本實(shí)用新型涉及一種集成動力系統(tǒng),屬于機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
弓箭、鐘擺、重力、杠桿的功能和原理早已被人類認(rèn)知并廣泛利用,若將這四種功能結(jié)合在一起,將會產(chǎn)生更強(qiáng)大的動力,目前市場上還沒有出現(xiàn)這種四合一型的動力裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,結(jié)合弓箭、鐘擺、重力、杠桿的原理,提供一種集成動力系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種集成動力系統(tǒng),其特征是,包括門型框架、動力輸入單元、弓箭單元、動力輸出單元,所述門型框架包括左、右兩側(cè)的支撐架以及頂部橫梁,所述支撐架由四根支撐柱構(gòu)成;
所述動力輸入單元包括發(fā)力纖繩、兩根回力纖繩、線型杠桿、置于橫梁中部的杠桿基座,所述發(fā)力纖繩由一根單道發(fā)力纖繩、兩組分別置于單道發(fā)力纖繩兩側(cè)的雙道發(fā)力纖繩構(gòu)成;杠桿基座上方連接有一弧形軌道,單道發(fā)力纖繩置于該弧形軌道上,單道發(fā)力纖繩兩側(cè)分別設(shè)有滑輪組,滑輪組通過支架連接于橫梁上方,每個滑輪組由三個同軸的帶槽滑輪組成;
所述單道發(fā)力纖繩的兩端分別與對應(yīng)滑輪組的中間一個帶槽滑輪連接,每組雙道發(fā)力纖繩包括兩根纖繩,兩根纖繩的一端分別與對應(yīng)滑輪組兩側(cè)的兩個帶槽滑輪連接;所述線型杠桿的底端設(shè)有砣,其頂部設(shè)有與單道發(fā)力纖繩中部連接的發(fā)力橫桿,線型杠桿的中上部通過軸連接于杠桿基座的前側(cè),該連接點(diǎn)位于軸端,作為杠桿支點(diǎn);
所述弓箭單元為兩組,分別置于兩側(cè)的支撐架處,每組弓箭單元包括弓弦、長柄豎拍、置于支撐架空腔內(nèi)的夾持單元;每根弓弦的兩端固定連接于同一側(cè)的支撐架頂部,長柄豎拍的頂端與弓弦接觸,另一端伸入支撐架內(nèi);
每個夾持單元包括連接橫板、左側(cè)斜拉板、左側(cè)吊板、左側(cè)推拉板、右側(cè)斜拉板、右側(cè)吊板、右側(cè)推拉板、左側(cè)連接板、右側(cè)連接板;左側(cè)斜拉板上端與連接橫板左端鉸接,左側(cè)吊板上端鉸接于連接橫板中部下側(cè),左側(cè)推拉板兩端分別與左側(cè)斜拉板下端、左側(cè)吊板下端鉸接,左側(cè)斜拉板、左側(cè)吊板、左側(cè)推拉板、連接橫板圍構(gòu)成左夾持臂;
右側(cè)斜拉板上端與連接橫板右端鉸接,右側(cè)吊板上端鉸接于連接橫板中部下側(cè),右側(cè)推拉板兩端分別與右側(cè)斜拉板下端、右側(cè)吊板下端鉸接,右側(cè)斜拉板、右側(cè)吊板、右側(cè)推拉板、連接橫板圍構(gòu)成右夾持臂;左、右夾持臂對稱,形成一個主動框,兩個夾持臂內(nèi)側(cè)分別設(shè)有用于夾持長柄豎拍的夾持觸頭,兩夾持觸頭相向而置;左側(cè)連接板傾斜設(shè)置,并鉸接于左側(cè)斜拉板下端,右側(cè)連接板傾斜設(shè)置,并鉸接于右側(cè)斜拉板下端,左側(cè)連接板、右側(cè)連接板圍構(gòu)成一個被動框;
