CN106285937B - 一种往复-旋转运动转换机构以及内燃机、压缩机和水泵 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种往复‑旋转运动转换机构，包括主旋转轴组件、同步曲轴、连杆组以及机体；主旋转轴组件包括至少一个主旋转轴组件单元，每个单元包括：至少两个往复运动件、行星曲轴、左支撑曲轴、右支撑曲轴；左支撑曲轴和所述右支撑曲轴分别设置在所述行星曲轴的左右两端；行星曲轴的左支撑颈与左支撑曲轴的右端的末端曲柄销配合连接，右支撑颈与右支撑曲轴左端的末端曲柄销配合连接；同步曲轴的转轴平行主旋转轴设置；所述连杆组的连杆连接所述同步曲轴的同步曲轴曲柄销和对应位置的所述左支承曲轴或右支撑曲轴的连杆曲柄销或者行星曲轴的支撑颈；该往复‑旋转运动转换机构的旋转输出或者旋转输入，通过设置在同步曲轴上的输出轴或者输入轴实现。

Description

一种往复-旋转运动转换机构以及内燃机、压缩机和水泵

本申请要求申请日为2015年12月30日，中国专利申请号为201511031170.7，名称为“一种往复-旋转运动转换机构”的中国发明专利申请的优先权。

技术领域

本申请涉及机械领域，具体的说是一种往复-旋转运动转换机构。本申请同时提供使用上述往复-旋转运动转换机构的内燃机、压缩机和水泵。

背景技术

在传统的内燃机中，通常都是通过曲柄连杆机构将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动，进而由该曲轴驱动相应的运动部件，对外输出动力。在传统的压缩机中，也是通过曲柄连杆机构将曲轴的旋转运动转换为活塞的往复运动，对汽缸内的空气进行压缩。此外，在水泵等机械设备中，也会使用所述曲柄连杆机构实现旋转运动到往复运动的转换。

现有技术中的曲柄连杆机构，在活塞传递动力的过程中，曲轴回转会受到各个气缸交变的气体压力、往复惯性力和离心力，以及由该些力引起的弯矩、扭矩的作用，发生强迫扭转振动，形成复杂的交变应力和扭转或弯曲振动附加应力，当应力集中严重，曲轴所承受的应力超过其疲劳强度时，将发生曲轴断裂的情况，进而导致曲柄连杆机构的无法正常工作。

如何提供一种能够显著减少曲轴所承受的交变应力，延长曲轴正常使用时间的往复-运动转换机构，成为本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述缺陷，本申请提供一种显著减少曲轴所承受的交变应力，延长曲轴正常使用时间的往复-旋转运动转换机构。

本申请采用的技术方案是：

本申请提供一种往复-旋转运动转换机构，包括：

一种往复-旋转运动转换机构，包括主旋转轴组件、同步曲轴、连杆组以及机体；

所述主旋转轴组件包括至少一个主旋转轴组件单元，每个单元包括：至少两个往复运动件、行星曲轴、左支撑曲轴、右支撑曲轴；每个主旋转轴组件单元中，上述各个部件的安装连接方式为：所述往复运动件均安装在对应各个往复运动件设置的机体的往复运动轨道中，并且各个往复运动件的往复运动轨道不能全部重合也不能全部相互平行；每个往复运动件设置有曲柄销通过孔；所述行星曲轴具有分别与各个往复运动件配合设置的行星曲轴曲柄销，并且各个行星曲轴曲柄销分别通过所述曲柄销通过孔与对应的往复运动件可旋转的配合连接；所述左支撑曲轴和所述右支撑曲轴分别设置在所述行星曲轴的左右两端，并且通过各自的主轴颈支撑在机体上；所述行星曲轴的左支撑颈与左支撑曲轴的右端的末端曲柄销以可旋转方式配合连接；所述行星曲轴的右支撑颈与右支撑曲轴左端的末端曲柄销以可旋转方式配合连接；所述左支承曲轴以及所述右支承曲轴的末端曲柄销的偏心量和所述行星曲轴的行星曲轴曲柄销偏心量设计为相等；所述左支撑曲轴和右支撑曲轴的各个主轴颈共轴，其轴线为主旋转轴；

所述同步曲轴的转轴平行主旋转轴设置，并设置有同步曲轴曲柄销；

所述连杆组包括至少一个连杆，连杆设置为以可旋转方式连接所述同步曲轴的同步曲轴曲柄销和对应位置的所述左支承曲轴或右支撑曲轴的连杆曲柄销或者行星曲轴的支撑颈；通过所述连杆，将所述主旋转轴的旋转传递到所述同步曲轴；

