[发明专利]机械能发动机

说明书

本发明涉及的是一种机械能发动机，即把弹簧变形后所蓄藏的能量转变为机械能的一种装置。

目前，发动机的种类繁多，有直接消耗燃料的内燃机：有间接消耗燃料的蒸汽机、电动机等等。总之，它们都离不开大量的燃料能源消耗和所造成的环境污染，因此寻找一种新的机械能发动机以替代目前常用的消耗燃料的发动机就是发明人一直追求的目标。

本发明是一种机械能发动机装置，工作过程中不消耗燃料，不会造成污染，操作简单，使用方便。它的实施和应用，必将对我国能源的发展做出积极的贡献。

本发明是利用弹簧变形后所蓄藏的能量在释放过程中推动一组特制的固定在齿轮轴上的齿轮旋转，在齿轮旋转过程中，弹簧不断地伸缩，不断地蓄藏与释放能量，推动齿轮旋转。安装在齿轮轴上的一个惯性轮带动齿轮绕过齿轮在旋转过程中不受弹簧力推动作用的瞬刻，使齿轮在等间隔的受弹簧推力、不受弹簧推力的交变中保持转速，不停地旋转。

本发明的具体结构原理如下：在一个机座的两端装有端盖，旋转的齿轮轴通过滚珠轴承固定在端盖上，在端盖外边的齿轮轴上，一端装有惯性轮，一端装有皮带轮。在机座两个端盖内的齿轮轴上，固定着至少一对特制的外凸齿轮和内凹齿轮，内外凹凸齿轮各有数个或数拾个齿牙，齿牙的一面为弧形面，另一面为直线形面，外凸齿轮的齿牙从弧形面到直线形面可采用弧形面或者直线形面过渡;内凹齿轮的齿牙比外凸齿轮的齿牙低并采用弧形面过渡。在机座的内壁上至少装有一组动力机构，这组动力机构包括固定在机座内壁上的上架板;由安装在机座外壁上的把手、转动板、带有限位装置的上吊板和穿过机座、上架板固定在下架板上的刹车杆组成的动力控制机构;在上下架板之间固定着的一组弹簧;装在上架板上、穿过下架板使下架板可在控制机构的操纵下沿其上下自由运动的弹簧芯轴。在下架板上安装着一个冲头，一根拨杆的一端固定在下架板上，另一点安装在轴心板上，而轴心板固定在上架板上。拨动内凹齿轮转动的拨杆端头到轴心板支承轴之距要大于从轴心板的支承轴到另一端之距。冲头的位置与安装在齿轮轴上的外凸齿轮相对应，使冲头的运动方向同齿牙的直线形面有一个大于零度小于15度的夹角。拨杆的一端与安装在齿轮轴上的内凹齿轮相对应，拨杆端头的运动方向与内凹齿牙的直线形面有一个大于零度小于15度的夹角。本机未启动之前的原始状态是转动板的长轴竖起，把上吊板向上顶起来，为防止转动板打滑或误碰导致开机，转动板要转过铅垂位置一个角度，卡在上吊板的槽内。此时上吊板通过刹车杆带动下架板上移，使弹簧受压变形，冲头与拨杆端头同内外凹凸齿轮的齿牙脱离。当转动把手，使转动板的长轴处于水平位置时，本机处于开机状态，此时下架板在弹簧力的作用下，伸展移动，安装在下架板上的冲头沿齿牙直线面插入外凸齿轮的齿牙之间，因冲头运动方向与齿牙直线面之间有一角度存在，所以推动外凸齿轮带动齿轮轴转动，同时拨杆绕固定在轴心板上的拨杆支承轴转动，拨杆的端头插入内凹齿轮的齿牙，亦拨动齿牙带动齿轮轴转动。弹簧缩回，下架板上移，冲头与拨杆端头均沿内外凹凸齿轮的齿牙的弧形面爬上并压缩弹簧。弹簧不断地伸缩，冲头与拨杆端头就不断地推动内外凹凸齿轮转动，从而带动齿轮轴转动，齿轮轴上安装的惯性轮也不断地蓄藏能量与释放能量，以保持齿轮轴的匀速连续运转。控制机构的作用在于控制本机的启动与关闭，其把手上有一方轴，插入转动板中间的方孔，转动把手，转动板即跟随转动。转动板卡在两根刹车杆中间，卡口亦成园形，并与刹车杆直径相匹配。转动板可在由上吊板、刹车杆与机座外表面组成的框架中转动。上吊板的下表面开有一个底槽，其槽长应超过上吊板下表面长度的一半，这样，当转动板的长轴在转动中超过铅垂位置后卡在底槽上可以不动。