每組雙道發(fā)力纖繩中,兩根纖繩的另一端分別伸入對應(yīng)位置的支撐架空腔內(nèi),并分別連接于連接橫板的中部位置,連接橫板中部設(shè)有供長柄豎拍自由通行的通孔;兩根回力纖繩的一端分別與左側(cè)的連接橫板中部連接,另一端依次穿出左側(cè)的支撐架、再穿入右側(cè)的支撐架、最終分別連接于右側(cè)的連接橫板中部位置,每個支撐架內(nèi)腔的中部分別設(shè)有使兩根回力纖繩改變運(yùn)動方向的導(dǎo)向輪;
所述動力輸出單元位于門型框架下部,由分別置于左右支撐架空腔內(nèi)的動力輸出裝置、動力輸出軸構(gòu)成,每個動力輸出裝置包括浮球、棘輪機(jī)構(gòu)和浮球復(fù)位組件,動力輸出軸連接兩棘輪機(jī)構(gòu)的中心軸;
每個浮球復(fù)位組件包括滑動橫桿以及左、右復(fù)位軌道,左、右復(fù)位軌道分別縱向置于同一支撐架左右兩側(cè),滑動橫桿兩端分別通過復(fù)位滑塊連接于左、右復(fù)位軌道上,滑動橫桿兩端還通過左、右復(fù)位彈簧連接于同一支撐架左右兩側(cè),浮球通過兩支撐腿連接于滑動橫桿上方,滑動橫桿下方設(shè)有連桿,棘輪機(jī)構(gòu)置于浮球一側(cè),并通過長桿與連桿底部鉸接。
左、右兩側(cè)的支撐架內(nèi)分別設(shè)有兩組限位滑輪組,每組限位滑輪組由兩根位置相對的帶槽滑輪構(gòu)成,防止長柄豎拍在水平方向移位。
每個夾持單元前側(cè)、后側(cè)分別連接有前阻滯框、后阻滯框,前阻滯框套在支撐架前側(cè)的兩支撐柱上,后阻滯框套在支撐架后側(cè)的兩支撐柱上;
前阻滯框分別由左、右兩側(cè)的滑輪、前側(cè)的大彈簧、后側(cè)的活舌彈簧組連接構(gòu)成,后阻滯框分別由左、右兩側(cè)的滑輪、后側(cè)的大彈簧、前側(cè)的活舌彈簧組連接構(gòu)成,活舌彈簧組由兩活舌夾持連接一小彈簧構(gòu)成;
前阻滯框的兩滑輪分別抵住前側(cè)的兩支撐柱外側(cè),后阻滯框的兩滑輪分別抵住后側(cè)的兩支撐柱外側(cè),左、右側(cè)連接板的下端分別連接有轉(zhuǎn)軸,轉(zhuǎn)軸兩端分別連接于前、后阻滯框的活舌彈簧組。
前、后阻滯框左側(cè)的兩滑輪相連,同樣,前、后阻滯框右側(cè)的兩滑輪相連。
每個支撐架前、后側(cè)分別設(shè)有直線軌道,直線軌道由支撐架頂部中心延伸至支撐架中部,每個連接橫板的前、后側(cè)中部分別連接有與直線軌道相匹配的滑塊。
每個支撐架頂部分別設(shè)有使雙道發(fā)力纖繩中兩根纖繩改變運(yùn)動方向的導(dǎo)向輪。
所述動力輸出軸中部設(shè)有飛輪。
所述動力輸出軸設(shè)有輔助撐桿。
所述浮球長桿下部為彈性結(jié)構(gòu)。
所述連接線型杠桿和杠桿基座的軸,該軸的另一端連接有平衡擺。
本實(shí)用新型中,門型框架作為各零部件的載體,杠桿頂部的發(fā)力橫桿連接于單道發(fā)力纖繩中部,杠桿支點(diǎn)位于杠桿基座上的軸端,單道發(fā)力纖繩兩端與滑輪組的中間一個滑輪連接,每側(cè)的雙道發(fā)力纖繩分別拴住對應(yīng)的連接橫板,以及滑輪組兩側(cè)的兩個滑輪,回力纖繩為兩根,每根回力纖繩分別拴住左側(cè)的連接橫板、繞過導(dǎo)向輪、再拴住右側(cè)的連接橫板;長柄豎拍、夾持單元、弓弦均為兩個,分別置于杠桿兩側(cè),限位滑輪組在杠桿兩側(cè)各設(shè)兩組;棘輪機(jī)構(gòu)經(jīng)由滑動橫桿、浮球復(fù)位組件與浮球配合,復(fù)位彈簧可在浮球下沉后將其彈起。
