用于将围绕两个旋转轴的双向旋转运动转换为围绕单个旋转轴的单向旋转运动的装置和使用所述装置的动力产生系统

具体实施方式

现参看图1-3，描绘用于将围绕两个垂直的输入旋转轴的双向旋转运动转换为围绕单一输出旋转轴的单向旋转运动的装置的第一实施例，此实施例中输入旋转轴与输出旋转轴之间的齿轮比为1∶1。

在此实施例中，输出轴1可旋转地安装在输出旋转轴(也以参考数字1表示)上。

下文更充分描述的可旋转外壳5以下文更充分描述的方式可旋转地安装在所述轴1上，所述可旋转外壳5的旋转轴与输出旋转轴1相同，且组成第一输入旋转轴(也表示为1)。

下文更充分描述的轴2可旋转地安装在输出轴1的一端1B处，垂直于输出轴1，并组成垂直于第一输入旋转轴且垂直于输出旋转轴的第二输入旋转轴。

轴1通过安装在设置于水平支撑部件4上的两个平行间隔开的垂直壁3A、3B的相应中心处的两个轴承2A、2B而支撑在一端1A处。

轴1的另一端1B上的外壳5形成有两个中空圆柱形部分5A、5B，其纵向方向垂直且具有不同长度，圆柱形部分5A在输出旋转轴1的方向上。

圆柱形部分5A在其末端中的一者处连接到圆柱形部分5B的中心，借此形成T形外壳5。圆柱形部分5A的另一端支撑轴承2D以支撑轴1，其末端1B在圆柱形部分5A内部。

外壳5可经驱动为当从图2的左手侧观看时顺时针或逆时针围绕轴1旋转。

在以下描述中，除非另外陈述，否则旋转方向将视为从图2的左手侧观看。

安装在轴1的末端1A、1B中间的齿轮传动(gearing)机构包括三个伞齿轮6A、6B、6C，两个伞齿轮6A、6B安装在轴1上，且经由第三伞齿轮6C啮合，所述第三伞齿轮6C由安装在第三垂直壁3C的中心处的第三轴承2C支撑，所述第三垂直壁3C安装在垂直于前两个壁3A和3B的水平支撑部件4上。

由轴承2D支撑的第一单向离合器7A(当外壳5的圆柱形部分5A顺时针旋转时锁定在轴1上)设置于外壳5与第一伞齿轮6A之间。

第二单向离合器7B与伞齿轮6B一起安装，当伞齿轮6B顺时针旋转时所述单向离合器锁定在轴1上。

因此，外壳5的圆柱形部分5A的顺时针运动将导致单向离合器7A锁定在轴1上(在其末端1A处)。伞齿轮6A的顺时针旋转运动导致伞齿轮6C顺时针旋转(参看图2)，其又导致伞齿轮6B逆时针旋转，借此不将单向离合器7B锁定在轴1上。外壳5的圆柱形部分5A的顺时针旋转运动因此导致输出轴1经由单向离合器7A顺时针旋转。

类似地，当外壳5的圆柱形部分5A逆时针旋转时，单向离合器7A不锁定在轴1上，且外壳5的圆柱形部分5A的旋转运动经由伞齿轮6A、6C传动到到伞齿轮6B。伞齿轮6A的逆时针旋转运动导致伞齿轮6C逆时针旋转(参看图2)，其又导致伞齿轮6B顺时针旋转，借此将单向离合器7B锁定在轴1上。外壳5的圆柱形部分5A的逆时针旋转运动因此导致轴1经由单向离合器7B顺时针旋转。

由伞齿轮6A、6B、6C以及单向离合器7A和7B形成的齿轮传动机构借此确保第一圆柱形部分5A的不论顺时针还是逆时针的任何旋转均导致输出轴1顺时针旋转。

第二输入轴2分别具有两个半部2A、2B。

这两个半部由两个轴承8A、8B支撑在外壳5的第二圆柱形部分5B的每一端处。

每一半部2A、2B部分引入在外壳5的圆柱形部分5B中，轴2的两个半部2A、2B的末端2A1、2B1引入在外壳5的圆柱形部分5B中分别支承伞齿轮9A、9B，输入轴2的两个半部2A、2B的另外两端2A2、2B2从外壳5的圆柱形部分5B的每一侧突出。

