杠桿儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及機械力學結構領域，特別涉及一種杠桿儀，包括齒圈、太陽齒輪、行星齒輪、傳動結構、中心軸和傳動臂，太陽齒輪固定在中心軸上，齒圈與中心軸轉動連接，行星齒輪分別與太陽齒輪和齒圈嚙合，傳動結構連接行星齒輪，行星齒輪能帶動傳動結構轉動，傳動臂與傳動結構連接，傳動結構能帶動傳動臂以中心軸為中心轉動。本發(fā)明提供的杠桿儀，與現(xiàn)有技術相比，是杠桿原理的擴展，其將杠桿變形為齒輪，通過齒輪組的傳動，實現(xiàn)了連續(xù)轉動持續(xù)做功。
【專利說明】 杠桿儀
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機械力學結構領域，特別涉及一種杠桿儀。
【背景技術】
[0002]目前，生活中用直線形狀杠桿，雖然省力，但是其不能連續(xù)、不間斷地做功，當走完一個行程后還要回到起點重新做功。而利用杠桿原理的滑輪和滑輪組一樣存在這個問題。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種杠桿儀，以解決上述的問題。
[0004]在本發(fā)明的實施例中提供了一種杠桿儀，包括齒圈、太陽齒輪、行星齒輪、傳動結構、中心軸和傳動臂，太陽齒輪固定在中心軸上，齒圈與中心軸轉動連接，行星齒輪分別與太陽齒輪和齒圈嚙合，傳動結構連接行星齒輪，行星齒輪能帶動傳動結構轉動，傳動臂與傳動結構連接，傳動結構能帶動傳動臂以中心軸為中心轉動。
[0005]本發(fā)明實施例提供的杠桿儀，與現(xiàn)有技術相比，是杠桿原理的擴展，其將杠桿變形為齒輪，通過齒輪組的傳動，實現(xiàn)了連續(xù)轉動持續(xù)做功。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明實施例結構示意圖俯視立體圖；
[0007]圖2為本發(fā)明實施例結構示意圖仰視立體圖；
[0008]圖3至圖6為本發(fā)明實施例原理分析圖。
[0009]圖中，1:齒圈；2:太陽齒輪；3:傳動臂；4:從動齒輪；5:中心軸；6:傳動軸；7:傳動盤；8:彳丁星齒輪；9:彳丁星架；10:王動齒輪；11:拉力端；12:滑輪；13:拉力作用點；14:重物;15:支點；16:固定端；17:墻；18:固定架。
【具體實施方式】
[0010]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所得到的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明所保護的范圍。
[0011]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。
[0012]如圖1所示，本發(fā)明一種杠桿儀，包括齒圈1、太陽齒輪2、行星齒輪8、傳動結構、中心軸5和傳動臂3，太陽齒輪2固定在中心軸5上，齒圈I與中心軸5轉動連接，行星齒輪8分別與太陽齒輪2和齒圈I嚙合，傳動結構連接行星齒輪8，行星齒輪8能帶動傳動結構轉動，傳動臂3與傳動結構連接，傳動結構能帶動傳動臂3以中心軸5為中心轉動。
[0013]太陽齒輪2固定不動，由齒圈I帶動行星齒輪8自轉且圍繞太陽齒輪2公轉，傳動結構連接在行星齒輪8上，行星齒輪8使傳動結構只能在中心軸5的周向移動，而不能沿中心軸5軸向移動。因此行星齒輪8的公轉會進一步帶動傳動結構圍繞中心軸5轉動，傳動結構再帶動傳動臂3以中心軸5為圓心轉動，從而實現(xiàn)力從齒圈I到傳動臂3的傳動。
