本发明是一种向运动物提供动力能的装置,由这种装置构成的系统将静止或远离的能源设备与运动物联接,供给运动物工作所需的能量。 现有技术中用于向运动物输送能量的方法有如下几种类型:
1、缆状软连接。如输送电能的软电缆,输送压力能的液压软管,输气管等。其缺点是运动距离受较大限制、软缆卷绕收放设备或滑车结构复杂笨重、不可靠、尤其是不适于运动物转向,交叉运动和作曲线,回转运动。
2、滑触联接。广泛用于电能输送,如电车滑触线、电机滑环等。其缺点是运动接触带来接触不良,磨损、能量损耗等问题,电线裸露,不安全,要求占据较大空间,尤其是不适于其他能量形式的传输。
3、能量储存。如蓄电池储存电能,飞轮、弹簧储存机械能,蓄能缶储存压力能等。缺点是使用不便,储能设备容量受较大限制,当需要输出较大功率时储能设备会变得笨重、复杂、成本高。
4、机械传动。用于传输机械能、如牵引、辊道等等。
本发明的目的:
前述第一种类型其连接点是紧固的、不变更的。
第二种类型其联接点是接触的,连续变更的。
第三种类型无联接点,完全脱离的。
本发明采用一种新的方式解决运动与联接这一对矛盾,即:联接点是离散分布,可变更的。这一新颖独特的形式目的在于克服前述各种类型能量传输方式的固有局限,事实上离散布置的联接点应用现有技术即可适应各种形式能量的传输、且能达到有效、安全、可靠。联接点可变更,则使之能适应各种复杂的运动要求。这种新的类型的装置将得到广泛应用,并使很多种运动机器和动力机提高技术性能,使用价值和拓宽应用范围。
发明的内容:
本发明包含三个最基本的要素,三个基本要素独特组合所形成的装置,以一种独特、新颖地方式工作。
A、沿运动物运动轨迹装设的用以传输能量的固定载体。它可传输一回或多回(路),某一种或多种能量或信息。
B、固定载体上按一定步距分段设置的多个用以传输或交换能量的固定接口。简称定接口。
C、装置在运动物上的用以传输或交换能量的活动接口。简称动接口。
所有接口可有一个或多个单元,用以传输或交换一回或多回,某一种或多种能量、信息。
如上独特组合的装置按下述方式工作:
运动物在其运动过程中的某一阶段,其上装置的动接口与固定载体上的某固定接口联接,通过联接的接口固定载体将能量或信息由能源、信息源装置传输到运动物或进行交换。而在运动物运动过程中的另一阶段、动接口与另一些定接口联接,达到相同的目的。
动接口与定接口应能快速接驳与分离,其快速性以适应运动物运动速度为度。装设导向、定位机构以使动接口得以准确与定接口接驳、分离、变更。设自动或使动辅助联接机构和辅助结构以使动接口得以可靠与定接口联接,并达到所传输能量对于联接点的特殊要求。
通过动接口在运动物运动过程中与固定载体上离散分布的定接口的可变更联接,从而使运动物得以由静止远离的能源获取工作所需的能量。
当利用其他辅助机构令动接口与运动物间逆向等速运动时、该动接口与定接口联接可持续一段时间而不影响运动物的运动,可达到使运动物连续运动的目的。(分离后应使动接口复位)。
当运动物上装置两个以上动接口,并使之交替在不同时刻与不同的定接口接驳,则可达到能量、信息的传输交换连续不间断的目的。
当运动物的动力驱动为步进式、或运动物自身作步进运动时,则使定接口间隔步距与运动物步距相等或运动物步距的整数倍与定接口相等,在运动物步进运动中变更获取能量的联接点结构简单、准确可靠、动作节奏性强、二者均可达到更好的技术特性指标、和良好的运行状况。
同理,动接口辅助运动机构设计为步进、往复式亦有利于动接口运动导向,定位和接驳动作的准确完成。
由于压力能传输的特殊性,为避免在距离较远可能造成能量在传输过程中的损耗过大、品质下降、可采用多台能源设备逐段加压或分段供给压力能,各段之间可以连通、可以彼此隔离。
本发明所揭示的装置,由于定接口的离散等距分布而具有数字特征、令固定载体为直线布置、则定接口更具有了坐标的特征,由本装置可以建立起三维直角坐标系统将能量送达三维空间中确定的位置为运动物提供运动所需能量。
发明的优点、积极效果:
本发明的优点是显而易见的、它使许多运动机器在一定程度上突破了为获取能源所受到的种种限制,大大增加了其运动的空间自由度。由此我们可以设计各种复杂运动轨迹的运动机器。尤其是使以压力能动力机在这类运动机器中将得到广泛应用。并充分发挥优势。
本发明的另一显著优点是使运动机器在运行中受控及空间位置反馈极为准确和便利,这对于自动控制、遥控和需要准确定位的运动机器来说具有特殊的意义。例如用在自动生产线,自动堆栈等希望能使用计算机进行控制、调度的地方作为运动执行机的能量传输装置是极有前途的。
附图说明:
附图1是一种电动平车电能传输装置示意图。这种电动平车在工厂中尤其在冶金、矿山工业中广泛使用,其驱动、控制装置不予描述仅就与本发明有关的改进的电能传输部分作如下说明:
电动平车(1)可沿钢轨(11)往返行驶,动接口辅助机构(2)由驱动轮、张紧轮、传动带及固定于传动带上的数个动触头(3)组成。驱动轮与车轮(12)同步以使动触头(3)在下部时与平车前进运动逆向等速。动触头为隔离、绝缘的三相组合(见(13)),其顶端分别与固定在平车上的三相滑触母线接触(见B处),滑触母线供给平车电机电能。(4)即示意三相滑触母线。
固定载体(14)为普通三相输电线路、可敷设于钢管中、其上沿线等距装设定接口(5),其距离与两个动触头之间距离相等。定接口为内设三相触头(7),压紧装置(6)以及绝缘、灭弧配件的钢盒、其上有可开启之盖(10),(8)-(9)为自动启盖装置、(9)将盒盖开启(8)支撑至其尾端盖在自重或弹簧作用下复位。
平车运行时,动触头由A处进入定接口与其中触头压紧接触,该动触头与滑触母线接触后B点动触头移动至末端与滑触母线、定接口脱离。平车继续运行。同理平车可作反方向运行。
实施应用举例:
1、本发明极为重要和广泛的一类应用是作为自举动力机的能量传输装置,其步进和自举递进的运动特性是与本发明的装置的特点相适应的。当其步进的步距与本发明的装置定接口间距离相配合时其结构可简捷可靠并使二者均发挥其优良特性。
2、由本发明装置可建立三维直角坐标能量传输系统,该系统甚至可同时使用多种能源,适用多种能源动力的能沿轨道进行三维行走的运动机器在确定的三维路径上运行。加上计算机控制调度,这就是一种自动堆栈的原形,运动机器可将物品送至三维空间的确定的坐标点上,或相反取出。