Устройство для преобразования механической энергии



Устройство для преобразования механической энергии
Устройство для преобразования механической энергии
Устройство для преобразования механической энергии
Устройство для преобразования механической энергии

 


Владельцы патента RU 2509916:

Пасхальний Григорий Петрович (RU)

Изобретение относится к области энергетики и касается использования преобразованной разности приложенных сил для вращения ротора. Устройство для преобразования энергии содержит вал и рычаги. Рычаги взаимодействуют с элементами. Элементы установлены на валу. Вал имеет выполненную соосно с ним полость. В полости размещена каретка. Каретка установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения. На поверхности каретки выполнена, по меньшей мере, одна выемка с укосом вдоль оси вала. С выемкой точечно контактирует вращающийся шарик. Шарик установлен с возможностью воспринимать энергию приложенного для перемещения каретки усилия и передавать ее для преобразования в момент сил, вращающий вал, исполнительному механизму. Механизм представляет собой систему рычагов и состоит из расчетного количества рычагов. Рычаги установлены с возможностью точечного принятия и точечной передачи приложенных к ним сил таким образом, что выходное усилие предыдущего рычага является входным для следующего. В качестве элементов, установленных на валу, с которыми взаимодействуют рычаги, устройство содержит жестко закрепленные на валу кронштейны. Свободные концы кронштейнов установлены в узлах. Узлы представляют собой рамки. В рамках в плотном точечном контакте с рамками и друг с другом закреплены кронштейны и рычаги. Техническим результатом является разработка экологичного автономного устройства, использующего преобразованную разность приложенной силы для вращения ротора. 4 ил.

 

Изобретение относится к области энергетики и касается использования преобразованной разности приложенных сил для вращения ротора.

Известен преобразователь энергии ветра и волн, который содержит связанные с помощью рычагов вращающиеся платформы. На каждой платформе установлена лопасть. Преобразователь энергии содержит также кинематически связанные преобразователь движения и узел изменения ориентации и фиксации положения лопасти, взаимодействующей с флюгером (RU 2254494, 10.09.2003 г., F03D 5/04).

К недостаткам известного преобразователя энергии можно отнести сложность конструкции и невозможность применения на суше.

Известно также устройство для преобразования энергии ветра, течения реки, волн, содержащее вал, кинематически связанный с электрогенератором, и радиальные рычаги, взаимодействующие с обгонными муфтами, установленными на валу, при этом сцепление муфт с радиальными рычагами происходит по очереди (RU 2409763, 14.01.2009, F03D 5/06).

Недостатком данного устройства является привязанность его к природному источнику энергии.

Задачей, поставленной перед изобретением, является разработка экологичного автономного устройства, использующего преобразованную разность приложенной силы для вращения ротора.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для преобразования энергии, содержащем вал и рычаги, взаимодействующие с элементами, установленными на валу, вал имеет выполненную соосно с ним полость, в которой размещена каретка, установленная с возможностью возвратно-поступательного перемещения, на поверхности которой выполнена, по меньшей мере, одна выемка с укосом вдоль оси вала, с которой точечно контактирует вращающийся шарик, установленный с возможностью воспринимать энергию приложенного для перемещения каретки усилия и передавать ее для преобразования в момент сил, вращающий вал, исполнительному механизму, представляющему собой систему рычагов, состоящую из расчетного количества рычагов, установленных с возможностью точечного принятия и точечной передачи приложенных к ним сил таким образом, что выходное усилие предыдущего рычага является входным для следующего, при этом в качестве элементов, установленных на валу, с которыми взаимодействуют рычаги, устройство содержит жестко закрепленные на валу кронштейны, свободные концы которых установлены в узлах, представляющих собой рамки, в которых в плотном точечном контакте с рамками и друг с другом закреплены кронштейны и рычаги.

На прилагаемых чертежах представлено: на фиг.1 - общий вид устройства с разрезом полой части вала; на фиг.2 - вид А на общий вид устройства; на фиг.3 - вид сверху на общий вид устройства; на фиг.4 - разрез Б-Б общего вида устройства.