该往复-旋转运动转换机构的旋转输出或者旋转输入，通过设置在同步曲轴上的输出轴或者输入轴实现。

优选的，所述连杆曲柄销在所述左支撑曲轴上和所述右支撑曲轴上分别设置，并且均位于各自所在的所述支撑曲轴的内侧主轴颈的外侧。

优选的，所述左支撑曲轴的连杆曲柄销为两个，相应的，所述同步曲轴在对应位置上的同步曲轴曲柄销有两个，所述连杆有两个，分别连接相对的所述连杆曲柄销和所述同步曲轴曲柄销，构成平行四边形连杆机构；并且，所述右支撑曲轴的连杆曲柄销为两个，相应的，所述同步曲轴在对应位置上的同步曲轴曲柄销有两个，所述连杆有两个，分别连接相对的所述连杆曲柄销和所述同步曲轴曲柄销，构成平行四边形连杆机构。

优选的，所述连杆设置为以可旋转方式连接所述同步曲轴的同步曲轴曲柄销和对应位置的所述左支承曲轴或右支撑曲轴的连杆曲柄销或者行星曲轴的支撑颈，具体采用的方案为：所述同步曲轴的同步曲轴曲柄销对应所述行星曲轴的支撑颈设置；相应的，所述连杆连接同步曲轴的同步曲轴曲柄销和对应位置的所述行星曲轴的支撑颈。

优选的，对应所述行星曲轴的左支撑颈和右支撑颈分别设置有所述连杆。

优选的，所述主旋转轴组件单元所包括的往复运动件为两个，两个往复运动件的往复运动轨道相互垂直。

优选的，所述主旋转轴组件单元所包括的往复运动件为三个，其中两个往复运动件的往复运动轨道相互平行；另外一个往复运动件的往复运动轨道垂直于上述两个往复运动件的运动轨道。

优选的，所述主旋转轴组件单元所包括的往复运动件为两个，其中第一往复运动件具有两个相对的活塞杆，每个活塞杆上均设置有所述曲柄销通过孔，并且两个曲柄销通过孔同轴；所述行星曲轴与该往复运动件配合设置的曲柄销为两个曲柄销，每个曲柄销分别与一个活塞杆上的曲柄销通过孔配合；该主旋转轴组件单元的第二往复运动件的往复运动轨道与所述第一往复运动件的往复运动轨道垂直，并且位于第一往复运动件的两个相对的活塞杆的中间位置。

优选的，所述主旋转轴组件包括两个及两个以上的主旋转轴组件单元；各主旋转轴组件单元的主旋转轴设计为位于同一个轴线上；所述各主旋转轴组件单元的旋转通过所述连杆组传递到同一个所述同步曲轴上。

优选的，相邻的主旋转轴组件之间具有共用的连杆。

优选的，所述主旋转轴组件包括两个及两个以上的主旋转轴组件单元；各主旋转轴组件单元的主旋转轴设计为相互平行；所述各主旋转轴组件单元的旋转通过所述连杆组传递到同一个同步曲轴上。

优选的，所述主旋转轴组件包括三个及其以上的主旋转轴组件单元；其中，至少有两个主旋转轴组件单元的主旋转轴设计为同轴，称包含同轴的主旋转轴组件单元最多的主旋转轴为第一主旋转轴；其它的主旋转轴组件单元的主旋转轴平行于所述第一主旋转轴轴线；所述各主旋转轴组件单元的旋转通过所述连杆组传递到同一个同步曲轴上。

本申请同时提供一种内燃机，该内燃机具有上述任意一项技术方案所述的往复-旋转运动转换机构。

本申请同时提供一种压缩机，该压缩机具有上述任意一项技术方案所述的往复-旋转运动转换机构。

本申请同时提供一种水泵，该水泵具有上述任意一项技术方案所述的往复-旋转运动转换机构。

与现有技术相比，本申请具有以下优点：

本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构，包括主旋转轴组件、同步曲轴、连杆组以及机体；其中，所述主旋转轴组件包括至少一个主旋转轴组件单元，每个单元包括：至少两个往复运动件、行星曲轴、左支撑曲轴、右支撑曲轴；所述往复运动件均安装在对应各个往复运动件设置的机体的往复运动轨道中，并且各个往复运动件的往复运动轨道不能全部重合或全部相互平行；每个往复运动件设置有曲柄销通过孔；所述行星曲轴具有分别与各个往复运动件配合设置的曲柄销，并且各个曲柄销分别通过所述曲柄销通过孔与对应的往复运动件可旋转的配合连接；所述左支撑曲轴和所述右支撑曲轴分别设置在所述行星曲轴的左右两端，并且其主轴颈支撑在机体上；所述行星曲轴的左支撑颈与左支撑曲轴的右端的末端曲柄销以可旋转方式配合连接；所述行星曲轴的右支撑颈与右支撑曲轴左端的末端曲柄销以可旋转方式配合连接；所述左支承曲轴以及所述右支承曲轴的末端曲柄销的偏心量和所述行星曲轴的曲柄销偏心量设计为相等；所述左支撑曲轴和右支撑曲轴的各个主轴颈共轴，其轴线为主旋转轴；

