一种电磁传动单元及其发动机的制作方法

文档序号:29352557发布日期:2022-03-22 22:28阅读:67来源:国知局

1.本发明涉及动力传动领域,尤其涉及一种电磁传动单元及其发动机。


背景技术:

2.如果能够发明一种电磁传动单元可将摆动转动运动转换为定向旋转运动且将其与气缸活塞机构结合形成一种发动机,则具有重要意义。因此,需要发明一种电磁传动单元及其发动机。


技术实现要素:

3.为了解决上述问题,本发明提出的技术方案如下:
4.方案1:一种电磁传动单元,包括摆动转动结构体a、摆动转动结构体b、摆动转动结构体c、电磁对应体a1、电磁对应体a2、电磁对应体b1、电磁对应体b2和旋转结构体,所述摆动转动结构体a与所述摆动转动结构体b同向传动设置,所述摆动转动结构体a与所述摆动转动结构体c反向传动设置,所述电磁对应体a1设置在所述摆动转动结构体b上,所述电磁对应体a2设置在所述摆动转动结构体c上,所述电磁对应体b1设置在所述旋转结构体上,所述电磁对应体b2设置在所述旋转结构体上,所述电磁对应体b1与所述电磁对应体a1对应设置,所述电磁对应体b2与所述电磁对应体a2对应设置;
5.或,所述摆动转动结构体a与所述摆动转动结构体b同向传动设置,所述摆动转动结构体a与所述摆动转动结构体c反向传动设置,所述电磁对应体a1设置在所述摆动转动结构体b上,所述电磁对应体a2设置在所述摆动转动结构体c上,所述电磁对应体b1设置在所述旋转结构体上,所述电磁对应体b2设置在所述旋转结构体上,所述电磁对应体b1与所述电磁对应体a1对应设置,所述电磁对应体b2与所述电磁对应体a2对应设置,所述电磁对应体a1、所述电磁对应体a2、所述电磁对应体b1和所述电磁对应体b2中的至少一件受控制装置控制。
6.方案2:在方案1的基础上进一步使在所述电磁对应体b1和所述电磁对应体a1中的至少一件上设置闭合敞开受控绕组x,在所述电磁对应体b2和所述电磁对应体a2中的至少一件上设置闭合敞开受控绕组y,所述闭合敞开受控绕组x和所述闭合敞开受控绕组y受控制装置控制,实现所述摆动转动结构体a摆动转动驱动所述旋转结构体定向旋转。
7.方案3:在方案1的基础上进一步使在所述电磁对应体b1和所述电磁对应体a1中的一件上设置闭合敞开受控绕组x,在所述电磁对应体b1和所述电磁对应体a1中的另一件上设置设置永磁体,在所述电磁对应体b2和所述电磁对应体a2中的一件上设置闭合敞开受控绕组y,在所述电磁对应体b2和所述电磁对应体a2中的另一件上设置永磁体,所述闭合敞开受控绕组x和所述闭合敞开受控绕组y受控制装置控制,实现所述摆动转动结构体a摆动转动驱动所述旋转结构体定向旋转。
8.方案4:在方案1的基础上进一步使在所述电磁对应体b1和所述电磁对应体a1中的一件上设置闭合敞开受控绕组x,在所述电磁对应体b1和所述电磁对应体a1中的另一件上设置设置导磁体凸起结构,在所述电磁对应体b2和所述电磁对应体a2中的一件上设置闭合敞
开受控绕组y,在所述电磁对应体b2和所述电磁对应体a2中的另一件上设置导磁体凸起结构,所述闭合敞开受控绕组x和所述闭合敞开受控绕组y受控制装置控制,实现所述摆动转动结构体a摆动转动驱动所述旋转结构体定向旋转。
9.方案5:在方案1的基础上进一步使在所述电磁对应体b1上和所述电磁对应体a1上分别设置闭合绕组x,在所述电磁对应体b2上和所述电磁对应体a2上分别设置闭合绕组y,至少一个所述闭合绕组x与励磁绕组x对应设置,至少一个所述置闭合绕组y与励磁绕组y对应设置,所述励磁绕组x和所述励磁绕组y受控制装置控制,实现所述摆动转动结构体a摆动转动驱动所述旋转结构体定向旋转。
