利用振動能量發電的裝置的製作方法

2023-05-03 12:40:51 4

專利名稱：利用振動能量發電的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種利用振動能量發電的裝置。可應用于振動源的地方，如車輛 振動、海浪波動或人為設置的具有振動能量的地方利用。
背景技術：
自從牛頓發現了地球引力後，人類從未停止過對地球引力的研究利用，並且卓有 成效。在經濟社會高速發展的今天，能源成了我們發展的核心問題，而可以作為能源的各種 資源，如礦產資源、水資源、太陽能資源、風能資源等在一定程度上受到時間地域的限制，並 且這些資源也並非是取之不盡、用之不竭的，而且在開發利用過程中需要付出環境汙染的 慘重代價，破壞我們賴以生存的地球，因此，開發地球引力能作為能源已被很多人所重視， 提出了 一些設想，製造了 一些裝置設備。這些技術通過某些設備或裝置攝取了地球引力能 後將其轉化成為機械動力能，為實現某些工作服務，如我們的先人用來舂米的水車，就是利 用了以自然界的水為媒介，將地球引力能轉換為水的勢能並帶動水車中杵的運動來舂米。 隨著科學技術的發展，現代人將媒介從自然物質發展到了機械產品，產生的動力用途也更 為延伸，如用來發電、做各種動力源等。目前也研究出了一些利用大自然的能量的利用裝 置，如風能。但是有些能量如由於人類的活動和大自然的運動與地球引力(振動勢能)的 相互作用而產生的能量，沒有得到有效利用。
發明內容本實用新型的目的就是提供一種利用振動能量發電的裝置，為人類獲得更多的能 源提供了一條新的途徑。本實用新型的技術方案是包括轉換裝置和啟動裝置該轉換裝置包括甩盤機構、柔性連接軸、彈簧、齒輪箱、發電機和固定架，甩盤機 構中央轉動安裝一連接軸，該連接軸的上端通過一徑向連接件與一偏心重錘連接；該連接 軸的下端與柔性連接軸的上端連接，該柔性連接軸的下端與齒輪箱上端的輸入軸連接，該 齒輪箱下端的輸出軸與發電機的軸連接；在所述的柔性連接軸的外圍套裝彈簧，該彈簧上 端與所述的甩盤機構的下端連接，該彈簧的下端安裝在一 η形託架上，該η形託架的下端安 裝在固定架的頂端；所述的齒輪箱和發電機均安裝在所述的固定架上；該啟動裝置包括萬向偏斜裝置、旋擺式動力傳輸裝置、V形託架、啟動電機和動 力軸，該萬向偏斜裝置包括內圈、外圈和轉動連接件，外圈通過兩根轉動連接件與萬向偏斜 裝置託架鉸接，內圈通過另外兩根轉動連接件與外圈鉸接，該內圈的上側與所述的彈簧連 接，該內圈的下側與所述的旋擺式動力傳輸裝置連接；所述的彈簧的下端與該萬向偏斜裝置的內圈連接，該內圈的下面與旋擺式動力傳 輸裝置的上端連接，該萬向偏斜裝置的外圈通過V形託架安裝在所述固定架的頂端；所述 的啟動電機安裝在該V形託架底端的中央，該V形託架的上端與所述的固定架連接；該啟動 電機的動力輸出軸通過曲柄結構的動力軸與所述的旋擺式動力傳輸裝置的下端中央轉動連接。所述的甩盤機構包括梯形託架、軸承及軸承座以及所述的偏心重錘、徑向連接件和連接軸，該連接軸通過軸承及軸承座安裝在梯形託架的頂端中央。所述的徑向連接件為一連杆，該連杆的兩端分別與偏心重錘和連接軸連接。