CN104040174A - 线性液压设备与发电机耦合的装置及其使用方法 - Google Patents

线性液压设备与发电机耦合的装置及其使用方法 Download PDF

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CN104040174A CN201280060281.9A CN201280060281A CN104040174A CN 104040174 A CN104040174 A CN 104040174A CN 201280060281 A CN201280060281 A CN 201280060281A CN 104040174 A CN104040174 A CN 104040174A
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Abstract

一种用于转换和操纵能量的线性液压设备与发电机耦合的装置。该装置具有电力系统、液压系统以及齿轮系统。在运行中，电力系统指示液压系统以迫使齿轮系统的齿条水平运动。齿轮系统将线性动能转换为角动量，并且通过选择性地接合交替的齿轮而从角动量转换为电能。齿轮系统优选地具有两组齿轮，该两组齿轮通过选择性地将齿轮滑入位置而与电力系统接合。

Description

线性液压设备与发电机耦合的装置及其使用方法
美国专利商标局受理的专利合作条约申请
我们知道，本人ED GILBERT,JR.,注册地GA30157，达拉斯，银叶大道431号，已经发明了一些新的并且有用的改进：
线性液压设备与发电机耦合的装置及其使用方法
以下是其说明书。
发明者代表：
Mathew L.Grell
Balser&vrell知识产权法律有限公司
佐治亚30092，诺克罗斯，琼斯桥区4307
电话：(678)373-4747
传真：(678)373-4746
mgrellbgiplaw.com
美国专利商标局编号：44134
线性液压设备与发电机耦合的装置及其使用方法
相关申请的交叉参考：
在法律准许的最大限度内，本专利合作条约要求2011年10月6日所提交的、具有指定编号13/267,085的、标题为“线性液压设备与发电机耦合的装置及其使用方法”的美国非临时申请的优先权及其效益，这是2010年3月8日所提交的、申请号12/709,499的、标题为线性液压设备与发电机耦合的系统及方法的美国非临时申请的部分继续申请，它们通过引用被整体包含到这里。
联邦政府资助的研发或开发
无
各方共同研究协议
无
参照序列表
无
背景技术
技术领域
本发明主要涉及能量转换，尤其是涉及将线性力转换为旋转力并由此转换为电力。
相关领域描述
几个世纪以来，人们利用齿轮将能量从一种形式转换为另一种形式。同样地，多年以来，液压装置也是无处不在的。然而，并不存在如本文中所述的转换并储存能量的设备。
因此，对于液压能量转换和储存装置的需求是显而易见的，其中该装置利用齿轮系统、液压系统以及电力系统转换能量。
发明内容
如所简述的那样，在优选实施方式中，本发明克服了上述缺点，并且通过提供一种用于转换和操纵能量的装置而满足了对这种设备的公认的需求。该装置具有电力系统、液压系统以及齿轮系统。电力系统控制液压系统以迫使齿轮系统的齿条水平运动。齿轮系统将线性动能转换为旋转能，并且通过选择性地接合齿轮而将旋转能转化为电能。优选的是，齿轮系统具有与电力系统选择性地接合的两组齿轮。
根据其主要方面和大致情况，本发明的优选形式是线性液压设备与发电机耦合的装置，该线性液压设备与发电机耦合的装置具有交流发电机和齿轮系统。齿轮系统具有齿条和三个齿轮，并且交流发电机具有输入轴。
第一齿轮与第二齿轮和齿条匹配接合，并且位于它们之间。第三齿轮与第二齿轮选择性地接合。齿条具有被固定到交流发电机的输入轴的第三轮轴，并且第三齿轮围绕该第三轮轴旋转。
线性液压设备与发电机耦合的装置还具有被电连接至交流发电机的电池。
线性液压设备与发电机耦合的装置还具有泵和液压缸。泵被电连接至电池，并且通过第一和第二管被流体连接至液压缸。液压缸具有液压轴，该液压轴被牢固地固定到齿条。
