本發(fā)明涉及一種往復(fù)運(yùn)動機(jī)械領(lǐng)域，特別是一種以太極原理為基礎(chǔ)的往復(fù)螺旋運(yùn)動機(jī)構(gòu)。

技術(shù)背景

大家知道，太極圖淵遠(yuǎn)流長，未知其所出，考古證實(shí)太極圖有8000年以上的歷史，據(jù)推測是史前文明的杰作。太極圖，千百年來，它以博大精深的內(nèi)涵，千古永輝的真理，激勵著一代代研究者尋找其真義。太極原理中的太極生兩儀、兩儀生四像、陰陽變化的內(nèi)涵，與現(xiàn)代物理學(xué)的物質(zhì)相互作用、產(chǎn)生作用力與反作用力、電子分解成正電荷與負(fù)電荷、磁鐵分出南北極等內(nèi)容是相通的，有些未解的物理現(xiàn)象甚至可以從太極圖中找到答案。因此，太極原理是高于很多現(xiàn)代物理定律的宇宙基本規(guī)律。

眾所周知，dna是雙螺旋結(jié)構(gòu)的，雙螺旋結(jié)構(gòu)的dna是生命的特征。太極圖中的兩個(gè)魚眼是運(yùn)動之眼，s線是生命線，兩者合起來就是雙螺旋結(jié)構(gòu)，這就是太極原理螺旋運(yùn)動機(jī)的奧秘所在。

本發(fā)明的目的是利用太極原理，制造出太極原理往復(fù)運(yùn)螺旋動機(jī)，供人們研究太極原理及商業(yè)應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種太極原理往復(fù)螺旋運(yùn)動機(jī)，主要包括：螺旋筒(1)、轉(zhuǎn)子(2)、壓力發(fā)生器(3)、壓力換向控制器、受壓進(jìn)動部(4)、施壓進(jìn)動部(5)、直線轉(zhuǎn)軸(6)、筒座(7)，其特征是：螺旋筒內(nèi)設(shè)有兩對或兩對以上對稱或平均分布的承壓導(dǎo)軌(10)和兩組或兩組以上對稱或平均分布的轉(zhuǎn)子導(dǎo)軌(9)，每對承壓導(dǎo)軌由兩條旋進(jìn)方向相反的螺旋導(dǎo)軌組成，一組轉(zhuǎn)子導(dǎo)軌有兩條螺旋導(dǎo)軌或一條雙向螺旋導(dǎo)軌；螺旋筒固定在筒座上，或者，螺旋筒與筒座之間設(shè)有螺旋運(yùn)動軸承，螺旋筒上設(shè)有直線導(dǎo)軌；轉(zhuǎn)子上設(shè)有壓力發(fā)生器和施壓進(jìn)動部，施壓進(jìn)動部為非接觸性施壓進(jìn)動部或接觸性施壓滾動進(jìn)動部， 旋壓進(jìn)動部的數(shù)量與承壓導(dǎo)軌的數(shù)量相同，施壓進(jìn)動部設(shè)在轉(zhuǎn)子與承壓導(dǎo)軌對應(yīng)的位置；轉(zhuǎn)子上設(shè)有受壓進(jìn)動部，受壓進(jìn)動部為接觸性受壓滾動進(jìn)動部或非接觸性受壓進(jìn)動部，受壓進(jìn)動部的數(shù)量與轉(zhuǎn)子導(dǎo)軌數(shù)量相同，受壓進(jìn)動部設(shè)在轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子導(dǎo)軌對應(yīng)的位置；施壓進(jìn)動部作用于承壓導(dǎo)軌的力的直線與軸心的距離大于受壓進(jìn)動部作用于轉(zhuǎn)子導(dǎo)軌的力的直線與軸心的距離，即以軸心為中心，承壓導(dǎo)軌的受力力矩大于轉(zhuǎn)子導(dǎo)軌的受力力矩，旋壓進(jìn)動部的受力力矩大于受壓進(jìn)動部的受力力矩；轉(zhuǎn)子的中間設(shè)有轉(zhuǎn)軸孔，轉(zhuǎn)軸孔中設(shè)有直線軸承，直線轉(zhuǎn)軸上設(shè)有直線導(dǎo)軌，或者，轉(zhuǎn)盤上的轉(zhuǎn)軸孔中設(shè)有磁鐵，轉(zhuǎn)軸上設(shè)有超導(dǎo)體直線導(dǎo)軌，或者，轉(zhuǎn)盤固定在轉(zhuǎn)軸上；其工作原理是：當(dāng)轉(zhuǎn)子上的壓力發(fā)生器產(chǎn)生壓力時(shí)，施壓進(jìn)動部對旋進(jìn)方向相同的一組承壓導(dǎo)軌施加壓力，轉(zhuǎn)子受反作用力和轉(zhuǎn)子導(dǎo)軌的阻力共同作用，產(chǎn)生的合力為螺旋力，即旋轉(zhuǎn)直線運(yùn)動的力，與此同時(shí)，螺旋筒也產(chǎn)生一個(gè)反向螺旋力，當(dāng)轉(zhuǎn)子從螺旋筒的一頭相對螺旋筒運(yùn)動到螺旋筒的另一頭時(shí)，壓力換向控制器發(fā)出換向指令，施壓進(jìn)動部松開一組承壓導(dǎo)軌的同時(shí)對另一組旋進(jìn)方向相反的承壓導(dǎo)軌施壓，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子和/或螺旋筒的往復(fù)直線和/或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，通過轉(zhuǎn)軸和/或螺旋筒對外輸出往復(fù)旋轉(zhuǎn)的動力和/或通過轉(zhuǎn)軸和/或螺旋筒輸出往復(fù)直線運(yùn)動動力；具體表現(xiàn)為：當(dāng)螺旋筒固定時(shí)，轉(zhuǎn)盤做直線旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，通過轉(zhuǎn)軸輸出旋轉(zhuǎn)動力，當(dāng)轉(zhuǎn)軸固定時(shí)，轉(zhuǎn)子做直線運(yùn)動，螺旋筒做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，通過螺旋筒輸出旋轉(zhuǎn)動力，當(dāng)轉(zhuǎn)軸和螺旋筒都不固定時(shí)，轉(zhuǎn)軸和螺旋筒都輸出旋轉(zhuǎn)動力，當(dāng)轉(zhuǎn)子固定在轉(zhuǎn)軸上時(shí)，通過轉(zhuǎn)軸輸出旋轉(zhuǎn)動力的同時(shí)，通過螺旋筒或轉(zhuǎn)軸輸出直線運(yùn)動動力。