[0014]在傳動過程中，齒圈I給行星齒輪8 —個動力f之后，太陽齒輪2也會同樣給行星齒輪8 一個動力F，行星齒輪8轉動速度為勻速轉動，根據力的平衡原理可以得出，行星齒輪8會受到一個相反的力與動力F和f平衡，即傳動結構會對行星齒輪8施加一個阻力，其大小會F+f。根據相互作用力的原理，行星齒輪8會對傳動結構施加一個反作用力，其大小為F+f,傳動結構將反作用力F+f進一步傳遞給傳動臂3,傳動臂3受到力F+f而轉動,從而輸出動力F+f。這樣就實現(xiàn)了輸入一個動力f后可以輸出一個力F+f的功能，即不但像杠桿一樣改變了力的大小，而且還實現(xiàn)了持續(xù)轉動做功。
[0015]優(yōu)選的，傳動結構包括傳動盤7和傳動軸6。
[0016]傳動盤7與傳動軸6的安裝方式為:傳動盤7固定在行星齒輪8上,傳動軸6與傳動盤7活動連接，傳動軸6與傳動臂3連接，帶動傳動臂3以中心軸5為中心轉動。
[0017]傳動盤7與傳動軸6還可以這樣安裝:傳動盤7活動連接在行星齒輪8上，傳動軸6設在傳動盤7上，傳動軸6與傳動臂3連接，帶動傳動臂3以中心軸5為中心轉動。
[0018]當行星齒輪8公轉時，傳動盤7、傳動軸6和傳動臂3都要以中心軸5為中心進行轉動。
[0019]也就是說，當行星齒輪8在公轉的時候，需要帶動傳動盤7讓傳動盤7以中心軸5為中心轉動。傳動軸6 —端連接傳動臂3，另一端安裝在一個軸承上，將軸承安裝在傳動盤7上，使傳動軸6通過軸承連接傳動盤7。當傳動盤7圍繞中心軸5轉動時，會帶動傳動軸6運動。由于傳動軸6連接在傳動臂3上，而傳動臂3轉動連接中心軸5，因此傳動軸6的運動軌跡為:在杠桿儀上以中心軸5為圓心的圓；在傳動盤7上以傳動盤7的中心為圓心的圓。
[0020]優(yōu)選的，傳動盤7為圓盆狀，其盆底固定在行星齒輪8上，傳動軸6轉動連接在傳動盤?內。
[0021]傳動盤7為圓盆狀時，安裝傳動軸6的軸承直接放進盆內即可實現(xiàn)傳動盤7帶動傳動軸6轉動，且不會滑出傳動盤7，安裝與拆卸都很方便簡單。
[0022]傳動盤7可以是圓盆狀，但也不局限于圓盆狀。傳動盤7還可以是在其盤面上設有環(huán)形槽，環(huán)形槽軌跡與傳動盤7同心，傳動軸6轉動連接在環(huán)形槽內。傳動盤7還可以是其他形狀，只要其能滿足帶動傳動軸6圍繞中心軸5轉動即可。
[0023]優(yōu)選的，傳動軸6的中心與中心軸5的中心之間的距離等于太陽齒輪2的分度圓半徑。
[0024]傳動軸6靠近中心軸5，就相當于是在杠桿中重物向支點靠近，當重物靠近支點時，其力矩變短，杠桿另一端的力就可以減小。由此可知，傳動軸6越靠近中心軸5，齒圈I上所受的力就會越小。當傳動軸6的中心與中心軸5的中心之間的距離等于太陽齒輪2的分度圓半徑時，齒圈I上所受的力為最小。[0025]傳動臂3上固定連接有從動齒輪4，從動齒輪4與中心軸5轉動連接。
[0026]傳動臂3上的力通過從動齒輪4與外界的其他齒輪嚙合進行輸出，使增大的力得以有所用。
[0027]如圖2所示，杠桿儀還包括主動齒輪10，主動齒輪10與齒圈I固定連接，與中心軸5轉動連接。
[0028]齒圈I通過行星架9與主動齒輪10固定連接。
[0029]因齒圈I為內齒，其齒還要和行星齒輪8進行嚙合，因此對齒圈I的驅動需在外圈或其側方。齒圈I固定安裝的行星架9上，驅動行星架9就相當于在驅動齒圈1，在行星架9上固定安裝一個主動齒輪10，在驅動主動齒輪10的時候，會帶動行星架9，從而帶動齒圈I轉動。
[0030]傳動臂3通過軸承連接中心軸5。
[0031]傳動臂3連接中心軸5的時候，會有摩擦從而產生阻力，阻力太大的時候會減弱本發(fā)明杠桿儀的作用，因此需要減小摩擦。而傳動臂3通過軸承連接在中心軸5上，由于軸承轉動時的摩擦力很小，從而在受力很大的時候可以忽略不計。
[0032]本發(fā)明的工作原理為:
[0033]本發(fā)明是滑輪機構的擴展，如圖3所示，當重物14的重心與滑輪12的重心在同一垂直面上時，拉力端11所用的力F1為重物14重力的一半。
