專利名稱：一種活塞機(jī)械機(jī)構(gòu)和活塞運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及活塞機(jī)械，特別涉及一種活塞機(jī)械機(jī)構(gòu)和活塞運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
活塞機(jī)械普遍應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)和往復(fù)泵領(lǐng)域，其核心動(dòng)力機(jī)構(gòu)為目前普遍使用的曲柄連桿機(jī)構(gòu)。曲柄連桿機(jī)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟，從而得到了廣泛的應(yīng)用。但它有以下的缺點(diǎn)和連桿連接的活塞或者十字頭直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)件受較大的徑向力，在其滑動(dòng)過程中產(chǎn)生的摩擦損耗較大，機(jī)械效率較低；當(dāng)用于多缸時(shí)，由于需按直線布局，機(jī)構(gòu)占用空間較大。2007年的美國(guó)專利US7004121B2 “活塞機(jī)械的活塞布局及活塞控制方法”提出了一種活塞圓周分布、凸輪驅(qū)動(dòng)的六缸活塞機(jī)械，該結(jié)構(gòu)和曲柄連桿機(jī)構(gòu)比較，具有體積小、 重量輕、脈動(dòng)沖擊小等優(yōu)點(diǎn)。但該方法中的凸輪加工難度大、機(jī)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)構(gòu)中的滾輪受徑向力較大，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生較大摩擦損耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種體積小、重量輕、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、便于產(chǎn)業(yè)化的活塞機(jī)械機(jī)構(gòu)和活塞運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的它包括斜軸、滾動(dòng)軸承、 擺動(dòng)盤、擺動(dòng)盤約束動(dòng)件、擺動(dòng)盤約束靜件、雙球鉸連桿、直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)件、直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)約束件、活塞、缸套和基體。所述斜軸為傳動(dòng)軸，斜軸上安裝有滾動(dòng)軸承，軸承連接并約束擺動(dòng)盤，擺動(dòng)盤上連接有擺動(dòng)盤約束動(dòng)件，擺動(dòng)盤約束靜件安裝在基體上，擺動(dòng)盤約束動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)受擺動(dòng)盤約束靜件約束，N個(gè)雙球鉸連桿一端連接在擺動(dòng)盤上，雙球鉸連桿另一端與直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)件連接，直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)約束件安裝在基體上，直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)受直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)約束件約束，缸套安裝在基體上，活塞在缸套內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述斜軸是一端面與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線成銳角的軸，端面上安裝滾動(dòng)軸承；所述擺動(dòng)盤約束動(dòng)件和擺動(dòng)盤約束靜件的動(dòng)連接限制了擺動(dòng)盤約束動(dòng)件繞斜軸旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；所述雙球鉸連桿為兩端是球鉸的桿件，沿圓周均布在擺動(dòng)盤上，其數(shù)量為NS 3個(gè)；所述直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)件連接于雙球鉸連桿一端的球鉸座，直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)約束件安裝在基體上，直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)約束件和直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)件的動(dòng)連接實(shí)現(xiàn)了直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)件的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述活塞連接于直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)件，活塞和缸套也可以分別與直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)件和直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)約束件合二為一。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是(1)使用本方法實(shí)現(xiàn)的活塞機(jī)械體積小、重量輕、效率高；(2)本方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，便于產(chǎn)業(yè)化。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明活塞和缸套分別與直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)件和直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)約束件合二為一的實(shí)施例圖；圖3是本發(fā)明擺動(dòng)盤約束動(dòng)件和擺動(dòng)盤約束靜件的一個(gè)實(shí)施例圖；圖中斜軸I擺動(dòng)盤2雙球鉸連桿3活塞4擺動(dòng)盤約束動(dòng)件5擺動(dòng)盤約束靜件6滾動(dòng)軸承7直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)件8、直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)約束件9缸套10、基體1具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述所述活塞機(jī)械機(jī)構(gòu)和活塞運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)方法可以構(gòu)成活塞往復(fù)泵和活塞發(fā)動(dòng)機(jī)兩種機(jī)械形式。作為活塞往復(fù)泵機(jī)械的工作原理如下在圖I所示的結(jié)構(gòu)示意圖中，原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)斜軸I旋轉(zhuǎn),斜軸I通過滾動(dòng)軸承7推動(dòng)擺動(dòng)盤2做扭擺運(yùn)動(dòng)，擺動(dòng)盤約束動(dòng)件5在擺動(dòng)盤約束靜件6中移動(dòng)，雙球鉸連桿3帶動(dòng)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)件8在直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)約束件9中做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)活塞4運(yùn)動(dòng)，工作過程中活塞4不承受徑向力。