CN103174610A - 一种利用三辊闸机转动能发电的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用三辊闸机转动能发电的装置，属于能源设备与节能技术领域。本发明利用人员通过三辊闸机时，推动闸杆转动，闸杆带动摩擦棘爪转动，凸轮棘轮装置一侧为凸轮结构，另一侧为摩擦棘轮结构，摩擦棘爪通过棘轮结构面将转动传递给凸轮棘轮结构，凸轮棘轮通过凸轮结构面将旋转运动转换成推杆和感应线圈的直线运动，线圈在磁场中切割磁感线产生感应电动势，通过整流滤波回路收集后存入蓄电器。人员通过后由于凸轮棘轮具有飞轮的作用，仍继续发电。本发明将旋转运动转换成直线运动，使运动更稳定。装置整体结构简单紧凑，体积小，质量轻，基本无噪声，经济实用，加工组装容易，是一种安全可靠的能量采集装置。

Description

一种利用三辊闸机转动能发电的装置

技术领域

本发明型涉及一种发电装置，尤其是一种安装在公共场所人员出入口，利用人员通过时推动三辊闸机转动来发电的装置，属于能源设备与节能技术领域。

背景技术

三辊闸是人流通道的出入口智能控制终端，专用于人员出入口需要进行安检或控制的通闸，如超市、写字楼、地铁、博物馆等公共场所。当有人员通过出入口时，推动闸杆的转动是必须的过程。以地铁口为例，其人流量大，推动辊闸转动所产生的能量非常可观，如果在各个站口设置利用转动能发电的装置，以此来辅助和部分代替地铁站内的常规能源，对于减少地铁站耗电量以及加快城市的低碳化建设进程有着重要的意义和显著的效果。三辊闸机能耗低，待机状态的能耗更是微乎其微，随着人们低碳环保意识的提高，三辊闸机已在公共场所得到普及。三辊闸机工作时，人员推动闸杆转动，人员即可通过。已有技术中，专利公开号为CN 201884227 U,名称为“利用人员出入口三辊闸机发电的装置”的实用新型专利，该专利公开的一种利用三辊闸机发电的装置需要使用三级增速齿轮，造成结构较为复杂，体积大，易产生噪声。 

发明内容

为了克服现有技术的不足和缺陷，本发明型提供一种利用三辊闸机转动能发电的装置。该装置不改变原有闸机的基本结构，相对于现有技术，其采用飞轮、凸轮、棘轮三个机构为一体的装置，使其结构更加简单，体积小，采用摩擦棘轮传动，基本无噪声，经济实用，是一种安全可靠、价格低廉、不污染环境、不损坏原有器件和设施的发电装置。

本发明型是通过下述技术方案来实现的：

一种利用三辊闸机转动能发电的装置，包括三辊闸壳体，整流滤波回路、输出回路、电源接口和发电装置，发电装置由辊杆、摩擦棘爪、凸轮棘轮、大轴承、左推杆、右推杆、左推杆定位架、右推杆定位架、左感应线圈、右感应线圈、左永磁铁、右永磁铁、左轴承、右轴承组成；左推杆与右推杆、左推杆定位架与右推杆定位架、左感应线圈与右感应线圈、左永磁铁与右永磁铁、左轴承与右轴承分布在凸轮棘轮的两侧，其中左推杆、左推杆定位架、左感应线圈、左永磁铁、左轴承位于凸轮棘轮的同一侧，其余位于另一侧；左永磁铁和右永磁铁直接或间接地固定连接在箱体横斜板上，左推杆定位架和右推杆定位架也固定在箱体横斜板上；大轴承、凸轮棘轮以及闸杆可转动；凸轮棘轮的一侧为凸轮结构面，另一侧为摩擦棘轮结构面；凸轮结构面上有一凹槽，左轴承和右轴承位于槽中，摩擦棘轮结构面的侧面与摩擦棘爪接触，摩擦棘爪嵌套在闸杆一端的小圆柱上；左推杆定位架和右推杆定位架将左推杆和右推杆定位，使左推杆和右推杆的运动方向与其长度方向一致；左推杆和右推杆的轴承端与左轴承和右轴承配合，左感应线圈和右感应线圈位于其线圈端上,左感应线圈和右感应线圈分别位于左永磁铁和右永磁铁的S极与N极之间。

