本發(fā)明涉及可變軌跡非圓形驅(qū)動(推進)系統(tǒng)，該可變軌跡非圓形驅(qū)動(推進)系統(tǒng)用于在與空氣具有能量關(guān)系的所有系統(tǒng)比如飛行器、風(fēng)力渦輪機、汽車、通風(fēng)及循環(huán)系統(tǒng)、以及流體運動及驅(qū)動系統(tǒng)中使用。

背景技術(shù)：

1、常規(guī)螺旋槳、即螺旋螺旋槳是通過將一定數(shù)目和形狀的葉片/多個葉片連接至中心輪轂而形成葉片k輪廓，中心輪轂連接至發(fā)動機曲軸。螺旋槳的功能是獲取發(fā)動機的輸出工率并向流體提供拉力或推力，從而使得附接的交通工具能夠在相關(guān)流體中保持并向前移動。與圓形系統(tǒng)相比，常規(guī)螺旋槳的缺點在于它們效率較低，因為隨著常規(guī)螺旋槳在圓形水平系統(tǒng)中移動，沿著圖7中示出的葉片k翼展的每個點以不同的速度旋轉(zhuǎn)。盡管每個點是被單獨優(yōu)化的，但是葉片k梢部和區(qū)域都會發(fā)生損失。由于葉片上的每個點的角旋轉(zhuǎn)速度隨著我們接近葉片k的梢部而逐漸增加，發(fā)生了效率損失。為了防止這種情況發(fā)生，試圖通過產(chǎn)生形狀適用于基于位置的速度的葉片k來降低效率損失。圓形螺旋槳(旋翼機)d是通過使用垂直于流體運動的方向旋轉(zhuǎn)的軸線在圓形軸線上旋轉(zhuǎn)而將軸功率轉(zhuǎn)換成流體加速度的驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。該驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)使用一個葉片d1或多個葉片d1，葉片d1的展開軸線平行于旋轉(zhuǎn)軸線并垂直于流體運動的方向，如圖8中所示。圓形螺旋槳(旋翼機)d通過使葉片的固定點圍繞中心旋轉(zhuǎn)并使葉片的攻角d2在一次完整回轉(zhuǎn)中連續(xù)地改變來產(chǎn)生推力。換句話說，葉片d1在其回轉(zhuǎn)的上半部分以正間距(從轉(zhuǎn)子的中心向外)致動，并且在下半部分以負間距(朝向旋轉(zhuǎn)軸線向內(nèi))致動，從而導(dǎo)致凈向上氣動力以及沿相反方向的向下氣流d3運動。由葉片d1的圓周運動和攻角d2的變化產(chǎn)生的推力在較低的速度下產(chǎn)生比常規(guī)螺旋槳高的推力。在圖9中所示的典型圓形螺旋槳d結(jié)構(gòu)中，結(jié)合在圓形軌跡中的葉片d1的葉片k攻角d2在每個位置處不同。

2、現(xiàn)有技術(shù)中使用的現(xiàn)有系統(tǒng)通過移動整個驅(qū)動(推進)系統(tǒng)以引導(dǎo)流動來操縱流動方向(可傾斜驅(qū)動系統(tǒng))。附加的流動轉(zhuǎn)向機構(gòu)可以添加至出口(舵、控制表面等)。在多重驅(qū)動(推進)系統(tǒng)中，每個系統(tǒng)可以單獨使用，或者作為一組(無人機、四軸飛行器等)使用。這些系統(tǒng)中使用的方法根據(jù)執(zhí)行的工作導(dǎo)致一定量的效率損失(陀螺旋轉(zhuǎn)阻力、抗力增加、升力損失等)。在現(xiàn)有系統(tǒng)中，流動性能不能根據(jù)瞬時需求進行優(yōu)化。現(xiàn)有系統(tǒng)是根據(jù)它們將工作的地方以及它們在它們的使用壽命期間將要做的工作來設(shè)計并制造。僅運動的速度和方向能夠根據(jù)需要而改變。這導(dǎo)致了瞬時性能-效率平衡的一定損失。圓形螺旋槳(旋翼機)d的操作原理要求葉片d1的攻角d2貫穿完整周期而連續(xù)地改變。葉片d1的理想攻角d2不能根據(jù)它們在圓周運動中的位置被完全優(yōu)化，從而導(dǎo)致效率損失。另外，圓周運動中的所有類型的螺旋槳由于它們的結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生陀螺旋轉(zhuǎn)阻力。

3、為了克服現(xiàn)有系統(tǒng)中經(jīng)歷的問題，已經(jīng)實施許多研究并開發(fā)了新的葉片結(jié)構(gòu)。這些研究中的一個研究是編號為tr?2020/06876且標題為“豎向風(fēng)力渦輪機葉片結(jié)構(gòu)中的創(chuàng)新”的實用新型申請的發(fā)明主題。該發(fā)明是豎向軸線風(fēng)力渦輪機葉片中的創(chuàng)新，并且其特征在于，豎向渦輪機軸、位于該軸上的至少一個螺旋槳、以及固定至螺旋槳和上軸轂的至少一個錐形或筒形類型的葉片。

