传动齿条13相啮合的电磁铁传动齿轮12和撞击头传动齿轮14。在电磁铁传动齿轮12和撞击头传动齿轮14之间设置有将二者传动连接的传动机构。在本例中，上述将电磁铁传动齿轮12与撞击头传动齿轮14传动连接的传动机构为齿轮传动机构。此处，该齿轮传动机构由齿轮15、16、17、18构成。其中，齿轮15与齿轮12固定于同一转轴上，齿轮16与齿轮17固定于同一转轴上，齿轮18与齿轮14固定于同一转轴上，齿轮15与齿轮16相啮合，齿轮17与齿轮1B相啮合。同时，本例中的弹簧10为位于撞击头7后端的顶推弹簧。在使用本实施例中的动力机时，当外部电源装置向电磁铁6供电时，电磁铁6在电磁铁滑道8内向永磁体5的方向运动，固定于电磁铁6上的电磁铁传动齿条11使电磁铁传动齿轮12转动，并经齿轮15、16、17、18使撞击头传动齿轮14转动，与齿轮14啮合的撞击头传动齿条13随之运动，进而使撞击头7在撞击头滑道9内向撞击头的后端方向(即图1中的左方)运动。在撞击头7的向后运动过程中，弹簧10受压变形。当外设的电源装置暂停向电磁铁6供电时，电磁铁6失去磁性，永磁体5不再对电磁铁6产生作用力，撞击头7相应失去电磁铁6传递给它的作用力。此时，在弹簧10的复位力顶推下，撞击头7向图1的右方运动，其前端撞击活塞头2的后端，使活塞头2在撞击头滑道9内向前方运动，并由此经连杆3带动曲轴4转动。在撞击头7向前运动而撞击活塞头2时，撞击头7的运动也会传递给电磁铁6，使电磁铁6向图1的右方运动而复位。此后，当电磁铁6再次得电运动时，又会带动撞击头7克服弹簧力而向后运动。当电磁铁6再一次断电时，撞击头7又会撞向随着曲轴的旋转而退回的活塞头2，让活塞头2重新前行，带动曲轴4旋转。由此周而复始，即可由曲轴4的转轴19向外输出动力。在本例中，为了使装置的运行更为稳定，还在曲轴4的转轴上固定了飞轮20。
权利要求
1.一种撞击式动力机，具有机架、活塞头、连杆、曲轴和动力转换机构，所述曲轴的转轴由机架支承，连杆的前端套置于曲轴的中部，连杆的后端与活塞头的前端相铰接，其特征是所述动力转换机构由永磁体、电磁铁和撞击头构成，在机架上设置有电磁铁滑道和撞击头滑道，所述永磁体固定于电磁铁滑道内，所述电磁铁套置于电磁铁滑道内，所述撞击头和活塞头均套置于撞击头滑道内，撞击头的前端与活塞头的后端相对，在撞击头滑道内设置有对撞击头施以指向撞击头前端的弹性力的弹簧，该弹簧的一端固定于撞击头滑道上，其另一端固定于撞击头上，在电磁铁和撞击头上分别固定有电磁铁传动齿条和撞击头传动齿条，所述电磁铁传动齿条与电磁铁滑道相平行，所述撞击头传动齿条与撞击头滑道相平行，在机架上设置有分别与电磁铁传动齿条和撞击头传动齿条相啮合的电磁铁传动齿轮和撞击头传动齿轮，在电磁铁传动齿轮和撞击头传动齿轮之间设置有将二者传动连接的传动机构。
2.如权利要求1所述的撞击式动力机，其特征是所述弹簧为位于撞击头后端的顶推弹簧。
3.如权利要求1所述的撞击式动力机，其特征是所述将电磁铁传动齿轮与撞击头传动齿轮传动连接的传动机构为齿轮传动机构。
全文摘要
一种撞击式动力机,具有机架、活塞头、连杆、曲轴和动力转换机构,其动力转换机构由永磁体、电磁铁和撞击头构成,在机架上设置有电磁铁滑道和撞击头滑道,永磁体和电磁铁位于电磁铁滑道内,撞击头和活塞头位于撞击头滑道内,在撞击头滑道内设置有弹簧,在电磁铁和撞击头上分别固定有电磁铁传动齿条和撞击头传动齿条,在机架上设置有电磁铁传动齿轮和撞击头传动齿轮,在电磁铁传动齿轮和撞击头传动齿轮之间设置有传动机构。
文档编号H02N11/00GK1290810SQ00120548
公开日2001年4月11日 申请日期2000年11月6日 优先权日2000年11月6日
发明者唐勇军 申请人:唐勇军