大轴承、凸轮棘轮、闸杆均可转动。凸轮棘轮的一侧为凸轮结构面，另一侧为摩擦棘轮结构面；凸轮结构面上有一凹槽，凸轮棘轮转动时，左轴承和右轴承可在槽中自由滚动和滑动，摩擦棘轮结构面的侧表面与摩擦棘爪接触，闸杆带动摩擦棘爪运动，摩擦棘爪通过与摩擦棘轮结构面的接触带动凸轮棘轮的转动。

左永磁铁和右永磁铁固定连接在箱体横斜板上，左推杆定位架和右推杆定位架固定在箱体横斜板上。左推杆定位架和右推杆定位架将左推杆和右推杆定位，使得左推杆和右推杆只能沿其长度方向做直线运动，左推杆和右推杆的轴承端与左轴承和右轴承配合，左感应线圈和右感应线圈缠绕于左推杆和右推杆的线圈端，分别位于左永磁铁和右永磁铁的S极和N极之间，垂直于磁感线方向。

进一步地，因凹槽的不对称分布引起的凸轮棘轮两侧重力不平衡，可在凸轮棘轮的一侧开配重孔。

进一步地，所述箱体横斜板与左永磁铁、右永磁铁中间分别安装左固定板和右固定板，左固定板和右固定板通过紧固件固定安装在箱体横斜板上，左永磁铁和右永磁铁分别固定在左固定板和右固定板上。

进一步地，所述箱体横斜板上安装一个端盖在，端盖是一个开口壳体，端盖上开有人孔，端盖固定安装在箱体横斜板上，所有零件和机构均位于端盖和箱体横斜板组成的区域内，起到一定的保护作用。

当人员通过三辊闸机时，推动闸杆转动，由于摩擦棘爪嵌套在闸杆末端的小圆柱上，摩擦棘爪运动带动摩擦棘轮结构面转动，由于凸轮棘轮的一体化设计，凸轮结构面转动。凸轮结构面将运动传给左推杆和右推杆，左轴承和右轴承在凸轮结构面的凹槽中自由滚动和滑动，将凸轮棘轮的旋转运动转化为左推杆和右推杆的沿推杆长度方向的直线运动。左感应线圈和右感应线圈随左推杆和右推杆一起做直线运动，即为切割磁感线运动，产生感应电动势。左感应线圈和右感应线圈的两端分别与整流滤波回路的输入端相连，经过整流滤波后电动势输向电源接口，在电源接口处接上蓄电器，即可利用转动能进行发电。凸轮棘轮机构除具有凸轮和棘轮的功能外，其整体在本发明型中可视为一个飞轮，具有增加闸杆转动惯量，使运动更稳定的功能，所以本发明型中的凸轮棘轮是凸轮、棘轮、飞轮合为一体的装置。人员通过后，由于凸轮棘轮的飞轮作用，凸轮棘轮仍缓慢转动。待到下一人员通过时重复上述过程进行再次发电。人流量大的公共场所，将一直进行发电工作。

本发明型的能量采集装置相对于现有技术，因将凸轮、棘轮、飞轮三个机构合一体为凸轮棘轮，使其整体结构简单紧凑，体积小，质量轻，加工组装容易。相对于现有技术中的齿轮传动会产生较大的噪声，本发明型采用摩擦棘轮棘爪传动，基本无噪声产生，是一种安全可靠、无污染的发电装置。