所述同步曲轴的转轴平行主旋转轴设置，并设置有曲柄销；

所述连杆组包括至少一个连杆，连杆设置为以可旋转方式连接所述同步曲轴的曲柄销和对应位置的所述左支承曲轴或右支撑曲轴的连杆曲柄销或者行星曲轴的支撑颈；通过所述连杆，将所述主旋转轴的旋转传递到所述同步曲轴；

该往复-旋转运动转换机构的旋转输出或者输入，通过设置在同步曲轴上的输出轴或者输入轴实现。

相较于现有技术，本申请提供的往复-旋转运动转换机构，在作为往复运动到旋转运动的转换机构时，往复运动件往复运动首先转换为主旋转轴上的旋转运动，然后，利用连杆将主旋转轴的旋转运动传递到所述同步曲轴上，并将所述旋转运动通过所述同步曲轴输出。当本申请提供的往复-旋转运动转换机构作为旋转运动转换为往复运动的转换机构时，首先将外部的旋转运动加载在所述同步曲轴的输入轴上，利用连杆将同步曲轴的旋转传递到主旋转轴，通过主旋转轴的旋转带动往复运动件往复运动。采用上述机构后，以同步曲轴作为输出轴或者输入轴，能够显著消除对旋转轴的交变应力，降低曲轴断裂的可能，延长曲轴使用时间，并进而延长整个往复-旋转运动转换机构的使用寿命。本机构的另外一个显著优点是，能够方便的实现多个主旋转轴组件单元通过串联、并联或者混联的方式工作，有效适应大功率大载荷的工况。

附图说明

图1为本申请第一实施例提供的往复-旋转运动转换机构的结构示意图；

图2为图1所示A-A向结构示意图；

图3是本申请第一实施例提供的往复-旋转运动转换机构中同步曲轴的结构示意图；

图4是本申请第一实施例提供的往复-旋转运动转换机构中左支撑曲轴的结构示意图；

图5是本申请第一实施例提供的往复-旋转运动转换机构中行星曲轴的结构示意图；

图6是本申请第一实施例提供的往复-旋转运动转换机构中活塞杆的结构示意图；

图7是本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例一的原理图；

图8是本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例二的结构示意图；

图9为图8的B-B向的结构示意图；

图10是本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构实施例二的原理图；

图11是本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构并联结构的实施例一示意图；

图12是图11的C-C向的结构示意图；

图13是图11的俯视图；

图14是图11中连杆组件的结构示意图；

图15是图14的俯视图；

图16是本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构串联结构的实施例一示意图；

图17是图16的D-D向的结构示意图；

图18是本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构串并联实施例一结构示意图；

图19是图18的E-E向的结构示意图；

图20是图18的俯视图；

图21是本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构并联结构实施例二的示意图；

图22是图21的F-F向的结构示意图；

图23是本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构串并联结构实施例二的示意图；

图24是图23中G-G向的结构示意图；

图25是图23的俯视图；

图中，主旋转轴组件10，第一往复运动件11，第一往复运动轨道111，曲柄销通过孔112，活塞杆113，第二往复运动件12，第二往复运动轨道121，行星曲轴13，左支撑颈131，右支撑颈132，左支撑曲轴14，右支撑曲轴15，主轴颈16，主旋转轴17；同步曲轴20；曲柄销30，连杆曲柄销31；连杆组40，连杆41；机体50。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

下面依次结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

请参考图1至图6，图1为本申请第一实施例提供的往复-旋转运动转换机构的结构示意图；图2为图1的A-A向的结构示意图；图3是本申请第一实施例提供的往复-旋转运动转换机构中同步曲轴20的结构示意图；图4是本申请第一实施例提供的往复-旋转运动转换机构中左支撑曲轴14的结构示意图；图5是本申请第一实施例提供的往复-旋转运动转换机构中行星曲轴13的结构示意图；图6是本申请第一实施例提供的往复-旋转运动转换机构中活塞杆113的结构示意图。本申请中，为了叙述方便，以图示为基准确定左、右关系，在实际产品中，左右关系当然可以因为观察位置不同而颠倒。

以下结合图1，对本申请第一实施例提供的往复-旋转运动转换机构进行说明。同时请参考图2-图6。

所述往复-旋转运动转换机构包括：主旋转轴组件10、同步曲轴20、连杆组40以及机体50。

所述主旋转轴组件10包括至少一个主旋转轴组件单元，每个单元包括：至少两个往复运动件、行星曲轴13、左支撑曲轴14、右支撑曲轴15。

在本实施例中，所述往复运动件为两个，即第一往复运动件11和第二往复运动件12。

所述往复运动件均安装在机体50的对应各个往复运动件设置的往复运动轨道中，并且各个往复运动件的往复运动轨道不能全部重合也不能全部相互平行，其较佳选择为同一个主旋转轴组件单元中，不同的往复运动件的往复运动轨道之间存在相互垂直的关系；每个往复运动件设置有曲柄销通过孔。图1、图2均示出第一往复运动件的曲柄销通过孔112。

所述行星曲轴13具有分别与各个往复运动件配合设置的行星曲轴曲柄销133，并且各个行星曲轴曲柄销133分别通过对应的往复运动件的曲柄销通过孔与所述对应的往复运动件可旋转的配合连接。

