CN111946789B - 一种杠杆联动机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了杠杆联动机，包括杠杆装置和变速装置；杠杆装置包括曲轴、第一连杆、杠杆、第二连杆，曲轴通过两根第一连杆与两根杠杆的一端连接；两根杠杆的另一端分别与第二连杆的一端连接；变速装置包括棘轮、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第一齿轮轴、第二齿轮轴以及第三齿轮轴；第一齿轮安装在第一齿轮轴上，第一齿轮轴的两端分别安装有一个棘轮；第二齿轮安装在第二齿轮轴上，第二齿轮与第一齿轮啮合；第三齿轮安装在第三齿轮轴上，第三齿轮与第二齿轮啮合，杠杆装置的第二连杆的另一端与两个棘轮连接。变速装置的第三齿轮轴与下一个杠杆装置的曲轴连接，下一个杠杆装置的第二连杆的另一端与下一个变速装置的两个棘轮连接，依次循环连接。
Description
技术领域
本发明涉及传动机械技术领域，特别涉及一种杠杆联动机。
背景技术
传动机构是指把动力从机器的一部分传递到另一部分，使机器或机器部件运动或运转的构件或机构。机械传动是指利用机械方式传递动力和运动的传动。一般可分为两类：一是靠机件间的摩擦力传递动力与摩擦传动，二是靠主动件与从动件啮合或借助中间件啮合传递动力或运动的啮合传动。
但目前常用的齿轮传动机构、链条传动机构、带传动机构、蜗轮蜗杆传动机构等都存在机械损耗较高，不能达到降低能耗的目的。随着我国经济的迅猛发展，燃油的动力机械因为能耗较高，将排放更多的污染，因此世界各国正积极开发新能源取代燃油。如何降低传动机构的能耗，提高传动效率是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷和不足，提供了一种杠杆联动机，利用杠杆原理，提高输出力矩，传动效率高，能耗低。
本发明的目的可以通过如下技术方案实现：一种杠杆联动机，包括两个及两个以上的杠杆装置和变速装置；
所述杠杆装置包括曲轴、第一连杆、杠杆、第二连杆，所述曲轴通过两根第一连杆与两根杠杆的一端连接；两根杠杆的另一端分别与第二连杆的一端连接；
所述变速装置包括棘轮、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第一齿轮轴、第二齿轮轴以及第三齿轮轴；所述第一齿轮安装在第一齿轮轴上，第一齿轮轴的两端分别安装有一个棘轮；第二齿轮安装在第二齿轮轴上，第二齿轮与第一齿轮啮合；第三齿轮安装在第三齿轮轴上，第三齿轮与第二齿轮啮合；
所述杠杆装置的第二连杆的另一端与两个棘轮连接，所述变速装置的第三齿轮轴与下一个杠杆装置的曲轴连接，下一个杠杆装置的第二连杆的另一端与下一个变速装置的两个棘轮连接，依次循环连接。
进一步地，所述第一连杆包括上连杆、下连杆、活塞以及缸筒，所述下连杆的顶部与活塞连接，活塞外套有缸筒，活塞的顶部与上连杆连接。设置活塞的目的是使传动更加稳定，且能起到一定的密封作用。
进一步地，所述第二连杆的结构与第一连杆的结构相同。
进一步地，所述第二连杆包括四根，分成两组分别与杠杆的另一端连接，每组第二连杆的底部分别与棘轮的两端连接。每组第二连杆与棘轮的两端连接，随着杠杆的上下往复运动，第二连杆可以带动棘轮朝一个方向做旋转运动。
进一步地，所述棘轮呈现中间大两端小的结构，在棘轮中部设置有圆盘，圆盘内部设有齿状结构，每个齿状结构附近都设有滚轴。滚轴可限定棘轮仅能朝一个方向运动。
进一步地，所述棘轮的两端设置有连杆安装孔，中部设置有第一齿轮轴安装孔。第一齿轮轴安装孔与第一齿轮轴配合，连杆安装孔与两根第二连杆配合。
进一步地，所述每个齿状结构与滚轴靠近的面上设置有弹簧结构。弹簧结构可以起到一定的缓冲作用。
进一步地，所述第二齿轮包括第二大齿轮和第二小齿轮，所述第二大齿轮、第二小齿轮都固定在第二齿轮轴上，所述第二小齿轮与第一齿轮啮合，第二大齿轮与第三齿轮啮合。这样设置的三组齿轮，可以使得输入转速与输出转速基本一致。
进一步地，第一个杠杆装置的曲轴与外部电机连接，最后一个变速装置的第三齿轮轴作为输出轴。以外部电机作为动力源，输出轴输出的力矩将是输入力矩的数倍。