附图说明

图1是本发明型转动能采集装置安装后整体的侧视图。

图2是本发明型转动能采集装置实施方式一安装后整体的主视图。

图3是本发明型转动能采集装置实施方式一的结构原理俯视图。

图4是本发明型转动能采集装置实施方式二的结构原理俯视图。

图5是本发明型推杆的外形示意图。

图6是本发明型凸轮棘轮结构的双面示意图。

图7是本发明型闸杆-摩擦棘爪-凸轮棘轮配合的相对位置侧视图。

图中：1.闸杆，2.摩擦棘爪，3.凸轮棘轮，4.大轴承，5.左推杆，6.右推杆,7.左推杆定位架,8.右推杆定位架,9.左感应线圈,10.右感应线圈,11.左永磁铁,12.右永磁铁,13.左固定板，14.右固定板,15.整流滤波回路，16.输出回路，17.电源接口，18.箱体侧板，19.箱体横斜板，20.凸轮结构面，21.摩擦棘轮结构面，22.配重孔，23.凹槽，24.端盖，25.左轴承,26.右轴承,27.线圈端，28.轴承端，29.小圆柱，30.定位结构。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。

实施例一

参照图1至图3所示实施方式一的结构原理俯视图。

左推杆5与右推杆6、左推杆定位架7与右推杆定位架8、左感应线圈9与右感应线圈10、左永磁铁11与右永磁铁12、左固定板13与右固定板14、左轴承25与右轴承26形状、结构、尺寸完全相同，分别定位安装在凸轮棘轮3的两侧，且安装位置对称分布，其中左推杆5、左推杆定位架7、左感应线圈9、左永磁铁11、左固定板13、左轴承25位于凸轮棘轮3的同一侧，其余位于另外一侧。

大轴承4和凸轮棘轮3同轴，三个闸杆1的转动轴即为大轴承4和凸轮棘轮3的轴线，大轴承4和凸轮棘轮3之间为过盈配合。左轴承25、右轴承26和大轴承4均为深沟球轴承。凸轮棘轮3的一侧为凸轮结构面20，另一侧为摩擦棘轮结构面21；凸轮结构面20上有一凹槽23，凸轮棘轮3转动时，左轴承25和右轴承26可在凹槽23中自由滚动和滑动，左轴承25、右轴承26与凹槽23侧面之间为间隙配合，摩擦棘轮结构面21与摩擦棘爪2接触，闸杆1带动摩擦棘爪1运动，摩擦棘爪2通过与摩擦棘轮结构面21的接触带动凸轮棘轮3的转动。

左固定板13和右固定板14均为一块薄板，通过螺钉固定安装在箱体横斜板19上，左永磁铁11和右永磁铁12均为U型永磁铁，分别粘贴固定在左固定板13和右固定板14上，左推杆定位架7和右推杆定位架8通过焊接固定在箱体横斜板19上。左推杆5和右推杆6的横截面为矩形。左推杆定位架7和推杆定位架8是中间开有矩形孔的小长方体，左推杆5和右推杆6恰好分别从左推杆定位架7和右推杆定位架8上的矩形孔中穿过。左推杆定位架7和右推杆定位架8由此将左推杆5和右推杆6定位，使得左推杆5和右推杆6只能沿其长度方向做直线运动，左推杆5和右推杆6的长度方向一致，其长度方向垂直于箱体侧板18，左推杆5和右推杆6的轴承端28与左轴承25和右轴承26过盈配合，左感应线圈9和右感应线圈10绕于左推杆5和右推杆6的线圈端27，分别位于左永磁铁11和右永磁铁12的中部。

如图6所示，因凹槽23的不对称分布引起的凸轮棘轮3两侧重力不平衡，在凸轮棘轮的一侧开配重孔22。端盖24是一个开口壳体，端盖上开有人孔，端盖通过螺钉安装在箱体横斜板19上，所有零件和机构均位于端盖24和箱体横斜板19组成的区域内。