所述左支撑曲轴14和所述右支撑曲轴15分别设置在所述行星曲轴13的左右两端，并且通过各自的主轴颈16支撑在机体50上。在本实施例中，所述主轴颈16包括内侧主轴颈16-1和外侧主轴颈16-2。所述行星曲轴13的左支撑颈131与左支撑曲轴14的右端的末端曲柄销141以可旋转方式配合连接；所述行星曲轴13的右支撑颈132与右支撑曲轴15左端的末端曲柄销151以可旋转方式配合连接；所述左支承曲轴14以及所述右支承曲轴15各自的末端曲柄销的偏心量和所述行星曲轴13的行星曲轴曲柄销133偏心量设计为相等；

所述左支撑曲轴14和右支撑曲轴15的各个主轴颈16共轴，其轴线为主旋转轴17，所述同步曲轴20的转轴平行主旋转轴17设置，并设置有同步曲轴曲柄销201。

结合图1，图2、图7所示，在本实施中，在所述左支撑曲轴14上和所述右支撑曲轴15上分别设置连杆曲柄销31，且所述左支撑曲轴14的连杆曲柄销31为两个，所述右支撑曲轴15的连杆曲柄销31也为两个，所述连杆曲柄销31均位于各自左、右支撑曲轴的内侧主轴颈16-1的外侧上。相应的，所述同步曲轴20在对应位置上，两侧各有两个同步曲轴曲柄销201，所述连杆41与所述连杆曲柄销31、同步曲轴曲柄销201构成左右两侧两组平行四边形连杆机构，通过这两组平行四边形连杆机构，将所述主旋转轴17的旋转传递到所述同步曲轴20；或者反之，通过这两组平行四边形连杆机构将所述同步曲轴20的旋转传递到所述主旋转轴17。

需要说明的是，在本实施中所述左支撑曲轴14具有内侧主轴颈16-1和外侧主轴颈16-2；所述内侧主轴颈16-1为靠近往复运动件左侧的主旋转轴17的主轴颈，所述左支撑曲轴14内侧主轴颈16-1的外侧为相对其内侧主轴颈16-1远离所述往复运动件的一端；同样的，所述右支撑曲轴15具有内侧主轴颈16-1和外侧主轴颈16-2，所述内侧主轴颈16-1为靠近往复运动件右侧的主旋转轴17的主轴颈16，所述右支撑曲轴15内侧主轴颈16-1的外侧为相对其内侧主轴颈16-1远离所述往复运动件的一端。

请参考图1、图2、图7所示，在本实施中，所述主旋转轴组件10单元所包括的往复运动件为两个，该两个往复运动件相互垂直，即：第二往复运动件12垂直于所述第一往复运动件11，也就是说，第二往复运动件12的第二往复运动轨道121与所述第一往复运动件11的第一往复运动轨道111垂直。在本实施中，所述第一往复运动件11具有一个活塞杆113，通过设置在所述活塞杆113上的曲柄销通过孔112与行星曲轴13上相应的行星曲轴曲柄销133连接。所述第二往复运动件12具有一个活塞杆123，通过设置在所述活塞杆123上的曲柄销通过孔122与行星曲轴13上相应的行星曲轴曲柄销133连接。所述第二往复运动件12可以设置在所述第一往复运动件11的左侧或者右侧，在本实施中，设置于图中左侧。

上述图1、图2、图7提供的机构形式，是本申请提供的基本机构形式，根据这一基本机构形式，本申请提供的往复-旋转运动转换结构还可以有一些变形形式。

例如图11、图12所示，图11是本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构并联结构的第一实施例的一种变形形式的示意图，图12是图11的c-c向的结构示意图；如图所示，第一往复运动件11具有两个相对的活塞杆113，每个活塞杆113上均设置有所述曲柄销通过孔112，所述行星曲轴13与该往复运动件配合设置的行星曲轴曲柄销133为两个，每个行星曲轴曲柄销133分别与一个活塞杆113上的曲柄销通过孔112配合；该主旋转轴组件10的第二往复运动件12的第二往复运动轨道121与所述第一往复运动件11的第一往复运动轨道111垂直，并且位于第一往复运动件11的两个相对的活塞杆113的中间位置。

在采用上述图11、图12的往复运动件中，所述第二往复运动件12为滑块，该滑块与位于所述活塞杆113上的行星曲轴13的行星曲轴曲柄销133连接，并位于两个相对的活塞杆113之间的、垂直于第一往复运动件11的往复运动轨道的滑块往复运动轨道内。

在本申请提供的往复-旋转运动转换机构中，所述往复运动件根据其功能，可以为活塞或滑块。

可以理解的是，所述往复运动件的形式并不限于上述结构，能够实现往复运动目的的其他结构形式均可。

上述是对本申请提供的往复-旋转运动转换机构实施例一结构的详细说明，图7示出本申请第一实施例提供的往复-旋转运动转换机构的运动结构原理图；下面结合图7，对往复-旋转运动转换机构第一实施例的运动原理进行说明。