两个半部2A、2B的伞齿轮9A、9B在轴1的末端1B处与第三伞齿轮9C啮合，其中外壳5的两个圆柱形部分5A、5B连接。

部分10形成有连接到第三壁12的两个平行壁11A、11B，第三壁12垂直于两个壁11A、11B。每一壁11A、11B在其中心处分别具有单向离合器13A、13B。

两个半部2A、2B的末端2A2、2B2分别与由壁11A、11B支撑的单向离合器13A、13B啮合。

当从图3的前方观看时，单向离合器13A当逆时针旋转时锁定，且单向离合器13B当顺时针旋转时锁定。

如果我们具体参看图3，部分10的从顶部到底部的旋转导致轴2的半部2A的单向离合器13A锁定，以使半部2A逆时针旋转(当从图3的前方观看时)，单向离合器13B保持未锁定。

轴2的半部2A的逆时针旋转导致伞齿轮9A逆时针旋转(当从图3的前方观看时)，且因此导致伞齿轮9C顺时针旋转。

类似地，部分10的从底部到顶部的旋转导致轴2的半部2B的单向离合器13B锁定，以使半部2B逆时针旋转(当从图3的前方观看时)，单向离合器13A保持未锁定。

轴2的半部2B的逆时针旋转导致伞齿轮9B逆时针旋转(当从图3的前方观看时)，且因此导致伞齿轮9C顺时针旋转。

因此，围绕轴2的不论顺时针还是逆时针的任何旋转均导致轴1的顺时针旋转。

外壳5围绕旋转轴1的任何旋转也导致轴1的顺时针旋转。

在参看图1-3描述的后一实施例中，输入轴与输出轴之间的齿轮比为1∶1。

在此齿轮比1∶1的情况下，转矩出现在轴1的末端1B处。随齿轮比增加的此转矩可使用输入轴与输出轴之间的其它传动构件来减小，如参考本发明的第二实施例所阐释。

图4-9描述本发明的另一实施例，其中输入齿轮与输出齿轮之间的传动是借助滑轮和皮带，其抑制轴末端1B处的转矩。

如从图4可看出，根据本发明第二实施例的装置形成有移动外壳50，其由轴承51支撑在中空盘52中，所述盘安装在水平支撑部件40的垂直壁30上，如图4所示。

移动外壳50分别形成有两个圆柱形垂直部分50A和50B，其纵向方向分别与两个输入旋转轴1和2的方向匹配。圆柱形部分50A的纵向方向对应于输出轴S的方向，且圆柱形部分50B的纵向方向对应于垂直于输出轴S的方向，输出轴S的方向组成输出旋转轴。

外壳50可围绕输出轴S顺时针或逆时针旋转。

圆柱形部分50B的每一端分别为垂直壁110A和110B，仅在此实施例中垂直壁110A在其中心处具备轴承(相应地130A)。

这些轴承130A类似于图2的轴承支撑输入轴2的两个半部(图上仅展示半部2A)，其在外壳50内部的末端支承类似于图2和3的部分10的元件，此实施例中未展示。至于先前图2和3，当从图4的左手侧观看时，所述部分可围绕输入轴2的两个半部2A顺时针或逆时针旋转。

在下文中，且除非另外陈述，否则旋转方向将是从图4的左手侧观看到的方向。

如果我们更具体参看图5A，我们可更详细地看到从输入轴2到输出轴S的传动，其参看图4中的外壳50的圆柱形部分50B的壁110A来阐释。

如从图5可看到，输入半轴2A为中空的。中间轴I由半输入轴2A内部的轴承支撑。

半输入轴2A在其远端2A1处支撑平坦矩形条90A，其表面平行于壁110A。

如从图7可看到，此矩形条的远端分别形成有两个孔T1和T2，两者均为半输入轴2A的方向上的平坦矩形条90A中的通孔，两个孔T1、T2在垂直条90A的远端处径向间隔。

