本發(fā)明涉及任何可行應(yīng)用中的節(jié)能平衡機(jī)構(gòu)，并且尤其涉及旋轉(zhuǎn)機(jī)器。本發(fā)明特別涉及具有鐘擺和橢圓運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明還涉及包括至少一個(gè)這種機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)機(jī)器，例如馬達(dá)、發(fā)生器或混合器。本發(fā)明特別涉及包括連續(xù)和/或平行布置的若干機(jī)構(gòu)的馬達(dá)。

本發(fā)明最后涉及這種機(jī)構(gòu)的實(shí)施方法。

背景技術(shù)：

在機(jī)械領(lǐng)域中，存在許多適于裝配旋轉(zhuǎn)機(jī)器的運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，諸如行星式齒輪系或曲柄軸。然而，使用公知的機(jī)構(gòu)所獲得的產(chǎn)率并不能令人完全滿意。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出能夠節(jié)約能量并改善旋轉(zhuǎn)機(jī)器的產(chǎn)率的機(jī)構(gòu)。

出于所述目的，本發(fā)明的目標(biāo)是一種機(jī)構(gòu)，所述機(jī)構(gòu)包括一個(gè)支撐件；以圍繞第一軸線相對于所述支撐件旋轉(zhuǎn)的方式運(yùn)動(dòng)的第一嵌齒輪；以圍繞第二軸線相對于所述支撐件旋轉(zhuǎn)的方式運(yùn)動(dòng)的第二嵌齒輪；其中：所述軸線在水平或垂直參考平面內(nèi)平行；并且這些嵌齒輪彼此使用單一的傳動(dòng)比來接合，并以在相反方向上旋轉(zhuǎn)的方式運(yùn)動(dòng)。

所述機(jī)構(gòu)的特征在于其包括與所述第一嵌齒輪整體地圍繞所述第一軸線旋轉(zhuǎn)并生成重力的第一力矩的第一偏心元件；以及與所述第二嵌齒輪整體地圍繞所述第二軸線旋轉(zhuǎn)并生成重力的第二力矩的第二偏心元件；特征在于所述偏心元件的重力的力矩具有相同的值和相同的方向，兩者均根據(jù)它們圍繞所述軸線的角位置而變化；以及特征在于對于嵌齒輪和偏心元件圍繞所述軸線的每個(gè)角位置而言，所述機(jī)構(gòu)在靜態(tài)時(shí)均呈現(xiàn)平衡構(gòu)型。

因此，本發(fā)明憑借這些偏心元件的平衡及它們所生成的離心力，可以降低以旋轉(zhuǎn)方式驅(qū)動(dòng)這些嵌齒輪所需的能量。本發(fā)明通過聯(lián)接若干同步化機(jī)構(gòu)，甚至可以在旋轉(zhuǎn)機(jī)器內(nèi)產(chǎn)生能量。所述機(jī)構(gòu)因此允許節(jié)能，如下面說明書中所述。

按照根據(jù)本發(fā)明的機(jī)構(gòu)的單獨(dú)呈現(xiàn)或組合的其他有利特性：

-這些偏心元件具有相同的質(zhì)量和相同的尺寸。

-這些嵌齒輪包括具有比其他嵌齒更長的嵌齒的第一輪以及具有在兩個(gè)嵌齒之間形成的溝槽的第二輪，并且當(dāng)這些嵌齒輪接合時(shí)，所述更長的嵌齒和溝槽重合，從而允許這些偏心元件的對齊。

-這些嵌齒輪的軸線為水平的。

-參考平面為水平的。

-參考平面為垂直的。

優(yōu)選地，所述支撐件包括基部和一個(gè)鐘擺，所述鐘擺懸掛在基部上并支撐這些嵌齒輪的軸線。所述軸線隨鐘擺移動(dòng)。這些偏心元件采取橢圓運(yùn)動(dòng)。

根據(jù)第一實(shí)施例，鐘擺由鉸接桿懸掛在基部上。當(dāng)包括嵌齒輪軸線的參考平面為水平時(shí)，該實(shí)施例是有利的。

優(yōu)選地，所述機(jī)構(gòu)包括傳動(dòng)軸，所述傳動(dòng)軸具有與連接連桿的上鉸接部對齊的軸線。在每個(gè)偏心元件的遠(yuǎn)端與對應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸線之間限定了第一距離。限定了第二距離，其等于連接懸掛桿的中心到中心的距離。第一距離小于第二距離，以便這些偏心元件在傳動(dòng)軸下方經(jīng)過。

根據(jù)第二實(shí)施例，鐘擺直接懸掛在基部上。當(dāng)包括嵌齒輪軸線的參考平面為垂直的時(shí)，該實(shí)施例是有利的。

優(yōu)選地，所述機(jī)構(gòu)包括傳動(dòng)軸，所述傳動(dòng)軸具有與鐘擺的上鉸接部對齊的軸線。在每個(gè)偏心元件的遠(yuǎn)端與對應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸線之間限定了第一距離。限定了第二距離，其等于連接懸掛桿的中心到中心的距離。第一距離小于第二距離，以便這些偏心元件在傳動(dòng)軸下方經(jīng)過。