Устройство состоит из рамы 1 с закрепленными в ней двумя подшипниковыми узлами 2, в которых установлен многокронштейновый вал 3. В передней части вала 3, внутри него и соосно с ним, выполнена полость 4, в которой с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлена каретка 5 с выполненными на ее поверхности гнездами 6, в которых размещены шарики 7, установленные в желобах 8 с возможностью свободного движения в них. Свободный конец каретки 5, выходящий наружу из полости 4 вала 3, соединен через подшипниковый узел 9 с малым плечом управляющего работой устройства рычага 10, на большом плече которого установлена рукоять 11 с фиксатором 12 управляющего рычага 10 в шкале сектора 13.

На поверхности каретки 5 выполнены с укосом вдоль оси вала две выемки 14, в которых установлена пара шариков 15, контактирующих со штоками 16, установленными в теле вала 3 напротив друг друга и закрепленных в рамке 17, охватывающей вал 3 и являющейся входным элементом исполнительного механизма устройства. Рамка 17 жесткой связкой 18 соединена с узлом 19, в котором размещена двухсторонняя точка опоры первого рычага 20 в виде шариков 21, установленных в точечном контакте с планками узла 19 и с рычагом 20 с двух его противоположных сторон.

Рычаг 20 является первым рычагом исполнительного механизма устройства, который представляет собой единую рычажную систему, состоящую из расчетного количества взаимосвязанных рычагов, установленных на кронштейнах вала 3, с возможностью взаимодействия друг с другом в так называемых узлах, включающих шарики 21, плотно прижатые к рычагам, кронштейнам и планкам, образующим данные узлы, и обеспечивающие их точечный контакт. Описанная конструкция исполнительного механизма вместе с валом образует ротор устройства.

Большое плечо рычага 20 установлено в узле 22, жестко соединенном связкой 23 с узлом 24, в котором установлено малое плечо рычага 25.

Двухсторонняя точка опоры рычага 25 в виде шариков 21 размещена в узле 26, в котором она точечно контактирует с большим плечом рычага 27, а большое плечо рычага 25 в свою очередь контактирует в узле 28 с первым относительно управляющего рычага 10 кронштейном 29 вала 3.

Малое плечо рычага 20 установлено в узле 30, жестко соединенном связкой 31 с узлом 32, в котором установлено большое плечо рычага 33, а его двухсторонняя точка опоры в виде шариков 21 размещена в узле 34 связки 35 с узлом 36, в котором установлена двусторонняя точка опоры в виде шариков 21 коленчатого рычага 37, находящегося в одной плоскости с кронштейном 38 вала 3.

На фиг.2 видно, что рычаги 20 и 25 установлены параллельно друг другу и перпендикулярно оси вращения вала 3 и образуют вместе с кронштейном 29 вала 3 первую рычажную ячейку, инициирующую передачу преобразованной разности суммарной величины приложенных сил на ведущий кронштейн 39 исполнительного механизма устройства.

Вторую рычажную ячейку образуют кронштейны 40 и 41 вала 3 вместе с коленчатым рычагом 42, установленные в одной плоскости с кронштейном 43 и рычагом 37, который своим малым плечом через узел 44 соединен с кронштейном 38, а большим плечом через узел 45 соединен с кронштейном 43. Двухсторонняя точка опоры рычага 27 размещена в узле 46, спаренном с узлом 47, в котором аналогично узлу 36 установлена двухсторонняя точка опоры коленчатого рычага 42. Одно плечо рычага 42 соединено узлом 48 с кронштейном 40, а другое его плечо соединено узлом 49 с кронштейном 41.

Третью рычажную ячейку (см. фиг.4) образуют коленчатый рычаг 50 и кронштейн 51 вала 3, установленные в одной плоскости перпендикулярно оси вращения вала 3.

Между второй и третьей рычажными ячейками размещен кронштейн 52 вала 3, соединенный посредством узла 53 с малым плечом рычага 27. Конец кронштейна 52 соединен с узлом 54, спаренным с узлом 55, в котором размещена двухсторонняя точка опоры коленчатого рычага 50, который своим малым плечом соединен посредством узла 56 с кронштейном 51 вала 3.

