CN102678497B - 一种万向摇摆发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种万向摇摆发电装置，其特征在于：包括承载板、支撑板、上端板，其中承载板上穿装带有摆锤的摆杆，支撑板上安装有可做圆周运动的滚筒，滚筒内下端部设有棘齿，棘齿连接四个棘爪机构，四个棘爪机构的折弯部围成一个方形腔，所述摆杆上端部插装在方形腔内，并且与四个摇杆内壁接触；所述支撑板的上方安装有上端板，上端板上安装有回转轴，回转轴的下端连接蓄能发条，回转轴的上端部安装大齿轮，大齿轮啮合安装在电机轴上的小齿轮，大齿轮连接定期释放发条所储存的能量释放装置。本发明可以最大限度的实现收集摆杆在摇摆过程中能量的转换，并且实现万向摇摆发电，本发明特别适用于为集装箱内部GPS定位终端提供电能，以实现货物实时跟踪的目的。

Description

一种万向摇摆发电装置

技术领域

本发明属于能量收集技术领域，特别是涉及一种万向摇摆发电装置。

背景技术

众所周知，为了提高能量利用，目前市场上或者日常生活出现各种各样的发电蓄能装置，例如，风力发电用于照明、手摇发电用于手电照明等等，这些发电装置都有一些共同的特点，那就是体积小，并且用于特定的环境之中，解决电能不足的问题，或者说都是节约电网电能。尤其是在比较偏远地方，其特性更为突出。本发明主要解决物流运输中物流化信息元件所需电能的问题。具体现状如下：

物流信息化是指物流企业运用现代信息技术对物流过程中产生的全部或部分信息进行采集、分类、传递、汇总、识别、跟踪、查询等一系列处理活动，以实现对货物流动过程的控制、提高效益的管理活动。物流信息化技术可以大幅度降低企业运输成本，从而提高企业竞争力，并对抑制通货膨胀发挥重要作用。

随着集装箱运输的普及、发展和服务意识的增强，人民希望在任何时间都能够知道自己的集装箱所处的具体位置，全球卫星定位技术的兴起和发展将能解决了这一难题——即在集装箱内安装一个卫星定位发射器，监控人员可在千里之外通过电子地图随时知道集装箱的位置，物流人员可在第一时间将货物信息通知货主。

集装箱是物流运输中所使用的主要装载容器，物流信息化是实现集装箱多种运输形式无缝对接的前提，降低我国的物流费用。如需获取集装箱在站点间信息，以对其进行实时跟踪，实现集装箱多种运输形式的无缝对接，必须在集装箱上加装移动信息采集终端设备，如GPS终端，GPS终端需要随时提供电源，现有唯一的方法是利用电池对GPS终端进行供电，而一般电池都有放电周期，长途物流过程中无法轻易且及时地更换电池或者充电，且大量使用电池会对环境造成严重污染，由于集装箱是一个封闭的箱体，经常摞列，传统的风能和太阳能技术无法在其上应用，所以，在目前铁路货物集装箱运输中，受移动电源的制约，铁路集装箱货物运输或者海运的实时跟踪技术仍不健全。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构简单、反映灵敏、能够最大限度将摇摆过程中存在的势能转换为电能的万向摇摆发电装置。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种万向摇摆发电装置，其特征在于：包括承载板、支撑板以及上端板，其中所述承载板上穿装有摆杆，摆杆的下端延伸至承载板的下端面，所述摆杆上安装有摆锤，所述摆杆的上端部设有球状支撑部，所述支撑板的中心位置设有中心孔，所述摆杆的球状支撑部卡装在中心孔上方，并能够在中心孔上自如的摆动，所述球状支撑部的上端设有圆柱形施力部，所述施力部的上端伸出支撑板一段距离；

所述支撑板上安装有周向定位导向柱，所述周向定位导向柱的上端安装有导向轮，所述导向轮嵌装在滚筒外壁的导向槽内，所述滚筒内下端部设有棘齿，对应该棘齿滚筒内支撑板上设有四个棘爪机构，所述棘爪机构的棘爪铰接在摇杆的一端，并通过压簧保证与棘齿啮合，所述摇杆通过支撑轴铰接在支撑板上，所述四个摇杆的外侧均设有压紧弹性复位构件，所述压紧弹性复位构件安装在立柱上，所述立柱固定安装在支撑板上，所述压紧弹性复位构件保证四个摇杆的折弯部围成一个方形腔，所述摆杆上端部的圆柱形施力部插装在方形腔内，并且圆柱形施力部的外圆周在压紧弹性复位构件的作用下始终与四个摇杆内壁接触；所述四个摇杆的内侧均设有限位杆；