当人员通过三辊闸机时，推动闸杆1转动，闸杆1末端上的小圆柱29与摩擦棘爪2配合，摩擦棘爪2运动带动摩擦棘轮结构面21转动，由于凸轮棘轮3的一体化设计，凸轮结构面20转动。凸轮结构面20将运动传给左推杆5和右推杆6，左轴承25和右轴承26在凸轮结构面20的凹槽23中自由滚动和滑动，将凸轮棘轮3的旋转运动转化为左推杆5和右推杆6的沿长度方向的直线运动。左感应线圈9和右感应线圈10随左推杆5和右推杆6一起做直线运动，即为切割磁感线运动，产生感应电动势。左感应线圈9和右感应线圈10的两端分别于整流滤波回路15的输入端相连，整流滤波回路15与输出回路16相连，经过整流滤波后电动势输向电源接口17，在电源接口17处接上蓄电器，即可将转动能收集起来。人员通过后，由于凸轮棘轮3的具有飞轮的作用，凸轮棘轮3仍缓慢转动。待到下一人员通过是重复上述过程进行再次发电。人流量大的公共场所，将一直进行发电工作。

实施例二

参照图4所示实施方式二的结构原理俯视图。

左推杆5与右推杆6、左推杆定位架7与右推杆定位架8、左感应线圈9与右感应线圈10、左永磁铁11与右永磁铁12、左固定板13与右固定板14、左轴承25与右轴承26，分别定位安装在凸轮棘轮3周围的两侧，其中左推杆5、左推杆定位架7、左感应线圈9、左永磁铁11、左固定板13、左轴承25位于凸轮棘轮3周围的同一侧，其余位于另一侧。

大轴承4和凸轮棘轮3同轴，三个闸杆1的转动轴即为大轴承4和凸轮棘轮3的轴线，大轴承4和凸轮棘轮3之间为过盈配合。左轴承25、右轴承26为深沟球轴承，大轴承4为角接触球轴承。凸轮棘轮3的一侧为凸轮结构面20，另一侧为摩擦棘轮结构面21；凸轮结构面上有一凹槽23，凸轮棘轮3转动时，左轴承25和右轴承26可在凹槽23中自由滚动和滑动，摩擦棘轮结构面21的侧面与摩擦棘爪2接触，闸杆1带动摩擦棘爪2运动，摩擦棘爪2通过与摩擦棘轮结构面21的侧面的接触带动凸轮棘轮3的转动。

左固定板13是一块薄板，粘贴固定在箱体横斜板19上，右固定板14在本身薄板的基础上加工了垂直于矩形面的定位机构30，左固定板14通过螺钉固定安装在箱体横斜板19上；左永磁铁11为两块条形磁铁，通过粘贴固定在左固定板上，右永磁铁12为U型永磁铁，通过固定板上的定位结构30固定在右固定板14上，左永磁铁11为两块条形永磁铁，安装时其中一块条形永磁铁的S极与另一块条形永磁铁的N极相对；左推杆定位架7和右推杆定位架8粘贴固定在箱体横斜板19上。左推杆5和右推杆6的横截面均为圆柱形，左推杆定位架7和右推杆定位架8是一个开有一个圆柱孔的切角长方体，其圆柱孔背离箱体横斜板的一侧开槽，使得圆柱孔与左推杆定位架和推杆定位架的顶面相通，左推杆5和右推杆6从其中穿过，左推杆定位架7和右推杆定位架8由此将左推杆5和右推杆6定位，使得左推杆5和右推杆6只能沿其长度方向做直线运动，其长度方向不垂直于箱体侧板18，且左推杆和右推杆的长度方向不在同一条直线上，左推杆5和右推杆6的轴承端28与左轴承25和右轴承26过盈配合，左感应线圈9和右感应线圈10分别绕于左推杆5和右推杆6的线圈端27，左感应线圈9位于左永磁铁11的两块条形永磁铁的中间，右感应线圈10位于右永磁铁12的中部。

