CN104019004A - 重力转盘式能量收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种重力转盘式能量收集装置，该装置包括转盘，转盘的中心转轴上连接输出装置，所述转盘上对称安装有多个导杆，所述导杆分别带有沿其中心轴设置的轨道，所述轨道中滑动装置有施重块，所述施重块借助压缩管与装置于转盘中心的气囊连接；该装置还包括与所述导杆滑动连接的导轨，导轨与所述施重块滑动连接；该装置还包括替换所述气囊的拉伸导轨和限位结构，限位结构装置于导杆的端部侧面。本发明的结构精巧、节凑，利用转盘、气囊或拉伸导轨和限位结构的辅助作用将施重块的重力势能转化成动能，借助导轨的导向作用于气囊的气压作用，最大程度地降低施重块上述损耗的能量，减少能量损失，提高了利用率。

Description

重力转盘式能量收集装置

技术领域

本发明涉及能源利用技术领域，尤其涉及一种利用重力机械的能源收集装置。

背景技术

目前，将物体的重力势能利用起来已成为新能源开发的一种趋势，现已出现各种将物体重力势能转化成机械能的装置，但其转化率较低，装置结构复杂。

发明内容

本申请人针对上述现有重力机械能源转化装置的缺点，提供一种重力转盘式能量收集装置，其具有结构精巧，利用率高的特点。

本发明所采用的技术方案如下：

一种重力转盘式能量收集装置，该装置包括转盘，转盘的中心转轴上连接输出装置，所述转盘上对称安装有多个导杆，所述导杆分别带有沿其中心轴设置的轨道，所述轨道中滑动装置有施重块，所述施重块借助压缩管与装置于转盘中心的气囊连接；

该装置还包括与所述导杆滑动连接的导轨，导轨与所述施重块滑动连接，导轨位于所述转盘的一半侧部，导轨与转盘中心的距离由导轨中部向其两端逐渐变大；

所述施重块的两侧借助第一滑轮与导杆的轨道滑动连接；所述导杆两对称侧面设置有贯通的导槽，所述施重块的外端部借助横杆转动连接第二滑轮，所述导轨贯穿所述导槽并与所述第二滑轮滚动连接；

所述施重块的侧面带有与所述导轨滑动连接的第一导向滑轮，所述第一导向滑轮贯通所述导杆的侧面，所述第一导向滑轮转动连接于所述施重块。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述导轨由bc段、cd段、de段、ef段及fa段构成，bc段及fa段处于转盘的左侧，cd段、de段及ef段处于转盘的右侧；

所述bc段为导入曲线段，其外切线与转盘的竖直中心线带有α夹角，所述α夹角由b点向c点呈0°-45°变化；所述cd段为压缩曲线段，其与bc段相切过渡设置，cd段与导杆的交点处的切线与导杆的轴线成β夹角设置，所述β夹角为45°；所述de段为过渡弧线段，其中心与转盘的中心重合；所述ef段为拉伸直线段，其与de段相切过渡；所述fa段为导出段，其上端与转盘的边缘相切过渡；

所述fa段的a点与转盘的外边缘相切设置；

所述导杆的端部侧面固接限位结构，所述限位结构包括与导杆侧面固接的支架，支架中借助压簧及限位块装置伸缩杆，伸缩杆的上端装置第二导向滑轮，第二导向滑轮与所述转盘下部的辅助导轨滚动配合；所述伸缩杆的下端贯穿连接转动杆，转动杆的中部借助铰轴架与导杆固接，转动杆上端与所述施重块配合并通过伸缩杆限制于施重块于导杆中滑动；所述施重块的第二滑轮于所述导轨上导向滚动，所述导轨于所述转盘上带有上下对称结构，所述转盘上端有拉伸和限位导轨，控制施重块在两导轨中移动；

所述转动杆的下端带有L型结构的摇臂式限位杆，摇臂式限位杆的端部与所述施重块配合，其侧面借助拉簧与支架复位连接；

所述转动杆的上端带有弧形板，所述伸缩杆贯通所述弧形板，伸缩杆的下端带有限位端。

本发明的有益效果如下：

本发明的结构精巧、节凑，利用转盘、气囊施重块的重力势能转化成动能，借助导轨的导向作用与气囊的气压作用，最大程度地降低施重块上升损耗的能量，减少能量损失，提高了利用率；本发明还利用导轨拉伸结构和限位结构替换气囊，同样对施重块的重力势能得以充分利用，减少其能量损失。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的导杆的结构图。