所述支撑板的上方安装有上端板，所述上端板的中间位置通过支撑轴承安装有回转轴，所述回转轴的下端连接蓄能发条，所述蓄能发条安装在发条盒内，所述发条盒固定安装在滚筒的上端面上，所述回转轴的上端部安装大齿轮，所述大齿轮啮合小齿轮，所述小齿轮安装在发电机的电机轴上，发电机安装在上端板上；

另外，还包括定期释放发条所储存的能量释放装置，所述能量释放装置一端与大齿轮配合，另一端连接与安装有蓄能发条的滚筒配合。

本发明还可以采用如下技术措施：

所述支撑板的中心孔位置固装有支撑摆杆，并且摆杆能够任意方向摆动的支撑装置，所述摆杆的球状支撑部放置在支撑装置上方。

所述支撑装置上方设有防护罩，所述防护罩通过紧固件固定安装在承载板上。

所述支撑装置包括支撑块，所述支撑块固定安装在支撑板上，所述支撑块的前端安装有支撑件；在支撑板的中心孔的周向位置均布安装3~4个上述支撑装置。

所述支撑件采用球状部件或者滚轮。

所述能量释放装置包括安装在滚筒外圆周壁的拨轮，通过支撑轴安装在支撑板上的转盘，所述转盘上设有拨齿，所述拨轮啮合转盘上的拨齿，所述转盘上端同轴安装有凸轮，转盘外侧支撑板上铰接安装有闸杆，所述闸杆上设有与凸轮配合的突出部，所述闸杆的上端部插装在大齿轮的齿间内，闸杆的下端铰接在支撑板上，闸杆的下端部与支撑轴之间设有复位弹簧。

所述能量释放装置转盘的下表面与支撑板之间安装有定位装置。

所述定位装置包括固定安装在支撑板上的定位套筒，所述定位套筒内安装有弹簧，所述弹簧的上端定位套筒内嵌装有定位钢珠，所述转盘的下面对应每个拨齿位置设有定位孔，所述定位孔与定位钢珠配合。

所述摆锤可拆卸式安装在摆杆上。

所述摆杆的下端设有螺纹段，所述摆锤螺装在摆杆的螺纹段上，并根据实际需要调整摆杆的上下位置。

本发明具有的优点和积极效果是：由于本发明将采用上述技术方案，即可以最大限度的实现收集摆杆在摇摆过程中能量的转换，实现万向摇摆发电，本发明特别适用于集装箱运输、可以为集装箱上的设备终端提供电能，以实现货物实时跟踪的目的。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中A-A剖视图；

图3是图1中K向视图；

图4是摆杆与摆锤连接结构示意图；

图5是摆杆与承载板中心孔配合结构示意图；

图6和图7是摆杆两种摆动状态结构示意图；

图8是蓄能发条结构示意图。

图中：1、承载板；2、支撑板；2-1、中心孔；3、上端板；4、摆杆；4-1、球状支撑部；4-2、圆柱形施力部；5、摆锤；6、周向定位导向柱；7、导向轮；8、滚筒；8-1、导向槽；8-2、棘齿；9、棘爪机构；9-1、棘爪；9-2、摇杆；9-3、压簧；9-4、支撑轴；9-5、压紧弹性复位构件；9-6、立柱；9-7、方形腔；9-8、限位杆；10、支撑轴承；11、回转轴；12、蓄能发条；13、发条盒；14、大齿轮；15、小齿轮；16、发电机；17、能量释放装置；17-1、拨轮；17-2、支撑轴；17-3、转盘；17-30、定位孔；17-4、拨齿；17-5、凸轮；17-6、闸杆；17-7、复位弹簧；18、支撑装置；18-1、支撑块；18-2、支撑件；19、防护罩；20、定位装置；20-1、定位套筒；20-2、弹簧；20-3、定位钢珠。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1至图8，一种万向摇摆发电装置，包括承载板1、支撑板2以及上端板3，其中所述承载板1上穿装有摆杆4，摆杆4的下端延伸至承载板1的下端面，所述摆杆4上安装有摆锤5，所述摆杆4的上端部设有球状支撑部4-1，所述支撑板2的中心位置设有中心孔2-1，所述摆杆4的球状支撑部4-1卡装在中心孔2-1上方，并能够在中心孔上自如的摆动，所述球状支撑部4-1的上端设有圆柱形施力部4-2，所述圆柱形施力部4-2的上端伸出支撑板2一段距离；

