專利名稱：旋轉(zhuǎn)浮力機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的裝置，特別是一種利用浮力來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的裝置。
背景技術(shù)：
這類裝置有廣泛的用途，特別是能用作機(jī)械設(shè)備等的驅(qū)動(dòng)器。2003年5月專利號(hào)為99800052.3的中國(guó)專利公開(kāi)了一種產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的裝置，該裝置包括至少兩個(gè)互相連接成能進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的活塞-液壓缸組件，其中一個(gè)活塞-液壓缸組件沿重力方向運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)活塞-液壓缸組件沿與重力方向相反的方向運(yùn)動(dòng)，每一個(gè)活塞-液壓缸組件在運(yùn)動(dòng)方向改變時(shí)改變其體積，從而使沿重力方向運(yùn)動(dòng)的活塞-液壓缸組件的體積小于沿相反方向運(yùn)動(dòng)的活塞-液壓缸組件的體積。在該裝置中，活塞要在滑動(dòng)磨擦過(guò)程中使液壓室始終保持氣密狀態(tài)，其工藝精度要求甚高，很難保證其工作的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種新的產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的裝置。利用一種可變體積的浮箱在液體中所受的浮力來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。
這一目的是通過(guò)一種用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該裝置包括至少兩個(gè)互相連接成能進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的浮箱，各浮箱在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中被浸沒(méi)在液體中；所述的浮箱由硬箱體、軟箱體和錘體所組成，軟箱體的一端與硬箱體的底端密封固定，軟箱體的另一端與錘體的底端密封固定，其錘體至少有部分能伸入硬箱體內(nèi)運(yùn)動(dòng)，錘體的平均密度ρ大于液體的密度ρH，錘體的平均高度h滿足公式h≥HρH/ρ，其中H為浮箱浸沒(méi)在液體中的最大深度；每個(gè)浮箱都具有一流體進(jìn)出口，利用一管子把各流體進(jìn)出口連接在一起，并在其內(nèi)放置一工作流體，使各浮箱、管子及工作流體構(gòu)成一封閉式流體系統(tǒng)；在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，各浮箱的錘體相對(duì)于各自的硬箱體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使各浮箱的體積發(fā)生變化。
因此，按照本發(fā)明，至少兩個(gè)互相連接成能作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的浮箱被浸沒(méi)在液體中，在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，各浮箱的錘體相對(duì)于各自的硬箱體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致沿著豎直向上運(yùn)動(dòng)的浮箱的體積增大及浮力增加，而沿著豎直向下運(yùn)動(dòng)的浮箱的體積縮小及浮力減少，從而產(chǎn)生其轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩。
本發(fā)明裝置原則上可以在各種液體中運(yùn)行，其所用的液體隨著浮箱體積的變化使所受的浮力有足夠大的增加，以使所產(chǎn)生的浮力至少能克服作用在該裝置上的各種阻力。本發(fā)明裝置在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中至少部分被浸沒(méi)在液體中，最好是全部被浸沒(méi)在液體中，例如浸沒(méi)在水中，以產(chǎn)生較大的浮力。
在本發(fā)明裝置中所使用的工作流體，可以采用空氣或其它單一氣體或混合氣體，其平均密度最好遠(yuǎn)小于所用的液體的密度，在忽略管子的容積的情況下，在所述的封閉式流體系統(tǒng)內(nèi)所放置的工作流體的體積最好選為各浮箱最大體積之和的一半。
為了使本發(fā)明裝置的浮箱依靠作用在其上的重力使錘體相對(duì)于各自的硬箱體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其錘體的平均密度ρ應(yīng)大于液體的密度ρH，錘體的高度h滿足公式h≥HρH/ρ，其中，H為浮箱浸沒(méi)在液體中的最大深度。
