一种动力输出装置

技术领域

本发明涉及机械技术领域，具体涉及一种动力输出装置。

背景技术

伴随着自然环境的逐渐恶化、以及能源的日趋紧缺，人们对于机械动力输出装置节能型以及环保型的要求逐渐提高，目前的发电机通常是采用煤炭作为能源，将煤炭燃烧后驱动发电机组，是发电机组高速转动的情况下发电，从而将煤炭转换为电能，但是，这种做法对于能源的利用率相对较低，并且煤炭在燃烧过程中，产生大量排入大气环境中的有害物质，对环境污染较大。此外，也有的是采用太阳能发电，太阳能发电虽然能够解决环境污染的问题，并且为可持续的再生能源，但是太阳能设备的使用地域受限，其通常仅能够用于一些高海拔、低纬度等太阳光线较为充足的地域，并且太阳能设备具有相对较高的成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种动力输出装置，其能够解决现有的煤炭发电机组以及其他传动装置燃料消耗大、对环境影响大的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种动力输出装置，其特征在于：包括机架以及安装在机架上的至少四个驱动单元，该四个驱动单元沿机架的长度方向依次排列；

每个驱动单元均包括，

沿机架长度方向延伸并枢接在机架上的主轴，主轴上设有主动齿轮及摆动架，摆动架与主轴之间设有棘轮机构，该摆动架包括相对设置的两摆动臂，摆动架的一端设有第一配重块，摆动架的另一端设有一滚筒，该滚筒同步联接有从动链轮；

吊绳组件，吊绳的一端连接在滚筒的外表面，吊绳的另一端向下连接在第二配重块上；

传动组件，包括同步联接于第一传动轴的第一传动齿轮及第二传动齿轮，同步联接于第二传动轴的第三传动齿轮及第四传动齿轮，同步联接于第一轴套的第五传动齿轮及第六传动齿轮、同步联接于第三传动轴的第七传动齿轮及第八传动齿轮、枢接在摆动臂的第九传动齿轮及枢接在第二轴套的第十传动齿轮，所述第一传动轴及第二传动轴枢接在机架，所述第一传动齿轮与主动齿轮啮合，所述第二传动齿轮与第三传动齿轮啮合，所述第一轴套套接在主轴上并处在主动齿轮与摆动架之间，并且第五传动齿轮联接在第一轴套靠主动齿轮的一端并与第四传动齿轮啮合，第六传动齿轮联接在第一轴套靠摆动架的一端，所述第三传动轴枢接在摆动臂上，第七传动齿轮联接在第三传动轴处于摆动架的外侧并与第六传动齿轮啮合，所述第八传动齿轮联接在第三传动轴处于摆动架内侧，所述第九传动齿轮枢接在摆动臂处于摆动架内侧靠近主轴附近并与第八传动齿轮啮合，所述第十传动齿轮枢接在第二轴套并同步联接有传动链轮，该第十传动齿轮与第九传动齿轮啮合，所述传动链轮通过传动链条与从动链轮同步联接；

所述主动齿轮与第一传动齿轮的传动比范围为10∶1至1∶20；

所述传动链轮与从动链的传动比范围为1∶1至1∶30；

该四个驱动单元的主轴沿着机架的长度方向依次排列并同步联接。

优选地，所述吊绳为韧性强度比较好的钢丝绳。

优选地，所述传动链轮与从动链的传动比为1∶4。

优选地，所述主动齿轮与第一传动齿轮的传动比为1∶1。

优选地，所述第一传动齿轮、第二传动齿轮、第三传动齿轮、第四传动齿轮传动比为1。

优选地，所述第八传动齿轮、第九传动齿轮、第十传动齿轮的传动比为1∶1∶1。

优选地，所述第四动齿轮为部份齿，该部份齿设置在第四传动齿轮相对称两边，该第四传动齿轮每转动360度角可间歇性驱动两次第五传动齿轮。

相比于现有技术，本发明带来的有益效果是：

本发利用第二配重块的重力施加于摆动架，再通过棘轮机构将力矩施加于主轴上，为主轴提供转动的力源，利用第一配重块的重力施加在摆动架的另一端带动驱动单元回复初始状态重复循环对主轴做功，同时与现有公开技术相比本发明利用传动链条顺时针转动可减小本发本明的运行阻力，其可实现在无其他动力或其他动力较小的情况下，使主轴持续地转动，从而输出转动动力，因此本发明可以减小利用对煤炭、汽油、天然气等能源的消耗，并且不会向大气环境中排放有害物质，减少环境污染，可以达到节能减排的效果。

