本實用新型涉及能量輸出裝置領(lǐng)域，具體是指一種有利于高效利用單擺能量的齒輪結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

單擺是能夠產(chǎn)生往復(fù)擺動的一種裝置，將無重細(xì)桿或不可伸長的細(xì)柔繩一端懸于重力場內(nèi)一定點(diǎn)，另一端固結(jié)一個重小球，就構(gòu)成單擺。

由于單擺是往復(fù)運(yùn)動的，若利用現(xiàn)有的齒輪結(jié)構(gòu)來傳遞單擺震動能量，在單擺發(fā)生轉(zhuǎn)向時，現(xiàn)有齒輪結(jié)構(gòu)的所有齒輪轉(zhuǎn)動方向都將發(fā)生改變，此過程中將需要耗費(fèi)一定的單擺能量用于克服齒輪慣性作用，損耗較大。此外，由于現(xiàn)有齒輪結(jié)構(gòu)在輸出單擺能量時，輸出齒輪轉(zhuǎn)向?qū)磸?fù)改變，不利于輸出的單擺能量的后續(xù)利用。綜上可知，現(xiàn)有齒輪結(jié)構(gòu)不利于高效利用單擺能量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于：克服現(xiàn)有技術(shù)上述缺陷，提供一種有利于高效利用單擺能量的齒輪結(jié)構(gòu)。本實用新型不僅能夠有效減少單擺能量在單擺換向時克服慣性的的損耗，而且齒輪結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向不隨單擺往復(fù)運(yùn)動改變，有利于高效利用單擺能量。

本實用新型通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種有利于高效利用單擺能量的齒輪結(jié)構(gòu)，包括主齒輪、加速齒輪、換向齒輪、第一傳動齒輪、第二傳動齒輪和輸出齒輪;所述主齒輪的齒輪軸上穿有單擺桿，所述單擺桿下方設(shè)有配重塊;所述主齒輪與加速齒輪內(nèi)齒嚙合，所述加速齒輪外齒驅(qū)動換向齒輪;所述第一傳動齒輪與第二傳動齒輪嚙合，所述換向齒輪位于第一傳動齒輪和第二傳動齒輪兩者夾角之中，所述換向齒輪可根據(jù)加速齒輪轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)變而前后換向并分別與第一傳動齒輪和第二傳動齒輪嚙合;所述第一傳動齒輪驅(qū)動輸出齒輪轉(zhuǎn)動。

在本實用新型中，配重塊受震動開始進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動，配重塊通過單擺桿帶動主齒輪轉(zhuǎn)動，主齒輪與加速齒輪內(nèi)齒嚙合，通過加速齒輪可實現(xiàn)齒輪線速度的提升。加速齒輪的外齒與換向齒輪嚙合，第一傳動齒輪與第二傳動齒輪嚙合，換向齒輪可根據(jù)加速齒輪轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)變而前后換向并分別與第一傳動齒輪和第二傳動齒輪嚙合。通過換向齒輪可實現(xiàn)第一傳動齒輪只向一個方向轉(zhuǎn)動，其進(jìn)而使單擺在左右擺動的時候只會驅(qū)動輸出齒輪朝一個方向運(yùn)轉(zhuǎn)，減少了齒輪機(jī)構(gòu)在單擺轉(zhuǎn)向時為了克服齒輪慣性的損耗。此外，本實用新型的輸出齒輪轉(zhuǎn)向前后不發(fā)生變化，有利于輸出齒輪輸出的單擺能量的后續(xù)利用。

作為一種優(yōu)選的方式，所述第一傳動齒輪和輸出齒輪兩者夾角處設(shè)有活動齒輪。當(dāng)?shù)谝粋鲃育X輪的線速度大于輸出齒輪的線速度時，第一傳動齒輪驅(qū)動活動齒輪帶動輸出齒輪轉(zhuǎn)動；當(dāng)?shù)谝粋鲃育X輪的線速度小于輸出齒輪的線速度時，第一傳動齒輪與活動齒輪脫離，輸出齒輪在自身慣性作用下自行運(yùn)轉(zhuǎn)。通過在第一傳動齒輪和輸出齒輪兩者夾角處設(shè)有活動齒輪，可避免單擺減速時，輸出齒輪受第一傳動齒輪影響發(fā)生減速，大大提升了機(jī)械能的傳動效率，減少了單擺能量的浪費(fèi)，有利于單擺能量的高效利用。