所述支撑板2上安装有周向定位导向柱6，所述周向定位导向柱6的上端安装有导向轮7，所述导向轮7嵌装在滚筒8外壁的导向槽8-1内，所述滚筒8内下端部设有棘齿8-2，对应该棘齿8-2滚筒8内支撑板2上设有四个棘爪机构9，所述棘爪机构9的棘爪9-1铰接在摇杆9-2的一端，并通过压簧9-3保证与棘齿8-2啮合，所述摇杆9-2通过支撑轴9-4铰接在支撑板2上，所述四个摇杆9-2的外侧均设有压紧弹性复位构件9-5，所述压紧弹性复位构件9-5安装在立柱9-6上，所述立柱9-6固定安装在支撑板2上，所述压紧弹性复位构件9-5保证四个摇杆9-2的折弯部围成一个方形腔9-7，所述摆杆4上端部的圆柱形施力部4-2插装在方形腔9-7内，并且圆柱形施力部4-2的外圆周在压紧弹性复位构件9-5的作用下始终与四个摇杆9-2内壁接触；所述四个摇杆的内侧均设有限位杆9-8。

所述支撑板2的上方安装有上端板3，所述上端板3的中间位置通过支撑轴承10安装有回转轴11，所述回转轴11的下端连接蓄能发条12，所述蓄能发条12安装在发条盒13内，所述发条盒13固定安装在滚筒8的上端面上，所述回转轴11的上端部安装大齿轮14，所述大齿轮14啮合小齿轮15，所述小齿轮15安装在发电机16的电机轴上，发电机15安装在上端板3上；

另外，还包括定期释放发条所储存的能量释放装置17，所述能量释放装置17一端与大齿轮14配合，另一端连接与安装有蓄能发条的滚筒8配合。

本发明还可以采用如下技术措施：

为了提高摆杆的灵敏度，提高与上述结构直接与中心孔相配合时线接触的能量利用率，减少摩擦所损耗的能量，即在所述支撑板2的中心孔位置固装有支撑摆杆并且摆杆能够任意方向摆动的支撑装置18，形成点式接触的支撑方式，所述摆杆的球状支撑部4-1放置在支撑装置18上方。

为了防止摆杆的球状支撑部与支撑装置接触面进入杂质，防止摆杆上下窜动，所述支撑装置18上方设有防护罩19，所述防护罩通过紧固件固定安装在承载板1上。

上述结构中所述支撑装置18包括支撑块18-1，所述支撑块18-1固定安装在支撑板2上，所述支撑块18-1的前端安装有支撑件18-2；在支撑板的中心孔的周向位置均布安装3~4个上述支撑装置。所述支撑件采用球状部件或者滚轮。采用球状部件或者滚轮时，球状支撑部与支撑装置为点接触，这样最大限度的减少因克服摩擦而损耗的能量，提高能量转化率。

上述结构中所述的能量释放装置17包括安装在滚筒8外圆周壁的拨轮17-1，通过支撑轴17-2安装在支撑板上的转盘17-3，所述转盘17-3上设有拨齿17-4，所述拨轮17-1啮合转盘上的拨齿17-4，所述转盘17-3上端同轴安装有凸轮17-5，转盘17-3外侧支撑板上铰接安装有闸杆17-6，所述闸杆17-6上设有与凸轮17-5配合的突出部17-7，所述闸杆17-6的上端部插装在大齿轮14的齿间内，闸杆17-6的下端铰接在支撑板2上，闸杆17-6的下端部与支撑轴17-2之间设有复位弹簧17-7。

为了防止转盘回转，在所述能量释放装置转盘17-3的下表面与支撑板2之间安装有定位装置20。

所述定位装置20包括固定安装在支撑板2上的定位套筒20-1，所述定位套筒20-1内安装有弹簧20-2，所述弹簧20-2的上端定位套筒内嵌装有定位钢珠20-3，所述转盘17-3的下面对应每个拨齿位置设有定位孔17-30，所述定位孔与定位钢珠配合。

为了便于安装、拆卸以及调整摆锤，所述摆锤可拆卸式安装在摆杆上，

所述摆杆的下端设有螺纹段，所述摆锤螺装在摆杆的螺纹段上，并根据实际需要调整摆杆的上下位置，螺纹配合外，还采用卡装结构、或者顶紧结构，即通过外构件，将摆锤与摆杆固定，相比螺纹配合结构较为复杂一下，但仍能解决该问题。

本发明工作原理：本发明在实际使用过程中是悬挂或者安装在一个壳体内后安装在经常发生振动摇摆的物体上，例如船舶、列车上的集装箱内。当在运输过程中由于外界情况或者地势因素，集装箱都要随之摇摆，这样随着摇摆本发明的摆杆将随之摆动，摆杆的圆柱形施力部将拨动棘爪机构的摇杆转动一定的角度，这时安装在摇杆前端的棘爪就推动滚筒内的棘齿转动，滚筒的转动从而带动蓄能发条的蓄能，进而完成能量的储存，能量储存到一个周期后，蓄能发条的能量释放，释放过程是这样，根据实际蓄能发条的弹性势能设计安装在滚筒外圆周的拨轮与转盘上的拨齿的配比，现已滚筒上有4个拨轮，转盘上有16个拨齿，这样滚筒转四圈转盘转一圈，转一圈后闸杆打开一次，蓄能发条释放一次，完成一次发电，释放后在复位弹簧的作用下闸杆重新与大齿轮咬合，进行下一次蓄能。