第一孔T1支承第一轴91，所述第一轴91从条90A的两侧突出，且第二孔支承第二轴92，所述第二轴92仅从平坦矩形条90A的面对圆柱形部分50B的内部的表面突出，而不从平坦矩形条90A的面对壁110A的内表面的表面突出。

轴91的从矩形条90A朝壁110A的内表面突出的末端支承可与轴91一起旋转的轮93，所述轮93在内部环形圈94上行进，所述内部环形圈94在圆柱形部分50B的内部圆柱形壁上的厚度对应于轮93的厚度，环形圈94设置在壁110A的内侧上。

轴91的朝向圆柱形部分50B的内部的另一端以此次序从平坦矩形条90A的表面支承：齿轮95和滑轮96，两者均可围绕轴91旋转，滑轮96并入有单向离合器。

轴92以此次序从平坦矩形条90A的表面支承齿轮95′(与轴91上的齿轮95啮合)和滑轮96′，齿轮95′和滑轮96′两者均可围绕轴旋转，且滑轮96′并入有单向离合器，滑轮96和96′的单向离合器锁定于相同旋转方向(当从图8C的前方观看时，顺时针)上。

中间轴I也支承滑轮97，其在垂直方向上直接位于滑轮96和96′的下方。

皮带98连接滑轮96、96′和97，如图9所示，其中皮带98由并入有平坦矩形条90A的单向离合器的滑轮96和96′驱动，以便使用滑轮97使中间轴I旋转。

当输入半轴2A顺时针旋转时，平坦矩形条90A围绕半轴2A顺时针旋转，从而导致轮93在内部环形圈94上行进，所述轮逆时针旋转，如从图8A观看。因此，轴91将通过轮93逆时针旋转，齿轮95也将逆时针旋转。滑轮96的单向离合器不锁定，因此滑轮96自由转动(freewheeling)。

齿轮95的逆时针旋转导致轴92上齿轮95′的顺时针旋转。因此，轴92顺时针旋转，滑轮96′也将顺时针旋转，这是由于所述滑轮96′中并入的单向离合器的锁定。

皮带98因此由滑轮96′驱动，且皮带本身使滑轮97顺时针旋转。

滑轮的顺时针旋转随后导致中间轴I顺时针旋转。

类似地，当半输入轴2A逆时针旋转时(如从图9观看)，平坦矩形条90A围绕半输入轴逆时针旋转，从而导致轮93在内部环形圈94上行进，所述轮93顺时针旋转，如从图8A观看。因此，轴91将通过轮93的顺时针旋转而顺时针旋转，轴91的第一齿轮95也将顺时针旋转。轴91的滑轮96将顺时针旋转，其所并入的单向离合器在此旋转方向上锁定。