作為一種優(yōu)選的方式，所述單擺桿為螺桿，所述配重塊與單擺桿螺紋連接。單擺桿為螺桿，配重塊與單擺桿螺紋連接，可便于調(diào)整單擺力矩，方便使用。

作為一種優(yōu)選的方式，所述配重塊具有低阻力外形。通過將配重塊設(shè)置為低阻力外形，如流線形，可減少單擺桿在擺動過程中配重塊受空氣流體阻力，減少單擺能量損耗，提高單擺能量的利用率。

作為一種優(yōu)選的方式，所述主齒輪為132齒，所述加速齒輪內(nèi)齒為12齒，所述加速齒輪外齒為28齒，所述換向齒輪為14齒，所述第一傳動齒輪和第二傳動齒輪均為51齒，所述輸出齒輪為36齒。

作為一種優(yōu)選的方式，所述主齒輪、加速齒輪、換向齒輪、第一傳動齒輪、第二傳動齒輪和輸出齒輪均為0.5模合金齒輪。

作為一種優(yōu)選的方式，所述主齒輪和加速齒輪內(nèi)齒均為0.5模合金齒輪，所述加速齒輪外齒、換向齒輪、第一傳動齒輪、第二傳動齒輪和輸出齒輪均為0.3模合金齒輪。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型不僅能夠有效減少單擺能量在單擺換向時克服慣性的的損耗，而且齒輪結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向不隨單擺往復(fù)運(yùn)動改變，有利于高效利用單擺能量。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1—輸出齒輪，2—活動齒輪，3—第一傳動齒輪，4—換向齒輪，5—第二傳動齒輪，6—加速齒輪，7—主齒輪，8—單擺桿，9—配重塊。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)行進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實用新型的實施方式不限于此：

實施例1：

參見圖1，一種有利于高效利用單擺能量的齒輪結(jié)構(gòu)，包括主齒輪7、加速齒輪6、換向齒輪4、第一傳動齒輪3、第二傳動齒輪5和輸出齒輪1;所述主齒輪7的齒輪軸上穿有單擺桿8，所述單擺桿8下方設(shè)有配重塊9;所述主齒輪7與加速齒輪6內(nèi)齒嚙合，所述加速齒輪6外齒驅(qū)動換向齒輪4;所述第一傳動齒輪3與第二傳動齒輪5嚙合，所述換向齒輪4位于第一傳動齒輪3和第二傳動齒輪5兩者夾角之中，所述換向齒輪4可根據(jù)加速齒輪6轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)變而前后換向并分別與第一傳動齒輪3和第二傳動齒輪5嚙合;所述第一傳動齒輪3驅(qū)動輸出齒輪1轉(zhuǎn)動。

在本實用新型中，配重塊9受震動開始進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動，配重塊9通過單擺桿8帶動主齒輪7轉(zhuǎn)動，主齒輪7與加速齒輪6內(nèi)齒嚙合，通過加速齒輪6可實現(xiàn)齒輪線速度的提升。加速齒輪6的外齒與換向齒輪4嚙合，第一傳動齒輪3與第二傳動齒輪5嚙合，換向齒輪4可根據(jù)加速齒輪6轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)變而前后換向并分別與第一傳動齒輪3和第二傳動齒輪5嚙合。以本實施例為例，當(dāng)換向齒輪4順時針轉(zhuǎn)動時，換向齒輪4通過換向與第一傳動齒輪3嚙合，此時第一傳動齒輪3逆時針轉(zhuǎn)動；當(dāng)換向齒輪4逆時針轉(zhuǎn)動時，換向齒輪4通過換向與第二傳動齒輪5嚙合，此時第一傳動齒輪3逆時針轉(zhuǎn)動。通過換向齒輪4可實現(xiàn)第一傳動齒輪3只向一個方向轉(zhuǎn)動，其進(jìn)而使單擺在左右擺動的時候只會驅(qū)動輸出齒輪1朝一個方向運(yùn)轉(zhuǎn)，減少了齒輪機(jī)構(gòu)在單擺轉(zhuǎn)向時為了克服齒輪慣性的損耗。此外，本實用新型的輸出齒輪1轉(zhuǎn)向前后不發(fā)生變化，有利于輸出齒輪1輸出的單擺能量的后續(xù)利用。

