專利名稱：流體輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在流體中作旋轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)，特別是直接作用在流體上的推進部件。
技術(shù)背景中國專利CN1177558和CN1177559分別公開了兩種功能相近裝置的結(jié)構(gòu)。它們的共同缺點 是，受力且轉(zhuǎn)動的葉片只有一端被連接軸支撐，轉(zhuǎn)動的連接軸必須同時承擔巨大的彎矩和徑向推力，在高 速運轉(zhuǎn)時必定會產(chǎn)生劇烈的振動，這極易導致葉片脫落、連接軸斷裂、軸承損壞等一系列嚴重問題。同樣 嚴重的是，支撐所有葉片連接軸的主軸也只有一端被支撐，主軸也必然同時承擔巨火的彎矩和徑向推力， 在高速運轉(zhuǎn)時同樣會產(chǎn)生劇烈的振動，這極易產(chǎn)生主軸斷裂等嚴重問題。另外，葉片與其連接軸之間的連 接方式也不可靠，受力時葉片容易彎曲，使裝置的效率降低，甚至喪失應有的功能。因此這兩種裝置均不 具有實用的價值，也未見有實際使用的報道。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是，設(shè)計一種新型的在流體中旋轉(zhuǎn)的裝置(流體輪)，從結(jié)構(gòu)上對上述裝置 中連接葉片的軸以及主軸的連接方式進行改進，使裝置受力均衡，減小振動，降低故障發(fā)生的概率，提高 裝置的實用性。本發(fā)明的另一個目的是，對葉片的固定方式進行改進，提高其承受大負載的能力。下面介紹本發(fā)明的技術(shù)方案。作為一種在流體中旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)的流體輪，包括一個主軸、兩個以上且與 主軸平行的行星軸。主軸的一端或兩端與支撐它的外部裝置固定連接。每個行星軸上鑲有同軸行星輪。每 個行星軸上還鑲有葉片，相鄰的兩個行星軸上的葉片的夾角均為180°除以行星軸數(shù)量的得數(shù)。主軸與所 有行星軸通過兩個以上的連軸器轉(zhuǎn)動連接，連軸器安裝在行星軸的兩側(cè)，因而把葉片包含在內(nèi)側(cè)。所有連 軸器與1個或多個連桿固定連接，這樣所有連軸器與連桿組成了繞主軸公轉(zhuǎn)的框架，行星軸被框架帶動進 行公轉(zhuǎn)的同時，自身又帶動葉片在連軸器內(nèi)自轉(zhuǎn)。連軸器上安裝有至少一個受力輪，受力輪與主軸同軸且 與連軸器固定連接。主軸上還安裝有方向軸，方向軸套裝在主軸外并與主軸轉(zhuǎn)動連接。方向軸上固定連接 一個或多個方向桿。方向軸上還安裝有與行星輪對應的同軸方向輪，方向輪與方向軸固定連接，所有方向 輪之間固定連接。每個方向輪的半徑(或齒數(shù))與對應的行星輪的半徑(或齒數(shù))之比均為0.5，它們之間 用同向傳動的機構(gòu)連接，例如行星輪和方向輪可以設(shè)計成齒輪，它們之間用傳動齒輪連接；行星輪和方向 輪也可以設(shè)計成鏈輪，它們之間用鏈條連接；行星輪和方向輪還可以設(shè)計成滑輪，它們之間用皮帶連接。 所有行星輪與同軸葉片可以是固定無縫連接。在此基礎(chǔ)上，其中的若干種結(jié)構(gòu)可以設(shè)計成含有下列一個或 多個技術(shù)特征所有行星軸圍繞主軸中心線軸對稱分布；所有行星軸中心線距主軸中心線的距離相等；葉 片的面基本上是矩形或圓角矩形。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在結(jié)構(gòu)上作了三個方面的改進。 