当需要将往复运动转换为旋转运动时，所述第一往复运动件11和所述第二往复运动件12在机体50为其设置的往复运动轨道中往复运动，通过所述行星曲轴曲柄销133，带动所述行星曲轴曲柄销133随之往复运动，由于所述行星曲轴曲柄销133与所述往复运动件的曲柄销通过孔之间为可旋转连接，行星曲轴两端的左支撑颈、右支撑颈又分别以可旋转方式与左支撑曲轴和右支撑曲轴的末端曲柄销配合，而左支撑曲轴和右支撑曲轴的各个主轴颈共轴并且其轴线为主旋转轴17。这样，所述行星曲轴曲柄销133的上下往复运动，引起行星曲轴13一方面通过与支承曲轴的可旋转连接而发生自转，另一方面，随着所述支承曲轴绕主旋转轴旋转而发生公转，所述支承曲轴的运动带动主旋转轴转动，实现了往复运动到旋转运动的转换。上述往复运动到旋转运动的运动转换的形成，需要保证所述左支承曲轴以及所述右支承曲轴的末端曲柄销的偏心量和所述行星曲轴的曲柄销偏心量设计为相等。所述主旋转轴发生旋转运动，设置在所述左支撑曲轴14和右支撑曲轴15内侧主轴颈16-1的外侧上的连杆曲柄销31，在所述左支撑曲轴14和右支撑曲轴15的转动下，也实现圆周运动，并且将所述主旋转轴的旋转运动，以平行四边形连杆机构的形式，通过连杆41传递到同步曲轴曲柄销201上，带动同步曲轴20绕主轴颈202旋转，并通过其上设置的输出轴输出；通过上述配合关系，完成将所述活塞的往复运动传递到同步曲轴20上，实现旋转运动输出。由于将所述同步曲轴20作为旋转输出轴，可以避免直接通过主旋转轴输出造成的由不同往复运动件同时进行的不同方向上的往复运动造成的附加在旋转轴上的复杂的交变应力，从而可以有效延长旋转输出轴的使用寿命。

以上是对本申请提供的往复-旋转运动转换机构实施例一从往复运动到旋转运动的工作原理的说明；同样的，也可以将上述机构用于实现旋转运动到往复运动的转换，此时，通过外部动力源带动所述同步曲轴20旋转，并通过平行四边形连杆机构带动主旋转轴旋转，通过支撑曲轴和行星曲轴组成的机构，将主旋转轴的旋转运动，转换为所述往复运动件的往复运动。其优点和上述往复-旋转运动转换过程类似，可以显著延长旋转输入轴的使用寿命。

以上是对本申请第一实施例提供的往复-旋转运动转换机构的结构和工作过程的说明，下面通过本申请第二实施例对本申请提供的往复-旋转运动转换机构的另外一种可能采取的结构进行说明，可以理解的是，第一实施例和第二实施例仅在部件设置的数量与位置上存在差别，实际实现方式及工作原理相同，二者可以相互参考以理解本申请往复-旋转运动转换机构的结构特征和工作原理。

请参考图8至图9，图8是本申请第二实施例提供的一种往复-旋转运动转换机构的结构示意图；图9为图8的B-B向的结构示意图。

该第二实施例与上述第一实施例一的区别在于，所述连杆41的数量与位置与所述第一实施例不同。

需要说明的是，本实施中对于所述往复运动件的结构也可以采用如图11中的形式，具体结构形式参考“在一种往复-旋转运动转换机构实施例一”中的描述，此处不再赘述。

在本实施中，所述连杆41分别设置在第一往复运动件11和第二往复运动件12的两侧，即：

所述连杆41设置为以可旋转方式连接所述同步曲轴20的同步曲轴曲柄销201和对应位置的所述行星曲轴13的支撑颈。将所述连杆曲柄销设置在所述行星曲轴13的左支撑颈131和右支撑颈132上(当然，从运动学角度看，所述左支撑颈131和所述左支承曲轴的末端曲柄销为等同位置，所述右支撑颈132与所述右支撑曲轴的末端曲柄销为等同位置)。也就是说，在所述行星曲轴13的左右支撑颈上分别采用一个连杆41实现动力的传递。在该机构中，向同步曲轴20传递旋转力的连杆41位于左支承曲轴主轴颈和右支承曲轴主轴颈的内侧。