Малое плечо рычага 33 посредством узла 57 соединено с малым плечом последнего рычага 58, двухсторонняя точка опоры которого размещена в узле 59, спаренном с узлом 60, в котором размещено большое плечо коленчатого рычага 50. Большое плечо последнего рычага 58 посредством узла 61, связки 62 и узла 63 воздействует на конец ведущего кронштейна 39 вала 3, являющегося частью выходного вала 64 ротора устройства.

Устройство работает следующим образом.

Конструкция заявляемого устройства позволяет преобразовывать механическую энергию силы, приложенной к управляющему рычагу 10 через исполнительный рычажный механизм в энергию реверсивного вращения ротора.

Для приведения устройства во вращение в одну из сторон перемещают управляющий рычаг 10 таким образом, что фиксатор 12 переходит в положение, например, «+» на шкале сектора 13. При этом происходит передача приложенной к большому плечу рычага 10 силы малым плечом рычага 10 через подшипниковый узел 9 на каретку 5, которая, перемещаясь вправо внутри полости 4 (см. фиг.1), укосной поверхностью выемки 14 давит на шарик 15, который воздействует на шток 16, который передает усилие на рамку 17 и далее через связку 18 в узел 19, в котором при передаче усилия на нижнюю точку опоры первого рычага 20 происходит первое преобразование реакции от приложенной силы.

Рычаг 20 распределяет приложенную к нему силу передаточным отношением своих малого и большого плеч в виде разных суммарных величин вверх по обе стороны вала 3.

Большим плечом рычаг 20 преобразованный момент меньшей силы передает через узел 22, связку 23 и узел 24 на малое плечо рычага 25, верхняя точка опоры которого через шарик 21 передает преобразованный результирующий момент силы через нижний шарик 21 узла 26 на большое плечо рычага 27, а большим плечом рычаг 25 преобразованный момент меньшей силы передает через шарик 21 в узле 28 на кронштейн 29. Меньшим плечом рычаг 20 одновременно передает преобразованный момент большей силы через узел 30, связку 31 и узел 32 на большое плечо рычага 33, который верхней точкой опоры передает преобразованный результирующий момент силы с первой рычажной ячейки на вторую через узел 34, связку 35, узел 36 на точку опоры коленчатого рычага 37, который малым плечом передает преобразованный момент большей силы через узел 44 на кронштейн 38, а большим плечом передает преобразованный момент меньшей силы через узел 45 на кронштейн 43.

Рычаг 27 верхней точкой опоры передает результирующий момент силы с первой рычажной ячейки на вторую рычажную ячейку через узел 46 и спаренный с ним узел 47 на верхнюю точку опоры коленчатого рычага 42, который правым плечом (см. фиг.2) передает момент силы через узел 49 на кронштейн 41, а его левое плечо передает момент силы через узел 48 на кронштейн 40. Одновременно рычаг 27 малым плечом в узле 53 передает преобразованный момент большей силы на кронштейн 52.

Рычаг 33 малым плечом передает преобразованный момент большей силы через узел 57 на малое плечо последнего рычага 58, который нижним шариком 21 точки опоры передает результирующий момент силы на третью рычажную ячейку через узел 59, спаренный с ним узел 60 на большое плечо коленчатого рычага 50, который преобразованный результирующий момент силы через спаренные узлы 55 и 54 передает на конец кронштейна 52. Малым плечом рычаг 50 передает преобразованный момент большей силы через узел 56 на кронштейн 51.

Большое плечо рычага 58 передает преобразованный момент меньшей силы через узел 61, связку 62 и узел 63 на конец ведущего кронштейна 39, приводя во вращение вал 3, который сопряжен с выходным валом 64 ротора.

