本發(fā)明涉及機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種動(dòng)力轉(zhuǎn)化裝置及應(yīng)用該動(dòng)力轉(zhuǎn)化裝置的氣泵。

背景技術(shù)：

目前，圓周運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)化一般使用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，普通的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)僅能將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為單個(gè)方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在需要實(shí)現(xiàn)多方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的設(shè)備中需要設(shè)置多個(gè)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，但是過多的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)則會(huì)增加設(shè)備的復(fù)雜程度和重量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種新型的動(dòng)力轉(zhuǎn)化裝置和氣泵。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種動(dòng)力轉(zhuǎn)化裝置，包括：

底座，底座的表面設(shè)置有不少于4條的偶數(shù)條滑槽，所有滑槽的端點(diǎn)相交于底座中部的同一點(diǎn)，所有滑槽圍繞交點(diǎn)呈放射狀對稱均勻布置；

滑塊，滑塊的數(shù)量為滑槽數(shù)量的一半，滑塊位于底座的滑槽內(nèi)，滑塊可以在所在滑槽和與所在滑槽共線的滑槽內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)；

轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)，轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)以滑槽的交點(diǎn)為圓心；

轉(zhuǎn)動(dòng)軸，轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)上；

連桿，當(dāng)滑塊的數(shù)量為2時(shí)，連桿呈長桿形狀，連桿的兩端分別與兩個(gè)滑塊鉸接，連桿的中點(diǎn)與轉(zhuǎn)動(dòng)軸鉸接；當(dāng)滑塊的數(shù)量為大于2的自然數(shù)n時(shí)，連桿為正n邊形，連桿的n個(gè)角點(diǎn)分別與n個(gè)滑塊鉸接，連桿的幾何中心與轉(zhuǎn)動(dòng)軸鉸接。

本發(fā)明的技術(shù)方案是基于如圖1所示的數(shù)學(xué)模型，在該模型中，ab為一根已知的長度為a的連桿，ab連桿中間具有一固定點(diǎn)c，并滿足：

a點(diǎn)是沿著y軸運(yùn)動(dòng)的動(dòng)點(diǎn)，a點(diǎn)坐標(biāo)為(0，v)，b點(diǎn)是沿著x軸運(yùn)動(dòng)的動(dòng)點(diǎn)，b點(diǎn)坐標(biāo)為(u，0)，則u，v之間滿足：

u²+v²＝a²公式(2)

設(shè)c點(diǎn)坐標(biāo)為(x，y)，由公式(1)可以推出：

將公式(3)帶入公式(2)可得：

由于a，k均為常數(shù)，公式(4)為橢圓軌跡方程，當(dāng)k＝0.5(即c點(diǎn)為ab的中點(diǎn))時(shí)，公式(4)為圓的軌跡方程。基于同樣的道理，當(dāng)ab連桿被擴(kuò)展為如圖2和圖3所示的正三角形、正四邊形或其他正多邊形時(shí)，其幾何中心c點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡同樣為圓。

本發(fā)明的滑塊分別對應(yīng)上述的a、b、o、m等正多邊形的角點(diǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸對應(yīng)c點(diǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)對應(yīng)c點(diǎn)的軌跡(圓)，當(dāng)滑塊被外力驅(qū)動(dòng)發(fā)生直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)被動(dòng)的隨之旋轉(zhuǎn)；當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)被外力驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，滑塊被動(dòng)的隨之發(fā)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步的，本發(fā)明動(dòng)力轉(zhuǎn)化裝置還包括第一驅(qū)動(dòng)器，第一驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)旋轉(zhuǎn)，滑塊連接用于功率輸出的輸出件，輸出件隨滑塊發(fā)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，本發(fā)明將第一驅(qū)動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為兩個(gè)或多個(gè)方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步的，本發(fā)明動(dòng)力轉(zhuǎn)化裝置還包括第二驅(qū)動(dòng)器，第二驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸自轉(zhuǎn)，減少轉(zhuǎn)動(dòng)軸與連桿之間的摩擦。

進(jìn)一步的，所述滑槽的截面呈上窄下寬的梯形，滑塊的截面形狀與滑槽的截面形狀一致。

本發(fā)明還提供了一種氣泵，包括上述的動(dòng)力轉(zhuǎn)化裝置、“c”形輸出桿、活塞和氣室；“c”形輸出桿的第一橫桿與滑塊固定連接，第二橫桿連接活塞，活塞位于氣室內(nèi)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)的滑塊帶動(dòng)活塞不斷的往外泵氣。

進(jìn)一步的，所述第二橫桿與氣室之間采用風(fēng)琴式密封布形成動(dòng)態(tài)密封。

進(jìn)一步的，所述氣室的氣室壁上設(shè)置有進(jìn)氣口和出氣口，進(jìn)氣口處安裝有單向進(jìn)氣閥，出氣口處安裝有單向出氣閥。

有益效果：(1)本發(fā)明的動(dòng)力轉(zhuǎn)化裝置將多個(gè)方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)或橢圓周運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)化，提供了一種新的動(dòng)力轉(zhuǎn)化裝置。(2)本發(fā)明的氣泵使用動(dòng)力轉(zhuǎn)化裝置將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為兩個(gè)輸出桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，輸出桿帶動(dòng)活塞不斷的泵氣，兩個(gè)活塞的運(yùn)動(dòng)方向垂直，每個(gè)活塞可以雙向泵氣；在只使用一個(gè)動(dòng)力源的情況下，實(shí)現(xiàn)了四個(gè)不同方向的同步泵氣。

