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    重庆时时彩骗人手法: 一种全被动双扑翼吸能装置.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201610838502.0

    申请日:

    2016.09.21

    公开号:

    CN106337777A

    公开日:

    2017.01.18

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F03B 17/06申请日:20160921|||公开
    IPC分类号: F03B17/06; F03D5/06 主分类号: F03B17/06
    申请人: 西安交通大学
    发明人: 谢永慧; 姜伟; 张荻
    地址: 710049 陕西省西安市碑林区咸宁西路28号
    优先权:
    专利代理机构: 西安通大专利代理有限责任公司 61200 代理人: 闵岳峰
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201610838502.0

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2018.07.17|||2017.02.15|||2017.01.18

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种全被动双扑翼吸能装置,包括两个摇臂,每个摇臂的一端安装有一组叶片,另一端位于壳体内且设置有中间轴和俯仰轴??翘迥诨股柚糜杏胫屑渲崞叫胁贾玫氖涑鲋?,中间轴及输出轴的端头与壳体之间活动连接。叶片轴上设置有第一带轮;俯仰轴的一端套装有两个并列设置的单向离合器,另一端套装有第二带轮,每个单向离合器上均套装有一个第一齿轮;中间轴一端套装有两个并列设置的不完全内齿轮。两个第一齿轮与对应的两个不完全内齿轮内啮合,每个摇臂的第一带轮和第二带轮之间通过第一传动带连接,两个摇臂分别与输出轴之间通过齿轮和传动带连接。本发明利用双扑翼的俯仰?沉浮运动采集流体动能,具有高效、全被动的特点。

    权利要求书

    1.一种全被动双扑翼吸能装置,其特征在于,包括两个对称布置的第一摇臂(2)和第二
    摇臂(3),每个摇臂的一端均通过叶片轴安装有一组叶片(1),两个摇臂的另一端设置在壳
    体(18)内,每个摇臂的另一端均垂直于摇臂轴心设置有中间轴(5)和俯仰轴(8),且俯仰轴
    (8)靠近对应摇臂的末端设置,两个中间轴(5)同轴心设置,壳体(18)内还设置有与两个中
    间轴(5)平行布置的输出轴(6),中间轴(5)的端头以及输出轴(6)端头均与壳体(18)之间活
    动连接;
    每个摇臂的叶片轴上均设置有第一带轮(19),每个摇臂的俯仰轴(8)一端均套装有两
    个并列设置的单向离合器(10),另一端均套装有第二带轮(7),每个单向离合器(10)上均套
    装有一个第一齿轮(11),每个摇臂的中间轴(5)一端均套装有两个并列设置的不完全内齿
    轮(9),两个第一齿轮(11)与对应的两个不完全内齿轮(9)能够内啮合,每个摇臂的第一带
    轮(19)和第二带轮(7)之间通过第一传动带(4)连接,第一摇臂(2)的中间轴(5)另一端与输
    出轴(6)之间通过齿轮传动连接,第二摇臂(3)的中间轴(5)另一端与输出轴(6)之间通过带
    传动连接。
    2.根据权利要求1所述的一种全被动双扑翼吸能装置,其特征在于,每一组叶片(1)均
    包括同轴心设置的两个叶片(1),叶片轴垂直于摇臂轴心设置在每个摇臂的一端,且每个摇
    臂上的两个叶片(1)分别设置在该叶片轴的两端。
    3.根据权利要求1所述的一种全被动双扑翼吸能装置,其特征在于,中间轴(5)的端头
    通过轴端座(15)与壳体(18)之间活动连接。
    4.根据权利要求1所述的一种全被动双扑翼吸能装置,其特征在于,输出轴(6)端头通
    过轴承座(17)以及设置在轴承座(17)内的组合轴承(16)与壳体(18)之间活动连接。
    5.根据权利要求1所述的一种全被动双扑翼吸能装置,其特征在于,齿轮传动包括固定
    在第一摇臂(2)上的第二齿轮(12)以及设置在输出轴(6)上的第三齿轮(20)。
    6.根据权利要求1所述的一种全被动双扑翼吸能装置,其特征在于,带传动包括固定在
    第二摇臂(3)上的第三带轮(13),设置在输出轴(6)上的第四带轮(21),以及用于将第三带
    轮(13)和第四带轮(21)相连接的第二传动带(14)。
    7.根据权利要求1所述的一种全被动双扑翼吸能装置,其特征在于,叶片(1)采用
    NACA00系列的对称翼型叶片,两个摇臂上的两组叶片对称并排布置,且俯仰和沉浮运动相
    位相差180°。
    8.根据权利要求1所述的一种全被动双扑翼吸能装置,其特征在于,每个摇臂的一端开
    设有限位槽,用以限制叶片(1)俯仰运动的振幅。