可以理解的是，在此种将连杆机构置于内侧的方式下，同样可以采用第一实施例的平行四边形连杆机构。此时，所述连杆41还可以采用如同实施例一中所记载的方式，即：所述连杆曲柄销31可以设置在支承曲轴上，并且为两个，相应的，所述同步曲轴20在对应位置上的同步曲轴曲柄销201有两个，所述连杆41与所述连杆曲柄销31、同步曲轴曲柄销201构成平行四边形连杆机构，通过所述连杆41，将所述主旋转轴17的旋转传递到所述同步曲轴20；并且，所述右支撑曲轴15的连杆曲柄销31也可以为两个，相应的，所述同步曲轴20在对应位置上的同步曲轴曲柄销201有两个，所述连杆41与所述连杆曲柄销31、同步曲轴曲柄销201构成平行四边形连杆机构。与第一实施例相比，由于平行四边形连杆机构设置在支承曲轴的主轴颈内侧，整个机构更为紧凑，当然，也存在布置不够方便的缺陷。因此，上述内置布置方式，一般不采用平行四边形连杆机构，只采用图8、图9所示的一般连杆机构即可。

通过上述两个实施例可以理解，所述主旋转轴组件10单元所包括的往复运动件可以为两个，两个往复运动件的往复运动轨道相互垂直；或者，所述主旋转轴组件10单元所包括的往复运动件为两个，其中第一往复运动件11具有两个相对的活塞杆113，每个活塞杆113上均设置有所述曲柄销通过孔112，所述行星曲轴13与该往复运动件配合设置的曲柄销30为两个曲柄销30，每个曲柄销30分别与一个活塞杆113上的曲柄销通过孔112配合；该主旋转轴组件10单元的第二往复运动件12的第二往复运动轨道121与所述第一往复运动件11的第一往复运动轨道111垂直，并且位于第一往复运动件11的两个相对的活塞杆113的中间位置；又或者，所述主旋转轴组件10单元所包括的往复运动件为三个，其中两个往复运动件的往复运动轨道相互平行；另外一个往复运动件的往复运动轨道垂直于上述两个往复运动件的运动轨道。

所述连杆组40以一个连杆41的结构形式实现主旋转轴17与同步曲轴20的连接，且该连杆41连接在行星曲轴13上，也就是说，连杆41设置于位于其内侧主轴颈16的内侧上。也可以采用，所述连杆曲柄销31在所述左支撑曲轴14上和所述右支撑曲轴15上分别设置，并且均位于各自的内侧主轴颈16的外侧，也就是，所述左支撑曲轴14的连杆曲柄销31为两个，相应的，所述同步曲轴20在对应位置上的曲柄销30有两个，所述连杆41与上述连杆曲柄销31、曲柄销30构成平行四边形连杆机构；并且，所述右支撑曲轴15的连杆曲柄销31为两个，相应的，所述同步曲轴20在对应位置上的曲柄销30有两个，所述连杆41与上述连杆曲柄销31、曲柄销30构成平行四边形连杆机构。

在上述实施例中，往复运动件产生的力并非通过主旋转轴17输出或输入，而通过同步曲轴20实现旋转力的输出或输入，因此，避免由于往复惯性力的不平衡而导致主旋转轴17断裂的情况。

结合上述实施例一和二以及图1至图10所示，参考图11至图15所示，图11是本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构并联结构的实施例一示意图；图12是图11的C-C向的结构示意图；图13是图11的俯视图；图14是图11中连杆组件的结构示意图；图15是图14的俯视图。

在该并联结构实施例一中，主要是采用往复运动件结构形式为：往复运动件为两个，其中第一往复运动件11具有两个相对的活塞杆113，每个活塞杆113上均设置有所述曲柄销通过孔112，所述行星曲轴13与该往复运动件配合设置的曲柄销30为两个曲柄销30，每个曲柄销30分别与一个活塞杆113上的曲柄销通过孔112配合；该主旋转轴17组件10单元的第二往复运动件12的往复运动轨道与所述第一往复运动件11的往复运动轨道垂直，并且位于第一往复运动件11的两个相对的活塞杆113的中间位置。

在该实施例中，所述连杆41是以分别设置于左右支撑曲轴15为例进行说明。可以理解的是，连杆41上述图1和图8所提供的实施例一至二中任意一种结构方式或者组合结构的方式，将多个主旋转组件并联组合，实现经同步曲轴20将旋转力输出或输入。

每个往复-旋转运动转换机构通过连杆组40实现并联，具体实现方式可以是：所述主旋转轴组件10包括两个及两个以上的主旋转轴组件单元；各主旋转轴组件单元的主旋转轴17设计为相互平行；所述各主旋转轴组件单元的旋转通过连杆组40传递到同一个同步曲轴20上。

在该实施例中所述连杆组40可以为多边形的连杆41结构，如图14和图15所示，可以理解的是，在对多个往复-旋转运动转换机构实现并联的方式，可以采用本实施中提供的连杆41结构形式，可以是其他能够实现两个或多个往复-旋转运动转换机构并联并能够将各自往复运动件的动力传递到同步曲轴20上输出或输入即可。

参考图16至图17所示，图16是本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构串联结构的实施例一示意图；图17是图16的D-D向的结构示意图。

串联的结构可以为：所述主旋转轴组件10包括两个及两个以上的主旋转轴组件单元；各主旋转轴组件单元的主旋转轴17设计为位于同一个轴线上；所述各主旋转轴组件单元的旋转通过连杆组40传递到同一个所述同步曲轴20上。