本發(fā)明還涉及包括諸如上述的至少一個(gè)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)機(jī)器。

所述旋轉(zhuǎn)機(jī)器優(yōu)選地為能量產(chǎn)生或變換機(jī)器，其展現(xiàn)出改善的產(chǎn)率。有利地，所述機(jī)器沒有曲柄軸。

作為非窮舉示例，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)器可為馬達(dá)、發(fā)生器、混合器、離心機(jī)、壓縮機(jī)、泵或渦輪機(jī)。

當(dāng)所述機(jī)器為內(nèi)燃馬達(dá)時(shí)，裝配所述機(jī)構(gòu)的偏心元件在兩個(gè)最大離心位置中連接起來，每一個(gè)位置對應(yīng)于馬達(dá)內(nèi)部的氣體的燃燒。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述機(jī)器包括至少一個(gè)鐘擺機(jī)構(gòu)，其中這些偏心元件采取橢圓運(yùn)動(dòng)。

根據(jù)一個(gè)有利實(shí)施例，所述機(jī)器包括連續(xù)布置并同步化的至少一對鐘擺機(jī)構(gòu)。這些機(jī)構(gòu)對齊并以相反相位運(yùn)動(dòng)。

每個(gè)機(jī)構(gòu)包括其自身的傳動(dòng)軸。當(dāng)鐘擺由鉸接式連接桿懸掛在基部上時(shí)，傳動(dòng)軸具有與鉸接桿的上鉸接部對齊的軸線。當(dāng)鐘擺直接懸掛在基部上時(shí)，傳動(dòng)軸具有與鐘擺的上鉸接部對齊的軸線。

有利地，所述機(jī)器包括聯(lián)接到連續(xù)布置的機(jī)構(gòu)的連接連桿。在這些機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)期間，連接桿在水平方向上靜止并且可在垂直方向上運(yùn)動(dòng)。

根據(jù)另一個(gè)有利實(shí)施例，所述機(jī)器包括平行布置并同步化的若干鐘擺機(jī)構(gòu)。優(yōu)選地，平行布置的機(jī)構(gòu)的數(shù)量為偶數(shù)，從而有利于它們的同步。

所述機(jī)器包括聯(lián)接到平行布置成一行的各種機(jī)構(gòu)的單個(gè)傳動(dòng)軸。

根據(jù)另一個(gè)有利實(shí)施例，所述機(jī)器包括若干對鐘擺機(jī)構(gòu)。這幾對平行布置并在它們之間同步化。在每對內(nèi)，這些機(jī)構(gòu)連續(xù)布置并同步化。

所述機(jī)器包括兩個(gè)傳動(dòng)軸，每個(gè)傳動(dòng)軸與平行布置成一行的不同機(jī)構(gòu)聯(lián)接。

根據(jù)另一個(gè)有利實(shí)施例，所述機(jī)器是包括兩個(gè)鐘擺機(jī)構(gòu)的二沖程馬達(dá)。第一組兩個(gè)偏心元件以半轉(zhuǎn)間隔布置，并且第二組兩個(gè)偏心元件以半轉(zhuǎn)間隔布置。

根據(jù)另一個(gè)有利實(shí)施例，所述機(jī)器是包括四個(gè)鐘擺機(jī)構(gòu)的四沖程馬達(dá)。第一組四個(gè)偏心元件以四分之一轉(zhuǎn)間隔布置，并且同樣，第二組四個(gè)偏心元件以四分之一轉(zhuǎn)間隔布置。

優(yōu)選地，當(dāng)所述機(jī)器包括若干鐘擺機(jī)構(gòu)時(shí)，基部對所有鐘擺是公共的。換句話講，所有鐘擺懸掛在相同基部上。

還優(yōu)選地，所述機(jī)構(gòu)包括被設(shè)計(jì)為將嵌齒輪之一驅(qū)動(dòng)成旋轉(zhuǎn)的所述一個(gè)或多個(gè)機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)裝置，所述一個(gè)或多個(gè)機(jī)構(gòu)包括例如鏈條或齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。

此外，所述啟動(dòng)裝置可包括用于所述機(jī)構(gòu)的輔助啟動(dòng)的馬達(dá)，或用于所述機(jī)構(gòu)的機(jī)械啟動(dòng)的曲柄。

根據(jù)具體實(shí)施例，所述機(jī)器沒有所述機(jī)構(gòu)或鐘擺機(jī)構(gòu)的專用啟動(dòng)裝置。在這種情況下，所述一個(gè)或多個(gè)機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)可通過在一個(gè)或多個(gè)鐘擺上或在偏心元件之一上簡單推動(dòng)來進(jìn)行。

有利地，當(dāng)所述機(jī)構(gòu)在操作中時(shí)，所述機(jī)器包括能量收集裝置，例如發(fā)生器的形式。在這種情況下，所述機(jī)器優(yōu)選地包括用于啟動(dòng)所述機(jī)構(gòu)的裝置，包括馬達(dá)。這能夠克服啟動(dòng)時(shí)與發(fā)生器的存在相關(guān)的阻力。

