偏心位移运转动力系统的制作方法

1.本发明涉及一种动力系统，特别是涉及一种偏心位移运转动力系统。


背景技术：

2.将位能转换为动能是许多动力系统使用的基本原理，通过转换系统所转换而成的动能，即能用于推动后端负载。另外，偏心运转是一种利用重心分布而使整体机构运转的模式，相对于同轴旋转而言，能产生额外的扭矩，得以在整体旋转时针对局部提高动能。因此，若能结合偏心运转的机制，应用于位能与动能相互转换的动力系统，应能进一步优化动力系统的性能。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种能利用整体偏心状态而运转的偏心位移运转动力系统。
4.本发明偏心位移运转动力系统，包含基座单元、枢设于所述基座单元上的转动单元，及多个安装于所述转动单元的作动位移单元。
5.所述转动单元包括能相对于所述基座单元以横向延伸的转轴转动的转轮，及多个环绕所述转轴而间隔设置于所述转轮上，且以远离所述转轴的方向延伸的轴架。
6.所述作动位移单元分别安装于所述转动单元的所述轴架上，每一个作动位移单元包括套设于各自的轴架且能在所述轴架上来回移动的质量模块，及两个套设于各自的轴架上且分别位于所述质量模块相反两侧，且用于在受到所述质量模块所施加外力时产生使所述质量模块反向移动的恢复力的弹性件。所述质量模块分别在所述轴架上来回移动时，形成整体偏心而使所述转动单元转动。
7.本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
8.较佳地，前述偏心位移运转动力系统，其中，每一个作动位移单元还包括连接于所述质量模块且以平行所述转轴的方向向外凸出的从动凸轮，所述偏心位移运转动力系统还包含至少一个与所述转动单元沿平行所述转轴的方向间隔设置的导轨单元，用于借着导引所述作动位移单元的所述从动凸轮而导引所述质量模块的作动。
9.较佳地，前述偏心位移运转动力系统，其中，所述至少一个导轨单元是由与所述转轮的最低点间隔一段距离的位置起，沿着所述转轮的转动方向向上呈相对所述转轴逐渐向心的弧状而延伸。
10.较佳地，前述偏心位移运转动力系统，其中，所述的偏心位移运转动力系统还包含安装于所述转动单元且连接于所述作动位移单元的辅助单元，其中，所述辅助单元包括多个分别连动于所述质量模块且用于补偿所述质量模块作动的驱动模块，及信号连接于所述驱动模块且用于控制所述驱动模块运作的控制器。
11.较佳地，前述偏心位移运转动力系统，其中，所述辅助单元的每一个驱动模块是选自气压缸、油压缸，或磁电推动器。
12.较佳地，前述偏心位移运转动力系统，其中，每一个作动位移单元的所述质量模块具有界定出容装空间且可开启的外壳，及可更换地容置于所述容装空间中，且具有供各自的轴架穿设的贯孔的质量体。。
13.较佳地，前述偏心位移运转动力系统，其中，每一个作动位移单元的所述质量模块还具有至少一个可拆卸地附挂于所述外壳的配重块。
14.较佳地，前述偏心位移运转动力系统，其中，每一个作动位移单元的至少其中一个弹性件为压缩弹簧，并具有顶抵于各自的质量模块的宽径端、位于所述宽径端的相反端且径宽小于所述宽径端的窄径端，及衔接于所述宽径端与所述窄径端间且径宽呈现连续渐变的渐变段。
15.较佳地，前述偏心位移运转动力系统，其中，每一个作动位移单元的其中一个弹性件具有两个分别连接于所述质量模块与所述转轮的橡胶部。
16.本发明的有益的效果在于：所述质量模块因受到重力或其他外力而在所述轴架上来回移动时，会使所述转动单元与所述作动位移单元的整体形成偏心，所述转动单元的所述转轮也会因而旋转，产生可带动额外连接的负载运转的动能。
附图说明