图3为本发明的导杆与导轨的结构图。

图4为本发明的导杆与导轨的另一结构图。

图5为本发明的导轨分区域示意图。

图6为本发明的施重块位于转盘上部时限位结构的结构示意图。

图7为本发明的施重块位于转盘下部时限位结构的结构示意图。

图8为本发明的限位结构中的导轨结构示意图。

图中：1、转盘；11、转轴；2、导杆；21、轨道；22、导槽；23、滑槽；3、导轨；30、bc段；31、cd段；32、de段；33、ef段；34、fa段；35、α夹角；36、β夹角；4、施重块；41、第一导向滑轮；5、气囊；6、压缩管；7、第一滑轮；8、横杆；9、第二滑轮；10、限位结构；101、支架；102、拉簧103、转动杆1031、摇臂式限位杆；1032、弧形板104、铰轴架105、伸缩杆106、第二导向滑轮；107、压簧108、限位块12、辅助导轨。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1至图4所示，本实施例的重力转盘式能量收集装置，该装置包括转盘1，转盘1的中心转轴11上连接输出装置(未画出)，转盘1上对称安装有多个导杆2，导杆2分别带有沿其中心轴设置的轨道21，轨道21中滚动装置有施重块4，施重块4借助压缩管6与装置于转盘中心的气囊5连接；

该装置还包括与导杆2滑动连接的导轨3，导轨3与施重块4滑动连接。

导轨3位于转盘1的一半侧部；导轨3与转盘1中心的距离由导轨3中部向其两端逐渐变大。

导轨3由bc段30、cd段31、de段32、ef段33及fa段34构成，bc段30及fa段34处于转盘1的左侧，cd段31、de段31及ef段33处于转盘1的右侧；

bc段30为导入曲线段，其外切线与转盘1的竖直中心线带有α夹角35，α夹角35由b点向c点呈0°-45°变化cd段31为压缩曲线段，其与bc段30相切过渡设置，cd段31与导杆2的交点处的切线与导杆2的轴线成β夹角36设置，β夹角36为45°de段32为过渡弧线段，其中心与转盘1的中心重合ef段33为拉伸直线段，其与de段32相切过渡fa段34为导出段，其上端与转盘1的边缘相切过渡。为便于施重块4的过渡，fa段34的a点与转盘1的外边缘相切设置。

如图3所示，施重块4的两侧借助第一滑轮7与导杆2的轨道21滑动连接；导杆2两对称侧面设置有贯通的导槽22，施重块4的外端部借助横杆8转动连接第二滑轮9，导轨3贯穿导槽22并与第二滑轮9滚动连接。

如图4所示，施重块4的侧面带有与导轨3滚动连接的第一导向滑轮41，第一导向滑轮41贯通导杆2的侧面。

本发明工作时，施重块4从转盘1上导杆2的a点释放，给予转盘1初始转动动能，施重块4在重力及转盘的转动下绕着圆弧ab滑动至b点，施重块4将重力势能转化成动能，输出功率。施重块4从bc段导入进入cd段，在bcd段时施重块4受到导轨3的压缩，施重块4消耗压缩及自身上升的能量；施重块4进入de段时，由于de段与转盘中心重合，导轨3对施重块4不产生压缩作用，施重块4只消耗提升及压缩管6中气压摩擦的能量；施重块4进入ef段时，施重块4消耗提升能量，气囊5及压缩管6对施重块4施加推力；当施重块4进入fa段时，由于fa段位于转盘1的左侧，在气压顶推作用下至a点，施重块4开始循环进入ab段，处于做功过程。

本发明中，如图5所示，ef段的外区域V与区域IV之间设定成一个合适的比例，可以减小耗功面积，提高能量利用率。

以下为本发明的另一技术方案。

如图6和图7所示，本发明的另一技术方案，此方案用导轨拉伸结构和限位结构10替换了转盘1中心的气囊5；限位结构10装置于导杆2的端部侧面，包括与导杆2侧面固接的支架101，支架101中借助压簧107及限位块108装置伸缩杆105，伸缩杆105的上端装置第二导向滑轮106，导向球与转盘1下部的辅助导轨12滑动配合释放施重块4；伸缩杆105的下端贯穿连接转动杆103，转动杆103的中部借助铰轴架104与导杆2固接，转动杆103的下端穿过导杆2限制施重块4运动。

转动杆103的下端带有L型结构的摇臂式限位杆1031，摇臂式限位杆1031的端部穿过导杆2限制施重块4运动，其侧面借助拉簧102与支架101连接复位，拉簧102将摇臂式限位杆1031拉出导杆2，防止影响施重块4于导杆2中滑动；转动杆103的上端带有弧形板1032，弧形板1032与伸缩杆105的下端配合，伸缩杆105的下端贯通弧形板1032，伸缩杆105的下端带有限位端。