本發(fā)明的目標(biāo)還涉及諸如上述的機(jī)構(gòu)的實(shí)施方法，包括以下連續(xù)步驟：

-偏心元件相對于彼此并相對于嵌齒輪的定位步驟，以便偏心元件的重力力矩具有相同的值和相同的方向，兩者均根據(jù)它們圍繞所述軸線的角位置而變化，并且對于嵌齒輪和偏心元件圍繞所述軸線的每個(gè)角位置而言，所述機(jī)構(gòu)在靜態(tài)時(shí)呈現(xiàn)平衡構(gòu)型；

-嵌齒輪和偏心元件圍繞所述軸線的旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)步驟，其中所述機(jī)構(gòu)解除平衡構(gòu)型并開始運(yùn)動(dòng)；以及

-操作步驟，其中偏心元件圍繞所述軸線的旋轉(zhuǎn)在所述機(jī)構(gòu)內(nèi)生成離心力。

附圖說明

在參照隨附示意圖閱讀以下作為非窮舉示例給出的說明書后，將更好地理解本發(fā)明，在示意圖中：

-圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖，包括具有鐘擺的支撐件、兩個(gè)嵌齒輪和兩個(gè)偏心元件；

-圖2是裝配圖1中的機(jī)構(gòu)的鐘擺的較大比例局部頂視圖；

-圖3至圖10顯示了類似于圖1中的機(jī)構(gòu)的示意圖，示出了嵌齒輪和偏心元件的運(yùn)動(dòng)；

-圖11至圖14顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的機(jī)構(gòu)的類似于圖3至圖6的示意圖；

-圖15是類似于圖2的視圖，顯示了平行裝配有四個(gè)鐘擺機(jī)構(gòu)的根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器的示例；

-圖16是圖15的互補(bǔ)視圖，顯示了各種機(jī)構(gòu)共同的軸；

-圖17是類似于圖15的視圖，顯示了平行裝配有兩個(gè)鐘擺機(jī)構(gòu)的根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器的另一個(gè)示例；以及

-圖18是在本發(fā)明的具體實(shí)施例中機(jī)構(gòu)的兩個(gè)嵌齒輪之間的接合的局部細(xì)部圖；

-圖19是類似于圖1的視圖，顯示了連續(xù)裝配有兩個(gè)鐘擺機(jī)構(gòu)的根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器的另一個(gè)示例；

-圖20是類似于圖2的視圖，顯示了圖19的機(jī)器；

-圖21是裝配圖19和圖20的機(jī)器的連接連桿的側(cè)視圖；

-圖22和圖23是在機(jī)器的另一個(gè)構(gòu)型中分別類似于圖20和圖21的視圖；

-圖24是圖21和圖23的連接連桿的一端的較大比例視圖，顯示了機(jī)器的操作期間的不同位置；

-圖25是類似于圖19的視圖，顯示了連續(xù)裝配有兩個(gè)鐘擺機(jī)構(gòu)的根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器的另一個(gè)示例；以及

-圖26是顯示連接連桿與機(jī)構(gòu)之間聯(lián)接的變型的頂視圖。

具體實(shí)施方式

圖1至圖10顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的節(jié)能平衡機(jī)構(gòu)1。

機(jī)構(gòu)1包括支撐件2、以圍繞第一軸線a1旋轉(zhuǎn)r1的方式運(yùn)動(dòng)的第一單元10、以圍繞第二軸線a2旋轉(zhuǎn)r2的方式運(yùn)動(dòng)的第二單元20、以及機(jī)構(gòu)1的啟動(dòng)裝置40。軸線a1和a2彼此水平地平行，并且布置在水平的參考平面p0內(nèi)。單元10和20為反向旋轉(zhuǎn)的。

支撐件2包括固定的基部3和運(yùn)動(dòng)的鐘擺4，所述運(yùn)動(dòng)的鐘擺水平地定位，并且由拐角的四個(gè)連接桿5懸掛在基部3上。每個(gè)連接桿5經(jīng)由平行于軸線a1和a2的軸線樞轉(zhuǎn)連桿鉸接在基部3和鐘擺4兩者上。鐘擺4以相對于基部3的圓形平移方式運(yùn)動(dòng)。

支撐件2包括兩個(gè)垂直支撐件6和上部水平立柱7。連接桿5鉸接在立柱7上。

鐘擺4包括三個(gè)縱向板8以及固定于縱向板8的尖端的橫向棒9。連接桿5鉸接在外板8上。鐘擺4的板8支撐單元10和20。更確切地說，單元10經(jīng)由軸承15通過中間板8和前板8支撐，單元20經(jīng)由軸承25通過中間板8和后板8支撐。軸線a1和a2相對于鐘擺4固定。