进一步地，杠杆装置安装在曲轴箱内，所述变速装置安装在变速箱内。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本发明的杠杆联动机利用杠杆原理，不仅实现了增力，达到节能效果，又使得最后一个变速装置的第三齿轮轴输出转速达到所需转速，具有使用方便，适用性广的优点。本发明的杠杆联动机可广泛应用于各类机械、车辆、船舶、航空等传动，具有广泛的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本发明实施例中杠杆联动机的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是本发明实施例中杠杆装置、变速装置分别设置在曲轴箱、变速箱内的结构示意图；
图4是本发明实施例中曲轴的结构示意图；
图5是本发明实施例中第一连杆的结构示意图；
图6是本发明实施例中变速装置的结构示意图；
图7是本发明实施例中第二齿轮的结构示意图；
图8是本发明实施例中棘轮的结构示意图。
其中：11：曲轴，11-1：平衡重，11-2：连杆轴颈，12：第一连杆，12-1：上连杆，12-2：下连杆，12-3：活塞，12-4：缸筒，13：杠杆，14：第二连杆，21：棘轮，21-1：圆盘，21-2：齿状结构，21-3：滚轴，21-4：第一齿轮轴安装孔，21-5：连杆安装孔，21-6：弹簧结构，22：第一齿轮，23：第二齿轮，23-1：第二大齿轮，23-2：第二小齿轮，24：第三齿轮，25：第一齿轮轴，26：第二齿轮轴，27：第三齿轮轴，3：曲轴箱，4：变速箱。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1、2、3所示，一种杠杆联动机，包括两个杠杆装置和两个变速装置，杠杆装置安装在曲轴箱3内，变速装置安装在变速箱4内。杠杆装置包括曲轴11、第一连杆12、杠杆13、第二连杆14。如图4所示，曲轴11设有四个平衡重11-1，在每两个平衡重之间设有连杆轴颈11-2，两根第一连杆12的一端安装在连杆轴颈11-2上，另一端与两根杠杆13的一端连接。如图5所示，第一连杆12包括上连杆12-1、下连杆12-2、活塞12-3以及缸筒12-4，下连杆12-2的顶部与活塞12-3连接，活塞12-3外套有缸筒12-4，活塞的顶部与上连杆12-1连接。上连杆12-1、下连杆12-2分别设有连接孔，下连杆12-2的连接孔套于连杆轴颈11-2上，上连杆12-1的连接孔通过销钉或其他固定件与杠杆13的一端连接。两根杠杆13的另一端与四根第二连杆14的顶部连接，四根第二连杆14分成两组，分别设置在两根杠杆13的两侧。第二连杆14的结构与第一连杆12的结构一致。通常将第一个杠杆装置中的曲轴与外部电机连接，在外部电机的带动下，曲轴11做旋转运动，第一连杆12随着曲轴11的旋转而做往复的上下运动，从而带动杠杆13做往复的上下运动。
如图1、2、6所示，变速装置包括棘轮21、第一齿轮22、第二齿轮23、第三齿轮24、第一齿轮轴25、第二齿轮轴26以及第三齿轮轴27。第一齿轮22安装在第一齿轮轴25上，第一齿轮轴25的两端分别安装有一个棘轮。如图8所示，棘轮21呈现中间大两端小的结构，棘轮21的两端设置有连杆安装孔21-5，棘轮21中部设置有第一齿轮轴安装孔21-4。棘轮通过第一齿轮安装孔21-4与第一齿轮轴25连接固定，两端的连杆安装孔21-5与第二连杆14的底部连接孔通过销钉或其他固定件固定连接。连杆安装孔21-5位于棘轮两端，其位置与第二连杆14与杠杆13的连接位置对应，使得两根第二连杆14处于垂直于棘轮21轴线的位置。当杠杆13做往复上下运动时，两根第二连杆14将带动棘轮21绕第一齿轮轴25旋转，由于棘轮的特殊构造，棘轮21仅朝一个方向运动，因此随着杠杆13的往复上下运动，棘轮21的旋转将带动第一齿轮轴25旋转，从而带动第一齿轮22旋转。如图8所示，在棘轮21中部设置有圆盘21-1，圆盘21-1内部设有齿状结构21-2，每个齿状结构21-2附近都设有滚轴21-3。滚轴21-3所对应的齿状结构21-2的端面设置有弹簧结构21-6。滚轴21-3即可保证棘轮朝一个方向旋转，例如保证棘轮朝向图8中的逆时针方向旋转，当棘轮朝向图8中的顺时针方向旋转时，齿状结构21-2将会顶住滚轴21-3，而弹簧结构21-6将起到一定的缓冲作用，防止棘轮朝顺时针方向旋转。