轴91的第一齿轮95的顺时针旋转导致轴92的第二齿轮95′的逆时针旋转。轴92逆时针旋转，滑轮96′的所并入的单向离合器将不锁定，且滑轮96′将自由转动。

当从图8C观看时顺时针旋转的滑轮96驱动皮带98，使得其顺时针转动，如从图9观看。如先前看到，皮带98在中间轴I上旋转滑轮97，借此使中间轴顺时针旋转。

轴2的半轴2A的顺时针旋转或逆时针旋转因此导致中间轴I的顺时针旋转。

中间轴I的旋转随后通过类似于图3中描绘的齿轮构件9A、9B且此实施例中未展示的齿轮构件传动到输出轴S。

图6说明图4的外壳50的圆柱形部分50A的旋转运动传动到输出轴S的方式。

安装在壁30的中空盘52上的轴承51支撑圆柱形部分50A。

接触中空盘52的外壳50的圆柱形部分50A的端壁在其中心处具有开口53，其连接到中空圆柱体54。输出轴S朝中空盘52的内部通过开口53和圆柱体54，如图6所示。

仍参看图6，圆柱体54在其位于中空盘52内部的末端处具有平坦矩形条90B，其构造类似于图5、8、8A-8C和9的平坦矩形条90A的构造。

类似于参看图5、8、8A-8C和9详细描述的组合件的组合件用于借助设置在输出轴S上的滑轮99(类似于中间轴I上的滑轮97)驱动输出轴S单向旋转，所述中间轴I借助皮带连接到并入有平坦矩形条90B上的单向离合器的齿轮和滑轮，如上文参看图5、8、8A-8C和9详细描述。

图10展示非常类似于上文详细描述的实施例的第三实施例，其中皮带和滑轮被齿轮代替。齿轮196、196′和197代替滑轮96、96′和97，而齿轮198代替皮带98。外壳的结构在其它方面类似。

图11和12展示第四实施例。

外壳的外部结构与图4中相同，但内部机械传动改变。

为了更清楚而仅展示来自横截于输出轴的圆柱形部分50B中的输入轴的传动，来自与输出轴平行的输入轴的传动与先前参看图6描述的相同。

在此第四实施例中，输入轴2在圆柱形部分50B的每一端处由两个轴承230A和230B支撑。在外壳50的圆柱形部分50B内部，轴2支撑大齿轮294。齿轮294的半径稍许小于圆柱形部分50B的内部部分的半径。

齿轮294与输入轴2一起顺时针以及逆时针旋转。

彼此平行的两个板290A和290B提供在外壳50的圆柱形部分50A内部，其从外壳的底部向外壳的顶部垂直延伸，板290A和290B如图12所示从外壳50的圆柱形部分50A的中心部分移位。板290A和290B的表面平行于输出轴S的方向。

两个轴291和292在两个板290A与290B之间延伸，所述两个轴在每一板上支撑到通孔中，所述通孔分别为形成在板290A和290B上分别处于输出轴S上方一距离处的T21、T22和T23、T24。

第一轴将小齿轮293支承在板290A的与输出轴S相对的一侧上，所述小齿轮293与大齿轮294啮合，且与第一轴291一起顺时针或逆时针旋转。在两个板290A与290B之间，第一轴291类似于参看图7描述的系统以此次序支承联锁齿轮295和第一蜗轮296。

第二轴292不突出到两个板290A与290B之的空间外部，且以此次序支撑第二联锁齿轮295′(其与第一联锁齿轮295啮合)以及第二蜗轮296′。

蜗轮296和296′每一者包含单向离合器，两个单向离合器锁定于相同旋转方向上，且两者与输出轴S啮合以当其被激活(所并入的单向离合器锁定)时驱动输出轴S旋转。

类似于参看图7描述的系统，当输入轴顺时针旋转时，如从图11看到，大齿轮294也顺时针旋转。

大齿轮驱动小齿轮293逆时针旋转。假设第一蜗轮296中并入的单向离合器在轴291顺时针旋转时锁定，那么小齿轮的逆时针旋转不锁定蜗轮296。

轴291的逆时针旋转经由联锁齿轮295和295′带来第二轴292的顺时针旋转。

第二轴292的顺时针旋转又锁定第二蜗轮296′中并入的单向离合器，从而导致输出轴S顺时针旋转。

类似地，当输入轴2逆时针旋转时，蜗轮296将锁定(蜗轮296′保持未锁定)，从而导致输出轴S顺时针旋转。

第二和第三实施例允许输入轴与输出轴之间的较高比率，而没有输出轴上的转矩。

第四实施例展示旋转的传动也可偏离中心，与第一到第三实施例相反。

图14和15展示尤其适于机械传动构件上的转矩太重要的大尺寸装置的本发明的液压实施例

在此第五实施例中，两个独立液压泵用于将每一输入轴的输入旋转运动传动到输出旋转轴。

根据第五实施例的装置400包括大体矩形外壳401。轴承402A、402B、402C和402D安装在外壳401的每一壁的中心处。

每一轴承402A、402B、402C和402D分别支撑轴403A、403B、403C和403D，使得每一轴403A、403B、403C和403D的一端突出到外壳401内部，每一轴403A、403B、403C和403D的另一端突出到轴承外部。轴403A、403B、403C和403D成对对准，使得轴403A、403B对准且其旋转轴组成第二输入旋转轴，且轴403C、403D对准且其旋转轴组成第一输入旋转轴。