螺旋運(yùn)動軸承是一種同時(shí)承受旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和直線運(yùn)動的特種軸承。螺旋運(yùn)動軸承由旋轉(zhuǎn)軸承和直線軸承組合而成，軸承的內(nèi)圈為直線軸承，軸承的外圈為旋轉(zhuǎn)軸承，或者，軸承的內(nèi)圈為旋轉(zhuǎn)軸承，軸承的外圈為直線軸承。

螺旋筒制造成一個(gè)整體，或者，螺旋筒由2條或2條以上的螺旋桿(8)組合而成。由于螺旋筒中設(shè)有導(dǎo)軌，整體制造難度較大，因此一般由數(shù)條螺桿組合而成。

接觸性施壓滾動進(jìn)動部主要由一組或一組以上的輪子、彈璜、推桿組成。輪子為一般意義上的輪子，也可以用軸承等滾動性部件替代。非接觸性施壓進(jìn)動部為電磁鐵或永磁體，承壓導(dǎo)軌為超導(dǎo)體承壓導(dǎo)軌，螺旋筒中設(shè)有液氮槽和 隔熱層。

接觸性受壓滾動進(jìn)動部為滾動性部件，可以是軸承、輪子等滾動性部件。非接觸性受壓進(jìn)動部為電磁鐵或永磁體，轉(zhuǎn)子導(dǎo)軌為超導(dǎo)體導(dǎo)軌，螺旋筒中設(shè)有液氮槽和隔熱層。

承壓導(dǎo)軌為一字型螺旋導(dǎo)軌或弧形螺旋導(dǎo)軌或v型螺旋導(dǎo)軌或u型螺旋導(dǎo)軌，轉(zhuǎn)子導(dǎo)軌為直角螺旋導(dǎo)軌或弧形螺旋導(dǎo)軌或v型螺旋導(dǎo)軌或u型螺旋導(dǎo)軌。施壓進(jìn)動部的形狀與承壓導(dǎo)軌的形狀相對應(yīng)，為一字型或弧形或v型或u型；受壓進(jìn)動部的形狀與轉(zhuǎn)子導(dǎo)軌的形狀相對應(yīng)，為直角形或弧形或v型或u型。