本實(shí)用新型的工作原理如下:
A首先啟動線型杠桿,即左右搖擺杠桿,杠桿底部的砣與鐘擺的功能類似,給杠桿施一次力,砣可在重力作用下,持續(xù)左右搖擺一段時間;
B在杠桿的拉動下,其頂部的發(fā)力橫桿拉動單道發(fā)力纖繩,同時帶動滑輪組左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn),繼而使雙道發(fā)力纖繩作左拉右放或右拉左放運(yùn)動;
C在發(fā)力纖繩的拉動下,夾持單元呈左升右降或右升左降狀態(tài),單道發(fā)力纖繩向右移動,左邊的夾持單元上升,其內(nèi)側(cè)的兩個夾持觸頭夾持住左側(cè)的長柄豎拍向上提升,從而拉動同側(cè)的弓弦,同時,右側(cè)的夾持單元下降,松開該側(cè)的長柄豎拍;發(fā)力纖繩向左移動,右邊的夾持單元上升,并夾持右側(cè)的長柄豎拍上升,拉動右側(cè)的弓弦,同時,左側(cè)的夾持單元下降,松開該側(cè)的長柄豎拍;
D夾持單元上升的時候,帶動長柄豎拍向上升,拉動同側(cè)的弓弦,夾持單元下降的時候,松開長柄豎拍,長柄豎拍在弓弦的作用下,急速沖擊下方的浮球;長柄豎拍左升右降、右升左降,輪流交替沖擊浮球;
E左、右長柄豎拍在一升一降時,回力纖繩保證二者同步,回力纖繩和發(fā)力纖繩同步運(yùn)行;
F弓箭系統(tǒng)利用弓箭原理,長柄豎拍類似箭,在升降過程中,弓弦同步開弓彈射;
G長柄豎拍在升降過程中,限位滑輪組保證其在垂直方向穩(wěn)定運(yùn)動,防止長柄豎拍水平移位;
H受到長柄豎拍的沖擊,浮球猛力下沖,并帶動滑動橫桿下移,滑動橫桿通過兩端的復(fù)位滑塊、復(fù)位軌道穩(wěn)定下滑,復(fù)位彈簧壓縮,而后復(fù)位彈簧復(fù)位,通過滑動橫桿使浮球彈起復(fù)位,并沖擊一側(cè)的棘輪機(jī)構(gòu);
I受浮球的強(qiáng)力沖擊,棘輪機(jī)構(gòu)強(qiáng)力轉(zhuǎn)動,從而驅(qū)動動力輸出軸,帶動飛輪旋轉(zhuǎn),飛輪反作用于動力輸出軸,使其正常運(yùn)轉(zhuǎn);動力輸出可根據(jù)不同需求,采用齒輪、皮帶、鏈條、繩索或其它零件。
本實(shí)用新型中,兩夾持觸頭之間的距離較短,由于夾持臂的各部件之間鉸接,只要發(fā)力纖繩向上拉動連接橫桿,吊板向上運(yùn)動,并向內(nèi)拉動推拉板,使兩側(cè)的推拉板向內(nèi)聚攏,從而兩夾持觸頭迅即夾持住長柄豎拍;當(dāng)發(fā)力纖繩對左邊的連接橫板的施力消失,右邊的夾持單元在發(fā)力纖繩拉動下而上升,由于回力纖繩連接左右兩邊的連接橫板,回力纖繩的右端在右邊的夾持單元拉動下而上升,回力纖繩的左端即會向下拉動左邊的夾持單元,使左邊的夾持單元下降,即回力纖繩向下拉動左邊的連接橫板,使左邊的兩吊板向下運(yùn)動,并使左邊的兩推拉板向外分散,從而松開長柄豎拍;當(dāng)發(fā)力纖繩對右邊的連接橫板的施力消失,同理,左邊兩側(cè)的推拉板向內(nèi)聚攏,夾持長柄豎拍,右邊兩側(cè)的推拉板向外分散,松開長柄豎拍。