作為一種優(yōu)選的方式，所述第一傳動齒輪3和輸出齒輪1兩者夾角處設(shè)有活動齒輪2。當(dāng)?shù)谝粋鲃育X輪3的線速度大于輸出齒輪1的線速度時，第一傳動齒輪3驅(qū)動活動齒輪2帶動輸出齒輪1轉(zhuǎn)動；當(dāng)?shù)谝粋鲃育X輪3的線速度小于輸出齒輪1的線速度時，第一傳動齒輪3與活動齒輪2脫離，輸出齒輪1在自身慣性作用下自行運(yùn)轉(zhuǎn)。通過在第一傳動齒輪3和輸出齒輪1兩者夾角處設(shè)有活動齒輪2，可避免單擺減速時，輸出齒輪1受第一傳動齒輪3影響發(fā)生減速，大大提升了機(jī)械能的傳動效率，減少了單擺能量的浪費(fèi)，有利于單擺能量的高效利用。

作為一種優(yōu)選的方式，所述單擺桿8為螺桿，所述配重塊9與單擺桿8螺紋連接。單擺桿8為螺桿，配重塊9與單擺桿8螺紋連接，可便于調(diào)整單擺力矩，方便使用。

作為一種優(yōu)選的方式，所述配重塊9具有低阻力外形。通過將配重塊9設(shè)置為低阻力外形，如流線形，可減少單擺桿8在擺動過程中配重塊9受空氣流體阻力，減少單擺能量損耗，提高單擺能量的利用率。

作為一種優(yōu)選的方式，在本實施例中，所述主齒輪7為132齒，所述加速齒輪6內(nèi)齒為12齒，所述加速齒輪6外齒為28齒，所述換向齒輪4為14齒，所述第一傳動齒輪3和第二傳動齒輪5均為51齒，所述輸出齒輪1為36齒。作為一種優(yōu)選的方式，為了方便設(shè)計，所述主齒輪7、加速齒輪6、換向齒輪4、第一傳動齒輪3、第二傳動齒輪5和輸出齒輪1均為0.5模合金齒輪。主齒輪7和加速齒輪6分別起到傳動和加速的作用，除加速齒輪6外其余齒輪都不具有加速功能。上述設(shè)置的好處在于給換向齒輪4一個較高的齒輪線速度，以便在單擺輕微擺動的時候就可以實現(xiàn)換向齒輪4的換向操作。其原因在于換向齒輪4要穩(wěn)定運(yùn)行不卡齒，那就必須在其左右都要留出一個模數(shù)，即0.5模的距離，那么其左右換向位移就為兩個齒距的大小即1毫米，由于加速齒輪6驅(qū)動換向齒輪4換向的過程類似于單滑輪模型，齒輪外側(cè)轉(zhuǎn)動量為齒輪軸位移量的兩倍，所以加速齒輪6必須轉(zhuǎn)過4個齒才能實現(xiàn)換向齒輪4的前后換向。在本次設(shè)計中單擺轉(zhuǎn)動一圈將會驅(qū)動加速齒輪6的外齒轉(zhuǎn)動132/12*28=308個齒，也就意味著單擺要至少擺動4/308*360=4.67度才能實現(xiàn)換向，同時單擺速度過慢的時候這個角度會有所增加，其增加的原因是換向時所需要克服一定的摩擦力以及油的粘度也會對換向造成一定影響。好在較為輕微的震動也會讓單擺的擺動超過5度，因此設(shè)計可以實現(xiàn)換向齒輪4換向。

作為一種優(yōu)選的方式，為了使本實用新型小型化，使其應(yīng)用范圍更為廣泛，所述主齒輪7和加速齒輪6內(nèi)齒均為0.5模合金齒輪，所述加速齒輪6外齒、換向齒輪4、第一傳動齒輪3、第二傳動齒輪5和輸出齒輪1均為0.3模合金齒輪。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本實用新型的保護(hù)范圍。