螺旋筒內(nèi)的導(dǎo)軌旋度不宜過小，也不宜過大，一般做成半個(gè)圓周度或一個(gè)圓周度為宜，如果旋度小于90度，一方面不利于動力的轉(zhuǎn)換，另一方面也不符合經(jīng)濟(jì)原則。因此螺旋筒內(nèi)的導(dǎo)軌的旋度大于或等于90度。

如果螺旋筒固定在筒座上，那么螺旋筒不參與輸出旋轉(zhuǎn)動力，但可以通過筒座輸出往復(fù)直線運(yùn)動動力。如果螺旋筒參與輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動動力而不輸出往復(fù)直線運(yùn)動動力，那么螺旋筒與筒座之間要設(shè)有推力軸承。如果轉(zhuǎn)子固定在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸參與輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動動力卻不輸出往復(fù)直線運(yùn)動動力，那么轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)軸支架之間要設(shè)有推力軸承。

施壓進(jìn)動部作用于承壓導(dǎo)軌的力的直線與軸心的距離大于受壓進(jìn)動部作用于轉(zhuǎn)子導(dǎo)軌的力的直線與軸心的距離，也可以表述為施壓進(jìn)動部垂直于承壓導(dǎo)軌的受力面的直線與軸心的距離大于受壓進(jìn)動部垂直于轉(zhuǎn)子導(dǎo)軌的受力面的直線與軸心的距離。即以軸心為中心，承壓導(dǎo)軌的受力力矩大于轉(zhuǎn)子導(dǎo)軌的受力力矩，旋壓進(jìn)動部的受力力矩大于受壓進(jìn)動部的受力力矩，這也是轉(zhuǎn)子產(chǎn)生旋進(jìn)力的原因。

一個(gè)轉(zhuǎn)子一般設(shè)置一套壓力發(fā)生器，也可以根據(jù)需要，正反兩面各設(shè)一套壓力發(fā)生器。轉(zhuǎn)子一般只設(shè)一個(gè)，也可以設(shè)2個(gè)或2個(gè)以上。

所述壓力換向控制器為有線或無線壓力自動換向控制器，設(shè)在轉(zhuǎn)子上和/或支架上，主要由位置傳感器和控制單元組成。

所述壓力發(fā)生器為液壓壓力發(fā)生器或氣壓壓力發(fā)生器或磁鐵-超導(dǎo)體壓力發(fā)生器或電磁鐵-彈璜壓力發(fā)生器或電動-彈璜壓力發(fā)生器或氣動-彈璜壓力發(fā)生器或電動液壓壓力發(fā)生器或混合壓壓力發(fā)生器，其中，磁鐵-超導(dǎo)體壓力發(fā)生 器的超導(dǎo)體設(shè)在螺旋筒的導(dǎo)軌上。

所述液壓壓力發(fā)生器由液壓缸、油路、活塞推桿、輪子或軸承、回力彈璜和電機(jī)組成。回力彈璜用于連接活塞推桿和滾輪，可以保持滾輪與承壓導(dǎo)軌的接觸，避免滾輪與導(dǎo)軌產(chǎn)生過大的沖擊力。液壓缸一般采用4極或4極以上的多極液壓缸，如雙齒輪齒條擺動壓缸。

氣壓壓力發(fā)生器與液壓壓力發(fā)生器相比，所產(chǎn)生的壓力可能沒那么大，但氣壓壓力彈性較好，對輪子與導(dǎo)軌的沖擊力沒那么大。

所述磁鐵-超導(dǎo)體壓力發(fā)生器主要由磁鐵、超導(dǎo)體組成，磁鐵設(shè)在轉(zhuǎn)子上，超導(dǎo)體設(shè)在螺旋筒的承壓導(dǎo)軌上，螺旋筒設(shè)有液氮槽和隔熱層。磁鐵為永磁體或電磁鐵或超導(dǎo)電磁鐵。在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，液氮會吸收一些熱量，需要液氮循環(huán)加注器維持其低溫。采用磁鐵-超導(dǎo)體的好處是有效避免了磨擦及磨損，解決了壓力換向帶來的沖擊損壞問題。

電磁鐵-彈璜壓力發(fā)生器主要由電磁推桿、彈璜和滾輪組成。電動-彈璜壓力發(fā)生器主要由電動推桿、彈璜和滾輪組成。電動液壓壓力發(fā)生器主要由電動液壓推桿、彈璜和滾輪組成。這三種壓力發(fā)生器結(jié)構(gòu)簡單，成本低，輸出的動力也較低。

