[发明专利]往复力吸吐器

权利要求书

1.一种往复力吸吐器，其特征在于，包括：

扭矩吸吐机构，其为任意一种扭矩吸吐器；

曲柄梭杆机构，其为平面曲柄滑块机构，由曲柄、连杆、梭杆和梭规组成，梭规为固定件，曲柄、连杆和梭杆为活动件，梭杆受梭规约束，在梭杆外力作用下相对于梭规可做往复运动，并通过连杆转化为曲柄的转动；

曲柄梭杆机构通过曲柄接入扭矩吸吐机构，曲柄固定在扭矩吸吐机构的对应交换接口上随同交换接口转动，梭杆外力与接口扭矩相互转化，梭杆外力产生或需要的机械功通过扭矩吸吐机构被正时等额吸收或吐哺；曲柄单向转动时允许梭杆弹力在往程和返程独立变化，容许梭杆弹力变化横跨一个或多个往返行程；曲柄单向转动时，一个梭杆弹力变化周期所含的梭杆往返次数称为梭杆的弹力周数，为一自然数，可独立任意设置或根据梭杆外力特性设置，一个梭杆弹力变化周期可对应吸吐单元多个扭矩变化周期，一个梭杆弹力变化周期所对应的吸吐单元扭矩变化周期数称为梭杆的弹力扭数，为一自然数，可独立任意设置或根据梭杆外力特性设置，弹力扭数与弹力周数之比为交换接口的扭矩频数，交换接口扭矩频数与吸吐单元扭矩频数之比为交换接口周期比，计算公式为： ，其中，r为交换接口周期比，m为梭杆弹力周数，s为梭杆弹力扭数，n为吸吐单元扭矩频数。

2.根据权利要求1所述的往复力吸吐器，其特征在于，扭矩吸吐机构的扭矩外在表现为梭杆弹力，在不与梭杆运动方向相垂直的任一方向上梭杆与梭规之间的相互作用力。

3.根据权利要求2所述的往复力吸吐器，其特征在于，扭矩吸吐机构具有吸吐单元和交换接口，吸吐单元由同轴线安装的转动件和固定件组成，通过转动件相对于固定件的转动完成扭转功的吸吐，交换接口为吸吐机构接受外部扭矩交换的关联接口，与吸吐单元的转动件保持转动关联，吸吐单元扭矩频数,为一自然数，可独立任意设置，交换接口扭矩频数由梭杆弹力的周期特性决定，转动件、吸吐轴均可作为交换接口，吸吐轴为转动件的实际或虚拟转轴，转动件的扭矩频数即为吸吐单元的扭矩频数，吸吐轴的扭矩频数与吸吐单元相等。

4.根据权利要求3所述的往复力吸吐器，其特征在于，曲柄梭杆机构具有平面曲柄滑块机构的通用结构特性，连杆两端以转动方式分别与曲柄和梭杆相关联，梭规与梭杆之间的触接运动方式为滑动或滚动，滚动时借助滚动媒介来完成。

5.根据权利要求4所述的往复力吸吐器，其特征在于，梭杆单程最大移动距离为梭程，梭程由梭杆弹力的往复运动范围决定，梭程是平面曲柄滑块机构的一个结构参数，并可作为独立变量任意设定。

6.根据权利要求5所述的往复力吸吐器，其特征在于，当吸吐器仅有一个梭杆且吸吐轴单向转动时，在一个梭杆弹力变化周期中，梭杆弹力为吸吐轴转角、吸吐单元扭矩及梭杆位移的函数，这一函数称为单梭杆往返独立型万能弹力器的弹力特性方程，公式为： ，这一方程描述了梭杆弹力与滑块位移之间的定量关系，其中，N为梭杆弹力，x为梭杆位移，T为吸吐单元扭矩，θ为吸吐轴转角，α为梭杆弹力与梭杆运动方向的夹角，α、T及x均为吸吐轴转角的一元函数，梭杆弹力实质上为吸吐轴转角的一元周期函数，其中，单梭杆往返独立型万能弹力器的弹力特性方程的第二种表达形式为：，其中，u'为曲柄转角对梭杆位移的变化率函数，在一个平面曲柄滑块机构中，曲柄转角为滑块位移的一元周期函数，记为u(x)，它描述的是平面曲柄滑块机构的通用运动特性。

7.根据权利要求6所述的往复力吸吐器，其特征在于，每一个梭杆对应一个梭杆弹力特性，一个交换接口容许同时接入任意多个具有相同交换接口周期比的曲柄梭杆机构，所有曲柄梭杆机构共享一个吸吐单元，各个曲柄梭杆机构按照自身梭杆弹力特性独立设置自身的结构参数，吸吐单元扭矩为来自各个梭杆贡献的和，计算公式为：，其中，i代表梭杆上的梭孔的序号，在吸吐单元扭矩特性与各梭杆弹力特性中，只有一个不能独立变化。