4、另一工作是編號為tr?2020/00664且標題為“可以以不同的方式將風(fēng)帶至轉(zhuǎn)子軸的具有水平軸線和豎向軸線的新型風(fēng)力渦輪機”的實用新型申請的發(fā)明主題。該發(fā)明的目的涉及新型風(fēng)力渦輪機，其具有不同水平軸線和豎向軸線；具有雙螺旋槳葉片組、具有帶水平軸線、無尾翼且?guī)жQ向軸線的大葉片的新型風(fēng)力渦輪機。

5、因此，對消除現(xiàn)有技術(shù)的缺點和現(xiàn)有解決方案的不足的可變軌跡非圓形驅(qū)動(推進)系統(tǒng)的需求使得相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展成為必要。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明涉及一種具有可變軌跡的非圓形驅(qū)動(推進)系統(tǒng)，該具有可變軌跡的非圓形驅(qū)動(推進)系統(tǒng)滿足上面提及的要求，消除了所有缺點并帶來了一些其他的優(yōu)點，并且被開發(fā)成用于在與空氣具有能量關(guān)系的所有系統(tǒng)比如飛行器、風(fēng)力渦輪機、汽車、通風(fēng)及循環(huán)系統(tǒng)中，以及在流體中的運動及驅(qū)動系統(tǒng)中使用。

2、基于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的是通過使豎向螺旋槳構(gòu)思在具有可變軌跡的非圓形運動軸線上移動來開發(fā)新的驅(qū)動(推進)系統(tǒng)。

3、本發(fā)明的目的是借助于具有可變軌跡的非圓形結(jié)構(gòu)來使所有類型的螺旋槳在圓周運動中的陀螺旋轉(zhuǎn)阻力最小化。另外，圓形豎向驅(qū)動系統(tǒng)的工作原理是消除了在完整周期期間將不斷改變?nèi)~片攻角的需要(圖9)，并且消除了由于無法根據(jù)葉片在圓周運動中的位置將葉片的理想攻角充分優(yōu)化而導(dǎo)致的效率損失問題。

4、本發(fā)明的另一目的是確保在可變軌跡非圓形驅(qū)動系統(tǒng)中，軌道的理想攻角跟隨非圓形軸線，使得可以獲得理想攻角并沿著整個路徑優(yōu)化該理想攻角。

5、本發(fā)明的另一目的是沿著具有可變軌跡的非圓形運動軸線保持理想的攻角，并且與圓形豎向螺旋槳(旋翼機)相比，效率損失被最小化。

6、本發(fā)明的另一目的是產(chǎn)生工作的葉片的吸力軸線和推力軸線相對于運動軸線定位在最佳位置(無需使驅(qū)動系統(tǒng)完全旋轉(zhuǎn)，盡管如果需要，驅(qū)動系統(tǒng)可以完全旋轉(zhuǎn))，使得轉(zhuǎn)向以最大效率和最小損失執(zhí)行。

7、本發(fā)明的另一目的是使得在驅(qū)動系統(tǒng)中所產(chǎn)生的工作的作用中心能夠由于三維中的可改變的運動軌跡而在每個平面中改變，并且根據(jù)當前的需要確定最合適的尺寸和位置，并且使得系統(tǒng)能夠根據(jù)這種構(gòu)型采取期望的形狀。

8、本發(fā)明的另一目的是通過對每個可變軌跡非圓形運動軸線的形狀進行獨立地或一起地改變，力方向能夠在不需要對流體的方向和驅(qū)動系統(tǒng)的方向進行改變的情況下改變。

9、本發(fā)明的另一目的是借助于可以安置在葉片上的可移動表面來提高系統(tǒng)的效率，并且可以對葉片的穿過每個軸線的攻角進行改變。

10、本發(fā)明的另一目的是由于所開發(fā)的可變軌跡非圓形驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，使得攻角能夠在每個運動軸線上被獨立地優(yōu)化。

11、本發(fā)明的另一目的是通過將產(chǎn)生工作的葉片的吸力軸線和推力軸線相對于運動軸線定位來使陀螺旋轉(zhuǎn)阻力損失最小化。

12、本發(fā)明的另一目的是通過根據(jù)需要將每個軸線上的工作表面調(diào)節(jié)為吸力表面或推力表面，使得驅(qū)動系統(tǒng)能夠高效率地執(zhí)行期望的工作。

13、借助于以下附圖和參照這些附圖編寫的詳細描述，將更清楚地理解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和特性特征以及所有優(yōu)點，因此，應(yīng)當通過考慮這些附圖和詳細描述來進行評估。

