专利名称：一种高效可调动力输出装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种动力输出装置，特别是一种以提高能效比为目的的动 力输出装置的改进技术。
汉不NT眾
现在人们使用的动力机主要有内燃机、电动机和太阳能机三种机器。 前两种在大量消耗能源、电力的情况下才能向外输出动力，不但不利于环 境保护，还使得有限的能源日益紧缺。后一种也会受到天气、日落、体积 的影响不能大量地使用。目前，由于结构设计上的原因，各种结构动力机 的能量的损耗比较大，输出的能效比比较低。因此，各个国家都在大力研 发如何提高动力输出装置能效比的技术。例如中国专利申请02156298.9公 开了一种多活塞内燃机的动力输出装置，用于内燃机中，单个燃烧室有多 个活塞同时作功的动力输出。该装置有多个连接活塞曲柄， 一个设置在机 体上的主动力输出轴，特征在于在连接活塞曲柄、主动力输出轴上装置 传动齿，主动力输出轴上的传动齿与连接活塞曲柄上的传动齿同时啮合传 动，变多个动力输出轴为l个主动力输出轴。这种装置可以在一定程度克服 上述的问题，但相对于目前能源日益紧缺的现状，还是远远不够的。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，通过结构的改 进，来提供一种具有高能效比的可调动力输出装置。
本发明所提供的高效可调动力输出装置的技术方案为 一种高效可 调动力输出装置，包括提供流体压力的动力部分和与其相互连接的传动部
分，其特征在于:所述传动部分包括与动力部分输出端相连接的调压装置， 调压装置的输出端与流体千斤顶的内仓相连接，在它们的连接管道上设有 控制流体通断与换向的流体控制开关，千斤顶内仓设有由流体推动的活 塞;千斤顶的下部通过支点枢接在工作台面上，活塞上部径向连接有轴颈，
千斤顶壁上设有容纳轴颈伸出其外的开口槽，轴颈跟随活塞沿开口槽往复
运动；轴颈上连接有曲柄，所述曲柄的另一端与动力输出轴直接或间接连 接，以输出动力。
所述调压装置包括与动力部分输出端连接的管道和分管，管道上设有 阀门，阀门上套装有传动链，传动链与螺杆的外部相互啮合，调节阀门开 度时，螺杆通过传动链与阀门联动；在螺杆上同轴连接有调压活塞，调压 活塞置于分管内，分管的侧壁上设有一个流体出口，该流体出口由调压活 塞实现动态的开启与封闭。
所述调压装置的螺杆中心设有中孔，调压活塞中心的活塞杆活动插设 在该中孔内，且活塞杆上套装有弹簧，弹簧的两端分别定位在螺杆和调压 活塞的端面上。
所述调压装置输出端与多个分管道610相连，每一个分管道分别与一 个千斤顶相连接，在每一个分管道与千斤顶的连接管道上分别设有流体控 制开关。
所述调压装置的分管的侧壁上设有一个向中心突起的阻拦点，所述阻 拦点处于按流体流向的流体出口的上游位置。
所述动力部分为齿轮泵；流体出口与齿轮泵的入口端直接或间接连接。 作为本发明的进一步改进，所述千斤顶的活塞包括一个柱状的活塞主 体，在活塞主体上部设有上突出圆环，下部设有下突出圆环；轴颈活动装
设在活塞主体的上突出圆环上部；下突出圆环上设有活塞环卡槽，该卡槽 内设有活塞环。
所述上突出圆环上设有一个或多个连通其上下两侧的排气孔，用于排 出千斤顶侧壁空间内的气体或流体。
所述流体控制开关设置在千斤顶内仓的入口，并由千斤顶绕支点的摆 动来控制；或者流体控制开关与触动开关相连接，触动开关由千斤顶绕 支点的摆动来触动。