附图说明

图1为本发明的一种动力输出装置的驱动单元整体结构示意图；

图2a及2b为本发明的棘轮机构的结构示意图；

图3为本发明的传动组件中的部份结构示意图

图4至图7为本发明的四种工作状态的示意图；

图8为本发明的四个驱动单元的摆动臂在某个状态下的侧向投影图。

其中：20、主轴；21、主动齿轮；30、棘轮机构；31、棘轮；32、棘爪；33、拉簧；34、圆环；10、摆动架；11、摆动臂；12、连接臂；13、滚筒；14、第一配重块；15、从动链轮；16、第二轴套；40、拉绳组件；41、拉绳；42、第二配重块；43、活动杆；44、支撑底座；700，传动组件；701、第一传动齿轮；702、第二传动齿轮；703、第三传动齿轮；704、第四传动齿轮；705、第五传动齿轮；706、第六传动齿轮；707、第七传动齿轮；708、第八传动齿轮；709、第九传动齿轮；710、第十传动齿轮；711、第一传动轴；712、第二传动轴；713、第一轴套；714、第三传动轴；715、传动链轮；716、传动链条；″

具体实施方式

为使本发明的目的，技术方案及优点更加的清晰明白，结合附图以及具体实施方式，对本发明进行进一步描述，应当理解的是，此处所描述的具体实施例及参数仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，其为本发明的一种动力输出装置的整体结构示意图，其包括机架(图未示)以及至少四个驱动单元，该四个驱动单元沿着机架的长度方向(即图示中的X向)排列，值得一提地，驱动单元的数目还可以设为大于四个的数目，多个驱动单元沿着机架的长度方向依次排列。

驱动单元作为整个装置的动力部件，四个驱动单元的结构形式以及部件的尺寸均相同，驱动单元的具体结构如下：

每个驱动单元均包括主轴20、摆动架10、棘轮机构30、吊绳组件40、传动组件700。

请结合参阅图1、图2a及图2b，沿机架长度方向延伸并枢接在机架上的主轴20，主轴20上设有主动齿轮21及摆动架10，所述主动齿轮21与主轴20同步联接装设在主轴20的前端，摆动架10的中部固定联接在第二轴套16套接于主轴20，摆动架10与主轴20之间设置有棘轮机构30，该摆动架10包括相对设置的两摆动臂11，两摆动臂11之间通过多根连接臂12进行连接，这些连接臂12还用于确保两摆动臂11之间位置关系的固定；摆动架10左端枢接有第一配重块14，该第一配重块14用于带动摆动架10逆时针摆动提供重力作用，摆动架10的右端枢接有一滚筒13，该滚筒13靠主动齿轮21的一端同步联接有从动链轮15，所述棘轮机构30装设于主轴20与每个摆动臂11的联接处，棘轮机构30如图2a及图2b所示，本发明以图2b为例，该棘轮机构30包括相互配合的棘轮31，棘爪32及用于装设棘爪32的圆环34，所述棘轮31设有旋向一致的棘齿，棘轮31与主轴20同步联接装设于圆环34中心。圆环34则固定在摆动臂11上与摆动臂11同步转动。在圆环34上围绕棘轮31设若干个棘爪32，棘爪32呈长条形，棘爪32的中部枢接在圆环34上，每个棘爪32的前端应对一个齿槽，棘爪32的后端与圆环之间装设有拉簧33，该拉簧33用于提供一个使棘爪32的前端压紧在棘轮31的弹性力，该拉簧33可以是拉簧(如图2b所示)，也可以设置为扭簧及压簧；棘爪32的前端部与齿槽根部的距离呈均匀的变化，也就是说当后一个棘爪32的前端恰好抵推在棘轮31齿槽根部时，前一个棘爪32与应对的齿槽根部相对有一点距离，如此依次使所有棘爪32与对应齿槽的根部距离逐步均匀的增大设置，由此可使棘轮31怎么旋转至少总有一个棘爪32的前端部恰好抵推在对应齿槽的根部(如图2b所示)，从而确保摆动架10与主轴20同向旋转时实现棘爪32与棘轮31无间隙推动；请再次参阅图2b，摆动臂11顺时针摆动时，棘爪32的前端与齿槽根部相互咬合，拉簧33拉紧棘爪32的后端以防止棘爪32从棘轮31上脱离，此时，摆动臂11通过棘爪32推动棘轮31转动，从而带动主轴20顺时针转动，从而完成转动能的传递；当摆动臂11逆时针摆动时带动棘爪32逆时针转动，棘轮齿的特殊形状可顺利将棘爪32的前端拨开，棘爪32的前端从棘轮31齿背滑过，主轴20的旋转几乎不受到阻碍，主轴20与棘轮31仍然保持顺时针旋转。