Для торможения вала 3 и смены направления его вращения рукоятью 11 переводят управляющий рычаг 10 в нейтральное положение фиксатора 12 и в положение «--» шкалы сектора 13. Движение каретки 5 в этом случае происходит в левую сторону внутри полости 4 (см. фиг.1), и укосная поверхность нижней выемки 14 давит на шарик 15, который воздействует на шток 16, который передает усилие на рамку 17 и далее через связку 18 в узел 19, в котором передача усилия происходит на верхнюю точку опоры первого рычага 20, где происходит первое преобразование реакции от приложенной силы и работа исполнительного рычажного механизма происходит аналогично описанной, но с передачей преобразованных моментов сил через шарики 21, установленные в узлах оппозитно тем, которые были задействованы при нахождении фиксатора 12 в положении «+» шкалы сектора 13.

Техническим результатом заявляемого устройства является возможность использования преобразованной разности приложенных сил для вращения ротора в автономном экологичном устройстве. Такой результат достигается тем, что конструкция системы рычагов исполнительного механизма преобразует меньшую составляющую приложенной силы F1 и большую составляющую приложенной силы F2, которые направлены по одной линии действия в противоположные стороны, при этом их равные суммарные величины взаимно компенсируются без остатка, а некомпенсированная разность приложенной силы F3(F2-F1=F3), используется путем преобразования ее в момент силы, который выводит ротор из состояния покоя, приводя его в регулируемое реверсное вращение или торможение.

Устройство для преобразования энергии, содержащее вал и рычаги, взаимодействующие с элементами, установленными на валу, отличающееся тем, что вал имеет выполненную соосно с ним полость, в которой размещена каретка, установленная с возможностью возвратно-поступательного перемещения, на поверхности которой выполнена, по меньшей мере, одна выемка с укосом вдоль оси вала, с которой точечно контактирует вращающийся шарик, установленный с возможностью воспринимать энергию приложенного для перемещения каретки усилия и передавать ее для преобразования в момент сил, вращающий вал, исполнительному механизму, представляющему собой систему рычагов, состоящую из расчетного количества рычагов, установленных с возможностью точечного принятия и точечной передачи приложенных к ним сил таким образом, что выходное усилие предыдущего рычага является входным для следующего, при этом в качестве элементов, установленных на валу, с которыми взаимодействуют рычаги, устройство содержит жестко закрепленные на валу кронштейны, свободные концы которых установлены в узлах, представляющих собой рамки, в которых в плотном точечном контакте с рамками и друг с другом закреплены кронштейны и рычаги.



 

Похожие патенты:

Изобретения относятся к системам и способам накопления энергии. Система для накопления энергии содержит по меньшей мере одно тело, полую шахтную конструкцию.

Изобретение относится к области энергетики. Способ получения энергии основан на использовании энергии взрыва.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано в машиностроении. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к импульсно-инерционным движителям, и может быть использовано в любых видах транспортных средств. .

Изобретение относится к энергетике, а именно к системам преобразования тепловой энергии. .

Изобретение относится к энергетике и предназначено для использования энергетического потенциала гравитационного поля Земли и энергии упругости при трансформации энергии взрыва.

Изобретение относится к движителям для транспортных средств. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к инерционным установкам (двигателям) - устройствам, устанавливаемым на колесные тракторы с задним приводом вала отбора мощности, аккумулирующим механическую энергию вращения и передвижения грузов, в целях преодоления кратковременных нагрузок на двигатель и трансмиссию, увеличения их эксплуатационной долговечности, снижения общего расхода топлива. Устройство - лепестковый аккумулятор инерции содержит плоский маховик. Маховик выполнен разнолепестковым и содержит вырезы. В вырезах установлены направляющие с подвижными дисбалансными грузами. Грузы поджаты возвратными пружинами. Техническим результатом является увеличение эксплуатационной долговечности двигателя и трансмиссии трактора, снижение общего расхода топлива и повышение производительности транспорта при его применении при высокой надежности, низкой себестоимости, удобстве в обслуживании и эксплуатации, достаточно простой конструкции и простоте изготовления заявленного изобретения. 2 ил.