所述的徑向連接件為滑軌和彈簧，滑軌的一端與連接軸連接，在該滑軌的上面設 有滑槽，所述的偏心重錘滑動安裝在該滑槽內，在該偏心重錘與連接軸之間連接彈簧。所述的柔性連接軸包括萬向連軸器和扭力拉伸器，扭力拉伸器的上端通過萬向連 軸器與所述的甩盤機構的連接軸的下端連接，該扭力拉伸器的下端直接或通過另一萬向連 軸器與所述的齒輪箱上端的輸入軸連接。所述的旋擺式動力傳輸裝置由四根連接杆和下側連接板組成；四根連接杆沿圓周 均布，該連接杆的下端與下側連接板的周邊連接，該連接杆的上端與萬向偏斜裝置的內圈 連接，該下側連接板的中央與所述的動力軸的下端轉動連接；所述的連接杆的中部向外徑 向彎曲。一種利用振動能量發電的裝置，其特徵在於包括轉換裝置和啟動裝置該轉換裝置包括甩盤機構、柔性連接軸、彈簧、齒輪箱、發電機和固定架，甩盤機 構中央轉動安裝一連接軸，該連接軸的上端通過一徑向連接件與一偏心重錘連接；該連接 軸的下端與柔性連接軸的上端連接，該柔性連接軸的下端與齒輪箱上端的輸入軸連接，該 齒輪箱下端的輸出軸與發電機的軸連接；在所述的柔性連接軸的外圍套裝彈簧，該彈簧上 端與所述的甩盤機構的下端連接，該彈簧的下端安裝在一 η形託架上，該η形託架的下端安 裝在固定架的頂端；所述的齒輪箱和發電機均安裝在所述的固定架上；還包括雙手捧月形狀的固定架，球冠狀託架和萬向傾搖式球形體；在該球冠狀託 架的左右兩個角通過支架連接軸與兩側的固定架的上端轉動連接；在該球冠狀託架的前後 兩個角通過球體連接軸與萬向傾搖式球形體轉動連接；在該萬向傾搖式球形體的下端設有 徑向軸，該徑向軸通過萬向節與一連杆的一端連接，該連杆的另一端與一啟動電機的輸出 軸連接；該啟動電機固定在萬向傾搖式球形體的正下方；在該萬向傾搖式球形體內的縱向 軸線上同軸安裝至少一套所述的轉換裝置，該轉換裝置的固定架固定在該萬向傾搖式球形 體內。本實用新型的優點是將振動能量轉換為轉動的機械能，可儲存利用，為人們提供 和利用新的能源。結構簡單，安裝方便。

圖1是一個實施例的總體結構示意圖；圖2是本實用新型一個基本單元的結構示意圖；圖3是圖1中的萬向偏斜裝置的俯視圖；圖4是本實用新型甩盤機構的另一實施例的總體結構示意圖；圖5是本實用新型甩盤機構轉動的構造原理說明示意圖；圖6是本實用新型的齒輪箱的結構示意圖；圖7是本實用新型的另一個實施例的總體結構示意圖。
具體實施方式
參見圖1 圖3，本實用新型的該實施例包括甩盤機構1、柔性連接軸2、彈簧3、齒輪箱8、發電機9和固定架12，甩盤機構1中央轉動安裝一連接軸105，該連接軸105的上端 通過一連杆104與一偏心重錘103連接；該連接軸105的下端與柔性連接軸2的上端連接， 該柔性連接軸2的下端與齒輪箱8上端的輸入軸連接，該齒輪箱8下端的輸出軸與發電機 9的軸連接。在柔性連接軸2的外圍裝有彈簧3，該彈簧3上端與所述的甩盤機構1的下端 連接，該彈簧3的下端安裝在一託架5上，該託架5的下端安裝在固定架12的頂端。所述 的齒輪箱8和發電機9均安裝在所述的固定架12上。所述的甩盤機構1包括梯形託架101、軸承及軸承座102以及所述的偏心重錘 103、連杆104和連接軸105，連接軸105通過軸承及軸承座102安裝在梯形託架101的頂端中央。