用发力器发出的作用力驱动运行的发动机的制作方法

本发明涉及一种用发力器发出的作用力驱动运行的发动机，具体地说是一种用发力器直接对机器的能量输入端发出的作用力驱动运行并输出功率的原动机，属于发动机。

背景技术：

1、传统发动机(蒸汽机、内燃机等)都是利用物化能源驱动运行并转化为机械能输送出去做工的，因此，都存在消耗物化能源和污染、排放等问题。

2、当前，随着社会经济的迅猛发展和国际社会对减排降碳的强烈要求，迫切需要一种既不用物化能源，又没有污染、排放的发动机，但目前市场上还没有此类机器。

技术实现思路

1、针对上述的不足，本发明提供了一种用发力器发出的作用力驱动运行的发动机。

2、设计理念 在人们的生产生活中，两物体间相互推挤或相互拖拉的作用力随处可见，如舞蹈中的托举、生活中的抬东西、修理汽车中用千斤顶举升汽车、生产中用手摇绞车悬吊物体等，所发出的都是作用力。其实，人类利用作用力驱动机器运行并不难，难的是利用作用力持续驱动机器运行。因为要想利用作用力持续驱动机器运行，就必须解决持续提供作用力的问题。为了同时解决持续提供作用力和持续利用作用力驱动机器运行的问题，本发明利用某些发力器发出作用力的某种特点，设计了一种既能够利用发力器发出的作用力驱动机器运行，又能够使发力器发出的作用力在驱动机器运行的过程中持续保持不变，从而利用这个持续保持不变的作用力驱动机器持续运行的新型机械构造。本发明所述发力器特指能够对该发动机的驱动杆末端着力点(能量输入端)上侧或下侧发出向上或向下推挤或拖拉的作用力，促使驱动杆末端着力点受力，并在驱动杆的角度保持不变的条件下能使其对驱动杆末端着力点发出的作用力持续保持不变的器械(如千斤顶、电葫芦、绞车等)或重力物。众所周知，在千斤顶对驱动杆末端着力点下侧发出一定量向上推挤作用力的条件下，只要驱动杆的角度保持不变，千斤顶发出向上推挤驱动杆末端着力点的作用力就持续保持不变。同理，在电葫芦或绞车对驱动杆末端着力点发出一定量向下拖拉作用力的条件下，只要驱动杆的角度保持不变，电葫芦或绞车发出向下拖拉驱动杆末端着力点的作用力就持续保持不变。重力物也一样，在重力物悬挂在平行的驱动杆末端着力点的条件下，只要驱动杆的平行角度保持不变，重力物对驱动杆末端着力点形成的向下作用力就持续保持不变。根据发力器的这种特点，本发明设计了一种能够持续利用发力器发出的作用力持续驱动运行的发动机。

3、技术要点 本发明采用发力器+驱动杆+恒星轮+复合式三级行星轮+固定轮的机械构造。主要包含以下技术要点：①用发力器对驱动杆末端着力点发出向上或向下的作用力，驱动杆受力即撬动恒星轮朝正向旋转(以下定义恒星轮的转向为正向，其他齿轮的转向以此为基准)；恒星轮朝正向旋转就传动复合式三级行星轮旋转，在固定轮的阻挡下，使行星架上形成正转力矩与反转力矩对冲的状态。②在机器运行中，利用杠杆原理作用，形成行星架上的外圈反转力矩大于内圈正转力矩的状态，促使行星架朝反向旋转，并带动行星轮朝反向公转，从而朝反向拖住朝正向旋转的恒星轮。③利用行星架朝反向旋转角度与恒星轮朝正向旋转角度相同的技术，促使朝正向旋转的恒星轮在传动行星轮推动行星架朝反向旋转的过程中始终处于原来的转角不变。上述三项技术促使发力器对驱动杆末端着力点发出的作用力在驱动机器运行的过程中持续保持不变，并持续撬动恒星轮朝正向旋转；朝正向旋转的恒星轮则持续传动复合式三级行星轮旋转；而行星架则在行星轮的持续推动下持续处于正转力矩与反转力矩对冲的状态，并利用杠杆原理作用，促使行星架持续朝反向旋转；从而把行星架朝反向旋转的一部分动能输送出去做工。