所述千斤顶为两个或两个以上，圆周均匀分布在与动力输出轴同轴旋 转的工作圆盘上，每一个千斤顶的活塞上均设有一个曲颈，每一个曲颈分 别连接有一根与动力输出轴的曲柄，流体控制开关按工作圆盘旋转的角度 时序开启。
本发明所提供的高效可调动力输出装置，由齿轮泵排出带有一定压力的 流体，经过管道流向调压装置、阀门(调压装置是控制流体的压力、阀门是 调节流体的流量)。流体再由一条管道分开多条分管道(分管道的数量与轴 颈设置的数量相对应)，每条分管道和一个千斤顶内仓相通，每一个内仓入 口处设一个流体控制开关，控制流体的出、入以及出入时机。流体进入千斤 顶内仓推动活塞，活塞推动轴颈往复运动，曲颈带动曲轴绕动力输出轴中心 转动，把曲轴的扭距转换成动力， 一部分动力用于驱动齿轮泵，剩下的动力 向外输出。与现有技术相比，由于改进了传动部分的结构，通过压力和流量 的协同调节，最终实现动力输出的调节。同时由于千斤顶、活塞、曲颈、曲 柄以及流体控制开关等各个部件相互配合，可在不额外消耗能源、电力的情 况下，通过自身输出的动力维持其齿轮泵的转动，同时还能向外输出一部分 动力。
图1为本发明中的流体控制开关的示意图2为图1中的阀芯旋转一定角度后的示意图3为千斤顶壳体的结构示意图4为千斤顶内活塞的结构示意图5为本发明中发的千斤顶结构示意图6为本发明中的调压装置结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图及具体实施方式
对本发明的动力输出装置作进一步说 明。本发明实施例中的动力输出装置主要由两部分组成动力部分(图中 未示出)和传动部分。其中动力部分可以采用流体齿轮泵，由于齿轮泵是 非常成熟的产品，因此对其具体结构不作详细描述。传动部分包括与齿轮 泵输出端的一条支管相连接的调压装置(如附图6所示)，调压装置内设
有相互联动的阀门63和调压活塞65，流体经阀门63后由一条管道分流，
进入多条分管道610，每条分管道610和一个流体千斤顶内仓入口 53相
通，每一个内仓入口 53处设一个流体控制开关(如附图1、 2所示)，控
制流体的出入以及出入时机。流体511进入千斤顶内仓推动千斤顶内的活
塞55，活塞55推动轴颈56转动曲柄(图中未示出)。每一条曲柄按时
序推动动力输出轴转动，从而实现动力输出。
下面首先以单个千斤顶为例介绍如何驱动一个曲柄围绕动力输出轴转
动一周为例，来说明传动部分各部件的结构及其连接和动作关系。
如附图6所示，调压装置包括与齿轮泵输出端连接的管道611和分管 612，在管道611上设置了一个通过旋转调节开度的阀门63，阔门63上套装 有传动链64，传动链64与一螺杆62的外部相互啮合，当调节阀门63的开度页
时，通过传动链64的作用，可带动螺杆62转动。在螺杆62上活动连接有一 个同轴的调压活塞65。该调压活塞65作用于分管612内的流体上，具体来说， 分管612的端面与调压活塞65相配合。螺杆62的中心设有中孔61，调压活塞 65中心的活塞杆67活动插入螺杆62的中孔61内，在调压活塞65上下活动时 起导向作用，不会卡死。另外在活塞杆67上套装有弹簧69，弹簧69的两端 分别定位在螺杆62和调压活塞65的端面上。分管612的侧壁上设有一个流体 出口68，分管612由调压活塞65实现动态的封闭(即如附图6中所示，当调 压活塞65的下端高于流体出口68时，该分管612处于非封闭状态；当调压活 塞65的下端低于流体出口68时，该分管612处于封闭状态)。流体通过阀门 63后，分成多个分管道610 (分管道610的数量根据千斤顶或曲柄轴颈的数 量确定)，分管道610内的流体流向如附图1、 2所示的控制开关。