所述吊绳组件40，吊绳41的一端连接在滚筒13外表面的绳槽上，另一端顺滚筒13的绳槽逆时针绕设，并绕设相应的圈数后经滚轮13的左端向下连接在第二配重块42上，该第二配重块42用于带动主轴20顺时针转动对外输出动力提供重力作用，所述第二配重块42也可用拉簧及压簧替代。

请结合参阅图1、图3，传动组件700，包括同步联接在第一传动轴711的第一传动齿轮701及第二传动齿轮702、同步联接在第二传动轴712的第三传动齿轮703及第四传动齿轮704，同步联接在第一轴套713的第五传动齿轮705及第六传动齿轮706、同步联接在第三传动轴714的第七传动齿轮707及第八传动齿轮708、枢接在摆动臂11的第九传动齿轮709及枢接在第二轴套16的第十传动齿轮710。所述第一传动齿轮701与主动齿轮21啮合，所述第二传动齿轮702与第三传动齿轮703啮合，所述第一轴套713套接在主轴20处于主动齿轮21与摆动架10之间，所述第五传动齿轮705装设在第一轴套713靠主动齿轮21的一端，第六传动齿轮706装设在第一轴套713靠摆动架10的一端，该第五传动齿轮705与第四传动齿轮704啮合，所述第三传动轴714枢接在摆动架10右端枢接有滚筒13的摆动臂11上，所述第七传动齿轮707装设在第三传动轴714处在摆动架10外侧的一端，所述第八传动齿轮708装设在第三传动轴714处在摆动架10内侧的一端，所述第七传动齿轮707与第六传动齿轮706啮合，所述第九传动齿轮709枢接在摆动臂11处于摆动架10内侧并位于第八传动齿轮708与主轴20之间，该第九传动齿轮709与第八传动齿轮708与啮合，所述第十传动齿轮710通过轴承枢接在第二轴套16上并同步联接有传动链轮715，该第十传动齿轮710与第九传动齿轮709啮合，所述传动链轮715通过传动链条716与从动链轮15同步联接，所述第一传动轴711及第二传动轴712枢接在机架，所述主动齿轮21与第一传动齿轮701的传动比为1，所述第一传动齿轮701、第二传动齿轮702、第三传动齿轮703及第四传动齿轮704的传动比为1，也就是主动齿轮21顺时针动360度角时，可带动第一传动齿轮701逆时针转动360度，因第二传动齿轮702与第一传动齿轮701同步联接的，第二传动齿轮702也逆时针转动360度，由于第二传动齿轮702与第三传动齿轮703啮合转动的，使得第三传动齿轮703顺时针转动360度，因第三传动齿轮703与第四传动齿轮704同步联接的，第四传动齿轮704也顺时针转动360度。所述第八传动齿轮708、第九传动齿轮709及第十传动齿轮710传动比为1∶1∶1。