在上述串联结构的实施例一中，往复运动件可以采用两个，其中第一往复运动件11具有两个相对的活塞杆113，每个活塞杆113上均设置有所述曲柄销通过孔112，所述行星曲轴13与该往复运动件配合设置的曲柄销30为两个曲柄销30，每个曲柄销30分别与一个活塞杆113上的曲柄销通过孔112配合；该主旋转轴组件单元的第二往复运动件12的第二往复运动轨道121与所述第一往复运动件11的第一往复运动轨道111垂直，并且位于第一往复运动件11的两个相对的活塞杆113的中间位置。所述连杆41可以采用平行四边形连杆41机构，即：所述左支撑曲轴14的连杆曲柄销31为两个，相应的，所述同步曲轴20在对应位置上的曲柄销30有两个，所述连杆41与上述连杆曲柄销31、曲柄销30构成平行四边形连杆机构；并且，所述右支撑曲轴15的连杆曲柄销31为两个，相应的，所述同步曲轴20在对应位置上的曲柄销30有两个，所述连杆41与上述连杆曲柄销31、曲柄销30构成平行四边形连杆机构。

串联的两个或两个以上的主旋转轴组件单元，其中，相邻的主旋转轴组件10之间具有共用的连杆41。

可以理解的是，本实施中说明的串联形式中的往复运动件和连杆41所采用的方式并不限于本实施中记载的结构，其还适用于分别设置于所述往复运动件两侧的一个连杆41的结构，往复运动件为两个往复运动件的往复运动轨道相互垂直或者复运动件为三个，其中两个往复运动件的往复运动轨道相互平行；另外一个往复运动件的往复运动轨道垂直于上述两个往复运动件的运动轨道等结构。

结合上述内容参考图18至图20所示，图18是本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构串并联实施例一结构示意图；图19是图18的E-E向的结构示意图。

所述主旋转轴组件10包括三个及其以上的主旋转轴组件单元；其中，至少有两个主旋转轴组件单元的主旋转轴17设计为同轴，称包含同轴的主旋转轴组件10单元最多的主旋转轴17为第一主旋转轴17；其它的主旋转轴组件单元的主旋转轴17平行于所述第一主旋转轴17轴线；所述各主旋转轴组件单元的旋转通过连杆组40传递到同一个同步曲轴20上。

该实施例可以将图1和图8提供的往复-旋转运动转换机构实现并串联，从而将设置的多个往复运动件的动力通过连杆组40传递至同步曲轴20上。

可以理解的是，在并联或串联或并串联的结构当中，往复运动组件和连杆组的结构可以为多种形式。

基于上述内容，参考图21至图22所示，图21是本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构并联结构实施例二的示意图；图22是图21的F-F向的结构示意图。

图21中提供的并联结构实施例二与图11中提供的并联结构实施例一，不同之处在于：所述连杆41设置的位置以及往复运动组件的形式不同，但工作原理相同。在该实施例中，所述同步曲轴20的曲柄销30对应所述行星曲轴13的支撑颈设置；相应的，所述连杆41连接同步曲轴20的曲柄销30和所述行星曲轴13的支撑颈。也就是说，所述连杆41设置于所述行星曲轴13上。往复运动件采用两个，两个往复运动件的往复运动轨道相互垂直。

基于上述，参考图23至图25所示，图23是本申请提供的一种往复-旋转运动转换机构串并联结构实施例二的示意图；图24是图23中G-G向的结构示意图；图25是图23的俯视图。

该图23提供的串并联实施例与图18提供的串并联实施例不同之处在于：连杆41设置于所述行星曲轴13上，而图18则是连杆41设置于所述左右支撑曲轴15上。二者的串并联连接方式相同，工作原理也相同，具体可参考图18描述的内容，在此不再赘述。

本申请虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本申请，任何本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。

Claims (15)

1.一种往复-旋转运动转换机构，其特征在于，包括主旋转轴组件、同步曲轴、连杆组以及机体；

所述主旋转轴组件包括至少一个主旋转轴组件单元，每个单元包括：至少两个往复运动件、行星曲轴、左支撑曲轴、右支撑曲轴；每个主旋转轴组件单元中，上述各个部件的安装连接方式为：所述往复运动件均安装在对应各个往复运动件设置的机体的往复运动轨道中，并且各个往复运动件的往复运动轨道不能全部重合也不能全部相互平行；每个往复运动件设置有曲柄销通过孔；所述行星曲轴具有分别与各个往复运动件配合设置的行星曲轴曲柄销，并且各个行星曲轴曲柄销分别通过所述曲柄销通过孔与对应的往复运动件可旋转的配合连接；所述左支撑曲轴和所述右支撑曲轴分别设置在所述行星曲轴的左右两端，并且通过各自的主轴颈支撑在机体上；所述行星曲轴的左支撑颈与左支撑曲轴的右端的末端曲柄销以可旋转方式配合连接；所述行星曲轴的右支撑颈与右支撑曲轴左端的末端曲柄销以可旋转方式配合连接；所述左支承曲轴的末端曲柄销的偏心量以及所述右支承曲轴的末端曲柄销的偏心量和所述行星曲轴的行星曲轴曲柄销偏心量设计为相等；所述左支撑曲轴和右支撑曲轴的各个主轴颈共轴，其轴线为主旋转轴；