4、本发明是通过以下技术方案实现的：用发力器发出的作用力驱动运行的发动机，包括固定系统、原动力系统、旋转系统和输出系统。其中，固定系统由箱体和两个固定轮组成，原动力系统由一个或两个恒星轮、两根驱动杆、一个或两个发力器组成，旋转系统由一个组合行星架、若干个内行星轮、若干个中行星轮、若干个外行星轮和若干个侧行星轮组成，输出系统由一个或两个传力轮和一个或两个输出轮组成。其特征在于：所述箱体既是机器的密封外壳，又是支撑旋转系统、安装固定轮空心轴和输出轮轴的轴座，位于机器的外表；形状如同两个连体的圆柱形，分为旋转系统箱体和输出系统箱体两个部分，将机器的齿轮结构密封在内；在旋转系统箱体两侧箱壁的中心位置各预制一个紧固安装固定轮空心轴的轴座，在输出系统箱体两侧箱壁的中心位置各预制一个安装输出轮轴的轴承座。所述固定轮为圆柱外齿轮，位于组合行星架径向中心的轴向两侧位置，分别处于内行星架和外行星架之间；固定轮与单边空心轴紧固连接或合为一体；固定轮空心轴分别紧固安装在旋转系统箱体两侧箱壁中心位置预制的轴座中，不能转动，故而得名；其作用是阻挡朝反向旋转的侧行星轮，促使朝反向旋转的侧行星轮沿着固定轮轮齿朝反向滚动公转，并带动组合行星架朝反向旋转。所述恒星轮为圆柱外齿轮，位于组合行星架径向中心的轴向中间位置，处于两面内行星架之间，与两侧内、外行星架之间的固定轮并列；两侧轮轴分别穿过内行星架径向中心位置预制的圆孔和固定轮空心轴的轴孔(与固定轮空心轴的轴孔处于滑动状态)，其伸出轴伸到旋转系统箱体两侧箱壁中心预制的轴座外面，与驱动杆始端预制的轴孔紧固连接；因其处于旋转系统的中心位置，是在受力的驱动杆撬动下第一个旋转的齿轮，它既传动了行星轮，又在运行中持之以恒地保持转角不变，故而得名；其作用一是在受力的驱动杆撬动下实现旋转，从而传动安装在组合行星架上的行星轮旋转；二是在旋转角度与行星架反转角度相同的条件下，实现在运行中始终保持转角不变，从而促使发力器对驱动杆末端着力点发出的作用力持续保持不变。所述驱动杆为接收能量和撬动恒星轮旋转的硬杆，位于旋转系统箱体外面两侧，在硬杆的始端预制一个轴孔与恒星轮伸出轴紧固连接，在硬杆的末端设一个着力点与发力器的发力端相连接；其作用是接收发力器对其末端着力点发出向上或向下推挤或拖拉的作用力，从而利用接收的作用力撬动与其始端轴孔紧固连接的恒星轮旋转。所述发力器是对驱动杆末端着力点发出推挤或拖拉作用力的装置，由能够对该发动机的驱动杆末端着力点上侧或下侧发出向上或向下推挤或拖拉的作用力，促使驱动杆末端着力点受力，并在驱动杆的角度保持不变的条件下，能使发出的作用力持续保持不变的器械(如千斤顶、电葫芦、绞车等)或重力物构成；位于箱体外面，其发力端与驱动杆末端着力点相连接。所述组合行星架由一个外环框架、两面内行星架和两面外行星架组成，位于旋转系统箱体内，通过两侧外行星架径向中心位置预制的轴承座用轴承安装并悬挂在固定轮空心轴上；其作用一是用于安装所有行星轮；二是在行星轮轴的推动下，通过发挥杠杆作用，形成径向外圈反转力矩大于径向内圈正转力矩的状态，从而实现朝反向旋转，并带动所有行星轮朝反向公转。所述外环框架为安装和固定内、外行星架的框架，在外环框架内壁的轴向内侧相应位置预制若干个安装两面内行星架的凸缘；在外环框架轴向外侧的径向边缘相应位置预制若干个固定两面外行星架的凹槽，在外环框架轴向外侧的径向边缘凹槽处内壁预制若干个安装两面外行星架的凸缘。