為了有利于獲得均勻的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，最好使各浮箱相對(duì)于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相互相對(duì)地成雙布置，并使每個(gè)浮箱具有相同的尺寸。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，這些浮箱通過(guò)一條閉合的傳動(dòng)帶互相連接，該傳動(dòng)帶在兩個(gè)含有一水平放置的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)輪上以環(huán)行方式運(yùn)動(dòng)。
在另一實(shí)施例中，這些浮箱被設(shè)計(jì)成其軟箱體在伸展開(kāi)時(shí)的最大長(zhǎng)度L小于錘體的最大高度h0，利用一軟管，把各浮箱的流體進(jìn)出口連接在一起，并在其內(nèi)放置空氣這種工作流體，使各浮箱、軟管及空氣構(gòu)成一封閉式流體系統(tǒng)。
關(guān)于所述的硬箱體是指采用硬質(zhì)材料如金屬、不變形的塑料等材料所制成的不變形的箱體；關(guān)于所述的軟箱體是指可以變形的箱體，如可以拉伸的箱體，其制造所采用的材料至少部分是軟質(zhì)材料如橡膠、防水帆布等；關(guān)于所述的錘體最好采用其密度較大的一種或幾種金屬材料來(lái)制造。
本發(fā)明具有以下積極的效果1、能夠產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，輸出旋轉(zhuǎn)動(dòng)力；2、本發(fā)明裝置的工藝精度要求低，容易制造；3、本發(fā)明裝置的氣密性能好、能可靠地運(yùn)行。


圖1是一浮箱的簡(jiǎn)化示意圖；圖2是一浮箱在伸展開(kāi)時(shí)的縱向剖面示意圖；圖3是一浮箱在收縮時(shí)的縱向剖面示意圖；圖4是另一浮箱在伸展開(kāi)時(shí)的縱向剖面示意圖；圖5是本發(fā)明裝置的簡(jiǎn)化示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例及附圖加以說(shuō)明在各附圖中1是硬箱體，2是軟箱體，3是錘體，4是流體進(jìn)出口，5是管子，6是傳動(dòng)帶，7是轉(zhuǎn)軸，8是轉(zhuǎn)輪，9是浮箱，10是硬箱體的底端，11是錘體的底端。
如圖1所示，本發(fā)明裝置的浮箱9由硬箱體1、軟箱體2和錘體3所組成，其錘體3有部分伸入硬箱體1內(nèi)。在浮箱9內(nèi)可放置一種工作流體，如空氣，該工作流體可通過(guò)浮箱9的流體進(jìn)出口4流出或流進(jìn)。
圖2是一浮箱在伸展開(kāi)時(shí)的縱向剖面示意圖，從圖中可以看出，軟箱體2的一端與硬箱體的底端10密封固定，軟箱體2的另一端與錘體3的底端11密封固定。軟箱體2在伸展開(kāi)時(shí)的最大長(zhǎng)度L小于錘體的平均高度h，這時(shí)液體的壓力不會(huì)導(dǎo)致其軟箱體2向浮箱內(nèi)側(cè)凸入。
圖3是一浮箱在收縮時(shí)的縱向剖面示意圖，從圖中可以看出，此時(shí)錘體3已經(jīng)大部分滑入硬箱體1內(nèi)，整個(gè)浮箱的體積與圖2所示伸展開(kāi)時(shí)的體積相比有一個(gè)較大的差額。
圖4是另一浮箱在伸展開(kāi)時(shí)的縱向剖面示意圖，該圖與圖2所示的浮箱9相似，只是錘體3略有不同，圖2所示的浮箱9的錘體3的平均高度h等于其最大高度h0，而本圖所示的浮箱9的錘體3的平均高度h小于其最大高度h0。
圖5給出了本發(fā)明裝置的一個(gè)實(shí)施例，該實(shí)施例具有10個(gè)浮箱9，這些浮箱9通過(guò)一傳動(dòng)帶6互相連接，該傳動(dòng)帶6在兩個(gè)含有一水平放置的轉(zhuǎn)軸7的轉(zhuǎn)輪8上以環(huán)行方式運(yùn)動(dòng)，利用一管子5把各浮箱9的流體進(jìn)出口4連接在一起，其工作流體采用空氣，這里由各浮箱9、管子5及工作流體空氣構(gòu)成了一封閉式流體系統(tǒng)，整個(gè)裝置被浸沒(méi)在水這種液體中，其水深約為1.8米。
在該實(shí)施例中，所使用的10個(gè)浮箱的尺寸大小相同，其硬箱體采用塑料材料制造，軟箱體采用防水帆布制造，錘體采用鋼材料，鋼的比重約為7.8千克/立方分米，錘體的高度約為23厘米。每個(gè)浮箱的體積的最大改變量約為8立方分米，這將產(chǎn)生約80牛頓的浮力。其浮力可根據(jù)轉(zhuǎn)輪8的直徑，在轉(zhuǎn)軸7上產(chǎn)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。本發(fā)明裝置可以從轉(zhuǎn)軸7上輸出其轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，例如轉(zhuǎn)軸7可以與一發(fā)電機(jī)連接，用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)工作。