本實(shí)用新型中,當(dāng)夾持單元沿支撐架上下移動時,前、后阻滯框可分別緊緊抱住支撐架的前側(cè)支撐柱、后側(cè)支撐柱(兩側(cè)的滑輪通過大彈簧、活舌與小彈簧的配合,緊緊與支撐柱外側(cè)相貼),可保證夾持單元不在水平方向移動。前、后阻滯框保持滯留狀態(tài),不能自行上下移動,完全依靠主動框的連接橫板的推拉才能運(yùn)動。當(dāng)連接橫板上升時,連接板在夾持臂的拉動下而上升,從而帶動阻滯框上升,這時,由于斜拉板的上端在發(fā)力纖繩的拉動下而上升,斜拉板的下端(即與連接板、推拉板鉸接處)受到連接板向下的作用力,從而使斜拉板與連接板的夾角變大,使得兩推拉桿向內(nèi)聚攏。當(dāng)連接橫板下降時,連接板在夾持臂的推動下而下降,從而帶動阻滯框下降,這時,由于斜拉板的上端在回力纖繩的作用下而下降,斜拉板的下端(即與連接板、推拉板鉸接處)受到連接板向上的作用力,從而使斜拉板與連接板的夾角變小,使得兩推拉桿向外分散。
本實(shí)用新型中,每個支撐架前、后側(cè)分別設(shè)有直線軌道,連接橫板通過滑塊與直線軌道配合,可保證夾持單元在水平方向不移動,始終上下移動。
本實(shí)用新型中,杠桿的擺動需要外力,這種外力可來自于一個人、兩個人或多個人實(shí)施的力,采用撐、蕩、撞、蹬、壓、推、拉、扳、夯、絞及其他方式給力。
本實(shí)用新型可與電機(jī)、發(fā)電機(jī)、風(fēng)力、水力配合使用,起到助力作用;也可單用,根據(jù)車船、機(jī)械的具體情況單獨(dú)使用;還可用于趣味項(xiàng)目,運(yùn)用于健身器材、娛樂道具。發(fā)電、驅(qū)動車船、帶動機(jī)械,所有需要動力的地方,本實(shí)用新型都可配合使用。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、節(jié)省資源、使用方便,具有廣闊的開發(fā)利用空間。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本實(shí)用新型中滑輪組的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本實(shí)用新型中夾持單元的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為本實(shí)用新型中前、后阻滯框的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為本實(shí)用新型中夾持單元與支撐架安裝結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6為本實(shí)用新型中動力輸出單元的結(jié)構(gòu)示意圖(即圖1中A部放大圖);
圖7為本實(shí)用新型中連接橫板的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8為本實(shí)用新型中長柄豎拍的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖中:1支撐架、2橫梁、3支撐柱、4回力纖繩、5線型杠桿、6杠桿基座、7單道發(fā)力纖繩、8雙道發(fā)力纖繩、9弧形軌道、10滑輪組、11砣、12發(fā)力橫桿、13軸、14弓弦、15長柄豎拍、16連接橫板、17左側(cè)斜拉板、18左側(cè)吊板、19左側(cè)推拉板、20右側(cè)斜拉板、21右側(cè)吊板、22右側(cè)推拉板、23夾持觸頭、24通孔、25動力輸出軸、26浮球、27棘輪機(jī)構(gòu)、28滑動橫桿、29復(fù)位軌道、30復(fù)位滑塊、31復(fù)位彈簧、32支撐腿、33連桿、34長桿、35限位滑輪組、36左側(cè)連接板、37右側(cè)連接板、38前阻滯框、39后阻滯框、40滑輪、41大彈簧、42活舌、43小彈簧、44轉(zhuǎn)軸、45直線軌道、46滑塊、47飛輪、48輔助撐桿、49平衡擺、50導(dǎo)向輪。