所述的甩盤機構的梯形託架，可以根據運行力矩的需要過度設置為平板形結構， 甩盤機構的連杆及偏心重錘的轉動部分可以設置成偏心輪及其它偏心結構。所述的柔性連接軸2包括萬向連軸器21和扭力拉伸器22，扭力拉伸器22的上端 通過萬向連軸器21與所述的甩盤機構1的連接軸105的下端連接，扭力拉伸器22的下端 直接或通過另一萬向連軸器21與所述的齒輪箱8上端的輸入軸連接。扭力拉伸器22可採用螺旋彈簧；或採用以下結構在直徑大小的軸徑內，加工成 一滑槽，該槽的截面為長方形狀，在另一根小一點的軸的兩側安裝兩個滾輪，兩個滾輪形成 的空間大小與槽的截面長寬相配合，將安裝好的兩個滾輪及軸沿滑槽滑入，在滑槽的入口 處的小軸上安裝一直線軸承將小軸的運動方向固定，這樣扭力拉伸器就達到了既能拉伸又 能傳遞扭矩的作用。振動源帶動甩盤機構的偏心重錘103振動，偏心重錘103的振動形成轉動，通過柔 性連接軸2的傳動和齒輪箱8的增速，帶動發電機9發電。還包括啟動裝置，該啟動裝置包括萬向偏斜裝置4、旋擺式動力傳輸裝置6、託架 7、啟動電機10和動力軸11。所述的彈簧3的下端與圖1的結構不同，改為與萬向偏斜裝置 4的內圈41連接，該內圈41的下面與旋擺式動力傳輸裝置6的上端連接，該萬向偏斜裝置 4的外圈42通過託架5安裝在一固定架12的頂端。所述的啟動電機10安裝在V形託架7 的中央，該V形託架7的上端與所述的固定架12連接。該啟動電機10的動力輸出軸通過 曲柄結構的動力軸11與所述的旋擺式動力傳輸裝置6的下端中央連接。所述的萬向偏斜裝置4(參見圖3)由內圈41、外圈42、轉動連接件43組成，外圈 42通過兩根轉動連接件43與萬向偏斜裝置託架5鉸接，內圈通過另外兩根轉動連接件43 與外圈42連接，內圈41的上側與彈簧3連接，內圈41的下側與旋擺式動力傳輸裝置6連 接，當啟動電機10工作的時候，動力軸11帶動下側連接板62做錐擺運動，安裝在下側連接 板62上的4根連接杆61帶動萬向偏斜裝置4的內圈作完整的旋擺形波浪運動。所述的旋擺式動力傳輸裝置6由四根連接杆61、下側連接板62組成，四根連接杆 61的中部向外徑向彎曲，並沿周邊均布。四根連接杆61的上端與萬向偏斜裝置4的內圈 41連接，四根連接杆61的下端與下側連接板62的周邊固定，下側連接板62的中央與動力 軸11的下端轉動連接，由於動力軸11是拐臂(曲柄)結構，所以動力軸11旋轉的時候帶 動下側連接板62做錐擺運動。[0033]啟動電機10目的是使系統在小的輸入能源的前提下，就使系統運轉，從而使甩盤機構1最大限度的在地球引力的作用下作功，達到利用地球引力的目的。參見圖4，為了便於運轉時吸收能量有利，所述的偏心重錘103通過徑向連接件與 連接軸105連接，該徑向連接件為滑軌107和彈簧106，滑軌107的一端與連接軸105連接， 在該滑軌的上面設有滑槽，所述的偏心重錘103滑動安裝在該滑槽內，在該偏心重錘103與 連接軸105直接連接彈簧106。