17.图1是一前视的示意图，说明本发明偏心位移运转动力系统的第一实施例；
18.图2是一局部剖视图，说明所述第一实施例的多个作动位移单元的其中一个；
19.图3是一俯视的示意图，说明所述作动位移单元的一弹性件因受到外力而压缩时的情况；
20.图4是一局部侧视图，说明其中一个作动位移单元的一从动凸轮在所述第一实施例的导轨单元上移动的情况；
21.图5是一局部放大示意图，说明所述第一实施例的辅助单元；
22.图6是一侧视的示意图，辅助图5说明所述辅助单元的配置；
23.图7是一示意图，说明所述第一实施例通过所述作动位移单元的质量模块产生偏心而运转的情况，以及所述辅助单元的运作；
24.图8是一示意图，说明所述导轨单元对所述作动位移单元的一质量模块产生的导引效果；
25.图9是一示意图，说明以参考角度呈现所述第一实施例运作的循环；
26.图10是一前视的示意图，说明本发明偏心位移运转动力系统的第二实施例；
27.图11是一局部剖视图，说明所述第二实施例的其中一个作动位移单元；及
28.图12是一示意图，说明所述作动位移单元运作的情况。
具体实施方式
29.下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
30.参阅图1，为本发明偏心位移运转动力系统的第一实施例，所述第一实施例包含一基座单元1、一枢设于所述基座单元1上的转动单元2、六个安装于所述转动单元2的作动位移单元3、两个分别位于所述转动单元2相反两侧且与所述转动单元2间隔设置的导轨单元4(因绘示角度仅可见其中一个)，及一安装于所述转动单元2且连接于所述作动位移单元3的
辅助单元5。
31.所述基座单元1较佳是设置于平稳的地点，借此稳定支撑所述实施例的所述转动单元2、所述作动位移单元3，以及所述辅助单元5，避免因晃动而影响整体运转。而因应不同规模的建置，亦可设置地基而进一步确保稳固性。
32.所述转动单元2包括一能相对于所述基座单元1以一横向延伸的转轴转动的转轮21，及六个环绕所述转轴而间隔设置于所述转轮21上，且以远离所述转轴的方向延伸的轴架22。其中，所述轴架22较佳是彼此等角度间隔而环绕所述转轴设置，以所述轴架22为六个的情况而言，相邻的两个轴架22相对于位于中央的所述转轴彼此间隔60度。要特别说明的是，所述轴架22的数量主要是配合所述作动位移单元3的数量，因此亦可配合需求而设置少于六个的五个，或者设置大于六个的七个以上，而无论单数或者双数，只要可配合所述第一实施例的整体尺寸即可，并不以本实施例中所述的六个为限。
33.同时参阅图1与图2，所述作动位移单元3分别安装于所述轴架22上，每一个作动位移单元3包括一套设于各自的轴架22且能在所述轴架22上来回移动的质量模块32、两个套设于各自的轴架22上且分别位于所述质量模块32相反两侧的弹性件33，及一连接于所述质量模块32且以平行所述转轴的方向向外凸出的从动凸轮34。其中，每一个质量模块32具有一界定出一容装空间320且可开启的外壳321、一可更换地容置于所述容装空间320中且具有一供各自的轴架22穿设的贯孔329的质量体322，及四个可拆卸地附挂于所述外壳321的配重块323。利用所述质量体322及所述配重块323可自由选择设置的特性，即可借此调整所述质量模块32的质量。
34.每一个弹性件33具有一顶抵于各自的质量模块32的宽径端331、一位于所述宽径端331的相反端且径宽小于所述宽径端331的窄径端332，及一衔接于所述宽径端331与所述窄径端332间，且径宽呈现连续渐变的渐变段333。利用所述弹性件33两端径宽不同的型态，每一个弹性件33在受到压缩时，径宽较小的部分得以如图3所示地逐圈收合于径宽相对较大的部分中，在逐圈收合的情况下，即可减少每一个弹性件33受到压缩时占据的轴向空间，也借此使顶抵于两个弹性件33间的单一个质量模块32具有更大的移动范围。