一是在連軸器的另一端增加了連軸器，從而 把連接葉片行星軸的兩端都進行了支撐；二是將主軸的兩端都延伸到連軸器的外側(cè)，并可以與外部裝置固 定連接；三是給出了將行星軸、行星輪和葉片直接無縫連接在一起的一個方案。這三個方面結(jié)構(gòu)上的改進 產(chǎn)生了以下技術(shù)效果結(jié)構(gòu)受力均衡，葉片變形和軸振動的可能性顯著減小，裝置運行穩(wěn)定，故障發(fā)生的 概率大幅度降低，大大延長了裝置的使用壽命，顯著提高了實用性能。不僅如此，結(jié)構(gòu)上的改變使該裝置 具備了相對獨立性。與作用于地面的車輪相對應，流體輪作用于流體，同樣產(chǎn)生垂直于軸向的推力。與汽 車輪相對應，除了都有主軸外(流體輪增加了方向軸)，流體輪的連軸器及其連桿組成的框架起到輪輻的 支撐作用，連軸器與主軸(或方向軸)的轉(zhuǎn)動連接的軸套部分起輪轂的作用，行星軸起輪輞的作用，葉片 直接作用于流體而起輪胎的作用。簡單地說，流體輪就是作用于流體上的輪子，對它施加轉(zhuǎn)矩，就能有效 地推動流體中的物體沿指定的方向前進。流體輪作為一個相對獨立的部件，將被人們逐步地認識和重視， 人們可能會象研究車輪和螺旋槳一樣對它展開深入的研究，使之發(fā)揮更大的作用。因此這種結(jié)構(gòu)上的改變 在技術(shù)上會產(chǎn)生顯著的和實質(zhì)性的進步。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的說明。 圖l是一種流體輪的正視圖。 圖2是圖1的側(cè)視圖。 圖3是圖1的俯視圖。圖4是一種具有4個行星軸的流體輪的原理示意圖。
具體實施方式
現(xiàn)結(jié)合一個實施例(參見圖1至圖3)進行結(jié)構(gòu)說明。在本例中流體輪包括一個主軸 [l]、兩個與主軸平行的行星軸[2、 3],這三個軸處于同一平面，且間距相等。主軸[l]的一端或兩端與支 撐它的外部裝置固定連接。主軸[1]與兩個行星軸[2、 3]通過兩個連軸器[4、 5]轉(zhuǎn)動連接，這兩個連軸器 由兩個連桿[6、 7]固定連接在一起。圖中上、下行星軸上分別鑲有兩個同軸行星輪[8、 9和10、 11],另 外每個行星軸上還鑲有一個葉片[12、 13],葉片沿行星軸中心線對稱布置，兩個葉片互相垂直，并且布置 于兩個連軸器的內(nèi)側(cè)。每個行星軸上的兩個行星輪都位于葉片的兩側(cè)，它們與葉片無縫固定連接。連軸器 [14、 15]上分別安裝有兩個受力輪[16、 17]，受力輪與主軸同軸且與連軸器固定連接。主軸上還安裝有一 個方向軸[18],方向軸套裝在主軸外并與主軸轉(zhuǎn)動連接。方向軸上固定連接了2個與行星輪對應的方向輪 [19、 20],兩個方向輪之間固定連接。在本例中方向輪和行星輪都設(shè)計為齒輪，方向輪的齒數(shù)與對應的行 星輪的齒數(shù)之比均為0.5，它們分別與安裝在連桿上的傳動齒輪[21、 22和23、 24]嚙合連接，傳動齒輪均 可以在連桿上轉(zhuǎn)動。方向軸上還固定連接了2個方向桿[25、 26]。 2個行星軸圍繞主軸中心線軸對稱分布； 2個行星軸中心線距主軸中心線的距離相等；葉片的面是矩形。因此所有連軸器與連桿組成了繞主軸(或 方向軸)公轉(zhuǎn)的框架，行星軸被框架帶動進行公轉(zhuǎn)的同時，自身又帶動葉片在連軸器內(nèi)自轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)的速度 由方向輪通過傳動齒輪和行星輪控制，在方向輪不轉(zhuǎn)的情況下，自轉(zhuǎn)的速度是公轉(zhuǎn)速度的一半?，F(xiàn)結(jié)合另一個實施例(參見圖4)說明流體輪受力和運轉(zhuǎn)過程。