在圖2所示的實(shí)施例中，工作過程中活塞4承受徑向力。在圖3所示的實(shí)施例中，擺動(dòng)盤約束動(dòng)件為一個(gè)桿件，擺動(dòng)盤約束靜件是一個(gè)槽， 桿在槽中做軸向運(yùn)動(dòng)。作為活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理如下在圖2所示的實(shí)施例中，當(dāng)以N個(gè)活塞4的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)作為原動(dòng)力，依照順序、 按需要、逐次推動(dòng)活塞4往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞4推動(dòng)雙球鉸連桿3和擺動(dòng)盤2，因前文所述約束關(guān)系，擺動(dòng)盤2作扭擺運(yùn)動(dòng)，通過滾動(dòng)軸承7將擺動(dòng)盤2的運(yùn)動(dòng)傳遞到斜軸1，斜軸I以00' 為軸線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種活塞機(jī)械機(jī)構(gòu)和活塞運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)方法，它包括斜軸、滾動(dòng)軸承、擺動(dòng)盤、擺動(dòng)盤約束動(dòng)件、擺動(dòng)盤約束靜件、雙球鉸連桿、直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)件、直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)約束件、活塞、缸套和基體。所述斜軸為傳動(dòng)軸，斜軸上安裝有滾動(dòng)軸承，軸承連接并約束擺動(dòng)盤，擺動(dòng)盤上連接有擺動(dòng)盤約束動(dòng)件，擺動(dòng)盤約束靜件安裝在基體上，擺動(dòng)盤約束動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)受擺動(dòng)盤約束靜件約束，N個(gè)雙球鉸連桿一端連接在擺動(dòng)盤上，雙球鉸連桿另一端與直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)件連接，直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)約束件安裝在基體上，直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)受直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)約束件約束，缸套安裝在基體上，活塞在缸套內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)；
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種活塞機(jī)械機(jī)構(gòu)和活塞運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述斜軸是一端面與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線成銳角的軸，端面上安裝滾動(dòng)軸承；
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種活塞機(jī)械機(jī)構(gòu)和活塞運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述擺動(dòng)盤約束動(dòng)件和擺動(dòng)盤約束靜件的動(dòng)連接限制了擺動(dòng)盤約束動(dòng)件繞斜軸旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種活塞機(jī)械機(jī)構(gòu)和活塞運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述雙球鉸連桿為兩端是球鉸的桿件，沿圓周均布在擺動(dòng)盤上，其數(shù)量為N > 3個(gè)；
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種活塞機(jī)械機(jī)構(gòu)和活塞運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)件連接于雙球鉸連桿一端的球鉸座，直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)約束件安裝在基體上，直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)約束件和直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)件的動(dòng)連接實(shí)現(xiàn)了直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)件的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種活塞機(jī)械機(jī)構(gòu)和活塞運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述活塞連接于直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)件，活塞和缸套也可以分別與直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)件和直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)約束件合二為一。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種活塞機(jī)械機(jī)構(gòu)和活塞運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)方法，旨在提供一種新型的可應(yīng)用于泵或發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的活塞機(jī)械結(jié)構(gòu)形式，其具有體積小、重量輕、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、便于產(chǎn)業(yè)化等特點(diǎn)。它包括斜軸、滾動(dòng)軸承、擺動(dòng)盤、擺動(dòng)盤約束動(dòng)件、擺動(dòng)盤約束靜件、雙球鉸連桿、直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)件、直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)約束件、活塞、缸套和基體。所述斜軸為傳動(dòng)軸，斜軸上安裝有滾動(dòng)軸承，軸承連接并約束擺動(dòng)盤，擺動(dòng)盤上連接有擺動(dòng)盤約束動(dòng)件，擺動(dòng)盤約束靜件安裝在基體上，擺動(dòng)盤約束動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)受擺動(dòng)盤約束靜件約束，N個(gè)雙球鉸連桿一端連接在擺動(dòng)盤上，雙球鉸連桿另一端與直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)件連接。
文檔編號(hào)F01B3/02GK102606437SQ201110025999
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者徐紅, 胡仲翔, 趙海斌, 鄧意超, 韓飛, 高希彥 申請(qǐng)人:鄧意超