在本发明中，为了使调压装置6的活塞65不脱落，在调压装置的分管道 61Z上设一个向中心突起的阻拦点66。流体出口68可与齿轮泵的入口端构成 连接关系。因此，由流体出口68流出的流体可重新返回齿轮泵屮。由于阀 门63与调压活塞65为联动关系，因此，当打开阀门时，传动链64带动螺杆 62收紧，调压活塞65下移动，使得流体出口68的开度减少，流体压力增大； 阀门63开度越大时，流体压力越大。相反，当阀门63关闭时，由于螺杆62 放松，调压活塞65在螺杆62、弹簧69以及流体的共同作用下上移动，流体 压力减少。因此，通过调节阀门63的开度，可以方便地调节流体的压力， 从而起到调节千斤顶活塞推力的作用，最终起到调节动力输出的作用。
如附图5所示，为本发明中流体千斤顶的结构示意图。包括底座51，支 点52，内仓入口53，活塞55，轴颈56，活塞上盖57，千斤顶臂58，其中， 59代表活塞最下位置，511代表流体。54代表侧壁空间。从分管道610流出 来的流体511从内仓入口53进入千斤顶下部腔体内，推动活塞55如图中箭头 所示上下活动，而千斤顶通过底座51上的支点52与一工作平台连接。活塞 55的结构如附图4所示，包括一个活塞主体4。为了减少千斤顶活塞55与附 图3中的千斤顶壳体31的摩擦，在活塞主体4上部设有上突出圆环41，下部
设有下突出圆环42。为进一步提高千斤顶的寿命，在活塞55的下突出圆环 42上还设有活塞环卡槽43，用于安装活塞环。其中E6代表活塞55的直径。 活塞55上下滑动时，活塞55和壳体31之间的侧壁空间54内会渗入流体或气 体。因此可在上突出圆41的上方44以及下方45，打一个或多个上下连通的 排气孔，用于排出千斤顶侧壁空间54内的气体或流体。
在附图5中，活塞55的最上部还设有一个可绕活塞55转动的轴颈56，为 了方便安装轴颈56，因此在活塞55的上端设置了一个活塞上盖57，也即轴 颈56的安装盖，将活塞上盖57与活塞55连接在一起即可。而铰接在活塞55 上的轴颈56从千斤顶壳体41上的开口槽44处向外伸出，然后与一曲柄(图 中未示出)相连接，曲柄的另一端推动动力输出轴转动。当活塞55往复运 动时，千斤顶、活塞55、轴颈56与曲柄构成一个近似的曲柄滑块机构，其
中千斤顶本身形成一个摆杆。
如附图3所示的是千斤顶壳体31结构示意图。在壳体31的上部设有沿轴 向延伸的开口槽34，千斤顶上端面到开口槽底部33的深度为C5，宽度为C2。 C6代表千斤顶壳体内部的直径，它应当与活塞55的直径E6相互配合。千斤 顶壳体31的开口槽宽度C2， 一定要比轴颈56的直径宽，轴颈56也不能碰到 开口槽底部33，否则曲柄无法正常转动。千斤顶活塞55有千斤顶臂58的限 制，所以千斤顶支点52和曲柄的轴颈56始终在一条直线上。由于千斤顶工 作时会绕支点呈扇形摆动，因此，实际使用过程中，需要预留其摆动的工 作空间。另外在千斤顶旁边的机体上设一个触动开关或一个触动点，用千 斤顶扇形摆动的角度，来控制分管道610或千斤顶内仓入口53上的流体控制 开关l，从而控制流体的进、出和转换。
当齿轮泵输出的流体通过管道611流向阀门63，阀门63和调压螺杆62 通过传动链64相连，转动阀门63时，调压螺杆62跟随同步转动。阀门63控 制管道611内流体流量从小往大调动的同时，螺杆62向下挤压弹簧69收紧， 弹簧69顶住活塞65的压力加大，使活塞65向下挤压，流体出口68开度变小， 分管612内流体压力加大。相反，阀门63控制管道611内流体流量从大往小