單元10包括軸11、裝配有嵌齒13的嵌齒輪12、臂14以及軸承15。軸11、輪12和軸承15以軸線a1為中心，而臂14構(gòu)成偏心元件，其具有相對于軸線a1而言與中心偏離距離d1的重心g1。輪12和臂14安裝在軸11上，所述軸通過安裝在鐘擺4的板8內(nèi)部的軸承15支撐。輪12以圍繞軸線a1相對于鐘擺4旋轉(zhuǎn)r1的方式運(yùn)動(dòng)。

臂14與輪12整體地圍繞軸線a1旋轉(zhuǎn)r1并生成重力p1的力矩m1。力p1相對恒定。然而，力矩m1具有根據(jù)臂14圍繞軸線a1的角位置而變化的值和方向(順時(shí)針或逆時(shí)針)。

單元20包括軸21、裝配有嵌齒23的嵌齒輪22、臂24以及軸承25。軸21、輪22和軸承25以軸線a2為中心，而臂24構(gòu)成偏心元件，其具有相對于軸線a2而言與中心偏離距離d2的重心g2。輪22和臂24安裝在軸21上，所述軸通過安裝在鐘擺4的板8內(nèi)部的軸承25支撐。輪22以圍繞軸線a2相對于鐘擺4旋轉(zhuǎn)r2的方式運(yùn)動(dòng)。

臂24與輪14整體地圍繞軸線a2旋轉(zhuǎn)r2并生成重力p2的力矩m2。力p2基本上恒定。然而，力矩m2具有根據(jù)臂24圍繞軸線a2的角位置而變化的值和方向(順時(shí)針或逆時(shí)針)。

輪12和22彼此使用單一的傳動(dòng)比來接合。輪12和22具有相同尺寸及相同數(shù)量的嵌齒13和23。輪12和22以在相反方向上旋轉(zhuǎn)r1和r2的方式運(yùn)動(dòng)。換句話講，輪12和22為反向旋轉(zhuǎn)的。

在本發(fā)明的上下文中，臂14和24相對于彼此并相對于輪12和14精確地定位，以便力矩m1和m2始終具有相同的值和相同的方向(順時(shí)針或逆時(shí)針)，而不論臂14和24圍繞軸線a1和a2的相應(yīng)角位置如何。

精確地確定臂14和24的質(zhì)量和尺寸，因?yàn)樗鼈儠?huì)影響重心g1和g2的位置，從而影響力矩m1和m2的值。由于體積質(zhì)量恒定不變，每個(gè)臂14和24的質(zhì)量與其尺寸成比例。優(yōu)選地，臂14和24具有相同的質(zhì)量和相同的尺寸。另選地，臂14和24可具有不同的質(zhì)量和尺寸，只要力矩m1和m2具有相同的值和相同的方向(順時(shí)針或逆時(shí)針)即可，而不論它們的相應(yīng)角位置如何。

機(jī)構(gòu)1的啟動(dòng)裝置40被設(shè)計(jì)為自機(jī)構(gòu)1的平衡狀態(tài)時(shí)起引發(fā)單元10和20的旋轉(zhuǎn)r1和r2。裝置40可呈現(xiàn)任何適于所討論的應(yīng)用的構(gòu)型。

在圖1和圖2的示例中，裝置40包括馬達(dá)41、皮帶42、傳動(dòng)軸43、嵌齒輪44、鋸齒狀鏈條45以及嵌齒輪46。馬達(dá)41布置在基部3的立柱7上。軸43由基部3支撐于其尖端處，并且以圍繞軸線a3旋轉(zhuǎn)的方式運(yùn)動(dòng)，所述軸線與連接桿5的上鉸接部垂直地對齊。軸線a3以平行于軸線a1和a2的方式水平地布置。皮帶42將馬達(dá)41與軸43相連。輪44安裝成與軸43整體地旋轉(zhuǎn)，而輪46安裝成與軸21整體地旋轉(zhuǎn)。另選地，輪46可安裝成與軸11整體地旋轉(zhuǎn)。鏈條45連接輪44和46，它們中心到中心的距離等于連接桿5中心到中心的距離。根據(jù)另一種替代形式，嵌齒輪44和46以及鏈條45可被替換為萬向接頭的系統(tǒng)或任何其他適于所討論的應(yīng)用的運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)。因此，馬達(dá)41的啟動(dòng)能夠以旋轉(zhuǎn)r1和r2的方式驅(qū)動(dòng)單元10和20。

在實(shí)施過程中，機(jī)構(gòu)1的運(yùn)動(dòng)能夠?qū)⒛芰渴占谳S43的區(qū)域中，例如通過將所述軸43與發(fā)生器聯(lián)接。軸43因此構(gòu)成能量收集軸。

另選地，為了啟動(dòng)機(jī)構(gòu)1，可通過曲柄直接驅(qū)動(dòng)軸43。

根據(jù)另一種變型，機(jī)構(gòu)1沒有構(gòu)成啟動(dòng)裝置的任何馬達(dá)41和皮帶42裝置。在這種情況下，可通過簡單地在鐘擺4一側(cè)上或在臂14和24之一上按壓，來實(shí)施機(jī)構(gòu)1的啟動(dòng)。起動(dòng)機(jī)構(gòu)1所需的能量非常微小。優(yōu)選地，機(jī)構(gòu)1包括所有相同的元件43,44,45和46。軸43可聯(lián)接到發(fā)生器以收集能量。