综上所述，本发明具有的优点和积极效果是：由于本发明将采用上述技术方案，即可以最大限度的实现收集摆杆在摇摆过程中能量的转换，实现万向摇摆蓄能发电，本发明特别适用于集装箱运输、可以为集装箱上的设备终端提供电能，以实现货物实时跟踪的目的。

Claims (10)

1.一种万向摇摆发电装置，其特征在于：包括承载板、支撑板以及上端板，其中所述承载板上穿装有摆杆，摆杆的下端延伸至承载板的下端，所述摆杆上安装有摆锤，所述摆杆的上端部设有球状支撑部，所述支撑板的中心位置设有中心孔，所述摆杆的球状支撑部卡装在中心孔上方，并能够在中心上自如的摆动，所述球状支撑部的上端设有圆柱形施力部，所述施力部的上端伸出支撑板一段距离；

所述支撑板上安装有周向定位导向柱，所述周向定位导向柱的上端安装有导向轮，所述导向轮嵌装在滚筒外壁的导向槽内，所述滚筒内下端部设有棘齿，对应该棘齿滚筒内支撑板上设有四个棘爪机构，所述棘爪机构的棘爪铰接在摇杆的一端，并通过压簧保证与棘齿啮合，所述摇杆通过支撑轴铰接在支撑板上，所述四个摇杆的外侧均设有压紧弹性复位构件，所述压紧弹性复位构件安装在立柱上，所述立柱固定安装在支撑板上，所述压紧弹性复位构件保证四个摇杆的折弯部围成一个方形腔，所述摆杆上端部的圆柱形施力部插装在方形腔内，并且圆柱形施力部的外圆周在压紧弹性复位构件的作用下始终与四个摇杆内壁接触；所述四个摇杆的内侧均设有限位杆；

所述支撑板的上方安装有上端板，所述上端板的中间位置通过支撑轴承安装有回转轴，所述回转轴的下端连接蓄能发条，所述蓄能发条安装在发条盒内，所述发条盒固定安装在滚筒的上端面上，所述回转轴的上端部安装大齿轮，所述大齿轮啮合小齿轮，所述小齿轮安装在发电机的电机轴上，发电机安装在上端板上；

另外，还包括定期释放发条所储存的能量释放装置，所述能量释放装置一端与大齿轮配合，另一端连接与安装有蓄能发条的滚筒配合。

2.根据权利要求1所述的万向摇摆发电装置，其特征在于：所述支撑板的中心孔位置固装有支撑摆杆，并且摆杆能够任意方向摆动的支撑装置，所述摆杆的球状支撑部放置在支撑装置上方。

3.根据权利要求2所述的万向摇摆发电装置，其特征在于：所述支撑装置上方设有防护罩，所述防护罩通过紧固件固定安装在承载板上。

4.根据权利要求2所述的万向摇摆发电装置，其特征在于：所述支撑装置包括支撑块，所述支撑块固定安装在支撑板上，所述支撑块的前端安装有支撑件；在支撑板的中心孔的周向位置均布安装3~4个上述支撑装置。

5.根据权利要求4所述的万向摇摆发电装置，其特征在于：所述支撑件采用球状部件或者滚轮。

6.根据权利要求1所述的万向摇摆发电装置，其特征在于：所述能量释放装置包括安装在滚筒外圆周壁的拨轮，通过支撑轴安装在支撑板上的转盘，所述转盘上设有拨齿，所述拨轮啮合转盘上的拨齿，所述转盘上端同轴安装有凸轮，转盘外侧支撑板上铰接安装有闸杆，所述闸杆上设有与凸轮配合的突出部，所述闸杆的上端部插装在大齿轮的齿间内，闸杆的下端铰接在支撑板上，闸杆的下端部与支撑轴之间设有复位弹簧。

7.根据权利要求6所述的万向摇摆发电装置，其特征在于：所述能量释放装置转盘的下表面与支撑板之间安装有定位装置。

8.根据权利要求7所述的万向摇摆发电装置，其特征在于：所述定位装置包括固定安装在支撑板上的定位套筒，所述定位套筒内安装有弹簧，所述弹簧的上端定位套筒内嵌装有定位钢珠，所述转盘的下面对应每个拨齿位置设有定位孔，所述定位孔与定位钢珠配合。

9.根据权利要求1所述的万向摇摆发电装置，其特征在于：所述摆锤可拆卸式安装在摆杆上。

10.根据权利要求9所述的万向摇摆发电装置，其特征在于：所述摆杆的下端设有螺纹段，所述摆锤螺装在摆杆的螺纹段上，并根据实际需要调整摆杆的上下位置。

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