Изобретение относится к приводам для перемещения. Инерционный движитель состоит из основания, на котором закреплены две стойки. В одной стойке закреплен отдельный электродвигатель, на вал которого посажено колесо с электромагнитными катушками и токосъемными щетками. Стойка соединена крепежной деталью с замкнутой диэлектрической полой трубкой. В другой стойке закреплен отдельный электродвигатель, на вал которого посажено колесо с электромагнитными катушками и токосъемными щетками. На стойках находятся токоведущие шинки, соприкасающиеся со щетками колес. Полая трубка представляет собой тор и содержит внутри себя множество металлических масс. Достигается создание инерционного движителя. 3 з.п. ф-лы, 10 ил.

Мускульное транспортное средство содержит раму и колеса, два скрепленных между собой желоба, расположенные с обеих сторон рамы и имеющие возможность поворота вокруг каретки, два ролика, перемещающихся по соответствующему желобу и вращающихся на оси с буртом кулисного камня, к которому соосно закреплена ось с буртом педали. Кулисный камень имеет возможность перемещаться в пазу кулисы, закрепленной на валу каретки. Обеспечивается равномерный износ колес. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для эндоскопического зондирования желудочно-кишечного тракта. Устройство адаптации движения капсулы содержит корпус в виде капсулы, в котором установлены источник питания, источник света, видеокамера, модуль регистрации и передачи информации, блок хранения установок измеряемых параметров состояния желудочно-кишечного тракта, датчики контроля состояния желудочно-кишечного тракта, соединенные с контроллером, и колебательный механизм, снабженный электроприводом. Колебательный механизм выполнен инерционным и содержит эксцентрик, установленный на вал электропривода, соединенного с выходом котроллера, причем плоскость вращения эксцентрика параллельна продольной плоскости, а на наружной поверхности части корпуса, имеющей цилиндрическую форму, выполнены конструктивные элементы, создающие силу сопротивления, направленную вдоль продольной оси устройства, различную при его движении вперед и назад по желудочно-кишечному тракту. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для эндоскопического зондирования желудочно-кишечного тракта. Устройство содержит корпус в виде капсулы, в котором установлены источник питания, источник света, видеокамера, модуль регистрации и передачи информации, блок хранения установок измеряемых параметров состояния наружной среды, датчики контроля состояния желудочно-кишечного тракта, связанные с контроллером, выполненным с возможностью подачи управляющего сигнала на электропривод колебательного механизма и связанным с приемником сигналов. Колебательный механизм выполнен инерционным с возможностью создания циклической знакопеременной силы инерции вдоль продольной оси корпуса, а на его наружной поверхности, имеющей цилиндрическую форму, по образующей выполнены конструктивные элементы в форме косозубой гребенки, ориентированные с возможностью создания при движении устройства назад по желудочно-кишечному тракту силы сопротивления большей, чем при движении вперед. Использование изобретения позволяет расширить арсенал средств эндоскопического зондирования желудочно-кишечного тракта. 3 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для эндоскопического зондирования желудочно-кишечного тракта. Устройство движения видеокапсулы содержит корпус в виде капсулы, в котором установлены источник питания, источник света, видеокамера, модуль регистрации и передачи информации, блок хранения установок измеряемых параметров состояния наружной среды, датчики контроля состояния желудочно-кишечного тракта, связанные с контроллером, выполненным с возможностью подачи управляющего сигнала на электропривод колебательного механизма и связанным с приемником сигналов. Колебательный механизм выполнен инерционным и содержит установленный на вал электропривода эксцентрик, плоскость вращения которого параллельна продольной оси корпуса. На наружной поверхности корпуса, имеющей цилиндрическую форму, по образующей выполнены конструктивные элементы в форме косозубой гребенки, ориентированные с возможностью создания при движении устройства назад по желудочно-кишечному тракту силы сопротивления больше, чем при движении вперед. Использование изобретения позволяет расширить ассортимент устройств эндоскопического зондирования желудочно-кишечного тракта. 