具體實(shí)施方式
一種集成動力系統(tǒng),包括門型框架、動力輸入單元、弓箭單元、動力輸出單元,所述門型框架包括左、右兩側(cè)的支撐架1以及頂部橫梁2,支撐架由四根支撐柱3構(gòu)成。
動力輸入單元包括發(fā)力纖繩、兩根回力纖繩4、線型杠桿5、置于橫梁中部的杠桿基座6,發(fā)力纖繩由一根單道發(fā)力纖繩7、兩組分別置于單道發(fā)力纖繩兩側(cè)的雙道發(fā)力纖繩8構(gòu)成。杠桿基座上方連接有一弧形軌道9,單道發(fā)力纖繩置于該弧形軌道上,單道發(fā)力纖繩兩側(cè)分別設(shè)有滑輪組10,滑輪組通過支架連接于橫梁上方,每個滑輪組由三個同軸的帶槽滑輪組成。
單道發(fā)力纖繩的兩端分別與對應(yīng)滑輪組的中間一個帶槽滑輪連接,每組雙道發(fā)力纖繩包括兩根纖繩,兩根纖繩的一端分別與對應(yīng)滑輪組兩側(cè)的兩個帶槽滑輪連接;所述線型杠桿的底端設(shè)有砣11,其頂部設(shè)有與單道發(fā)力纖繩中部連接的發(fā)力橫桿12,線型杠桿的中上部通過軸13連接于杠桿基座的前側(cè),該連接點(diǎn)位于軸端,作為杠桿支點(diǎn),該軸13的另一端連接有平衡擺49。
所述弓箭單元為兩組,分別置于兩側(cè)的支撐架處,每組弓箭單元包括弓弦14、長柄豎拍15、置于支撐架空腔內(nèi)的夾持單元;每根弓弦的兩端固定連接于同一側(cè)的支撐架頂部,長柄豎拍的頂端與弓弦接觸,另一端伸入支撐架內(nèi)。
每個夾持單元包括連接橫板16、左側(cè)斜拉板17、左側(cè)吊板18、左側(cè)推拉板19、右側(cè)斜拉板20、右側(cè)吊板21、右側(cè)推拉板22、左側(cè)連接板36、右側(cè)連接板37。左側(cè)斜拉板上端與連接橫板左端鉸接,左側(cè)吊板上端鉸接于連接橫板中部下側(cè),左側(cè)推拉板兩端分別與左側(cè)斜拉板下端、左側(cè)吊板下端鉸接,左側(cè)斜拉板、左側(cè)吊板、左側(cè)推拉板、連接橫板圍構(gòu)成左夾持臂。
右側(cè)斜拉板上端與連接橫板右端鉸接,右側(cè)吊板上端鉸接于連接橫板中部下側(cè),右側(cè)推拉板兩端分別與右側(cè)斜拉板下端、右側(cè)吊板下端鉸接,右側(cè)斜拉板、右側(cè)吊板、右側(cè)推拉板、連接橫板圍構(gòu)成右夾持臂。左、右夾持臂對稱,形成一個主動框,兩個夾持臂內(nèi)側(cè)分別設(shè)有用于夾持長柄豎拍的夾持觸頭23,兩夾持觸頭相向而置;左側(cè)連接板傾斜設(shè)置,并鉸接于左側(cè)斜拉板下端,右側(cè)連接板傾斜設(shè)置,并鉸接于右側(cè)斜拉板下端,左側(cè)連接板、右側(cè)連接板圍構(gòu)成一個被動框。
每組雙道發(fā)力纖繩中,兩根纖繩的另一端分別伸入對應(yīng)位置的支撐架空腔內(nèi),并分別連接于連接橫板的中部位置,連接橫板中部設(shè)有供長柄豎拍自由通行的通孔24;兩根回力纖繩的一端分別與左側(cè)的連接橫板中部連接,另一端依次穿出左側(cè)的支撐架、再穿入右側(cè)的支撐架、最終分別連接于右側(cè)的連接橫板中部位置,每個支撐架內(nèi)腔的中部分別設(shè)有使兩根回力纖繩改變運(yùn)動方向的導(dǎo)向輪50,同樣,每個支撐架頂部分別設(shè)有使雙道發(fā)力纖繩中兩根纖繩改變運(yùn)動方向的導(dǎo)向輪。