35.重新参阅图1并配合图4，每一个导轨单元4具体而言是以多片板片连结而成，且沿平行所述转轴的方向而与所述转动单元2间隔设置的轨道，而所述导轨单元4以垂直所述转轴的方向的投影范围，会如图4所示地分别与所述作动位移单元3的从动凸轮34重叠，也就是所述从动凸轮34可分别在所述导轨单元4上移动。由于所述从动凸轮34为受到导引外力时会从动滚动的滚轮，因此能在所述导轨单元4上滚动，借此即可导引与所述从动凸轮34相互连接的所述质量模块32，以引导所述质量模块32的作动。
36.所述辅助单元5包括多个分别连动于所述质量模块32且用于补偿所述质量模块32作动的驱动模块51，及一信号连接于所述驱动模块51且用于控制所述驱动模块51运作的控制器52(绘示于图5)。每一个驱动模块51是选自能以工作流体驱动的气压缸、油压缸，或能以计算机编程控制启闭时机的磁电推动器，特别较佳是选用气压缸，配合多个由所述控制器52控制的电磁阀53，可针对所述质量模块32各自补偿。在所述驱动模块51为气压缸的情况下，为了避免因漏气、气压不足等等情况影响到补偿效果，可额外设置多个连通于所述驱动模块51的储气筒54，以储存足够的空气量，并配合一连接于所述储气筒54的空压机55，以在需要对所述驱动模块51补充气量时，提供将所述储气筒54所储存的气体供应至所述驱动
模块51的动力。另外，选用所述电磁阀53来控制所述驱动模块51的启闭，并且采用直流电源(dc)供电，还具有能缩短控制的反应时间而提高反应速度的优点，有利于分别针对所述质量模块32的位置及时补偿。
37.参阅图5与图6并配合图2，由于所述驱动模块51必须随着所述转轮21一同转动，为了避免导引气体的管路在转动时相互纠缠，所述辅助单元5是通过一旋转接头59来配置所述驱动模块51的气体流路。所述旋转接头59包括一适用于连接气体源的定子591，及一安装于所述转轮21且能相对于所述定子591转动，并具有多个用于输出气体的气孔599的转子592。其中，所述旋转接头59是利用一转子固定座58配置于所述转轮21的转轴上，所述转子固定座58概呈环状并具有多个径向贯通的配线孔580，可供电连接于所述电磁阀53的导线61配设。另外，所述控制器52是通过一电源线62连接于所述旋转接头59，且通过一连接于所述定子591的气压线63传输由所述储气筒54输出的气体。用于将气体导引至所述驱动模块51的管路，只要安装于所述转子592的所述气孔599上，即可在所述转轮21转动时，使得配置的管路与所述转子592一同配合所述驱动模块51旋转，并能在所述管路不相互纠缠的情况下，对所述驱动模块51稳定供应所需的气体。
38.参阅图7与图8，由于每一个质量模块32都能沿所述轴架22以垂直所述转轴的方向来回移动，当任一个质量模块32受到外力时，所述作动位移单元3即会因失去原有平衡而形成偏心，随着所述质量模块32各自自由移动的情况下，以如图7所呈现的运转情况而言，因其中三个作动位移单元3a、3b、3c的所述质量模块32会因受到重力而以相对远离所述转轮21的方向移动，所形成的偏心即会使得所述转轮21以顺时钟方向转动。因为所述弹性件33在受到所述质量模块32压缩时，会产生使所述质量模块32反向移动的弹性恢复力，因此所述弹性件33不但能提供缓冲作用而避免所述质量模块32撞击到所述轴架22，还能优化所述质量模块32沿所述轴架22移动的灵活性。