[0034]當重物14的重心向固定端16移動后，如圖4所示，拉力作用點13和支點15的位置不變，將滑輪12通過固定架18安裝在墻17上，使滑輪12只能在豎直方向移動而不能在水平方向移動，這樣就相當于在杠桿中將阻力作用點向支點靠近，從而縮短了阻力臂，因此可以得出，圖4所示的拉力F2小于圖3所示的拉力F:。
[0035]當重物14的重心繼續(xù)向固定端16移動后，重物14的重心會出現(xiàn)在支點15的下方，即其在水平方向重合，如圖5所示，在理論上可以得出此時的拉力F3為零。
[0036]由于F3的拉力為零只是在理想狀態(tài)下才能出現(xiàn)的，所以，我們對該結構進行一下變形，如圖6所示，將固定架18改為軸承，將軸承的外殼固定，將繩繞在軸承外殼上，支點15到重物14的重心的力臂水平時，受力效果與圖5所示的一樣，重物14的重力大部分作用在繩固定端16上，也就是大部分作用在軸承的外殼上，少部分作用在繩子拉力端11上，重物14會以軸承的軸心為圓心逆時針旋轉。
[0037]本發(fā)明就是將以上原理再進一步擴展，將滑輪、軸承和拉力端都用齒輪代替，即太陽齒輪2代替軸承，行星齒輪8代替滑輪12，齒圈I代替拉力端11，傳動軸6相當于是重物14，從而實現(xiàn)給齒圈I輸入一個很小的力,在傳動軸6處就可以輸出一個很大的力。
[0038]本發(fā)明實施例提供的杠桿儀，是杠桿原理的擴展，其將杠桿變形為齒輪，通過齒輪組的傳動，實現(xiàn)了既省力且移動距離又小的功能。
[0039]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種杠桿儀，其特征在于，包括齒圈、太陽齒輪、行星齒輪、傳動結構、中心軸和傳動臂，所述太陽齒輪固定在所述中心軸上，所述齒圈與所述中心軸轉動連接，所述行星齒輪分別與所述太陽齒輪和所述齒圈嚙合，所述傳動結構連接所述行星齒輪，所述行星齒輪能帶動所述傳動結構轉動，所述傳動臂與所述傳動結構連接，所述傳動結構能帶動所述傳動臂以所述中心軸為中心轉動。
2.根據權利要求1所述的杠桿儀，其特征在于，所述傳動結構包括傳動盤和傳動軸，所述傳動盤固定在所述行星齒輪上，所述傳動軸與所述傳動盤活動連接，所述傳動軸與所述傳動臂連接，帶動所述傳動臂以所述中心軸為中心轉動。
3.根據權利要求1所述的杠桿儀，其特征在于，所述傳動結構包括傳動盤和傳動軸，所述傳動盤活動連接在所述行星齒輪上，所述傳動軸設在所述傳動盤上，所述傳動軸與所述傳動臂連接，帶動所述傳動臂以所述中心軸為中心轉動。
4.根據權利要求2或3所述的杠桿儀，其特征在于，所述傳動盤為圓盆狀，其盆底固定在所述行星齒輪上，所述傳動軸轉動連接在所述傳動盤內。
5.根據權利要求4所述的杠桿儀，其特征在于，所述傳動軸的中心與所述中心軸的中心之間的距離等于所述太陽齒輪的分度圓半徑。
6.根據權利要求5所述的杠桿儀，其特征在于，所述傳動臂上固定連接有從動齒輪，所述從動齒輪與所述中心軸轉動連接。
7.根據權利要求6所述的杠桿儀，其特征在于，還包括主動齒輪，所述主動齒輪與所述齒圈固定連接，與所述中心軸轉動連接。
8.根據權利要求7所述的杠桿儀，其特征在于，所述傳動軸通過軸承連接所述傳動盤。
9.根據權利要求8所述的杠桿儀，其特征在于，所述傳動臂通過軸承連接所述中心軸。
10.根據權利要求9所述的杠桿儀，其特征在于，所述齒圈通過行星架與所述主動齒輪固定連接。
【文檔編號】F16H1/32GK103527722SQ201310518516
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月28日 優(yōu)先權日:2013年10月28日
【發(fā)明者】陳宏暢 申請人:陳宏暢