在啟動時，由於向心力小，偏心重錘103被彈簧106拉回運 行半徑較小的位置，當運行速度增加時，由於向心力增加，偏心重錘103運行在半徑較大的 位置，有利於攝取地球引力能，更加容易啟動。如圖5所示，為了說明偏心重錘103怎樣形成轉動的問題，將萬向偏斜裝置的內圈 41表示為方板，當內圈41按圖中A箭頭旋轉一定的角度時，在地球引力的作用下，偏心重錘 103勢必發生旋轉，緊接著內圈41按B箭頭旋轉一定的角度，偏心重錘103接著旋轉，緊接 著內圈41按C箭頭旋轉一定的角度，偏心重錘103接著旋轉，內圈41按D箭頭旋轉一定的
角度，偏心重錘103接著旋轉......，如此不斷的循環下去，在地球引力的作用下，偏心重
錘103勢必繼續旋轉下去。通過以上的說明，我們把內圈41運動形象地比喻為旋擺波浪形的運動，當圖1及 圖6中啟動電機10工作的時候，圖1中的萬向偏斜裝置的內圈41成旋擺波浪形的運動；圖 6中萬向傾搖式球形體17的運動也同樣為旋擺波浪形的運動，那麼，安裝在其中圖2單元體 的甩盤機構1同樣的旋轉起來。齒輪箱8的結構參見圖6，包括第一齒輪81、第二齒輪82、第三齒輪83、第四齒輪 84、第五齒輪85、第六齒輪86、第七齒輪87、第一單向軸承88和第二單向軸承89。第一齒 輪81與第七齒輪87同軸連接，前者直徑大於後者；第七齒輪87分別與第五齒輪85、第六 齒輪86嚙合，在該第六齒輪86的中心裝有第二單向軸承89，在該第五齒輪85同軸安裝第 二齒輪82，在該第二齒輪82的中心裝有第一單向軸承88 ；該第二齒輪82與所述的第一齒 輪81嚙合；第三齒輪83與第四齒輪84同軸連接，該第三齒輪83與所述的第一齒輪81齧 合，該第四齒輪84與所述的第六齒輪86嚙合。在使用時，第一齒輪81作為輸入軸，第七齒 輪87的軸為輸出軸。齒輪箱8的工作原理是當輸入軸帶動第一齒輪81順時針旋轉的時候，第一齒輪 81帶動第二齒輪82逆時針旋轉，此時安裝在第五齒輪85中的第一單向軸承88工作，使第 二齒輪82帶動第五齒輪85逆時針旋轉，從而第五齒輪85帶動第七齒輪87順時針旋轉的 同時帶動了輸出軸順時針同步旋轉；當第一齒輪81順時針旋轉的同時，也帶動了第三齒輪 83逆時針旋轉，第三齒輪83帶動第四齒輪84逆時針旋轉，第四齒輪84帶動了第六齒輪86 順時針旋轉，由於第六齒輪86順時針旋轉時安裝在第六齒輪86中的第二單向軸承89空轉 不工作，也不能帶動齒輪6工作了。當輸入軸帶動第一齒輪81逆時針旋轉的時候，第一齒輪81帶動第三齒輪83順時 針旋轉，第三齒輪83帶動第四齒輪84順時針旋轉(因第三齒輪83、第四齒輪84同軸)，第 四齒輪84帶動第六齒輪86逆時針旋轉，由於第六齒輪86逆時針旋轉時第二單向軸承89 處於工作狀態，從而第六齒輪86帶動第七齒輪87順時針旋轉的同時帶動了輸出軸順時針 旋轉；當第一齒輪81逆時針旋轉的同時，也帶動了第二齒輪82順時針旋轉，此時安裝在第 五齒輪85中的第一單向軸承88空轉不工作，也就不能帶動第五齒輪85工作了。[0040]這樣就完成了無論輸入軸順時針旋轉或逆時針旋轉，都能使輸出軸順時針旋轉的