调动的同时，螺杆62向外松，活塞65压力变小，活塞65向上移，流体排口 68变大，分管612内流体压力变小。
当曲柄的轴颈沿千斤顶壳体41上的开口槽44运动到与千斤顶支点距离 最近时，设置在分管道610上千斤顶内仓入口53对应的流体控制开关1的入 口11打开，出口关闭12 (如附图l所示)，流体511通过总出入口13进入千 斤顶的内仓入口53到千斤顶内仓。千斤顶的底座51拦住流体511，流体511 流向活塞55，活塞55推动曲柄的轴颈56沿开口槽往复运动，同时千斤顶摆 动，曲柄带动动力输出轴转动。此时曲柄的轴颈56和曲柄的支点(动力输 出轴中心)成杠杆原理，所以活塞55推力的对应分力乘以曲柄支点(动力 输出轴中心)到轴颈56的距离，即是曲柄的扭矩。当曲柄的每个轴颈56转 到距离对应千斤顶支点52最远时，设置分管道610上的流体控制开关1的入 口11关闭，出口打12开，即仓内流体511通过总出入口13再到出口12排出(如 附图2所示)，排出的流体可以返回到齿轮泵的入口端，此时活塞55向下运 动。同时曲柄的轴颈56又转到同轴颈斤顶支点52距离最近时回到起点，从 而完成一周(360度)转动。如此周而复始地转动。
用大圆和小圆周长比的原理(例如相互啮合的大小齿轮)，把曲柄的 扭矩转换成动力， 一部分动力输出到齿轮泵，作为驱动齿轮泵的动力，剩 下的动力向外输出。
本发明的动力输出装置在刚组装好或长时间未使用时，管道和千斤顶 内仓没有流体或流体无压力时的启动方法
阀门63打开至中等流量，在齿轮泵的中轴上套一个棘轮扳手，手动转 动齿轮泵中轴，也可以用马达驱动齿轮泵中轴，齿轮泵输出带压的流体经 过管道611流向千斤顶58，流体控制开关入口打开，千斤顶活塞55驱动曲柄 转动，然后在曲柄扭距转换的动力驱动下， 一部分动力输出到齿轮泵，驱 动自行转动，从而不需要手动或马达驱动齿轮泵。其中，齿轮泵的选择是 效率越高越好。
当设置多个千斤顶时，各个千斤顶可以通过支点与一回转圆盘连接， 此时，千斤顶圆周均匀分布在与动力输出轴同轴旋转的工作圆盘上，每一 个千斤顶的活塞上均设有一个曲颈，每一个曲颈分别连接有一根与动力输 出轴的曲柄，流体控制开关按工作圆盘旋转的角度时序开启。另外，也可 以将各个千斤顶通过支点设置在固定的工作台面上，然后利用中国专利申
请200610025068.0中所描述的传动装置(特别是附图2、 3)将曲柄的摆
动转换为动力输出轴的旋转运动。
在实际使用过程中，阀门63的开度可以人为控制。例如，当该动力输
出装置安装在汽车上时，可以通过与油门开启装置联动，通过踩油门来控
制。本发明的动力输出装置用途范围广泛，可以根据使用的地点不同、行
业不同、形状不同和动力不同而改变其造型和布局。
权利要求
1.一种高效可调动力输出装置，包括提供流体压力的动力部分和与其相互连接的传动部分，其特征在于所述传动部分包括与动力部分输出端相连接的调压装置，调压装置的输出端与流体千斤顶的内仓相连接，在它们的连接管道上设有控制流体通断与换向的流体控制开关，千斤顶内仓设有由流体推动的活塞(55)；千斤顶的下部通过支点(52)枢接在工作台面上，活塞上部径向连接有轴颈(56)，千斤顶壁上设有容纳轴颈伸出其外的开口槽(34)，轴颈跟随活塞沿开口槽往复运动；轴颈上连接有曲柄，所述曲柄的另一端与动力输出轴直接或间接连接，以输出动力。