如果安装数组特制内外凹凸齿轮和数组动力机构，这样，数组动力机构可共同推动一组内外凹凸齿轮，亦可分别推动数组内外凹凸齿轮，此时各组动力机构交替工作。

图1    本发明结构原理图

图2    外凸齿轮

图3    内凹齿轮

图4    本发明凸齿轮工作示意图

实施例

在一个外有安装座脚、内壁为园形的筒状机座1的两端，装有端盖2、3，旋转齿轮轴4通过滚珠轴承5固定在端盖上。在端盖外边的齿轮轴上，一端装有皮带轮6，一端装有惯性轮7。在机座内的齿轮轴上，固定着一组两个特制齿轮，外凸齿轮8，内凹齿轮9，两齿轮各有18个齿牙10，齿牙的一面为弧面，另一面为直线形面，外凸齿轮的齿尖从弧形面到直线形面采用折面过渡（即直线形面过渡），其角度为45°，齿高为25mm，内凹齿轮采用弧面过渡，齿高20mm。在机座内壁上装有一组动力机构11，这组动力机构包括通过螺钉12固定在机座内壁上的上架板13;由安装在机壳外壁上的转动板14、上吊板15、把手16、两根刹车杆17、螺钉18组成的动力控制机构19;刹车杆穿过机座壳体、上架板、与下架板20固定在一起，在上下架板之间装着的5根弹簧21;弹簧的芯轴22。在下架板上安装着一个冲头23，一根拨杆24的一端用螺钉25固定在下架板上，另一点用螺钉26固定在轴心板27上，轴心板用螺钉固定在上架板上。冲头的位置与齿轮轴上的外凸齿轮相对应，其运动方向与齿牙的直线形面有一个3度的夹角;拨杆的一个端头与齿轮轴上的内凹齿轮相对应，其端头的运动方向亦与内凹齿轮齿牙的直线形面有一个3度的夹角。本机未启动之前的原始状态是转动板的长轴竖起，把上吊板向上顶起来，为防止转动板打滑或误碰导致开机，转动板要转过铅垂位置一个角度，卡在上吊板的下槽内。此时上吊板通过刹车杆带动下架板上移，使弹簧受压变形，冲头与拨杆端头同内外凹凸齿轮的齿牙脱离。当转动把手带动转动板，使其长轴处于水平位置，即短轴处于铅垂状态，本机处于开机状态，此时下架板在弹簧力的作用下伸展下移，安装在下架板上的冲头沿齿牙的直线面插入外凸齿轮的齿牙之间，因冲头运动方向与齿牙直线面之间成3度夹角，所以推动外凸齿轮带动齿轮轴转动，同时拨杆绕固定在轴心板上的支承轴（即螺钉27）转动，其端头插入内凹齿轮的齿牙，亦拨动齿轮带动齿轮轴转动。弹簧缩回，下架板上移，冲头与拨杆端头均沿内外凹凸齿轮的齿牙弧形面爬上并压缩弹簧。弹簧不断地伸缩，冲头与拨杆端头就不断地推动内外凹凸齿轮转动，从而带动齿轮轴转动，齿轮轴上安装的惯性轮也不断地蓄藏能量与释放能量，以保持齿轮轴的匀速连续运转。控制机构上的把手上有一个方轴，把其插入转动板中间的方孔，转动把手，转动板即跟随转动。转动板卡在两根刹车杆中间，卡口成园形与刹车杆直径相匹配。上吊板的下表面开有一个底槽，其长度超过上吊板的下表面长度的一半，当转动板卡在此槽上再也转不动时，本机处于关闭状态，冲头与拨杆端头同内外凹凸齿轮的齿牙脱离。