第二齿轮23安装在第二齿轮轴25上，第二齿轮23与第一齿轮22啮合。如图3、6、7所示，第二齿轮23包括尺寸较大的第二大齿轮23-1，和尺寸较小的第二小齿轮23-2。第二大齿轮23-1、第二小齿轮23-2都固定在第二齿轮轴26上，第二小齿轮23-2与第一齿轮22啮合，第二大齿轮23-2与第三齿轮24啮合。第三齿轮24安装在第三齿轮轴27上，第三齿轮24与第二大齿轮23-2啮合，从而实现变速的目的。本实施例中，使用三组齿轮传动，使得曲轴11传入的转速与第三齿轮轴27基本一致。如果要实现其他变速目的，可以重新组装齿轮组，根据所需的变速效果，选择合适的齿轮参数。
从图1、2、3可以看出，第一个杠杆装置通过第二连杆14与第一个变速装置的棘轮21连接，第一个变速装置的第三齿轮轴27与第二个杠杆装置的曲轴11连接，第二个杠杆装置通过第二连杆14与第二个变速装置的棘轮21连接，第二个变速装置的第三齿轮轴27作为输出轴，可将输入力矩变大。根据本实施例的原理，杠杆装置还可以为两个以上，同样的变速装置也可以为两个以上，多个杠杆装置及变速装置可参照本实施例，依次循环连接。
本发明的工作原理是：将外部电机作为动力源，把外部电机通过皮带轮与第一个杠杆装置的曲轴连接，作为动力输入带动曲轴运转，曲轴运转带动第一连杆上下运动，杠杆也同时上下往复运动，杠杠的上下往复运动将带动第一个变速装置的棘轮同速运转，随着棘轮的运行，将带动三组齿轮运转。而第一个变速装置的第三齿轮轴作为第二个杠杆装置曲轴的输入端，可以带动第二个杠杆装置的曲轴运转，根据上述原理，第二个杠杆装置将力和速度再传递给第二个变速装置，由第二个变速装置的第三齿轮轴作为输出轴，输出力矩。利用杠杆联动的原理，本发明装置可以使输出力矩是输入力矩的数倍，从而达到提高传动效率，降低能耗的目的。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (3)
1.一种杠杆联动机，其特征在于，包括两个及两个以上的杠杆装置和变速装置；
所述杠杆装置包括曲轴、第一连杆、杠杆、第二连杆，所述曲轴通过两根第一连杆与两根杠杆的一端连接；两根杠杆的另一端分别与第二连杆的一端连接；
所述变速装置包括棘轮、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第一齿轮轴、第二齿轮轴以及第三齿轮轴；所述第一齿轮安装在第一齿轮轴上，第一齿轮轴的两端分别安装有一个棘轮；第二齿轮安装在第二齿轮轴上，第二齿轮与第一齿轮啮合；第三齿轮安装在第三齿轮轴上，第三齿轮与第二齿轮啮合；
所述杠杆装置的第二连杆的另一端与两个棘轮连接，所述变速装置的第三齿轮轴与下一个杠杆装置的曲轴连接，下一个杠杆装置的第二连杆的另一端与下一个变速装置的两个棘轮连接，依次循环连接；
所述第一连杆包括上连杆、下连杆、活塞以及缸筒，所述下连杆的顶部与活塞连接，活塞外套有缸筒，活塞的顶部与上连杆连接；
所述第二连杆的结构与第一连杆的结构相同；
所述第二连杆包括四根，分成两组分别与杠杆的另一端连接，每组第二连杆的底部分别与棘轮的两端连接；
所述棘轮呈现中间大两端小的结构，在棘轮中部设置有圆盘，圆盘内部设有齿状结构，每个齿状结构附近都设有滚轴；
所述棘轮的两端设置有连杆安装孔，中部设置有第一齿轮轴安装孔；
所述每个齿状结构与滚轴靠近的面上设置有弹簧结构；
所述第二齿轮包括第二大齿轮和第二小齿轮，所述第二大齿轮、第二小齿轮都固定在第二齿轮轴上，所述第二小齿轮与第一齿轮啮合，第二大齿轮与第三齿轮啮合。
2.根据权利要求1所述的一种杠杆联动机，其特征在于，第一个杠杆装置的曲轴与外部电机连接，最后一个变速装置的第三齿轮轴作为输出轴。
3.根据权利要求1所述的一种杠杆联动机，其特征在于，所述杠杆装置安装在曲轴箱内，所述变速装置安装在变速箱内。
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