為了實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)1的正確操作，每個(gè)臂14和24的遠(yuǎn)側(cè)尖端與其旋轉(zhuǎn)軸線a1或a2之間的距離小于連接桿5的鉸接部之間的中心到中心的距離，以使得臂14和24能夠在傳動(dòng)軸43下方經(jīng)過。

圖3至圖10示出了機(jī)構(gòu)1在單轉(zhuǎn)內(nèi)的操作。具體地講，圖3至圖6示出了期間臂14和24在鐘擺4的右手側(cè)運(yùn)動(dòng)的半轉(zhuǎn)，而圖7至圖10示出了期間臂14和24在鐘擺4的左手側(cè)運(yùn)動(dòng)的半轉(zhuǎn)。

圖3示出了向上定位的臂14以及向下定位的臂24。機(jī)構(gòu)1處于平衡態(tài)。輪12和22為靜止的。力矩m1和m2不存在。

在該階段，在輪12和22接合的情況下裝置40能夠啟動(dòng)機(jī)構(gòu)1的運(yùn)動(dòng)，以便臂14和24兩者均向右偏移。臂14的傾斜有助于輪12在旋轉(zhuǎn)方向r1上轉(zhuǎn)動(dòng)，這能夠在旋轉(zhuǎn)方向r2上驅(qū)動(dòng)輪22，從而提升臂24。

圖4示出了臂14和24，每個(gè)臂在右手側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)了八分之一轉(zhuǎn)。圖5示出了臂14和24，每個(gè)臂在右手側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)了四分之一轉(zhuǎn)。圖6示出了臂14和24，每個(gè)臂在右手側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)了四分之三轉(zhuǎn)。在每個(gè)時(shí)刻，力矩m1和m2具有相同的值和相同的方向(順時(shí)針)。通過臂14和24的作用，使鐘擺4從右向上驅(qū)動(dòng)。

圖7示出了臂14和24，每個(gè)臂相對于其在圖3中的初始位置轉(zhuǎn)動(dòng)了半轉(zhuǎn)。臂14向下定位，而臂24向上定位。力矩m1和m2不存在。輪12和22在運(yùn)動(dòng)中，以便臂14和24兩者均向右偏移。臂24的傾斜有助于輪22在旋轉(zhuǎn)方向r2上轉(zhuǎn)動(dòng)，這能夠有助于輪22在旋轉(zhuǎn)方向r1上轉(zhuǎn)動(dòng)，從而提升臂14。

圖8示出了臂14和24，每個(gè)臂在左手側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)了八分之一轉(zhuǎn)。圖9示出了臂14和24，每個(gè)臂在左手側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)了四分之一轉(zhuǎn)。圖10示出了臂14和24，每個(gè)臂在左手側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)了四分之三轉(zhuǎn)。在每個(gè)時(shí)間，力矩m1和m2具有相同的值和相同的方向(順時(shí)針)。在臂14和24的作用下，使鐘擺4向左驅(qū)動(dòng)。

當(dāng)單元10和20圍繞軸線a1和a2樞轉(zhuǎn)時(shí)，臂14和24因此有時(shí)位于右側(cè)，有時(shí)位于左側(cè)。在實(shí)施過程中，臂14和24的旋轉(zhuǎn)r1和r2在機(jī)構(gòu)1內(nèi)生成離心力。鐘擺4有時(shí)向右偏移，有時(shí)向左偏移。因此，臂14和24采取橢圓運(yùn)動(dòng)，而不是圓形運(yùn)動(dòng)。

機(jī)構(gòu)1采取兩相振蕩運(yùn)動(dòng)。在圖5和圖9中，當(dāng)臂14和24經(jīng)過彼此時(shí)，離心力最大。每個(gè)相位對應(yīng)于臂14和24在它們最大離心位置之間的半轉(zhuǎn)(180°)。

考慮到上文的闡述，值得注意的是，對于嵌齒輪12和22及臂14和24圍繞軸線a1和a2的每個(gè)角位置而言，機(jī)構(gòu)1在靜態(tài)時(shí)呈現(xiàn)平衡構(gòu)型。換句話講，當(dāng)考慮靜止的機(jī)構(gòu)1時(shí)，不論單元10和20的角位置如何，機(jī)構(gòu)1都會(huì)自行采取靜態(tài)構(gòu)型。機(jī)構(gòu)1保持平衡，這顯著減少了使單元10和20轉(zhuǎn)動(dòng)所需的能量。

圖11至圖14示出了根據(jù)第二實(shí)施例的機(jī)構(gòu)1的操作。軸線a1和a2彼此平行且為水平的。然而，軸線a1和a2布置在垂直的參考平面p0內(nèi)。

另外在該實(shí)施例中，臂14和24相對于彼此并相對于輪12和14精確地定位，以便力矩m1和m2始終具有相同的值和相同的方向(順時(shí)針或逆時(shí)針)，而不論臂14和24圍繞軸線a1和a2的相應(yīng)角位置如何。