3 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для автономного эндоскопического зондирования желудочно-кишечного тракта. Модуль активного перемещения видеокапсулы содержит корпус, выполненный в форме тела вращения, внутри которого установлен колебательный инерционный механизм, создающий циклическую знакопеременную силу инерции вдоль продольной оси корпуса. Колебательный инерционный механизм выполнен в виде эксцентрика, установленного на валу электропривода. На наружной поверхности части корпуса устройства выполнены конструктивные элементы, создающие силу сопротивления, направленную вдоль продольной оси корпуса, различную при движении модуля вперед и назад по желудочно-кишечному тракту. Использование изобретения позволяет расширить ассортимент устройств эндоскопического зондирования желудочно-кишечного тракта. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам эндоскопического зондирования желудочно-кишечного тракта. Видеокапсула содержит корпус, в котором установлены источник питания, источник света, видеокамера, модуль регистрации и передачи информации, блок хранения установок измеряемых параметров состояния наружной среды, датчики контроля состояния желудочно-кишечного тракта и блок модуляции режима активного движения, содержащий колебательный инерционный механизм, создающий циклическую знакопеременную силу инерции вдоль продольной оси видеокапсулы и обеспечивающий принудительное продвижение ведеокапсулы по желудочно-кишечному тракту. Колебательный инерционный механизм выполнен в виде электропривода с эксцентриком, установленным на его валу. Блок модуляции режима активного движения содержит контроллер анализа состояния желудочно-кишечного тракта, соединенный с приводом колебательного инерционного механизма и с приемником сигналов от внешнего устройства, соединенным с контроллером. На образующей наружной поверхности участка корпуса выполнены конструктивные элементы в форме косозубой гребенки, создающие силу сопротивления, направленную вдоль продольной оси устройства, различную при его движении вперед и назад по желудочно-кишечному тракту. Использование изобретения позволяет расширить арсенал средств эндоскопического зондирования желудочно-кишечного тракта. 3 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам эндоскопического зондирования желудочно-кишечного тракта. Колебательный механизм движения для перемещения устройства эндоскопического зондирования, содержащего корпус в виде капсулы, в котором установлены источник питания, источник света, видеокамера, модуль регистрации и передачи информации, блок хранения установок измеряемых параметров состояния наружной среды, датчики контроля состояния желудочно-кишечного тракта, связанные с контроллером, соединенным с электроприводом колебательного механизма и приемником сигналов, выполнен инерционным и содержит два равных по массе эксцентрика, выполненных с возможностью синхронного вращения в противоположных направлениях, центры масс которых лежат в одной плоскости и расположены симметрично относительно продольной оси устройства. На наружной поверхности части цилиндрического корпуса по образующей выполнены конструктивные элементы в форме косозубой гребенки, ориентированные с возможностью создания при движении устройства назад по желудочно-кишечному тракту силы сопротивления больше, чем при движении вперед. Использование изобретения позволяет расширить ассортимент устройств для эндоскопического зондирования желудочно-кишечного тракта. 3 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам зондирования желудочно-кишечного тракта. Устройство содержит корпус в виде капсулы, имеющей головную, центральную и хвостовую части, внутри которого установлены источник питания, источник света, видеокамера, модуль регистрации и передачи информации, блок хранения установок измеряемых параметров состояния наружной среды, датчики контроля состояния желудочно-кишечного тракта. Снаружи корпуса, на его центральную и хвостовую части, установлена оболочка с гладкой наружной поверхностью, выполненная из материала, легко растворяющегося в среде желудочно-кишечного тракта, при этом внутри корпуса установлен блок модуляции режима активного движения, содержащий колебательный инерционный механизм, обеспечивающий принудительное продвижение устройства по желудочно-кишечному тракту, выполненный в виде электропривода с эксцентриком, установленным на его валу. Блок модуляции режима активного движения содержит контроллер анализа состояния желудочно-кишечного тракта, соединенный с приводом колебательного инерционного механизма и с приемником сигналов от внешнего устройства. На образующей наружной поверхности участка корпуса выполнены конструктивные элементы, в форме косозубой гребенки, создающие силу сопротивления, направленную вдоль продольной оси устройства, различную при его движении вперед и назад по желудочно-кишечному тракту. Использование изобретения позволяет расширить арсенал средств зондирования желудочно-кишечного тракта. 3 ил.
Наверх