技術(shù)特征：

1.一種可變軌跡非圓形驅(qū)動系統(tǒng)(100)，所述可變軌跡非圓形驅(qū)動系統(tǒng)(100)被開發(fā)成用于在與空氣具有能量關(guān)系的所有系統(tǒng)比如飛行器、風(fēng)力渦輪機、汽車、通風(fēng)及循環(huán)系統(tǒng)、以及流體運動及驅(qū)動系統(tǒng)中使用，其特征在于，所述可變軌跡非圓形驅(qū)動系統(tǒng)(100)包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變軌跡非圓形驅(qū)動系統(tǒng)(100)，其特征在于，包括速度及控制單元(106)，所述速度及控制單元在移動表面(105)被包括在內(nèi)的情況下，根據(jù)葉片(103)的總體旋轉(zhuǎn)速度以可變旋轉(zhuǎn)速率執(zhí)行所述移動表面(105)的運動并對所述葉片(103)的所述速度進行調(diào)節(jié)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變軌跡非圓形驅(qū)動系統(tǒng)(100)，其特征在于，包括驅(qū)動單元(102)，所述驅(qū)動單元(102)用于將能量傳遞至所述葉片(103)以沿著所述運動軸線(101)執(zhí)行限定工作。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變軌跡非圓形驅(qū)動系統(tǒng)(100)，其特征在于，包括葉片(103)，所述葉片(103)沿著形成幾何路徑的所述運動軸線(101)移動并執(zhí)行限定工作。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變軌跡非圓形驅(qū)動系統(tǒng)(100)，其特征在于，包括可移動表面(105)，所述可移動表面(105)能夠定位在葉片(103)上，以用于對所述葉片(103)的穿過每個運動軸線(101)的攻角進行改變，由此有助于提高效率。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變軌跡非圓形驅(qū)動系統(tǒng)(100)，其特征在于，包括葉片攻角定位導(dǎo)引件(104)，所述葉片攻角定位導(dǎo)引件(104)用于將不同軸線上的葉片(103)保持處于沿著所述運動軸線(101)的期望的角度和軸線。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變軌跡非圓形驅(qū)動系統(tǒng)(100)，其特征在于，包括葉片位置和/或?qū)挾日{(diào)節(jié)機構(gòu)(108)，所述葉片位置和/或?qū)挾日{(diào)節(jié)機構(gòu)(108)用于通過與所述運動軸線(101)上移動的葉片(103)連接的本體的相關(guān)運動或獨立運動來對所述葉片(103)在三維軸線中的吸力-推力位置以及總?cè)~片寬度(103)進行調(diào)節(jié)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變軌跡非圓形驅(qū)動系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述可變軌跡非圓形驅(qū)動系統(tǒng)(100)包括能夠?qū)?zhí)行限定任務(wù)的流動控制件和/或移動表面容納的偏離軌跡的支承表面(109)，所述偏離軌跡的支承表面(109)能夠定位在最佳位置中。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變軌跡非圓形驅(qū)動系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述可變軌跡非圓形驅(qū)動系統(tǒng)(100)包括能夠?qū)⒁苿颖砻嫒菁{的軌跡上的支承表面(109)，流動控制和/或限定工作能夠被最佳地定位在所述移動表面上。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變軌跡非圓形驅(qū)動系統(tǒng)(100)，其特征在于，包括偏離軌跡的支承表面控制機構(gòu)(110)，所述偏離軌跡的支承表面控制機構(gòu)(110)用于將一個或更多個偏離軌跡的支承表面(109)以用于流動控制和執(zhí)行限定工作兩者的最佳尺寸和位置進行定位。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變軌跡非圓形驅(qū)動系統(tǒng)(100)，其特征在于，包括軌跡上的支承表面控制機構(gòu)(110)，所述軌跡上的支承表面控制機構(gòu)(110)用于將一個或更多個軌跡上的支承表面(109)以用于流動控制和執(zhí)行限定工作兩者的最佳尺寸和位置進行定位。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變軌跡非圓形驅(qū)動系統(tǒng)(100)，其特征在于，包括能夠影響流體運動的至少一個表面加速劑。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變軌跡非圓形驅(qū)動系統(tǒng)(100)，其特征在于，包括能夠影響流體運動的至少一個流動操縱器(111)。

14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的可變軌跡非圓形驅(qū)動系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述表面加速劑是由以下材料制成的：

15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的可變軌跡非圓形驅(qū)動系統(tǒng)(100)，其特征在于，流動操縱器(111)呈葉片/突出部的形式并且定位在所述系統(tǒng)的與所述流體接觸的任何表面上的任何地方。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明是一種可變軌跡非圓形驅(qū)動(推進)系統(tǒng)(100)，其被開發(fā)成用于在與空氣具有能量關(guān)系的所有系統(tǒng)比如飛行器、風(fēng)力渦輪機、汽車、通風(fēng)及循環(huán)系統(tǒng)、以及流體運動及驅(qū)動系統(tǒng)中使用，其特征在于，可變軌跡非圓形驅(qū)動系統(tǒng)包括：運動軸線(101)，該運動軸線的幾何形狀可以被調(diào)節(jié)，并且該運動軸線是非圓形路徑而不是圓形路徑以確保最佳效率；調(diào)節(jié)機構(gòu)(107)，該調(diào)節(jié)機構(gòu)對運動軸線(101)的幾何路徑進行調(diào)節(jié)。

技術(shù)研發(fā)人員：阿里·馬希爾·瑪哈奧盧
受保護的技術(shù)使用者：阿里·馬希爾·瑪哈奧盧
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30