出于簡化原因，圖11至圖14中僅示出了臂14和24在右手側(cè)的位置，而未示出臂14和24左手側(cè)的位置。

在實(shí)施過程中，考慮到能量損失，單個(gè)機(jī)構(gòu)1并不能夠構(gòu)成馬達(dá)。然而，可以通過聯(lián)接若干同步化的機(jī)構(gòu)1來制造馬達(dá)，如下文詳細(xì)闡述。

圖15和圖16示出了四沖程馬達(dá)類型的根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)機(jī)器示例。馬達(dá)包括四個(gè)機(jī)構(gòu)1，每個(gè)機(jī)構(gòu)裝配有其自身的鐘擺4。機(jī)構(gòu)1及其鐘擺4彼此平行布置，即并排布置。

基部3對所有機(jī)構(gòu)1是公共的。換句話講，基部3支撐彼此平行懸掛的鐘擺4中的每一者。出于簡化原因，僅部分地示出了基部3。

傳動(dòng)軸43對所有機(jī)構(gòu)1是公共的。機(jī)構(gòu)1的運(yùn)動(dòng)因此能夠?qū)⒛芰渴占谳S43的區(qū)域中，例如通過將所述軸43與發(fā)生器58聯(lián)接。軸43于是構(gòu)成能量收集軸。為了簡單起見，僅在圖15的底部處部分地示出了軸43，并且在圖16中完全示出了該軸，其具有四個(gè)嵌齒輪45。

在實(shí)施過程中，這四個(gè)臂14相對于彼此錯(cuò)開四分之一轉(zhuǎn)。同樣，這四個(gè)臂24相對于彼此錯(cuò)開四分之一轉(zhuǎn)。因此，馬達(dá)在左手側(cè)或右手側(cè)始終具有相同數(shù)量的臂14或24，從而改善了其產(chǎn)率。每個(gè)相位對應(yīng)于機(jī)構(gòu)1的四分之一轉(zhuǎn)(90°)。

當(dāng)兩個(gè)機(jī)構(gòu)1都處于死點(diǎn)(力矩m1和m2不存在)時(shí)，另兩個(gè)機(jī)構(gòu)1分別在左手側(cè)和右手側(cè)位于最大離心位置，且每側(cè)具有偏差e0。所生成的能量在所述最大離心位置或推力位置中最大。由于這四個(gè)機(jī)構(gòu)1從不會(huì)同時(shí)處于死點(diǎn)，馬達(dá)沒有死點(diǎn)。有利地，每個(gè)最大離心位置對應(yīng)于馬達(dá)內(nèi)部的氣體燃燒。

圖17示出了根據(jù)圖15的變型，二沖程馬達(dá)類型的根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)器示例。在這種情況下，馬達(dá)包括兩個(gè)機(jī)構(gòu)1，每個(gè)機(jī)構(gòu)裝配有其自身的鐘擺4。

如圖15所示，基部3對兩個(gè)機(jī)構(gòu)1是公共的，并且支撐彼此平行布置的鐘擺4中的每一者。傳動(dòng)軸43對兩個(gè)機(jī)構(gòu)1是公共的，以使得這兩個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)能夠在軸處回收能量。出于簡化原因，僅在圖17中部分地示出了基部3和軸43。

在該實(shí)施例中，這兩個(gè)臂14相對于彼此錯(cuò)開半轉(zhuǎn)。同樣，這兩個(gè)臂24相對于彼此錯(cuò)開半轉(zhuǎn)。如上所述，馬達(dá)在左手側(cè)或右手側(cè)始終具有相同數(shù)量的臂14或24，從而改善了其產(chǎn)率。每個(gè)相位對應(yīng)于機(jī)構(gòu)1的半轉(zhuǎn)(180°)。

在360°旋轉(zhuǎn)期間，這兩個(gè)機(jī)構(gòu)1同時(shí)處于死點(diǎn)(力矩m1和m2不存在)且同時(shí)在推力位置中，每個(gè)位置對應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)中的氣體燃燒。

根據(jù)另一個(gè)未表示的變型，旋轉(zhuǎn)機(jī)器包括具有平行布置的鐘擺4的八個(gè)機(jī)構(gòu)1。在一轉(zhuǎn)期間，所述機(jī)器在機(jī)構(gòu)1的每八分之一轉(zhuǎn)(45°)時(shí)產(chǎn)生一次推力。

可在不脫離本發(fā)明范圍的情況下實(shí)施其他變型。所述機(jī)器的構(gòu)成元件(例如基部3和傳動(dòng)軸43)的尺寸根據(jù)機(jī)構(gòu)1的數(shù)量而變化。

為了獲得最佳結(jié)果和產(chǎn)率，將每個(gè)鐘擺4定位在嚴(yán)格水平的平面內(nèi)很重要。這也適用于嵌齒輪12和22的軸線a1和a2，這些軸線必須位于嚴(yán)格水平或垂直的平面p0內(nèi)，具體取決于機(jī)構(gòu)1的構(gòu)型。

