[发明专利]力转换器装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种这样的装置，该装置用于将小的输入力或力矩转换成较大的输出力或力矩，同时保持相对恒定的输入与输出速度比。

背景技术

变速箱是用于将动力从驱动力传输成期望的输出力的最有用的设备之一。可将输出力或力矩设定成期望的操作水平但速度比是不同的，并且这种设定没有效率是因为消耗了高能量以及在传递机构之间的摩擦损失，这些都是所不期望的。换言之，输出速度下降使输出力增大。本发明从另一方面增大了输出力，同时保持相对恒定的输入与输出速度比。

需要一种更有效的装置及方法以用于将驱动力传输成期望的输出力。提高力的传输的一种方式是利用离心力。已经存在利用这种力的一些装置。例如，US 3,589,842指出一种用于使非圆形轨道中的机器(例如，旋转泵中的滑动叶片)绕轨运行的机构，同时，加拿大专利2,210,332指出一种用于产生力的离心力驱动机器，其中，控制构件在框架与具有重心的块体之间可操作的连接，在该重心处，控制构件将该块体约束成在平衡位置与非平衡位置之间运动。

发明内容

本发明的一方面是提供一种用于将小的输入力转换成较大的输出力同时保持大体恒定的输入与输出速度比的设备，该设备包括：马达轴，该马达轴能围绕旋转中心旋转；臂，该臂安装在马达轴上以用于围绕旋转中心旋转，其中，在该臂的端部处的砝码(weight，配重件)产生离心力；输入力，该输入力对马达轴进行驱动并使臂旋转；线性运动器件，该线性运动器件允许旋转中心通过由砝码产生的离心力而在静止位置与中心位置之间前后移动，并且在旋转中心从一个静止位置到另一静止位置的选择的移动过程中将离心力的一部分经由力传递机构而传递至输出件。

本发明的另一方面是提供一种将小的输入力转换成较大的输出力同时保持大体恒定的输入与输出速度比的方法，该方法包括：提供用于使臂旋转的输入力，该臂具有与能围绕旋转中心旋转的马达轴连接的一个端部，该臂的另一个端部处具有砝码，该砝码在圆形和非圆形运行轨道上行进以产生离心力；通过离心力使旋转臂的旋转中心移动，旋转中心在第一静止位置与第二静止位置之间前后移动同时经过中心位置并且当旋转中心在静止位置之间移动时将离心力的一部分传递至输出件，其中，输出力大于输入力。

本发明的又一方面是提供一种将小的输入力转换成较大的输出力同时保持大体恒定的输入与输出速度比的方法，该方法包括：安装在柔性安装旋转臂的远端部处的砝码在循环期间行进通过圆形运行轨道和非圆形运行轨道上的不同区段以产生离心力，并将离心力的一部分传递至输出件；圆形和非圆形轨道的每个区段均是能变化的，以便这些区段中的一些能基于基本点而增大或减小，从而提供不同的输出结果；圆形运行轨道的周长与非圆形运行轨道的周长是大体相同的；旋转臂在行进通过不同区段时的运动与旋转中心的运动同步且和谐，以提供最大的效率同时将离心力的一部分传递至输出件。

在一个实施方式中，输出件包括将输出力传输成线性力或旋转力的机构或结构。例如，线性前后运动可使与能旋转的输出轴共轴连接的传输杆或旋转离合器进行往复运动。

现将参考附图对本发明的这些以及其他目的和特征进行说明。

附图说明

图1是具有安全保护壳体的力转换器装置及方法机器的局部立体俯视图。

图2是具有线性运动、马达、传感器以及力传递机构的力转换器装置及方法机器的局部立体俯视图。

图3是具有线性运动和力传递机构的力转换器装置及方法机器的底部立体图。

图4是力转换器装置及方法(未安装有柔性砝码安装旋转臂)的示意性立体俯视图。

图5是示出了旋转中心穿过包括力传递区段的不同区段的函数的示意图。

图6是示出了旋转的各个区段的视图。

图7是示出了U形支架的旋转臂的局部立体图。

图8是处于底部静止位置中机器的侧视图。

图9是处于顶部静止位置中机器的侧视图。

图10示出了处于中央静止位置中的侧部。

图11是圆形运行轨道与非圆形运行轨道的示意图。

图12是图11的局部放大视图。

图13示出了处于中央静止位置中利用离合器的本发明的另一实施方式。

图14示出了处于顶部静止位置中图13的离合器。

图15示出了处于中央静止位置中图13的离合器。

图16示出了处于底部静止位置中图13的离合器。

具体实施方式