    说明书

    一种全被动双扑翼吸能装置

    技术领域:

    本发明涉及一种吸能装置,尤其涉及一种全被动双扑翼吸能装置。

    背景技术:

    随着人口增长、经济发展和社会进步,人们对能源、特别是清洁能源的需求日益增
    长。传统水电站和风机的发电量逐年增长,但是其对环境的影响也日益受到关注。比如,水
    电站对上下游生态和局部地貌的影响、大型风机的噪声污染及其对候鸟迁徙的影响。传统
    水电站和风机,特别是水电站的装机容量逐渐逼近其极限值。在此背景下,传统的水轮机和
    风机及其替代或补充方案都得到了发展。其中,扑翼吸能近年来逐渐受到学界的关注,并进
    行了全面的研究。与传统风机相比,扑翼吸能装置结构简单、建造成本低、尺寸小、对环境也
    更友好;其应用范围也更广,比如河流、海岸、峡谷等不适合传统水轮机和风力机的狭长流
    体区域;扑翼吸能装置在不同的流速下均能保持较高的吸能效率,意味着特别适合于洋流、
    潮汐这类低流速、高流体密度的场合。

    现有的扑翼吸能机构往往只有一只叶片,这种扑翼设计无法发挥多翼间相互促进
    的优势,效率和功率并不是最理想的;现有扑翼吸能机构的俯仰运动多是直线平移运动,需
    要专门的传动机构将直线运动转化为旋转运动,从而导致机构更加的复杂、适应性也较差;
    此外,翼型的扭转运动需要专门的电机驱动、或者连杆曲轴等机构将翼型平移运动的动力
    传递给扭转驱动机构,如此既降低了效率、又增加了成本。

    发明内容:

    本发明的目的在于提供一种全被动双扑翼吸能装置,其利用双扑翼的俯仰-沉浮
    运动采集流体动能,具有高效、全被动的特点。

    为达到上述目的,本发明采用如下技术方案予以实现:

    一种全被动双扑翼吸能装置,包括两个对称布置的第一摇臂和第二摇臂,每个摇
    臂的一端均通过叶片轴安装有一组叶片,两个摇臂的另一端设置在壳体内,每个摇臂的另
    一端均垂直于摇臂轴心设置有中间轴和俯仰轴,且俯仰轴靠近对应摇臂的末端设置,两个
    中间轴同轴心设置,壳体内还设置有与两个中间轴平行布置的输出轴,中间轴的端头以及
    输出轴端头均与壳体之间活动连接;

    每个摇臂的叶片轴上均设置有第一带轮,每个摇臂的俯仰轴一端均套装有两个并
    列设置的单向离合器,另一端均套装有第二带轮,每个单向离合器上均套装有一个第一齿
    轮,每个摇臂的中间轴一端均套装有两个并列设置的不完全内齿轮,两个第一齿轮与对应
    的两个不完全内齿轮能够内啮合,每个摇臂的第一带轮和第二带轮之间通过第一传动带连
    接,第一摇臂的中间轴另一端与输出轴之间通过齿轮传动连接,第二摇臂的中间轴另一端
    与输出轴之间通过带传动连接。

    本发明进一步的改进在于,每一组叶片均包括同轴心设置的两个叶片,叶片轴垂
    直于摇臂轴心设置在每个摇臂的一端,且每个摇臂上的两个叶片分别设置在该叶片轴的两
    端。

    本发明进一步的改进在于,中间轴的端头通过轴端座与壳体之间活动连接。

    本发明进一步的改进在于,输出轴端头通过轴承座以及设置在轴承座内的组合轴
    承与壳体之间活动连接。

    本发明进一步的改进在于,齿轮传动包括固定在第一摇臂上的第二齿轮以及设置
    在输出轴上的第三齿轮。

    本发明进一步的改进在于,带传动包括固定在第二摇臂上的第三带轮,设置在输
    出轴上的第四带轮,以及用于将第三带轮和第四带轮相连接的第二传动带。

    本发明进一步的改进在于,叶片采用NACA00系列的对称翼型叶片,两个摇臂上的
    两组叶片对称并排布置,且俯仰和沉浮运动相位相差180°。

    本发明进一步的改进在于,每个摇臂的一端开设有限位槽,用以限制叶片俯仰运
    动的振幅。

    相对于现有技术,本发明具有如下的优点:

    本发明提供的全被动双扑翼吸能装置,该装置中的摇臂一端的齿轮与固定的不完
    全内齿轮构成行星齿轮传动,摇臂的旋转带动齿轮做公转运动,当该齿轮公转到特定位置,
    将开始与不完全内齿轮啮合,该齿轮的公转将带动其自转,进而带动与其同轴的第二带轮
    旋转,第二带轮通过带轮传动带动摇臂另一端的第一带轮及与其同轴的叶片旋转,从而完
    成叶片的俯仰运动。

    进一步,本发明为每个摇臂安装了成对的齿轮、单向离合器和不完全内齿轮。每个
    齿轮、单向离合器和不完全内齿轮组合分别在上冲程和下冲程中控制叶片的俯仰运动,避
    免相互影响。

    更进一步,本发明直接通过叶片的俯仰运动驱动摇臂的旋转运动,无需复杂的机
    构将俯仰运动转化成旋转运动。并分别通过齿轮和带轮将两个摇臂反方向的力矩转化成同
    方向的力矩,从而能够同轴输出动力。

    最后,本发明两组叶片对称并排布置,两组叶片的俯仰运动相位相差180°,如此布
    置可以使得两组叶片互为对方的端壁,利用端壁效应可以提高本发明的吸能效率和功率。

    附图说明:

    图1为本发明的整体结构示意图,其中,图1(b)为图1(a)的局部放大图。

    图2为本发明的传动和运动示意图,其中,图2(a)为下冲程开始时刻,图2(b)为下
    冲程中间某时刻,图2(c)为上冲程开始时刻,图2(d)为上冲程中间某时刻,图2(e)为下冲程
    开始时刻,图2(f)为图2(a)~(e)的局部放大图。

    图中:1-叶片,2-第一摇臂,3-第二摇臂,4-第一传动带,5-中间轴,6-输出轴,7-第
    二带轮,8-俯仰轴,9-不完全内齿轮,10-单向离合器,11-第一齿轮,12-第二齿轮,13-第三
    带轮,14-第二传动带,15-轴端座,16-组合轴承,17-轴承座,18-外壳,19-第一带轮,20-第
    三齿轮,21-第四带轮。

    具体实施方式:

    以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

    如图1和2所示,本发明是一种全被动双扑翼吸能装置,包括两个对称布置的第一
    摇臂2和第二摇臂3,每个摇臂的一端均通过叶片轴安装有一组叶片1,两个摇臂的另一端设
    置在壳体18内,每个摇臂的另一端均垂直于摇臂轴心设置有中间轴5和俯仰轴8,且俯仰轴8
    靠近对应摇臂的末端设置,两个中间轴5同轴心设置,壳体18内还设置有与两个中间轴5平
    行布置的输出轴6,中间轴5的端头以及输出轴6端头均与壳体18之间活动连接;每个摇臂的
    叶片轴上均设置有第一带轮19,每个摇臂的俯仰轴8一端均套装有两个并列设置的单向离
    合器10,另一端均套装有第二带轮7,每个单向离合器10上均套装有一个第一齿轮11,每个
    摇臂的中间轴5一端均套装有两个并列设置的不完全内齿轮9,两个第一齿轮11与对应的两
    个不完全内齿轮9能够内啮合,每个摇臂的第一带轮19和第二带轮7之间通过第一传动带4
    连接,第一摇臂2上固定有第二齿轮12,第二齿轮12与中间轴5同轴心,第一摇臂2通过第二
    齿轮12与输出轴6之间通过齿轮传动连接,第二摇臂3上固定有第三带轮13,第三带轮13与
    中间轴5同轴心,第二摇臂3通过第三带轮13与输出轴6之间通过带传动连接。