圖18表示本發(fā)明的具體且優(yōu)選的實(shí)施例，其中輪12具有比其他嵌齒13更長的嵌齒13a，而輪22具有在兩個(gè)嵌齒23之間形成的溝槽23a。嵌齒13a和溝槽23a可在不脫離本發(fā)明范圍的情況下呈現(xiàn)不同形狀。

在實(shí)施過程中，在嵌齒輪12和22接合時(shí)，嵌齒13a和溝槽23a重合，這允許偏心元件14和24的對齊，從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)構(gòu)1的精確平衡。

例如，嵌齒輪12和22及偏心元件14和24可裝配有彼此相對布置的固定孔，出于簡化原因，這些固定孔未在不同圖中表示。因此，嵌齒13a和溝槽23a有利于所述固定孔的對齊。

圖19至圖24示出了根據(jù)圖17的變型，二沖程馬達(dá)類型的根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)器示例。馬達(dá)包括根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)機(jī)構(gòu)1，每個(gè)機(jī)構(gòu)裝配有其自身的鐘擺4。機(jī)構(gòu)1及其鐘擺4連續(xù)布置，即在彼此的延長部分中對齊。

基部3對兩個(gè)機(jī)構(gòu)1是公共的。換句話講，基部3支撐連續(xù)懸掛的鐘擺4中的每一者。

每個(gè)機(jī)構(gòu)1包括其自身的傳動(dòng)軸43，所述傳動(dòng)軸具有與連接桿5的上鉸接部對齊的軸線a3。然而，機(jī)構(gòu)1的啟動(dòng)僅需要一個(gè)馬達(dá)41。另選地，馬達(dá)41可被替換為曲柄，或所述機(jī)器可沒有用于啟動(dòng)機(jī)構(gòu)1的裝置。

所述機(jī)器包括在這兩個(gè)機(jī)構(gòu)1的裝置40之間的中間裝置50。裝置50可用于這兩個(gè)裝置40之間的運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)以及用于能量收集。在圖19的示例中，裝置50包括兩個(gè)嵌齒輪51、兩個(gè)鋸齒狀鏈條52、一個(gè)軸53以及兩個(gè)嵌齒輪54。軸53以圍繞軸線a4旋轉(zhuǎn)的方式運(yùn)動(dòng)，所述軸線以平行于軸線a1、a2和a3的方式水平地布置。軸53由基部3、例如由基部3的兩個(gè)支撐件6支撐于其尖端處。另選地，軸53可由立柱7支撐，以使得其軸線a4與機(jī)構(gòu)1的軸線a3對齊。輪51安裝成與這兩個(gè)機(jī)構(gòu)1的軸43整體地旋轉(zhuǎn)，而輪54安裝成與軸53整體地旋轉(zhuǎn)。鏈條52連接輪51和輪54。因此，各種機(jī)構(gòu)1的運(yùn)動(dòng)使得在軸53處回收能量成為可能，例如通過將該軸53聯(lián)接到發(fā)生器。軸53于是構(gòu)成了用于回收能量的軸。

所述機(jī)器還包括連接連桿60，所述連接連桿與這兩個(gè)機(jī)構(gòu)1聯(lián)接，從而確保它們的同步以及振蕩的顯著降低。連接連桿60包括中心主體61，所述中心主體連接位于其縱向端部處的兩個(gè)頭部62。每個(gè)頭部61包括其中容納有滾珠軸承64的環(huán)形部分63。另選地，該環(huán)形部分63可包括適用于預(yù)期應(yīng)用的任何類型的軸承。每個(gè)滾珠軸承64包括外環(huán)65、內(nèi)環(huán)66和一排滾珠67。在內(nèi)環(huán)66中容納有套管68，所述套管包括用于接納機(jī)構(gòu)1的軸21的偏心開口69。套管68與軸21成一體并且可在滾珠軸承64中以旋轉(zhuǎn)方式運(yùn)動(dòng)。因此，每個(gè)機(jī)構(gòu)1的軸21在連接連桿60的頭部61之一中以旋轉(zhuǎn)方式運(yùn)動(dòng)。

在圖20和圖21中，機(jī)構(gòu)1靠得更近。元件14和24朝機(jī)器的中心取向。聯(lián)接到連接連桿60的軸21靠得更近。

在圖22和圖23中，機(jī)構(gòu)1相距較遠(yuǎn)。元件14和24朝機(jī)器的側(cè)面取向。聯(lián)接到連接連桿60的軸21相距較遠(yuǎn)。

在機(jī)構(gòu)1的運(yùn)動(dòng)期間，并且更具體地講在其單元10和20的運(yùn)動(dòng)期間，連接桿60水平地固定且可垂直地運(yùn)動(dòng)。雖然理論上連接連桿60可在空間中自由運(yùn)動(dòng)，但其無法以水平運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，因?yàn)槠湓谄胶鈺r(shí)定位在這兩個(gè)機(jī)構(gòu)1之間。連接連桿60由在阻力與柔性之間具有良好折衷的一種或多種材料制成，這是由于連接連桿60受到較大應(yīng)力。