通過(guò)合適選擇本發(fā)明裝置各部件的材料和尺寸就能以簡(jiǎn)單方式獲得各種大小的轉(zhuǎn)矩。按照本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)組成原理和說(shuō)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在其范圍內(nèi)設(shè)計(jì)出不同的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的裝置，它包括至少兩個(gè)互相連接成能進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的浮箱(9)，各浮箱在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中被浸沒(méi)在液體中；所述的浮箱(9)由硬箱體(1)、軟箱體(2)和錘體(3)所組成，軟箱體(2)的一端與硬箱體的底端(10)密封固定，軟箱體(2)的另一端與錘體(3)的底端(11)密封固定，其錘體(3)至少有部分能伸入硬箱體(1)內(nèi)運(yùn)動(dòng)，錘體(3)的平均密度ρ大于液體的密度ρH，錘體(3)的平均高度h滿足公式h≥HρH/ρ，其中H為浮箱(9)浸沒(méi)在液體中的最大深度；每個(gè)浮箱(9)都具有一流體進(jìn)出口(4)，利用一管子(5)把各流體進(jìn)出口(4)連接在一起，并在其內(nèi)放置一工作流體，使各浮箱、管子及工作流體構(gòu)成一封閉式流體系統(tǒng)；在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，各浮箱的錘體(3)相對(duì)于各自的硬箱體(1)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使各浮箱的體積發(fā)生變化。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的軟箱體(2)在伸展開(kāi)時(shí)的最大長(zhǎng)度L小于錘體的最大高度h0。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，這些浮箱(9)通過(guò)至少一條閉合的傳動(dòng)帶(6)互相連接，其傳動(dòng)帶(6)環(huán)繞于兩個(gè)豎直相隔一間距放置的轉(zhuǎn)輪(8)上以環(huán)行方式運(yùn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)輪(8)包含有水平放置的轉(zhuǎn)軸(7)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，這些浮箱(9)相對(duì)于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相互相對(duì)地成雙布置。
5.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，這些浮箱(9)具有相同的尺寸。
6.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述的液體為水。
7.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述的工作流體為空氣。
8.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，在所述的封閉式流體系統(tǒng)內(nèi)所放置的工作流體的體積約為各浮箱(9)最大體積之和的一半。
全文摘要
旋轉(zhuǎn)浮力機(jī)屬于一種產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的裝置，它包括至少兩個(gè)互相連接成能進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的浮箱(9)；所述的浮箱由硬箱體(1)、軟箱體(2)和錘體(3)所組成；在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，各浮箱被浸沒(méi)在液體中，其錘體相對(duì)于各自的硬箱體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使各浮箱的體積發(fā)生變化。本發(fā)明裝置可作為發(fā)電機(jī)組的動(dòng)力機(jī)。
文檔編號(hào)F03B17/04GK1789703SQ200410100889
公開(kāi)日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2004年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月13日
發(fā)明者任文華 申請(qǐng)人:任文華