所述第四传动齿轮704为部份齿，且部份齿设置在第四传动齿轮704相对称的两边，该部份齿圆心角为10度角至90度角，第四传动齿轮704与第五传动齿轮705间歇性啮合驱动，该第四传动齿轮704毎顺时针转动360度可进行两次与第五传动齿轮705啮合驱动，且第四传动齿轮704毎次顺时针转动90度角可通过部份齿带动第五传动齿轮705也是逆时针转动90度角，因第六传动齿轮706与第五传动齿轮705同步联接的，使得第六传动齿轮706也是逆时针转动90度角。

因第四传动齿轮704与第五传动齿轮705间歇性啮合机制，存在卡齿现象的发生，也就是说，第四传动齿轮704与第五传动齿轮705不能精准啮合，为防止此现象的发生，本发明在第四传动齿轮704的圆周侧壁上设有拨齿，第五传动齿轮705的圆周侧壁上设有校正齿，由此可使第四传动齿轮704转动到准备与第五传动齿轮705啮合时，拨齿首先与校正齿接触从而拨动第五传动齿轮705转动，使两齿轮能准确啮合转动，也可以用其它方法使第五传动齿轮705每次都刚好转动到设定的位置中与第四传动齿轮704啮合。

所述第二配重块42底部装设有支撑底座44，支撑底座44用于停机检修作用，该支撑底座44设有如千斤顶式的升降系统，该升降系统可用人力摇动或通过电力驱动，当机械需要检修保养时，启动升降系统顶起第二配重块42，使第二配重块42对摆动架10的右端不能产生重力作用摆动架10即停止摆动，机械停止运转后即可进行检修保养作业，完成检修保养后需要启动运行时调整好四个驱动单元，然后将升降系统降落，此时在四个驱动单元中至少会有一个驱动单元的第二配重块42底部与支撑底座44分离呈悬空状态的(如图5所示)，第二配重块42即对摆动架10施加一个顺时针的转动力带动主轴20转动，从而带动后续驱动单元进入工作程序，本发明即进入运行工作状态。

请参阅图1，为防止第二配重块42摆动过大，可在机架上枢接一剪刀叉活动臂43，活动臂43的一端枢接接在第二配重块42上，活动臂43的另一端枢接在机架，从而可使第二配重块42只能左右移动。

请参阅图4至图7，其为本发明在四种不同工作状态的示意图：

其中，图4为驱动单元初始进入工作状态示意图，图5为驱动单元处在工作状态示意图，图6为驱动单元停止工作初始退出工作状态示意图，图7为驱动单元向初始状态回归示意图，四个驱动单元的第四传动齿轮704呈45度角错开安装，以第一驱动单元处在图4状态时，第二驱动单元则处于图5状态，第三驱动单元处于图6状态，第四驱动单元则处在图7至图4状态之间。四个驱动单元在某时刻的运行状态如图8所示，并且图5状态中的驱动单元处于对主轴20转动做功当中，使本发明完成安装后即具有初始运行功能。