在圖24中，在機(jī)器的操作期間在不同位置中部分地示出了連接連桿60。更具體地講，圖24示出了與圖19至圖23中的左側(cè)機(jī)構(gòu)1聯(lián)接的連接連桿60的左頭部62。在右側(cè)位置中所示的元件21,a2,61和62在較高位置中標(biāo)記為21',a2',61'和62'，在左側(cè)位置中標(biāo)記為21”,a2”,61和62，并且在較低位置中標(biāo)記為21”',a2”',61”'和62”'。限定了頭部62、滾珠軸承64和套管68的中心軸線a0。該軸線a0構(gòu)成機(jī)構(gòu)1的運(yùn)動(dòng)期間軸線a2的旋轉(zhuǎn)軸線。還在軸線a0與a2之間限定了恒定半徑r60。最后，限定了連接連桿60向上和向下的垂直偏差d60。偏差d60等于半徑r60。作為非限制性示例，軸21的直徑等于30毫米，外環(huán)65的外徑等于140毫米，內(nèi)環(huán)66的內(nèi)徑等于110毫米，并且半徑r60等于20毫米。因此，連接連桿60向上的垂直偏差d60等于20毫米，并且向下的垂直偏差d60等于20毫米。

這兩個(gè)臂14被設(shè)置成相對于彼此錯(cuò)開半轉(zhuǎn)。相似地，這兩個(gè)臂24被設(shè)置成相對于彼此錯(cuò)開半轉(zhuǎn)。馬達(dá)在左側(cè)或右側(cè)始終具有相同數(shù)量的臂14或24。每個(gè)相位對應(yīng)于機(jī)構(gòu)1的半轉(zhuǎn)(180°)旋轉(zhuǎn)。

在360°旋轉(zhuǎn)期間，這兩個(gè)機(jī)構(gòu)1同時(shí)處于死點(diǎn)(力矩m1和m2不存在)且同時(shí)在推力位置中，每個(gè)位置對應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)中的氣體燃燒。

圖25示出了根據(jù)圖19的變型，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)類型的根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)機(jī)器的另一個(gè)示例。發(fā)動(dòng)機(jī)包括根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)機(jī)構(gòu)1，每個(gè)機(jī)構(gòu)裝配有其自身的鐘擺4。鐘擺4直接懸掛在基部3上并連續(xù)布置。在機(jī)構(gòu)1的運(yùn)動(dòng)期間，并且更具體地講在其單元10和20的運(yùn)動(dòng)期間，連接連桿60水平地固定且可垂直地運(yùn)動(dòng)。

圖26示出了將連接連桿60連接至機(jī)構(gòu)1的另一種方式。開口69形成于套管68的中心并且以軸線a0為中心。偏心部件70介于軸21與連接連桿60之間。部件70包括細(xì)長主體71以及與主體71成一體的圓柱形曲柄銷72。開口73形成于主體71中。軸21設(shè)置在孔口73中并且固定至主體71，例如借助于按鍵74或通過任何其他裝置進(jìn)行固定。軸21和開口73以軸線a2為中心。曲柄銷72設(shè)置在套管68的開口69中，以軸線a0為中心。該軸線a0構(gòu)成機(jī)構(gòu)1的運(yùn)動(dòng)期間軸線a2的旋轉(zhuǎn)軸線。

根據(jù)另一個(gè)未示出的變型，旋轉(zhuǎn)機(jī)器包括以平行和連續(xù)這兩種方式布置的四個(gè)鐘擺機(jī)構(gòu)1。兩對機(jī)構(gòu)1平行布置并且彼此同步化。在每對內(nèi)，兩個(gè)機(jī)構(gòu)連續(xù)布置并且彼此同步化。在一轉(zhuǎn)期間，所述機(jī)器在機(jī)構(gòu)1的每四分之一轉(zhuǎn)(90°)時(shí)產(chǎn)生一次推力。

根據(jù)另一個(gè)未表示的變型，旋轉(zhuǎn)機(jī)器包括具有平行和連續(xù)布置的鐘擺4的八個(gè)機(jī)構(gòu)1。在一轉(zhuǎn)期間，所述機(jī)器在機(jī)構(gòu)1的每八分之一轉(zhuǎn)(45°)時(shí)產(chǎn)生一次推力。

在圖1至圖26中，出于簡化原因，放大了某些運(yùn)動(dòng)和距離，這是由于例如鐘擺4有側(cè)向偏差。

在實(shí)施過程中，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，機(jī)構(gòu)1和所述機(jī)器可不與圖1至圖26相符。

例如，鏈條和嵌齒輪形式的傳動(dòng)系統(tǒng)可被替換為萬向接頭的系統(tǒng)或任何其他適于所討論的應(yīng)用的運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)。

另外，上述不同實(shí)施例和變型的技術(shù)特性可整體地結(jié)合在一起或其中的一些可結(jié)合在一起。因此，機(jī)構(gòu)1和所述機(jī)器可以在成本、功能和性能方面進(jìn)行調(diào)整。