10.方案6:在方案1的基础上进一步使在所述电磁对应体b1和所述电磁对应体a1中的一件上设置电磁绕组x,在所述电磁对应体b1和所述电磁对应体a1中的另一件上设置设置永磁磁力区x,在所述电磁对应体b2和所述电磁对应体a2中的一件上设置电磁绕组y,在所述电磁对应体b2和所述电磁对应体a2中的另一件上设置永磁磁力区y,所述电磁绕组x所生产的磁场的磁极排列方式与所述永磁磁力区x相配合,所述电磁绕组y所生产的磁场的磁极排列方式与所述永磁磁力区y相配合,所述电磁绕组x和所述电磁绕组y经电环和开关与外电路连通,所述开关受控制装置控制,实现所述摆动转动结构体a摆动转动驱动所述旋转结构体定向旋转。
11.方案7:在方案1的基础上进一步使在所述电磁对应体b1和所述电磁对应体a1中的一件上设置电磁绕组x,在所述电磁对应体b1和所述电磁对应体a1中的另一件上设置设置永磁磁力区x,在所述电磁对应体b2和所述电磁对应体a2中的一件上设置电磁绕组y,在所述电磁对应体b2和所述电磁对应体a2中的另一件上设置永磁磁力区y,所述电磁绕组x所生产的磁场的磁极排列方式与所述永磁磁力区x相配合,所述电磁绕组y所生产的磁场的磁极排列方式与所述永磁磁力区y相配合,发电绕组x经整流单元与所述电磁绕组x电力连通设置,发电绕组y经整流单元与所述电磁绕组y电力连通设置,所述发电绕组x与励磁绕组x对应设置,所述发电绕组y与励磁绕组y对应设置,所述励磁绕组x和所述励磁绕组y受控制装置控制,实现所述摆动转动结构体a摆动转动驱动所述旋转结构体定向旋转。
12.方案8:在方案1的基础上进一步使在包括所述控制装置的结构中,调整所述控制装置的控制逻辑,实现所述旋转结构体按所述摆动转动结构体a所需被驱动方向驱动所述摆动转动结构体a。
13.方案9:在方案1至7任一方案的基础上进一步使所述旋转结构体与旋转惯量体传动设置。
14.方案10:在方案1至7任一方案的基础上进一步使所述旋转结构体与旋转惯量体传动设置,在包括所述控制装置的结构中,调整所述控制装置的控制逻辑,实现所述旋转惯量体按所述摆动转动结构体a所需被驱动方向驱动所述摆动转动结构体a。
15.方案11:一种应用方案1至10任一方案所述电磁传动单元的发动机,是在方案1至10任一方案所述电磁传动单元的基础上进一步使所述摆动转动结构体a与往复动子传动设置,在所述往复动子上设置活塞,所述活塞配合设置在气缸内,在所述气缸内设置燃烧室;
16.或,所述摆动转动结构体a与往复动子传动设置,在所述往复动子上设置活塞,所述活塞配合设置在气缸内,在包括所述气缸的回路内充入循环工质,所述循环工质设为氢、氦或氩,或设为氢、氦、氩其二混合物或其三混合物。
17.方案12:在方案11的基础上进一步使所述往复动子包括往复动子a、往复动子b、往复动子c和往复动子d,所述复动子a、所述往复动子b、所述往复动子c和所述往复动子d依次平行排列设置,所述复动子a和所述往复动子d同步往复运动设置,所述复动子b和所述往复动子c同步往复运动设置。
18.方案13:一种应用方案1至10任一方案所述电磁传动单元的发动机,是在方案1至10任一方案所述电磁传动单元的基础上进一步使所述摆动转动结构体a与摆动转动曲轴传动设置,所述摆动转动曲轴经连杆与活塞传动设置,所述活塞配合设置在气缸内,在所述气缸内设置燃烧室;
19.或,所述摆动转动结构体a与摆动转动曲轴传动设置,所述摆动转动曲轴经连杆与活塞传动设置,所述活塞配合设置在气缸内,在包括所述气缸的回路内充入循环工质,所述循环工质设为氢、氦或氩,或设为氢、氦、氩其二混合物或其三混合物。
20.本发明中,应根据传动及热能动力领域的公知技术,在必要的地方设置必要的部件、单元或系统等。
21.本发明中,所谓的“传动设置”是指一切联动设置,例如,固连设置、经传动件传动设置、经机构的传动,经变速机构传动设置,等等。
22.本发明的有益效果如下:机构简单、可靠性高,为自由活塞发动机等发动机的产业化铺平了道路。
附图说明
23.图1是本发明实施例1的结构布置示意图。
24.图中:
25.1摆动转动结构体a 2摆动转动结构体b 3摆动转动结构体c
26.4电磁对应体a
1 5电磁对应体a
2 6电磁对应体b
1 7电磁对应体b227.8旋转结构体
具体实施方式
28.实施例1