調整工作。齒輪箱8也可採用現有技術，輸出轉速可以調節，無論輸入軸左旋轉或右旋轉，輸 出軸都可根據需要向一個方向旋轉。參見圖7，該實施例的構造上述的實施例的基本原理相同，只是在結構形狀變換了 方式，與上一實施例不同之處包括託架14、萬向傾搖式球形體17，在球冠狀的託架14的左 右兩個角通過支架連接軸15與固定架12轉動連接；在託架14的前後兩個角通過球體連接 軸16與萬向傾搖式球形體17轉動連接。萬向傾搖式球形體17的下端設有徑向軸20，該徑 向軸20通過萬向節18與連杆19 一端連接，該連杆19的另一端與啟動電機10的動力軸連 接。該啟動電機10固定在萬向傾搖式球形體17的正下方。該固定架21形似一雙巨大的雙手捧著地球，起支撐萬向傾搖式球形體17的作用。 在萬向傾搖式球形體17內安裝一套或兩套以上圖2所示的基本單元(即轉換裝置，該轉換 裝置的固定架12固定在該萬向傾搖式球形體17內)，由於傾搖式球形體17的下側作錐擺 運動的半徑最大，因此從萬向傾搖式球形體17的下方到球體連接軸16的各層中，旋擺波浪 度逐步減小，從球體連接軸16到在萬向傾搖式球形體17的頂部各層中，旋擺波浪度又逐步 增加，在實際運作過程中，為了使圖2各單元體的甩盤運轉的更加完美，可逐層調整彈簧3 的參數及其它參數來達到，該參數需要更多的實驗完成，在此無法提供。當啟動電機10啟動後，連杆19帶動萬向傾搖式球形體17的下部做錐擺運動，從 而傾搖式球形體17內部各層內安裝的發動機單元體的偏心錘103也根著旋轉，帶動發動機 9發出電能。在外界振動源的振動能量驅動下維持發電。本實用新型在啟動時需要外力引導旋擺式動力傳輸裝置6轉動。
權利要求一種利用振動能量發電的裝置，其特徵在於包括轉換裝置和啟動裝置該轉換裝置包括甩盤機構、柔性連接軸、彈簧、齒輪箱、發電機和固定架，甩盤機構中央轉動安裝一連接軸，該連接軸的上端通過一徑向連接件與一偏心重錘連接；該連接軸的下端與柔性連接軸的上端連接，該柔性連接軸的下端與齒輪箱上端的輸入軸連接，該齒輪箱下端的輸出軸與發電機的軸連接；在所述的柔性連接軸的外圍套裝彈簧，該彈簧上端與所述的甩盤機構的下端連接，該彈簧的下端安裝在一n形託架上，該n形託架的下端安裝在固定架的頂端；所述的齒輪箱和發電機均安裝在所述的固定架上；該啟動裝置包括萬向偏斜裝置、旋擺式動力傳輸裝置、V形託架、啟動電機和動力軸，該萬向偏斜裝置包括內圈、外圈和轉動連接件，外圈通過兩根轉動連接件與萬向偏斜裝置託架鉸接，內圈通過另外兩根轉動連接件與外圈鉸接，該內圈的上側與所述的彈簧連接，該內圈的下側與所述的旋擺式動力傳輸裝置連接；所述的彈簧的下端與該萬向偏斜裝置的內圈連接，該內圈的下面與旋擺式動力傳輸裝置的上端連接，該萬向偏斜裝置的外圈通過V形託架安裝在所述固定架的頂端；所述的啟動電機安裝在該V形託架底端的中央，該V形託架的上端與所述的固定架連接；該啟動電機的動力輸出軸通過曲柄結構的動力軸與所述的旋擺式動力傳輸裝置的下端中央轉動連接。
2.根據權利要求1所述的利用振動能量發電的裝置，其特徵在於所述的甩盤機構包 括梯形託架、軸承及軸承座以及所述的偏心重錘、徑向連接件和連接軸，該連接軸通過軸承 及軸承座安裝在梯形託架的頂端中央。