来自每一对的轴(分别403B、403D)具有其在外壳401内部的末端，所述末端密封地连接到液压泵(分别为404B、404D)。

参看图15更充分描述液压泵404B、404D。

每一液压泵404B、404D(图15中描绘的泵404B)一般具有半球体形状，其内部通过枢转桨405密封地分离为在稳态位置中的具有相等尺寸的两个腔406A、406B。输入轴403B密封地连接到桨405，且当旋转运动施加在轴403B的突出到外壳401外部的末端上时驱动桨405旋转。

每一腔406A、406B在其下端处具备一对单向阀，分别为用于腔406A的407和408以及用于腔406B的409和410，腔中的单向阀407和408以及409和410在相反方向上操作，单向阀407和410为入口单向阀，单向阀408和409为出口单向阀。

入口单向阀407和410两者连接到相同入口管411，且出口单向阀两者连接到相同出口管412。

每一对407、408和409、410因此包括：入口阀407、410，其当入口管411中的压力大于相关的腔中的压力时打开；以及出口阀408、409，其当相关的腔中的压力大于出口管412中的压力时打开。

如上所述，桨405的下端链接到相关的输入旋转轴403B，且相关的输入旋转轴403B的移动使桨405移动，并在腔406A、406B中产生压力差而打开对应的单向阀407、408、409、410。

出口管412连接到输出管413，其方向与输入旋转轴403D相同，且其远端具备单向液压涡轮机(图上未展示)，所述单向液压涡轮机在输出旋转轴上产生单向旋转运动，输出管与输入旋转轴403D对准。输出管413接着在入口管411上沿环路返回，使得液压回路(411、412、413)闭合。

输入轴403B、403D上的任何双向旋转移动因此在输出旋转轴上产生单向移动。

图13A、13B、13C展示根据本发明一实施例将用于在海洋中产生动力的动力产生系统500。其由球形浮标501组成，两个平行梁502、503形成到所述球形浮标501中，两个梁502、503在使用中在相同的大体水平平面上形成球体501的弦，根据本发明的装置504枢转地安装在这两个平行梁502、503之间，所述装置504相对于所述梁503、504的枢转轴组成所述装置504的第一输入旋转轴。

固定到U形部分508的呈摆锤505形式的重物枢转地悬吊到所述装置504，摆锤505的枢转轴垂直于第一输入旋转轴且在相同平面中，并组成装置504的第二输入旋转轴。

第二重物506在中心且对称地固定到浮标501的基底，位于浮标501内部，使得第二重物506在摆锤505的稳态位置中均匀地提供在浮标501的基底上。

浮标501具有锚具507，其从摆锤505的稳态位置偏移，借此当潮汐移动系统500时产生系统500的不稳定移动，因为摆锤505和偏移锚具507两者向系统施加不同的稳态位置。此不稳定移动产生了装置504相对于第一和第二输入旋转轴的移动，且因此提供了装置504的输入旋转轴上的双向旋转运动，以为所述装置产生动力，如上所述。

可容易发现基于本发明的此相同原理工作的其它构造，因为存在各种手段实现旋转轴轴与输出旋转轴之间的传动。

已描述使用齿轮或滑轮和皮带组合件的驱动装置，但例如齿轮、链和嵌齿、皮带和滑轮轮、液压驱动装置及其任何组合的任何机械传动构件被认为属于本发明的范围内。

类似地，已描述传动构件在装置内部的实施例。所属领域的技术人员将容易发现利用偏离中心的驱动装置的实施例，其全部属于本发明的范围内。