29.一种电磁传动单元,如图1所示,包括摆动转动结构体a1、摆动转动结构体b 2、摆动转动结构体c 3、电磁对应体a
1 4、电磁对应体a
2 5、电磁对应体b
1 6、电磁对应体b
2 7和旋转结构体8,所述摆动转动结构体a1与所述摆动转动结构体b 2同向传动设置,所述摆动转动结构体a1与所述摆动转动结构体c 3反向传动设置,所述电磁对应体a
1 4设置在所述摆动转动结构体b2上,所述电磁对应体a
2 5设置在所述摆动转动结构体c 3上,所述电磁对应体b
1 6设置在所述旋转结构体8上,所述电磁对应体b
2 7设置在所述旋转结构体8上,所述电磁对应体b
1 6与所述电磁对应体a
1 4对应设置,所述电磁对应体b
2 7与所述电磁对应体a
2 5对应设置。
30.实施例2
31.一种电磁传动单元,包括摆动转动结构体a1、摆动转动结构体b 2、摆动转动结构体c 3、电磁对应体a
1 4、电磁对应体a
2 5、电磁对应体b
1 6、电磁对应体b
2 7和旋转结构体8,所述摆动转动结构体a1与所述摆动转动结构体b 2同向传动设置,所述摆动转动结构体
7和所述电磁对应体a25中的另一件上设置导磁体凸起结构,所述闭合敞开受控绕组x和所述闭合敞开受控绕组y受控制装置控制,实现所述摆动转动结构体a1摆动转动驱动所述旋转结构体8定向旋转。
42.实施例8
43.一种电磁传动单元,其与实施例2的区别在于,在实施例2的基础上,进一步使在所述电磁对应体b
1 6和所述电磁对应体a
1 4中的一件上设置闭合敞开受控绕组x,在所述电磁对应体b
1 6和所述电磁对应体a
1 4中的另一件上设置设置导磁体凸起结构,在所述电磁对应体b
2 7和所述电磁对应体a
2 5中的一件上设置闭合敞开受控绕组y,在所述电磁对应体b
2 7和所述电磁对应体a25中的另一件上设置导磁体凸起结构,所述闭合敞开受控绕组x和所述闭合敞开受控绕组y受控制装置控制,实现所述摆动转动结构体a1摆动转动驱动所述旋转结构体8定向旋转。
44.实施例9
45.一种电磁传动单元,其与实施例1的区别在于,在实施例1的基础上,进一步使在所述电磁对应体b
1 6上和所述电磁对应体a
1 4上分别设置闭合绕组x,在所述电磁对应体b
2 7上和所述电磁对应体a
2 5上分别设置闭合绕组y,至少一个所述闭合绕组x与励磁绕组x对应设置,至少一个所述置闭合绕组y与励磁绕组y对应设置,所述励磁绕组x和所述励磁绕组y受控制装置控制,实现所述摆动转动结构体a1摆动转动驱动所述旋转结构体8定向旋转。
46.实施例10
47.一种电磁传动单元,其与实施例2的区别在于,在实施例2的基础上,进一步使在所述电磁对应体b
1 6上和所述电磁对应体a
1 4上分别设置闭合绕组x,在所述电磁对应体b
2 7上和所述电磁对应体a
2 5上分别设置闭合绕组y,至少一个所述闭合绕组x与励磁绕组x对应设置,至少一个所述置闭合绕组y与励磁绕组y对应设置,所述励磁绕组x和所述励磁绕组y受控制装置控制,实现所述摆动转动结构体a1摆动转动驱动所述旋转结构体8定向旋转。
48.实施例11
49.一种电磁传动单元,其与实施例1的区别在于,在实施例1的基础上,进一步使在所述电磁对应体b
1 6和所述电磁对应体a
1 4中的一件上设置电磁绕组x,在所述电磁对应体b
1 6和所述电磁对应体a
1 4中的另一件上设置设置永磁磁力区x,在所述电磁对应体b
2 7和所述电磁对应体a
2 5中的一件上设置电磁绕组y,在所述电磁对应体b
2 7和所述电磁对应体a
2 5中的另一件上设置永磁磁力区y,所述电磁绕组x所生产的磁场的磁极排列方式与所述永磁磁力区x相配合,所述电磁绕组y所生产的磁场的磁极排列方式与所述永磁磁力区y相配合,所述电磁绕组x和所述电磁绕组y经电环和开关与外电路连通,所述开关受控制装置控制,实现所述摆动转动结构体a1摆动转动驱动所述旋转结构体8定向旋转。
50.实施例12
51.一种电磁传动单元,其与实施例2的区别在于,在实施例2的基础上,进一步使在所述电磁对应体b
1 6和所述电磁对应体a