附圖說明

圖1、圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

第一實(shí)施例

參見圖1核心結(jié)構(gòu)立體示意圖，圖2螺旋筒部件螺旋桿的立體結(jié)構(gòu)圖，一種太極原理往復(fù)螺旋運(yùn)動機(jī)，主要包括：螺旋筒(1)、轉(zhuǎn)子(2)、壓力發(fā)生器(3)、壓力換向控制器、受壓進(jìn)動部(4)、施壓進(jìn)動部(5)、直線轉(zhuǎn)軸(6)、筒座(7)。螺旋筒由4條螺旋桿(8)組合而成，螺旋筒內(nèi)設(shè)有四對對稱分布的承壓導(dǎo)軌(10)和四組對稱分布的轉(zhuǎn)子導(dǎo)軌(9)，每對承壓導(dǎo)軌由兩條旋進(jìn)方 向相反的螺旋導(dǎo)軌組成，一組轉(zhuǎn)子導(dǎo)軌為一條直角雙向螺旋導(dǎo)軌；螺旋筒固定在筒座上；轉(zhuǎn)子上設(shè)有壓力發(fā)生器和施壓進(jìn)動部；壓力發(fā)生器為8極齒輪齒條液壓壓力發(fā)生器，壓力發(fā)生器的8極用8條軟管與8個(gè)施壓進(jìn)動部連接；施壓進(jìn)動部為接觸性施壓滾動進(jìn)動部，由輪子、液壓推桿、缸體和彈璜組成，旋壓進(jìn)動部分為兩組，每組有4個(gè)，一組施壓進(jìn)動部設(shè)在轉(zhuǎn)子與4條相同旋進(jìn)方向的承壓導(dǎo)軌相對應(yīng)的位置，另一組設(shè)在轉(zhuǎn)子與前面4條旋進(jìn)方向相反的另外4條承壓導(dǎo)軌相對應(yīng)的位置；轉(zhuǎn)子上設(shè)有受壓進(jìn)動部，受壓進(jìn)動部為接觸性受壓滾動進(jìn)動部，四個(gè)受壓進(jìn)動部由四個(gè)直角直線軸承組成，其形狀與轉(zhuǎn)子導(dǎo)軌一致，受壓進(jìn)動部的數(shù)量與轉(zhuǎn)子導(dǎo)軌數(shù)量相同，直角直線軸承設(shè)在轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子導(dǎo)軌對應(yīng)的位置；施壓進(jìn)動部作用于承壓導(dǎo)軌的力的直線與軸心的距離大于受壓進(jìn)動部作用于轉(zhuǎn)子導(dǎo)軌的力的直線與軸心的距離，即以軸心為中心，承壓導(dǎo)軌的受力力矩大于轉(zhuǎn)子導(dǎo)軌的受力力矩，施壓進(jìn)動部的受力力矩大于受壓進(jìn)動部的受力力矩；轉(zhuǎn)子的中間設(shè)有轉(zhuǎn)軸孔，轉(zhuǎn)軸孔中設(shè)有直線軸承，直線轉(zhuǎn)軸上設(shè)有直線導(dǎo)軌；其工作原理是：當(dāng)轉(zhuǎn)子上的壓力發(fā)生器產(chǎn)生壓力時(shí)，一組四個(gè)施壓進(jìn)動部對同旋進(jìn)方向的一組四條承壓導(dǎo)軌施加壓力，轉(zhuǎn)子受反作用力和轉(zhuǎn)子導(dǎo)軌的阻力共同作用，產(chǎn)生的合力為螺旋力，即旋轉(zhuǎn)直線運(yùn)動的力，與此同時(shí)，螺旋筒也產(chǎn)生一個(gè)反向螺旋力，當(dāng)轉(zhuǎn)子從螺旋筒的一頭相對螺旋筒運(yùn)動到螺旋筒的另一頭時(shí)，壓力換向控制器發(fā)出換向指令，施壓進(jìn)動部松開一組承壓導(dǎo)軌的同時(shí)對另一組旋進(jìn)方向相反的承壓導(dǎo)軌施壓，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子往復(fù)旋轉(zhuǎn)直線運(yùn)動，通過轉(zhuǎn)軸對外輸出往復(fù)旋轉(zhuǎn)的動力。