動力輸出單元位于門型框架下部,由分別置于左右支撐架空腔內(nèi)的動力輸出裝置、動力輸出軸25構(gòu)成,每個動力輸出裝置包括浮球26、棘輪機(jī)構(gòu)27和浮球復(fù)位組件,動力輸出軸連接兩棘輪機(jī)構(gòu)的中心軸。動力輸出軸中部設(shè)有飛輪47,動力輸出軸設(shè)有輔助撐桿48。
每個浮球復(fù)位組件包括滑動橫桿28以及左、右復(fù)位軌道29,左、右復(fù)位軌道分別縱向置于同一支撐架左右兩側(cè),滑動橫桿兩端分別通過復(fù)位滑塊30連接于左、右復(fù)位軌道上,滑動橫桿兩端還通過左、右復(fù)位彈簧31連接于同一支撐架左右兩側(cè),浮球通過兩支撐腿32連接于滑動橫桿上方,滑動橫桿下方設(shè)有連桿33,棘輪機(jī)構(gòu)置于浮球一側(cè),并通過長桿34與連桿底部鉸接,浮球長桿下部為彈性結(jié)構(gòu)。
左、右兩側(cè)的支撐架內(nèi)分別設(shè)有兩組限位滑輪組35,每組限位滑輪組由兩根位置相對的帶槽滑輪構(gòu)成,防止長柄豎拍在水平方向移位。
每個夾持單元前側(cè)、后側(cè)分別連接有前阻滯框38、后阻滯框39,前阻滯框套在支撐架前側(cè)的兩支撐柱上,后阻滯框套在支撐架后側(cè)的兩支撐柱上。
前阻滯框分別由左、右兩側(cè)的滑輪40、前側(cè)的大彈簧41、后側(cè)的活舌彈簧組連接構(gòu)成,后阻滯框分別由左、右兩側(cè)的滑輪、后側(cè)的大彈簧、前側(cè)的活舌彈簧組連接構(gòu)成,活舌彈簧組由兩活舌42夾持連接一小彈簧43構(gòu)成。
前阻滯框的兩滑輪分別抵住前側(cè)的兩支撐柱外側(cè),后阻滯框的兩滑輪分別抵住后側(cè)的兩支撐柱外側(cè),左、右側(cè)連接板的下端分別連接有轉(zhuǎn)軸44,轉(zhuǎn)軸兩端分別連接于前、后阻滯框的活舌彈簧組。前、后阻滯框左側(cè)的兩滑輪相連,同樣,前、后阻滯框右側(cè)的兩滑輪相連。
每個支撐架前、后側(cè)分別設(shè)有直線軌道45,直線軌道由支撐架頂部中心延伸至支撐架中部,每個連接橫板的前、后側(cè)中部分別連接有與直線軌道相匹配的滑塊46。
施力于杠桿,發(fā)力橫桿拉動發(fā)力纖繩,發(fā)力纖繩向右移動,左邊的夾持單元上升,其內(nèi)側(cè)的兩個夾持觸頭夾持住左側(cè)的長柄豎拍向上提升,從而拉動同側(cè)的弓弦,同時,右側(cè)的夾持單元下降,松開該側(cè)的長柄豎拍;發(fā)力纖繩向左移動,右邊的夾持單元上升,并夾持右側(cè)的長柄豎拍上升,拉動右側(cè)的弓弦,同時,左側(cè)的夾持單元下降,松開該側(cè)的長柄豎拍。
夾持單元上升的時候,帶動長柄豎拍向上升,拉動同側(cè)的弓弦,夾持單元下降的時候,松開長柄豎拍,長柄豎拍在弓弦的作用下,急速沖擊下方的浮球;長柄豎拍左升右降、右升左降,輪流交替沖擊浮球。長柄豎在升降過程中,弓弦同步開弓彈射。
受到長柄豎拍的沖擊,浮球猛力下沖,下沉的浮球由彈簧彈起復(fù)位,浮球沖擊一側(cè)的棘輪機(jī)構(gòu)。受浮球的強(qiáng)力沖擊,棘輪機(jī)構(gòu)強(qiáng)力轉(zhuǎn)動,從而驅(qū)動動力輸出軸,帶動飛輪旋轉(zhuǎn),飛輪反作用于動力輸出軸,使其正常運(yùn)轉(zhuǎn)。