2、 根据权利要求1所述的高效可调动力输出装置，其特征在于所述调压装置包括与动力部分输出端连接的管道(611 )和分管(612)，管道(611) 上设有阀门(63)，阀门(63)上套装有传动链(64)，传动链(64)与螺 杆(62)的外部相互啮合，调节阀门开度时，螺杆(62)通过传动链(64) 与阀门联动；在螺杆(62)上同轴连接有调压活塞(65)，调压活塞(65) 置于分管(612)内，分管(612)的侧壁上设有一个流体出口 (68)，该流 体出口 (68)由调压活塞(65)实现动态的开启与封闭。
3、 根据权利要求2所述的高效可调动力输出装置，其特征在于所述调 压装置的螺杆(620中心设有中孔(61)，调压活塞(65)中心的活塞杆(67) 活动插设在该中孔(61)内，且活塞杆(67)上套装有弹簧(69)，弹簧(69)的 两端分别定位在螺杆(62)和调压活塞(65)的端面上。
4、 根据权利要求2所述的高效可调动力输出装置，其特征在于所述调 压装置输出端与多个分管道(61Q)相连，每一个分管道分别与一个千斤顶相 连接，在每一个分管道与千斤顶的连接管道上分别设有流体控制开关。
5、 根据权利要求2所述的高效可调动力输出装置，其特征在于所述调压装置的分管(612)的侧壁上设有一个向中心突起的阻拦点(66)，所述阻拦 点处于按流体流向的流体出口 (68)的上游位置。
6、 根据权利要求2所述的高效可调动力输出装置，其特征在于所述动力 部分为齿轮泵；流体出口 (68)与齿轮泵的入口端直接或间接连接。
7、 根据权利要求1至6任一项所述的高效可调动力输出装置，其特征在 于所述千斤顶的活塞(55)包括一个柱状的活塞主体(4)，在活塞主体(4)上部设有上突出圆环(41)，下部设有下突出圆环(42);轴颈活动 装设在活塞主体(4)的上突出圆环(41)上部；下突出圆环(42)上设有 活塞环卡槽(43)，该卡槽内设有活塞环。
8、 根据权利要求7所述的高效可调动力输出装置，其特征在于所述上 突出圆环(41)上设有--个或多个连通其上下两侧的排气孔，用于排出千斤 顶侧壁空间(54)内的流体。
9、 根据权利要求4至6任一项所述的高效可调动力输出装置，其特征在 于:所述流体控制开关设置在千斤顶内仓的入口处，并由千斤顶绕支点(52) 的摆动来控制；或者流体控制开关与触动开关相连接，触动开关由千斤顶 绕支点的摆动来触动。
10、 根据权利要求9所述的高效可调动力输出装置，其特征在于所述 千斤顶为两个或两个以上，圆周均匀分布在与动力输出轴同轴旋转的工作 圆盘上，每一个千斤顶的活塞上均设有一个曲颈，每一个曲颈分别连接有 一根与动力输出轴的曲柄，流体控制开关按工作圆盘旋转的角度时序开启。
全文摘要
本发明公开了一种高效可调动力输出装置，该动力输出装置包括提供流体压力的动力部分和与其相互连接的传动部分，所述传动部分包括与动力部分输出端相连接的调压装置，调压装置的输出端与流体千斤顶的内仓相连接，在它们的连接管道上设有控制流体通断与换向的流体控制开关，千斤顶内仓设有由流体推动的活塞；千斤顶的下部通过支点枢接在工作台面上，活塞上部径向连接有轴颈，千斤顶壁上设有容纳轴颈伸出其外的开口槽，轴颈跟随活塞沿开口槽往复运动；轴颈上连接有曲柄，所述曲柄的另一端与动力输出轴直接或间接连接，以输出动力。由于改进了传动结构，使其可在不额外消耗能源、电力的情况下，通过自身输出的动力维持其齿轮泵的转动，同时还能向外输出一部分动力。
文档编号B66F3/24GK101367485SQ20081016845
公开日2009年2月18日 申请日期2008年9月25日 优先权日2008年6月16日
发明者峰 蔡 申请人:峰 蔡