3.根據權利要求2所述的利用振動能量發電的裝置，其特徵在於所述的徑向連接件 為一連杆，該連杆的兩端分別與偏心重錘和連接軸連接。
4.根據權利要求2所述的利用振動能量發電的裝置，其特徵在於所述的徑向連接件 為滑軌和彈簧，滑軌的一端與連接軸連接，在該滑軌的上面設有滑槽，所述的偏心重錘滑動 安裝在該滑槽內，在該偏心重錘與連接軸之間連接彈簧。
5.根據權利要求1所述的利用振動能量發電的裝置，其特徵在於所述的柔性連接軸 包括萬向連軸器和扭力拉伸器，扭力拉伸器的上端通過萬向連軸器與所述的甩盤機構的連 接軸的下端連接，該扭力拉伸器的下端直接或通過另一萬向連軸器與所述的齒輪箱上端的 輸入軸連接。
6.根據權利要求1所述的利用振動能量發電的裝置，其特徵在於所述的旋擺式動力 傳輸裝置由四根連接杆和下側連接板組成；四根連接杆沿圓周均布，該連接杆的下端與下 側連接板的周邊連接，該連接杆的上端與萬向偏斜裝置的內圈連接，該下側連接板的中央 與所述的動力軸的下端轉動連接；所述的連接杆的中部向外徑向彎曲。
7.一種利用振動能量發電的裝置，其特徵在於包括轉換裝置和啟動裝置該轉換裝 置包括甩盤機構、柔性連接軸、彈簧、齒輪箱、發電機和固定架，甩盤機構中央轉動安裝一 連接軸，該連接軸的上端通過一徑向連接件與一偏心重錘連接；該連接軸的下端與柔性連 接軸的上端連接，該柔性連接軸的下端與齒輪箱上端的輸入軸連接，該齒輪箱下端的輸出 軸與發電機的軸連接；在所述的柔性連接軸的外圍套裝彈簧，該彈簧上端與所述的甩盤機 構的下端連接，該彈簧的下端安裝在一 η形託架上，該η形託架的下端安裝在固定架的頂 端；所述的齒輪箱和發電機均安裝在所述的固定架上；還包括雙手捧月形狀的固定架，球冠狀託架和萬向傾搖式球形體；在該球冠狀託架的左右兩個角通過支架連接軸與兩側的固定架的上端轉動連接；在該球冠狀託架的前後兩個角通過球體連接軸與萬向傾搖式球形體轉動連接；在該萬向傾搖式球形體的下端設有徑 向軸，該徑向軸通過萬向節與一連杆的一端連接，該連杆的另一端與一啟動電機的輸出軸 連接；該啟動電機固定在萬向傾搖式球形體的正下方；在該萬向傾搖式球形體內的縱向軸 線上同軸安裝至少一套所述的轉換裝置，該轉換裝置的固定架固定在該萬向傾搖式球形體 內。
專利摘要一種利用振動能量發電的裝置，包括轉換裝置和與其傳動連接的啟動裝置，轉換裝置包括甩盤機構、柔性連接軸、彈簧、齒輪箱、發電機和固定架，甩盤機構中央轉動安裝一連接軸，該連接軸的上端通過一連杆與一偏心重錘連接；該連接軸的下端與柔性連接軸的上端連接，該柔性連接軸的下端與齒輪箱上端的輸入軸連接，該齒輪箱下端的輸出軸與發電機的軸連接。在柔性連接軸的外圍裝有彈簧，該彈簧上端與所述的甩盤機構的下端連接，該彈簧的下端安裝在一託架上，該託架的下端安裝在固定架的頂端。所述的齒輪箱和發電機均安裝在所述的固定架上。本實用新型的優點是將振動能量轉換為轉動的機械能，可儲存利用，為人們提供和利用新的能源。結構簡單，安裝方便。
文檔編號F03G7/08GK201560906SQ200920270909
公開日2010年8月25日 申請日期2009年12月1日 優先權日2009年12月1日
發明者龍貴新 申請人:龍貴新