    具体来说,每两个叶片1同轴组成一组,共有两组叶片如图迎流对称并排布置,两
    组叶片1可以带动第一摇臂2和第二摇臂3旋转,第一摇臂2、第二摇臂3绕中间轴5旋转。俯仰
    轴8安装在第一摇臂2、第二摇臂3的另一端,俯仰轴8上固定有第二带轮7,叶片轴上固定有
    第一带轮19,第一带轮19和第二带轮7组成带轮传动机构,用以驱动叶片1的俯仰运动。俯仰
    轴8上还安装有两个单向离合器10,单向离合器10外套装有第一齿轮11。中间轴5每端固定
    有两个不完全内齿轮9,第一齿轮11和不完全内齿轮9形成不完全行星齿轮传动。第一摇臂2
    和输出轴6上分别固定有第二齿轮12和第三齿轮20,第二齿轮12和第三齿轮20相互啮合形
    成齿轮传动;第二摇臂3和输出轴6上分别固定有第三带轮13和第四带轮21,第三带轮13和
    第四带轮21之间通过第二传动带14连接形成带轮传动。中间轴5通过两个轴端座15固定在
    外壳18上;输出轴6通过组合轴承16和轴承座17轴向和径向固定在外壳18上。

    图2为吸能机构的运动示意图,流体流动方向如箭头Ⅰ所示,从左向右。当吸能机构
    处于图2(a)所示的状态时,叶片1攻角为负,受到的升力向下,第一摇臂2受到逆时针的力
    矩,第一摇臂2另一端的俯仰轴8将在第一摇臂2的带动下绕中间轴5逆时针旋转,此时两个
    第一齿轮11和两个不完全内齿轮9均没有啮合,第二带轮7不会绕俯仰轴8旋转。在逆时针力
    矩的作用下,机构运动到图2(b)所示的状态,此时第一齿轮11和不完全内齿轮9开始啮合,
    此后第一齿轮11将绕俯仰轴8顺时针旋转,同时带动第二带轮7和第一带轮19顺时针旋转,
    第一带轮19带动叶片1顺时针旋转。之后机构将运动到图2(c)所示的状态,叶片1的攻角由
    负变为正,受到的升力向上,第一摇臂2开始受到顺时针的力矩,在第一摇臂2顺时针旋转的
    过程中,第一齿轮11和不完全内齿轮9有一段行程会保持啮合,但是单向离合器10只允许第
    一齿轮11带动俯仰轴8顺时针旋转,而无法带动俯仰轴8逆时针旋转,所以吸能机构从图2
    (c)所示的状态运动到图2(d)所示的状态时,两个第一齿轮11和第二带轮7均不会绕俯仰轴
    8旋转,叶片1的攻角基本保持不变,只会随着摇臂的旋转略有增大。当吸能机构运动到图2
    (d)所示的状态时,第一齿轮11和不完全内齿轮9开始啮合,此后第一齿轮11将绕俯仰轴8逆
    时针旋转,同时带动第二带轮7和第一带轮19逆时针旋转,第一带轮19带动叶片1逆时针旋
    转。之后机构将运动到图2(e)所示的状态,叶片1的攻角由正变为负,受到的升力向下,第一
    摇臂2开始受到逆时针的力矩,在第一摇臂2逆时针旋转的过程中,第一齿轮11和不完全内
    齿轮9有一段行程会保持啮合,但是单向离合器10只允许第一齿轮11带动轴8逆时针旋转,
    而无法带动俯仰轴8顺时针旋转,所以吸能机构从图2(e)所示的状态运动到图2(a)所示的
    状态时,两个第一齿轮11和第二带轮7均不会绕俯仰轴8旋转。至此,吸能机构完成一个周期
    的运动,在这一个周期中,第一摇臂2将带动第二齿轮12和第三齿轮20往复旋转,并将从流
    体中吸收的能量转化为机械能从输出轴6的一端输出。

    第二摇臂3和第一摇臂2的运动机制类似,只是第二摇臂3的旋转方向始终和第一
    摇臂2的旋转方向相反。为了保证第二摇臂3和第一摇臂2传递给输出轴6的力矩方向相同,
    第二摇臂3和输出轴6之间采用了带传动。第一摇臂2与输出轴6之间的齿轮传动以及第二摇
    臂3与输出轴6之间的带传动可以保证第二摇臂3和第一摇臂2之间的旋转相位差始终是
    180°,进而保证两个摇臂之间运动的对称性。

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    一种 被动 双扑翼吸能 装置
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