如图6所示，因凹槽23的不对称分布引起的凸轮棘轮3两侧重力不平衡，在凸轮棘轮3的一侧开配重孔22。

当人员通过三辊闸机时，推动闸杆1转动，闸杆1末端上的小圆柱29与摩擦棘爪2配合，摩擦棘爪2运动带动摩擦棘轮结构面21转动，由于凸轮棘轮3的一体化设计，凸轮结构面转动20。凸轮结构面20将运动传给左推杆5和右推杆6，左轴承25和右轴承26在凸轮结构面20的凹槽23中自由滚动和滑动，将凸轮棘轮3的旋转运动转化为左推杆5和右推杆6的沿长度方向的直线运动。左感应线圈9和右感应线圈10随左推杆5和右推杆6一起做直线运动，即为切割磁感线运动，产生感应电动势。左感应线圈9和右感应线圈10的两端分别于整流滤波回路15的输入端相连，整流滤波回路15的输出端与输出回路16相连，经过整流滤波后电动势输向电源接口17，在电源接口17处接上蓄电器，即可将转动能收集起来。人员通过后，由于凸轮棘轮3具有飞轮的作用，凸轮棘轮3仍缓慢转动。待到下一人员通过是重复上述过程进行再次发电。在人流量大的公共场所，将一直进行发电工作。

       上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种利用三辊闸机转动能发电的装置，包括三辊闸壳体(18)，整流滤波回路（15）、输出回路(16)、电源接口（17）和发电装置，其特征在于：发电装置由辊杆（1）、摩擦棘爪（2）、凸轮棘轮（3）、大轴承（4）、左推杆（5）、右推杆（6）、左推杆定位架（7）、右推杆定位架（8）、左感应线圈（9）、右感应线圈（10）、左永磁铁（11）、右永磁铁（12）、左轴承（25）、右轴承（26）组成；左推杆（5）与右推杆（6）、左推杆定位架（7）与右推杆定位架（8）、左感应线圈（9）与右感应线圈（10）、左永磁铁（11）与右永磁铁（12）、左轴承（25）与右轴承（26）分布在凸轮棘轮（3）的两侧，其中左推杆（5）、左推杆定位架（7）、左感应线圈（9）、左永磁铁（11）、左轴承（25）位于凸轮棘轮（3）的同一侧，其余位于另一侧；左永磁铁（11）和右永磁铁（12）直接或间接地固定连接在箱体横斜板（19）上，左推杆定位架（7）和右推杆定位架（8）也固定在箱体横斜板（19）上；大轴承（4）、凸轮棘轮（3）以及闸杆（1）可转动；凸轮棘轮（3）的一侧为凸轮结构面（20），另一侧为摩擦棘轮结构面（21）；凸轮结构面（20）上有一凹槽（23），左轴承（25）和右轴承（26）位于槽中，摩擦棘轮结构面（21）的侧面与摩擦棘爪（2）接触，摩擦棘爪（2）嵌套在闸杆（1）一端的小圆柱（29）上；左推杆定位架（7）和右推杆定位架（8）将左推杆（5）和右推杆（6）定位，使左推杆（5）和右推杆（6）的运动方向与其长度方向一致；左推杆（5）和右推杆（6）的轴承端（28）与左轴承（25）和右轴承（26）配合，左感应线圈（9）和右感应线圈（10）位于其线圈端（27）上,左感应线圈（9）和右感应线圈（10）分别位于左永磁铁（11）和右永磁铁（12）的S极与N极之间。

2.根据权利要求1所述的一种利用三辊闸机转动能发电的装置，其特征在于：所述凸轮棘轮（3）的一侧开配重孔（22）。

3.根据权利要求1或2所述的一种利用三辊闸机转动能发电的装置，其特征在于：所述箱体横斜板（19）与左永磁铁（11）、右永磁铁（13）中间分别安装左固定板（13）和右固定板（14），左固定板（13）和右固定板（14）固定安装在箱体横斜板（19）上，左永磁铁（11）和右永磁铁（12）分别固定在左固定板（13）和右固定板（14）上。

4.根据权利要求1或2所述的一种利用三辊闸机转动能发电的装置，其特征在于：所述箱体横斜板（19）上安装有端盖（24），所述端盖（24）为一端开口的壳体，所述整流滤波回路、输出回路、电源接口和发电装置均位于箱体横斜板（19）和端盖（24）之间。

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