四个驱动单元的工作原理相同，其中，以图4状态驱动单元来说明本发明的工作运行原理：

以第二配重块42对主轴20做一次功牵引摆动架10摆动90°，主动齿轮21与第一传动齿轮701的传动比为1∶1，第四传动齿轮704有齿部份圆心角为90°，传动链轮715与从动链轮15的传动比为1∶4为例，初始状态时，驱动单元处在如图4所示位置，主轴20通过主动齿轮21驱动第一传动齿轮701反时针转动，第二传动齿轮702又带动第三传动齿轮703顺时针转动，由此使第四传动齿轮704顺时针转动，第四传动齿轮704有齿部份与第五传动齿轮705啮合，从而带动轴套713逆时针转动，使得第六传动齿轮706逆时针转动，第六传动齿轮706又驱动第七传动齿轮707顺时针转动，第七传动齿轮707经第三传动轴714带动第八传动齿轮708顺时针转动，第八传动齿轮708又带动第九传动齿轮709逆时针转动，第九传动齿轮709又带动第十传动齿轮710顺时针转动，由于第十传动齿轮710与传动链轮714同步联接的，使得传动链轮714通过传动链条715带动从动链轮15顺时针转动，因从动链轮15与滚筒13同步联接的，从而使得滚筒13在主轴20的带动下顺时针转动(主轴20的初始转动能量来自图5所示的驱动单元提供)，使得吊绳41向滚筒13缠绕，使吊绳41产一个张紧力，由此使摆动架10右端受吊绳41的牵引下顺时针摆动，在摆动架10顺时针摆动时，滚筒13及吊绳41同步向下移动的，因此，此时滚筒13初始转动对吊绳41缠绕收紧的长度大于摆动架10顺时针摆动带动吊绳41向下移动的长度，由此使滚筒13在转动中经吊绳41牵引第二配重块42向上移动使第二配重块42底部与支撑底座44分离呈悬空状态，使第二配重块42形成一个向下的重力经吊绳41施加在摆动架10上牵引摆动架10顺时针摆动，摆动架10将扭力通过棘轮机构30带动主轴20顺时针转动并对外输出转动力源。与此同时，第二配重块42在牵引摆动架10顺时针摆动带动主轴20转动时，主轴20又通过主动齿轮21经传动组件70带动从动链轮15顺时针转动，由此带动滚筒13顺时针转动使吊绳41向滚筒13缠绕，也就是说，在第二配重块42底部与支撑底座44分离呈悬空状态对摆动架10产生了重力牵引摆动架10顺时针摆动对主轴20转动做功时，第二配重块42产生的转动能量一部份经主轴20对外输出做功，一部份通过传动组件700带动滚筒13顺时针转动使吊绳41向滚筒13缠绕由此牵引第二配重块42不随摆动架10向下移动，使第二配重块42底部始终保持与支撑底座44分离呈悬状态，当驱动单元运行到图5状态时，摆动架10在第二配重块42的重力作用下顺时针摆动了45°，并且摆动架10也通过棘轮机构30驱动主轴20转动了45°，第四传动齿轮704也转动了45°，并且第四传动齿轮704部份齿也带动第五传动齿轮705逆时针转动了45°，使得第六传动齿轮706也是逆时针转动了45度角，同时在第六传动齿轮706逆时针转动及摆动架10顺时针摆动的作用下，第七传动齿轮707顺时针转动了90°，由此在第八传动齿轮708及第九传动齿轮709的带动下第十传动齿轮710此时顺时转动了90°，由于传动链轮714与第十传动齿轮710同步联接的，传动链轮714也顺时针转动了90°，由于传动链轮714与从动链轮15的传动为1∶4，使得传动链轮714通过传动链条715带动从动链轮15顺时针转动了360°，也就是在摆动架10摆动45°时，摆动架10通过棘轮机构30带动主轴20经主动齿轮21及传动组件700带动滚筒13顺时针转动了360°，吊绳41向滚筒13缠绕了一圈，并且该一圈吊绳41的长度大于摆动架10向下摆动带动吊绳41向下移动的距离，使配重块42底部始终与支撑底座44分离(如图5所示)形成一个向下的重力施加在摆动架10右端牵引摆动架10顺时针转动。在摆动架10摆动45°角后，此时处在后一级的驱动单元开始进入工作状态，同时处在前一级的驱动单元则停止对主轴20转动做功并进入回复初始状态程序，驱动单元继续从图5向图6状态运行，在从图5至图6的过程中，此驱动单元则与后一级驱动单元共同对主轴20转动做功，驱动单元从图4至图5的过程中，驱动单元则与前一级驱动单元共同对主轴20转动做功的，在摆动架10的右边下摆到图6状态时，第二配重块42牵引摆动架10又摆动了45°，同时摆动架10也通过棘轮机构30驱动主轴20转动了45°，滚筒13又转动了360°，至此，第二配重块42牵引摆动架10全程摆动了90°，同时摆动架10也通过棘轮机构30全程驱动主轴20转动了90°，滚筒13全程转动了720°，第四传动齿轮704在主轴20的带动下全程顺时针转动了90°，同时第四传转动齿轮704转动到部份齿与第五传动齿轮705脱离啮合驱动状态，驱动单元停止对主轴20转动做功，主轴20在后继驱动单元的驱动下继续顺时针转动，此时由于第五传动齿轮705没有了第四传动齿轮704的驱动力，使得滚筒13没有了顺时针的转动力，同时第二配重块42失去了向上的拉力，第二配重块42在自身重力的作用下向下移动回落在支撑底座44上，摆动架10在左端第一配重块14的重力作用下逆时针摆动使摆动架10右边抬高，由此使得吊绳41牵引滚筒13逆时针转动，滚轮13又通过从动链轮15经传动链条715、传动链轮714、第十传动齿轮710、第九传动齿轮709、第八传动齿轮708、第七传动齿轮707及第六传动齿轮706带动第五传动齿轮705顺时针转动，在此复位的过程中由于棘轮30的单向驱动性能，主轴20带动棘轮31继续顺时针转动，摆动臂11带动棘瓜32逆时针转动，摆动架10运行到图4状态时驱动单元回归到初始状态，当第四传动齿轮704转动到另一部份齿与第五传动齿轮705啮合驱动时，驱动单元再次进入工作状态对主轴20转动做功，重复上述过程，如此反复循环，使得在四个驱动单元的相互配合下，主轴20得以持续的转动并对外输出动力，主轴20毎转动360度毎个驱动单元对主轴20做功两次。