本例中的行星軸共有4個，因此葉片 也有4個。假定流體是靜止的，對受力輪[27]施加順時針方向的轉(zhuǎn)動力矩，例如由電動機帶動受力輪順時 針旋轉(zhuǎn)。受力輪順時針旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩通過連軸器[28、 29]和行星軸[30、 31、 32、 33]傳遞到各自的葉片上， 總體上葉片對流體產(chǎn)生向左的推力，導致流體輪向右運動，與此同時，流體輪還繞主軸順時針旋轉(zhuǎn)，葉片 也順時針旋轉(zhuǎn)，但轉(zhuǎn)速為流體輪轉(zhuǎn)速的一半。當流體輪順時針旋轉(zhuǎn)90度時，4個葉片則順時針旋轉(zhuǎn)了 45 度。不論在此位置還是其它位置，流體對這4個葉片的作用力的合力使流體輪向右運動。因此在外部轉(zhuǎn)矩 對受力輪的持續(xù)作用下，流體輪能夠連續(xù)不斷地前進。操作方向桿[34],力矩可以通過方向輪、傳動齒輪、 行星輪、行星軸傳導至葉片，使葉片改變角度，從而可以帶動流體輪改變前進的方向。
權(quán)利要求
1. 作為一種在流體中旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)的流體輪，包括一個主軸[1]、兩個以上且與主軸平行的行星軸[2、3]，每個行星軸上鑲有同軸行星輪[8、9或10、11]，每個行星軸上還鑲有葉片[12或13]，主軸與所有行星軸通過連軸器[4、5]轉(zhuǎn)動連接，連軸器上安裝有受力輪[16、17]，受力輪與主軸同軸且與連軸器固定連接，主軸上安裝有方向軸[18]，方向軸套裝在主軸外并與主軸轉(zhuǎn)動連接，方向軸上安裝有與行星輪對應的同軸方向輪[19、20]，方向輪與方向軸固定連接，每個方向輪的半徑與對應的行星輪的半徑之比為0.5，它們之間用同向傳動的機構(gòu)連接，其特征在于主軸[1]與所有行星軸[2、3]通過兩個或多個連軸器[4、5]轉(zhuǎn)動連接，至少有兩個連軸器分布于行星軸的兩端，所有連軸器與1個或多個連桿[6、7]固定連接并組成繞主軸公轉(zhuǎn)的框架。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體輪，其特征在于所有行星輪與同軸葉片無縫固定連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的流體輪，其特征在于主軸的兩端與支撐它的外部裝置固定連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在流體中作旋轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)。流體輪包括一個主軸、兩個以上且與主軸平行的行星軸。每個行星軸上鑲有同軸行星輪和葉片，所有行星輪與同軸葉片固定無縫連接。主軸與所有行星軸通過兩個以上的連軸器轉(zhuǎn)動連接，所有連軸器與一個或多個連桿固定連接。連軸器上安裝有至少一個受力輪。主軸上安裝有方向軸，方向軸上安裝有與行星輪對應的同軸方向輪，它們之間用同向傳動機構(gòu)連接。方向軸上還固定連接方向桿。與作用于地面的車輪相對應，流體輪作用于流體，產(chǎn)生垂直于軸向的推力，同時也可用于把流體的動能轉(zhuǎn)化為機械能。
文檔編號B63H23/00GK101229847SQ20071000665
公開日2008年7月30日 申請日期2007年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月22日
發(fā)明者姜海波 申請人:中國人民解放軍海軍節(jié)能技術(shù)研究中心