39.同时参阅图7至图9，以下以单一个作动位移单元3与所述转轮21一同转动的情况，并采用定义0至360度为一圈，且0度为最高、180度为最低的方式说明，以利于呈现所述作动位移单元3的位置以及作动循环。首先，当所述作动位移单元3随着所述转轮21转动至最高点，也就是位于0度的位置时，对应的所述质量模块32在所述轴架22上则因重力而下落，移动到最靠近所述转轮21的位置，随着所述转轮21持续转动，也就是自位于0度的位置逐渐转动至位于180度的过程中，所述质量模块32会逐渐远离所述转轮21，呈现连续性的行程，直到当所述作动位移单元3随着所述转轮21转动至最低点，也就是位于180度的位置时，对应的所述质量模块32在所述轴架22上则同样因受到重力，将会移动到最远离所述转轮21的位置。其中，从位于150度的位置起，所述质量模块32会因对应的所述从动凸轮34引导，直到移动至位于270度位置的过程中，会持续受到所述导轨单元4的导引，以逐渐朝向所述转轮21的方向移动。最后，在位于270度至0度(360度)的最高位置的过程中，所述质量模块32则会因重力而逐渐回归到最靠近所述转轮21的位置，完成一个完整的循环。
40.按照上述的完整运转行程，在每一个作动位移单元3皆维持相同行程的情况下，即可持续造成整体偏心，使所述转动单元2持续借此运转。因此，所述辅助单元5的功能，即是在所述作动位移单元3的所述质量模块32因其他影响而未能维持运转规律时提供补偿，就所述控制器52(绘示于图5)的具体控制而言，主要是在每一个作动位移单元3接近转动至最高点时，使得对应的所述驱动模块51带动所述质量模块32往所述转轮21移动，确保所述作
动位移单元3在转动至最高点时，所述质量模块32也能确实移动至最靠近所述转轮21的位置；另外，每一个作动位移单元3接近转动至最低点时，对应的所述驱动模块51则会推动所述质量模块32，确保所述作动位移单元3转动至最低点时，所述质量模块32也能确实移动至最远离所述转轮21的位置。
41.要特别说明的是，任一个作动位移单元3在最高点与最低点间的行程，对应的所述驱动模块51皆是关闭而不干涉作动，使对应的所述质量模块32能随着重力及伴随产生的离心力、向心力而自由移动，借此确实让重力位能自由转换，避免不当的干涉而使整体的能量传递造成阻碍，甚至产生不必要的消耗。
42.另外，为了确保所述作动位移单元3在移动至最低点后，所述质量模块32得以快速抬升而朝向所述转轮21向心移动，维持完整的循环行程，所述导轨单元4是配合所述作动位移单元3转动至最低点时的所述质量模块32位于最远离所述转轮21的位置，由与所述转轮21间隔一段距离的最低点起，沿着所述转轮21的转动方向向上呈相对所述转轴逐渐向心的弧状而延伸，也就是沿图9的顺时针方向渐缩，因此可配合所述作动位移单元3由最低点向上转动的行程，通过使所述作动位移单元3的所述从动凸轮34沿着所述导轨单元4移动的机制，对所述作动位移单元3的所述质量模块32产生逐渐向心移动的导引效果，促使所述质量模块32随着所述作动位移单元3的转动行程，逐渐朝向所述转轴移动，也借此顺势压缩邻近转轴的所述弹性件33，直到所述作动位移单元3转动至最高点时，所述质量模块32得已移动至最靠近所述转轮21的位置，确保所述实施例的完整循环行程。
43.参阅图10与图11，为本发明偏心位移运转动力系统的第二实施例，本第二实施例与所述第一实施例的差别在于：每一个作动位移单元3的其中一个弹性件33具有两个分别连接于所述质量模块32与所述转轮21的橡胶部339。利用所述橡胶部339材质的自身弹性，可如图12所示地，通过所述橡胶部339相互撞击，产生使对应的所述质量模块32回弹的恢复力。另外，通过所述橡胶部339与另一侧为压缩弹簧的所述弹性件33的差异，可就单一个作动位移单元3提供其他重心偏移的机制，以优化整体的运转，除此以外，本第二实施例可达成与所述第一实施例完全相同的功效。