1 4中的一件上设置电磁绕组x,在所述电磁对应体b
1 6和所述电磁对应体a
1 4中的另一件上设置设置永磁磁力区x,在所述电磁对应体b
2 7和所述电磁对应体a
2 5中的一件上设置电磁绕组y,在所述电磁对应体b
2 7和所述电磁对应体a
2 5中的另一件上设置永磁磁力区y,所述电磁绕组x所生产的磁场的磁极排列方式与所述永磁磁力区x相配合,所述电磁绕组y所生产的磁场的磁极排列方式与所述永磁磁力区y相配
合,所述电磁绕组x和所述电磁绕组y经电环和开关与外电路连通,所述开关受控制装置控制,实现所述摆动转动结构体a1摆动转动驱动所述旋转结构体8定向旋转。
52.实施例13
53.一种电磁传动单元,其与实施例1的区别在于,在实施例1的基础上,进一步使在所述电磁对应体b
1 6和所述电磁对应体a
1 4中的一件上设置电磁绕组x,在所述电磁对应体b
1 6和所述电磁对应体a
1 4中的另一件上设置设置永磁磁力区x,在所述电磁对应体b
2 7和所述电磁对应体a
2 5中的一件上设置电磁绕组y,在所述电磁对应体b
2 7和所述电磁对应体a
2 5中的另一件上设置永磁磁力区y,所述电磁绕组x所生产的磁场的磁极排列方式与所述永磁磁力区x相配合,所述电磁绕组y所生产的磁场的磁极排列方式与所述永磁磁力区y相配合,发电绕组x经整流单元与所述电磁绕组x电力连通设置,发电绕组y经整流单元与所述电磁绕组y电力连通设置,所述发电绕组x与励磁绕组x对应设置,所述发电绕组y与励磁绕组y对应设置,所述励磁绕组x和所述励磁绕组y受控制装置控制,实现所述摆动转动结构体a1摆动转动驱动所述旋转结构体8定向旋转。
54.实施例14
55.一种电磁传动单元,其与实施例2的区别在于,在实施例2的基础上,进一步使在所述电磁对应体b
1 6和所述电磁对应体a
1 4中的一件上设置电磁绕组x,在所述电磁对应体b
1 6和所述电磁对应体a
1 4中的另一件上设置设置永磁磁力区x,在所述电磁对应体b
2 7和所述电磁对应体a
2 5中的一件上设置电磁绕组y,在所述电磁对应体b
2 7和所述电磁对应体a
2 5中的另一件上设置永磁磁力区y,所述电磁绕组x所生产的磁场的磁极排列方式与所述永磁磁力区x相配合,所述电磁绕组y所生产的磁场的磁极排列方式与所述永磁磁力区y相配合,发电绕组x经整流单元与所述电磁绕组x电力连通设置,发电绕组y经整流单元与所述电磁绕组y电力连通设置,所述发电绕组x与励磁绕组x对应设置,所述发电绕组y与励磁绕组y对应设置,所述励磁绕组x和所述励磁绕组y受控制装置控制,实现所述摆动转动结构体a1摆动转动驱动所述旋转结构体8定向旋转。
56.实施例15
57.一种电磁传动单元,其与实施例2的区别在于,在实施例2的基础上,进一步调整所述控制装置的控制逻辑,实现所述旋转结构体8按所述摆动转动结构体a1所需被驱动方向驱动所述摆动转动结构体a1。
58.作为可变换的实施方式,前述所有实施例均可选择性地选择使在包括所述控制装置的结构中,调整所述控制装置的控制逻辑,实现所述旋转结构体8按所述摆动转动结构体a1所需被驱动方向驱动所述摆动转动结构体a1。
59.实施例16
60.一种电磁传动单元,其与实施例1的区别在于,在实施例1的基础上,进一步使所述旋转结构体8与旋转惯量体传动设置。
61.作为可变换的实施方式,实施例2至14均可选择性地选择使所述旋转结构体8与旋转惯量体传动设置。
62.实施例17
63.一种电磁传动单元,其与实施例2的区别在于,使所述旋转结构体8与旋转惯量体传动设置,调整所述控制装置的控制逻辑,实现所述旋转惯量体按所述摆动转动结构体a1
所需被驱动方向驱动所述摆动转动结构体a1。
64.作为可变换的实施方式,前述包括所述控制装置的结构中,均可选择性地选择使所述旋转结构体8与旋转惯量体传动设置,调整所述控制装置的控制逻辑,实现所述旋转惯量体按所述摆动转动结构体a1所需被驱动方向驱动所述摆动转动结构体a1。
65.实施例18