如图8所示，导轨3于转盘1上带有上下对称结构，上下对称的结构配合转盘1上端有拉伸和限位导轨，限位结构10设计。

压缩杆式方案工作时，当施重块4位于导轨3的下端部时，第二导向滑轮106在辅助导轨12的导向作用下上升，释放摇臂式限位杆1031，施重块4的第二滑轮9在导轨3的导向作用下上升至导轨3的上部，在顶部导轨3的导向下，由于施重块4于导杆2上处于下降趋势，弧型板1032穿过伸缩杆105，压簧107将伸缩杆105恢复原状，其摇臂式限位杆1031阻挡施重块4下降直至导轨12时释放。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (6)

1.一种重力转盘式能量收集装置，该装置包括转盘(1)，转盘(1)的中心转轴(11)上连接输出装置，其特征在于：所述转盘(1)上对称安装有多个导杆(2)，所述导杆(2)分别带有沿其中心轴设置的轨道(21)，所述轨道(21)中滑动装置有施重块(4)，所述施重块(4)借助压缩管(6)与装置于转盘中心的气囊(5)连接；

该装置还包括与所述导杆(2)滑动连接的导轨(3)，导轨(3)与所述施重块(4)滑动连接，导轨(3)位于所述转盘(1)的一半侧部，导轨(3)与转盘(1)中心的距离由导轨(3)中部向其两端逐渐变大；

所述施重块(4)的两侧借助第一滑轮(7)与导杆(2)的轨道(21)滑动连接；所述导杆(2)两对称侧面设置有贯通的导槽(22)，所述施重块(4)的外端部借助横杆(8)转动连接第二滑轮(9)，所述导轨(3)贯穿所述导槽(22)并与所述第二滑轮(9)滚动连接；

所述施重块(4)的侧面带有与所述导轨(3)滑动连接的第一导向滑轮(41)，所述第一导向滑轮(41)贯通所述导杆(2)的侧面，所述第一导向滑轮(41)转动连接于所述施重块(4)。

2.如权利要求1所述的重力转盘式能量收集装置，其特征在于：所述导轨(3)由bc段(30)、cd段(31)、de段(31)、ef段(33)及fa段(34)构成，bc段(30)及fa段(34)处于转盘(1)的左侧，cd段(31)、de段(31)及ef段(33)处于转盘(1)的右侧；

所述bc段(30)为导入曲线段，其外切线与转盘(1)的竖直中心线带有α夹角(35)，所述α夹角(35)由b点向c点呈0°-45°变化；所述cd段(31)为压缩曲线段，其与bc段(30)相切过渡设置，cd段(31)与导杆(2)的交点处的切线与导杆(2)的轴线成β夹角(36)设置，所述β夹角(36)为45°；所述de段(32)为过渡弧线段，其中心与转盘(1)的中心重合；所述ef段(33)为拉伸直线段，其与de段(32)相切过渡；所述fa段(34)为导出段，其上端与转盘(1)的边缘相切过渡。

3.如权利要求2所述的重力转盘式能量收集装置，其特征在于：所述fa段(34)的a点与转盘(1)的外边缘相切设置。

4.按照权利要求1所述的重力转盘式能量收集装置，其特征在于：所述导杆(2)的端部侧面固接限位结构(10)，所述限位结构(10)包括与导杆(2)侧面固接的支架(101)，支架(101)中借助压簧(107)及限位块(108)装置伸缩杆(105)，伸缩杆(105)的上端装置第二导向滑轮(106)，第二导向滑轮(106)与所述转盘(1)下部的辅助导轨(12)滚动配合；所述伸缩杆(105)的下端贯穿连接转动杆(103)，转动杆(103)的中部借助铰轴架(104)与导杆(2)固接，转动杆(103)上端与所述施重块(4)配合并通过伸缩杆(105)限制于施重块(4)于导杆(2)中滑动；所述施重块(4)的第二滑轮(9)于所述导轨(3)上导向滚动，所述导轨(3)于所述转盘(1)上带有上下对称结构，所述转盘(1)上端有拉伸和限位导轨，控制施重块(4)在两导轨中移动。

5.按照权利要求4所述的重力转盘式能量收集装置，其特征在于：所述转动杆(103)的下端带有L型结构的摇臂式限位杆(1031)，摇臂式限位杆(1031)的端部与所述施重块(4)配合，其侧面借助拉簧(102)与支架(101)复位连接。

6.按照权利要求4所述的重力转盘式能量收集装置，其特征在于：所述转动杆(103)的上端带有弧形板(1032)，所述伸缩杆(105)贯通所述弧形板(1032)，伸缩杆(105)的下端带有限位端。