所述同步曲轴的转轴平行主旋转轴设置，并设置有同步曲轴曲柄销；

所述连杆组包括至少一个连杆，连杆设置为以可旋转方式连接所述同步曲轴的同步曲轴曲柄销和对应位置的所述左支承曲轴、或和对应位置的右支撑曲轴的连杆曲柄销、或者和对应位置的行星曲轴的支撑颈；通过所述连杆，将所述主旋转轴的旋转传递到所述同步曲轴；

该往复-旋转运动转换机构的旋转输出或者旋转输入，通过设置在同步曲轴上的输出轴或者输入轴实现。

2.根据权利要求1所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于，所述连杆曲柄销在所述左支撑曲轴上和所述右支撑曲轴上分别设置，并且均位于各自所在的所述支撑曲轴的内侧主轴颈的外侧。

3.根据权利要求2所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于，所述左支撑曲轴的连杆曲柄销为两个，相应的，所述同步曲轴在对应位置上的同步曲轴曲柄销有两个，所述连杆有两个，分别连接相对的所述连杆曲柄销和所述同步曲轴曲柄销，构成平行四边形连杆机构；并且，所述右支撑曲轴的连杆曲柄销为两个，相应的，所述同步曲轴在对应位置上的同步曲轴曲柄销有两个，所述连杆有两个，分别连接相对的所述连杆曲柄销和所述同步曲轴曲柄销，构成平行四边形连杆机构。

4.根据权利要求1所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于，所述连杆设置为以可旋转方式连接所述同步曲轴的同步曲轴曲柄销和对应位置的所述左支承曲轴或右支撑曲轴的连杆曲柄销或者行星曲轴的支撑颈，具体采用的方案为：所述同步曲轴的同步曲轴曲柄销对应所述行星曲轴的支撑颈设置；相应的，所述连杆连接同步曲轴的同步曲轴曲柄销和对应位置的所述行星曲轴的支撑颈。

5.根据权利要求4所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于，对应所述行星曲轴的左支撑颈和右支撑颈分别设置有所述连杆。

6.根据权利要求1所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于，所述主旋转轴组件单元所包括的往复运动件为两个，两个往复运动件的往复运动轨道相互垂直。

7.根据权利要求1所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于，所述主旋转轴组件单元所包括的往复运动件为三个，其中两个往复运动件的往复运动轨道相互平行；另外一个往复运动件的往复运动轨道垂直于上述两个往复运动件的运动轨道。

8.根据权利要求1所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于，所述主旋转轴组件单元所包括的往复运动件为两个，其中第一往复运动件具有两个相对的活塞杆，每个活塞杆上均设置有所述曲柄销通过孔，并且两个曲柄销通过孔同轴；所述行星曲轴与该往复运动件配合设置的曲柄销为两个曲柄销，每个曲柄销分别与一个活塞杆上的曲柄销通过孔配合；该主旋转轴组件单元的第二往复运动件的往复运动轨道与所述第一往复运动件的往复运动轨道垂直，并且位于第一往复运动件的两个相对的活塞杆的中间位置。

9.根据权利要求1所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于，所述主旋转轴组件包括两个及两个以上的主旋转轴组件单元；各主旋转轴组件单元的主旋转轴设计为位于同一个轴线上；所述各主旋转轴组件单元的旋转通过所述连杆组传递到同一个所述同步曲轴上。

10.根据权利要求9所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于，相邻的主旋转轴组件之间具有共用的连杆。

11.根据权利要求1所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于，所述主旋转轴组件包括两个及两个以上的主旋转轴组件单元；各主旋转轴组件单元的主旋转轴设计为相互平行；所述各主旋转轴组件单元的旋转通过所述连杆组传递到同一个同步曲轴上。

12.根据权利要求1所述的往复-旋转运动转换机构，其特征在于，所述主旋转轴组件包括三个及其以上的主旋转轴组件单元；其中，至少有两个主旋转轴组件单元的主旋转轴设计为同轴，称包含同轴的主旋转轴组件单元最多的主旋转轴为第一主旋转轴；其它的主旋转轴组件单元的主旋转轴平行于所述第一主旋转轴轴线；所述各主旋转轴组件单元的旋转通过所述连杆组传递到同一个同步曲轴上。

13.一种内燃机，其特征在于，具有上述权利要求1-12任意一项所述的往复-旋转运动转换机构。

14.一种压缩机，其特征在于，具有上述权利要求1-12任一项所述的往复-旋转运动转换机构。

15.一种水泵，其特征在于，具有上述权利要求1-12任一项所述的往复-旋转运动转换机构。