66.一种应用实施例1所述电磁传动单元的发动机,是在实施例1的基础上,进一步使所述摆动转动结构体a1与往复动子传动设置,在所述往复动子上设置活塞,所述活塞配合设置在气缸内,在所述气缸内设置燃烧室。
67.作为可变换的实施方式,前述实施例2至17任一实施例及其可变换的实施方式所述的电磁传动单元均可选择性地替代本实施例中所述电磁传动单元,以构建结构不同的发动机。
68.实施例19
69.一种应用实施例1所述电磁传动单元的发动机,是在实施例1的基础上,进一步使所述摆动转动结构体a1与往复动子传动设置,在所述往复动子上设置活塞,所述活塞配合设置在气缸内,在包括所述气缸的回路内充入循环工质,所述循环工质设为氢、氦或氩,或设为氢、氦、氩其二混合物或其三混合物。
70.作为可变换的实施方式,前述实施例2至17任一实施例及其可变换的实施方式所述电磁传动单元均可选择性地替代本实施例中所述电磁传动单元,以构建结构不同的发动机。
71.实施例20
72.一种发动机,与实施例18的区别在于,在实施例18的基础上,进一步使所述往复动子包括往复动子a、往复动子b、往复动子c和往复动子d,所述复动子a、所述往复动子b、所述往复动子c和所述往复动子d依次平行排列设置,所述复动子a和所述往复动子d同步往复运动设置,所述复动子b和所述往复动子c同步往复运动设置。
73.作为可变换的实施方式,实施例18的任一可变换的实施方式,均可选择性地使所述往复动子包括往复动子a、往复动子b、往复动子c和往复动子d,所述复动子a、所述往复动子b、所述往复动子c和所述往复动子d依次平行排列设置,所述复动子a和所述往复动子d同步往复运动设置,所述复动子b和所述往复动子c同步往复运动设置。
74.实施例21
75.一种发动机,与实施例19的区别在于,在实施例19的基础上,进一步使所述往复动子包括往复动子a、往复动子b、往复动子c和往复动子d,所述复动子a、所述往复动子b、所述往复动子c和所述往复动子d依次平行排列设置,所述复动子a和所述往复动子d同步往复运动设置,所述复动子b和所述往复动子c同步往复运动设置。
76.作为可变换的实施方式,实施例19的任一可变换的实施方式,均可选择性地使所述往复动子包括往复动子a、往复动子b、往复动子c和往复动子d,所述复动子a、所述往复动子b、所述往复动子c和所述往复动子d依次平行排列设置,所述复动子a和所述往复动子d同步往复运动设置,所述复动子b和所述往复动子c同步往复运动设置。
77.实施例22
78.一种应用实施例1所述电磁传动单元的发动机,是在实施例1的基础上,进一步使
所述摆动转动结构体a1与摆动转动曲轴传动设置,所述摆动转动曲轴经连杆与活塞传动设置,所述活塞配合设置在气缸内,在所述气缸内设置燃烧室。
79.作为可变换的实施方式,前述实施例2至17任一实施例及其可变换的实施方式所述电磁传动单元均可替代本实施例中所述电磁传动单元,以构建结构不同的发动机。
80.实施例23
81.一种应用实施例1所述电磁传动单元的发动机,是在实施例1的基础上,进一步使所述摆动转动结构体a1与摆动转动曲轴传动设置,所述摆动转动曲轴经连杆与活塞传动设置,所述活塞配合设置在气缸内,在包括所述气缸的回路内充入循环工质,所述循环工质设为氢、氦或氩,或设为氢、氦、氩其二混合物或其三混合物。
82.作为可变换的实施方式,前述实施例2至17任一实施例及其可变换的实施方式所述电磁传动单元均可替代本实施例中所述电磁传动单元,以构建结构不同的发动机。
83.本发明在具体实施时,应根据传动及热能动力领域的公知技术,在必要的地方设置必要的部件、单元或系统等。
84.显然,本发明不限于以上实施例,根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案,可以推导出或联想出许多变型方案,所有这些变型方案,也应认为是本发明的保护范围。
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