附圖說明

圖1是本發(fā)明動(dòng)力轉(zhuǎn)化裝置的數(shù)學(xué)模型圖(四條滑槽)。

圖2是本發(fā)明動(dòng)力轉(zhuǎn)化裝置的數(shù)學(xué)模型圖(六條滑槽)。

圖3是本發(fā)明動(dòng)力轉(zhuǎn)化裝置的數(shù)學(xué)模型圖(八條滑槽)。

圖4是本發(fā)明動(dòng)力轉(zhuǎn)化裝置的結(jié)構(gòu)圖。

圖5是本發(fā)明氣泵的結(jié)構(gòu)圖。

圖6是本發(fā)明氣泵的氣室的結(jié)構(gòu)圖。

圖7是本發(fā)明氣泵的氣室的剖面圖。

其中：1、底座；101、滑槽；2、滑塊；3、轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)；4、轉(zhuǎn)動(dòng)軸；5、連桿；6、輸出桿；601、第一橫桿；602、第二橫桿；7、活塞；8、氣室；9、風(fēng)琴式密封布；10、單向進(jìn)氣閥；11、單向出氣閥。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

如圖4所示，本實(shí)施例的動(dòng)力轉(zhuǎn)化裝置，包括：

底座1，底座1的表面設(shè)置有八條的滑槽101，所有滑槽101的端點(diǎn)相交于底座中部的同一點(diǎn)，所有滑槽101圍繞交點(diǎn)呈放射狀對稱均勻布置；滑槽101的截面呈上窄下寬的梯形；

兩個(gè)滑塊2，滑塊2位于底座1的任意兩個(gè)互相垂直的滑槽101內(nèi)，滑塊2的截面形狀與滑槽101的截面形狀一致(本實(shí)施例雖然在底座1上設(shè)置有八條滑槽101，但是只使用了其中四條滑槽101)；

轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)3，轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)3以滑槽101的交點(diǎn)為圓心；

轉(zhuǎn)動(dòng)軸4，轉(zhuǎn)動(dòng)軸4安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)3上；

連桿5，連桿5的兩端分別與兩個(gè)滑塊2鉸接，連桿5的中點(diǎn)與轉(zhuǎn)動(dòng)軸4鉸接；

第一電機(jī)，第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)3旋轉(zhuǎn)，滑塊2連接用于功率輸出的輸出件，輸出件隨滑塊2發(fā)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)；

第二電機(jī)，第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸4自轉(zhuǎn)。

本實(shí)施例的技術(shù)方案是基于如圖1所示的數(shù)學(xué)模型，在該模型中，ab為一根已知的長度為a的連桿，ab連桿中間具有一固定點(diǎn)c，并滿足：

a點(diǎn)是沿著y軸運(yùn)動(dòng)的動(dòng)點(diǎn)，a點(diǎn)坐標(biāo)為(0，v)，b點(diǎn)是沿著x軸運(yùn)動(dòng)的動(dòng)點(diǎn)，b點(diǎn)坐標(biāo)為(u，0)，則u，v之間滿足：

u²+v²＝a²公式(2)

設(shè)c點(diǎn)坐標(biāo)為(x，y)，由公式(1)可以推出：

將公式(3)帶入公式(2)可得：

由于a，k均為常數(shù)，公式(4)為橢圓軌跡方程，當(dāng)k＝0.5(即c點(diǎn)為ab的中點(diǎn))時(shí)，公式(4)為圓的軌跡方程。

本實(shí)施例的兩個(gè)滑塊2分別對應(yīng)ab兩點(diǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸4對應(yīng)c點(diǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)3對應(yīng)c點(diǎn)的軌跡(圓)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)3被外力驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩個(gè)滑塊2被動(dòng)的隨之發(fā)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，與滑塊2固定連接的輸出件隨之往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

實(shí)施例2

如圖5所示，本實(shí)施例的氣泵包括實(shí)施例1的動(dòng)力轉(zhuǎn)化裝置、“c”形輸出桿6、活塞7和氣室8；“c”形輸出桿6的第一橫桿601與滑塊2固定連接，第二橫桿602的上下各連接一個(gè)活塞7，每個(gè)活塞7位于一個(gè)獨(dú)立的氣室8內(nèi)，第二橫桿602與氣室8之間采用風(fēng)琴式密封布9形成動(dòng)態(tài)密封。

如圖6和圖7所示，氣室8的氣室壁上設(shè)置有進(jìn)氣口和出氣口，進(jìn)氣口處安裝有單向進(jìn)氣閥10，出氣口處安裝有單向出氣閥11；往復(fù)運(yùn)動(dòng)的滑塊2帶動(dòng)活塞7不斷的往外泵氣。

本實(shí)施例的氣泵的動(dòng)力轉(zhuǎn)化裝置的上下各具有兩個(gè)氣室8，每個(gè)氣室8分別向兩個(gè)方向泵氣，四個(gè)氣室8共實(shí)現(xiàn)四個(gè)方向泵氣。

雖然說明書中對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但這些實(shí)施方式只是作為提示，不應(yīng)限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種省略、置換和變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。