为防止第二配重块42底部与支撑底座44之间的距离过大，在第四传动齿轮704与第五传动齿轮705脱离啮合驱动后，第二配重块42失去向上的拉力依自身重力向下移动因距离过大产生冲击力，因此在第二配重块42的底部与支撑底座44分离有一定的距离后，滚筒13在转动中对吊绳41缠绕收紧的长度就应等于摆动架10右端向下摆动时带动吊绳41向下移动多少的距离，由此可使第二配重块42不会随滚筒13的转动一直向上移动，而是保持在离开支撑底座44使第二配重块42能产生重力牵引摆动架10即可，也就是滚筒13在初始转动中吊绳41向滚筒13缠绕的长度大于吊绳41随着摆动架10向下移动的长度，使滚筒13在转动了一定的角度后能牵引第二配重块42向上移动使第二配重块42底部与支撑底座44分离形成悬空状态，此后滚筒13的绳槽圆周相对小一点，使吊绳41向滚筒13缠绕的长度等于吊绳41随着摆动架10向下移动的长度，由可使第二配重块42底部与支撑底座44分离高度不会过大而保持在适合的距离，当然也可以设置成在从图4至图5的工作中第二配重块42都是在滚筒13的转动牵引中向上移动，然后从图5至图6的工作中吊绳41向滚筒13缠绕的长度逐步减少，使第二配重块42的底部随着摆动架10向下移动，在第四传动齿轮704与第五传动齿轮705脱离啮合驱动时第二配重块42刚好随着摆动架10下落到支撑底座44上。

本发明四个驱动单元的主轴20沿着机架的长度方向(即X向)排列并同步联接，所述主轴20实际上可设置为一条，四个驱动单元共用该主轴20。

综上所述，本发明利用第二配重块42对摆动架10右端产生的重力牵引摆动架10顺时针转动再通过棘轮机构30将力矩施加于主轴20上，为主轴20提供转动的力源，利用第一配重块14的重力带动驱动单元回归到初始状态重复循环对主轴20转动做功，由此可使在四个驱动单元的相互配合下，本发明得以周而复始的转动，从而实现在无其他动力或其他动力较小的情况下，使主轴20持续地转动并对外输出转动动力，因此本发明可以减小利用煤炭、汽油、天然气等能源的消耗，并且不会向大气环境中排放有害物质，减少环境污染，因此本发明可以达到节能减排的效果。

根据本发明的工作原理还可以制作用于观赏性的，适合各种环境场所安放的工艺品，使本发明的利用价值发挥到最大的经济效益。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围。