所述内行星架为安装内行星轮轴和中行星轮轴的侧板，位于恒星轮的两侧；在内行星架径向边缘相应位置预制若干个与外环框架紧固连接的凹槽，紧固安装在外环框架内壁内侧相应位置预制的凸缘上；两面内行星架在径向中心位置预制一个穿越恒星轮轴的圆孔，在径向内圈相对应位置预制若干个安装内行星轮轴的轴承座，在径向中圈相对应位置预制若干个安装中行星轮轴的轴承座，在径向外圈相对应位置预留若干个穿越外行星轮轴的空间。所述外行星架为安装外行星轮轴和固定轮空心轴的侧板，分别位于两个固定轮的外侧；在外行星架径向边缘相应位置预制若干个与外环框架紧固连接的凸缘，紧固安装在外环框架两侧相应位置预制的凹槽和凸缘上；两面外行星架在径向外圈相对应位置预制若干个安装外行星轮轴的轴承座，在径向中心位置预制一个安装固定轮轴的轴承座，组合行星架通过这对径向中心位置的轴承座用轴承安装并悬挂在固定轮空心轴上。所述内行星轮为圆柱外齿轮，位于两面内行星架之间，轮齿与恒星轮外啮合，两侧轮轴用轴承安装在两面内行星架径向内圈相对应位置预制的轴承座中；其作用一是在恒星轮的传动下朝反向旋转，从而传动中行星轮朝正向旋转；二是在组合行星架的带动下沿着恒星轮轮齿朝反向滚动公转，从而朝反向拖住朝正向旋转的恒星轮。所述中行星轮为圆柱外齿轮，位于两面内行星架之间，轮齿与内行星轮外啮合，两侧轮轴用轴承安装在两面内行星架径向中圈相对应位置预制的轴承座中；其作用是调整外行星轮和侧行星轮的旋转方向。所述外行星轮为圆柱外齿轮，位于两面内行星架之间，轮齿与中行星轮外啮合；与位于两侧的侧行星轮同轴，两侧轮轴分别穿过内行星架径向外圈相对应位置预留的空间，用轴承安装在外行星架径向外圈相对应位置预制的轴承座中；其作用是通过轮轴传动侧行星轮朝反向旋转。所述侧行星轮为圆柱外齿轮，位于外行星轮的两侧，分别处于内行星架和外行星架之间，轮齿与固定轮外啮合；与外行星轮同轴，轮毂分别紧固安装在外行星轮两侧的轮轴上；其作用是在固定轮的阻挡下沿着固定轮轮齿朝反向滚动旋转和公转，从而带动组合行星架朝反向旋转。所述传力轮为圆柱外齿轮，位于外环框架径向外圈或外行星架轴向外侧，与外环框架或外行星架紧固连接，轮齿与输出轮外啮合；其作用是把行星架上旋转的动能传送给输出轮。所述输出轮为圆柱外齿轮，位于输出系统箱体内，轮齿与传力轮外啮合；两侧轮轴分别用轴承安装在输出系统箱体两侧箱壁中心位置预制的轴承座中，其中一端或两端延伸到轴承座及箱体外面；其作用是把机器产出的部分旋转动能输送出去做工。所述上述齿轮和行星架结构中，①固定轮的直径必须大于恒星轮的直径，侧行星轮的直径必须大于外行星轮的直径，以确保恒星轮与外行星轮之间有足够的运行间隔距离；②外行星架上外行星轮轴承座至固定轮轴承座的中心距(侧行星轮半径+固定轮半径)除以内行星架上内行星轮轴承座至中心圆孔的中心距(内行星轮半径+恒星轮半径)，必须大于内行星轮轴朝正向公转的圆周力除以外行星轮轴朝反向公转的圆周力；以确保组合行星架上外行星轮轴点朝反向旋转的力矩大于内行星轮轴点朝正向旋转的力矩；③恒星轮与外行星轮的齿数比必须等于固定轮与侧行星轮的齿数比，以确保组合行星架朝反向旋转的角度与恒星轮朝正向旋转的角度相同。

5、该发明的有益之处是：制造成本低，动力强劲，方便实用；无需能源，无污染、无排放、无噪音，不破坏或影响生态环境。可用于发电、动力机械和交通工具等。