齿条选择性地具有两个附加齿轮，第四齿轮和第五齿轮。第一和第四齿轮围绕第一轮轴旋转，第二齿轮围绕第二轮轴旋转，并且第三和第五齿轮围绕第三轮轴旋转。第一与第四齿轮相隔下宽度距离，第三与第五齿轮相隔上宽度距离。上宽度距离小于所述下宽度距离。又或者，上宽度距离大于下宽度距离。
齿条还具有第一轨道和第二轨道，该第一轨道与第一齿轮匹配接合，并且第二轨道与第四齿轮匹配接合。
线性液压设备与发电机耦合的装置还具有第二电池。交流发电机被电连接至两个电池，并且泵被电连接至第一电池。
优选实施方式进一步包括转换和操纵能量的方法，其包括获得线性液压设备与发电机耦合的装置，并且在第一轮轴移动方向上将第三轮轴移动至第一轮轴位置，由此接合第四与第五齿轮，并且分离第二与第三齿轮。
该方法还包括从控制器向泵发送信号以对第二管加压并且对第一管减压，由此在第一方向上压迫液压轴。
随后，在第二轮轴移动方向上移动第三轮轴，同时信号被发送至泵以对第一管加压并且对第二管减压，由此在第二方向上压迫液压轴。
在可替代实施方式中，线性液压设备与发电机耦合的装置具有第一电池、交流发电机、两个液压泵、第一臂、连接臂、两个液压缸以及第二臂。线性液压设备与发电机耦合的装置还具有传动臂，该传动臂被固定到两个液压缸。线性液压设备与发电机耦合的装置还具有齿条，该齿条具有第一轨道，该齿条被牢固地固定到传动臂。线性液压设备与发电机耦合的装置还具有第一齿轮，该第一齿轮与第一轨道匹配接合。
线性液压设备与发电机耦合的装置还具有第一轮轴，第一齿轮围绕该第一轮轴旋转，并且线性液压设备与发电机耦合的装置还具有交流发电机。交流发电机具有输入轴，该输入轴被固定到交流发电机并且被牢固地固定到第一轮轴。
线性液压设备与发电机耦合的装置还具有管，该管被流体连接至两个液压泵。
更具体地说，本发明是线性液压设备与发电机耦合的装置，该线性液压设备与发电机耦合的系统具有电力系统、液压系统以及齿轮系统。电力系统具有带有输入轴的交流发电机、两个电池、输入线、输出线以及控制器。
液压系统包括泵和液压缸。泵具有第一管和第二管，并且液压缸具有第一缸头、第二缸头以及液压轴，该液压轴具有第一端和第二端。
齿轮系统具有齿条轴、齿条、五个齿轮、三个轮轴、下齿轮宽度以及上齿轮宽度。齿条轴具有第一端子、第二端子以及中部。
齿条具有齿条架、齿条宽度、第一轨道、第二轨道、第一方向以及第二方向，该第一和第二轨道具有顶表面和底表面。五个齿轮中的每一个都具有外缘和顺时针旋转方向。第一轮轴具有第一组轴承，并且第二轮轴具有第二组轴承。第三轮轴具有第三组轴承、第一轮轴移动方向、第一轮轴位置、第二轮轴移动方向以及第二轮轴位置。
输入线传导从交流发电机到电池的电力。输出线传导从电池到泵和控制器的电力。
泵通过第一管和第二管被流体连接至液压缸。第一管在靠近第一缸头处被牢固地固定到液压缸，并且第二管在靠近第二缸头处被牢固地固定到液压缸。
液压轴被固定到液压缸，以致在液压轴从液压缸全部或大部分伸出时，该液压轴的第一端被设置为靠近液压轴的第一缸头。液压轴的第二端被牢固地固定到齿条轴的中部，该中部优选地位于齿条轴的第一与第二端子之间的一半处。
齿条轴的第一端子被牢固地固定到第一轨道，并且齿条轴的第二端子被牢固地固定到第二轨道。第一与第二轨道相隔齿条宽度距离。第一轨道和第二轨道被设置为与齿条架接触，以致第一轨道的底表面与齿条架接触，并且第二轨道的底表面也与齿条架接触。齿条架包括滚珠轴承、或可选择地，包括允许第一和第二轨道以轨道与齿条架之间的最小摩擦移动的任何物质、物体或表面。
第一轨道的顶表面与第一齿轮外缘匹配接合。第一齿轮围绕第一轮轴旋转，并且该第一轮轴被设置于第一组轴承中并且在其中旋转。第一齿轮外缘进一步与第二齿轮外缘匹配接合。第二齿轮围绕第二轮轴旋转，并且该第二轮轴被设置于第二组轴承中并且在其中旋转。第二齿轮外缘与第三齿轮外缘选择性地接合。第三齿轮围绕第三轮轴旋转，并且该第三轮轴被设置于第三组轴承中并且在其中旋转。
第二轨道的顶表面与第四齿轮外缘匹配接合，并且第四齿轮也围绕第一轮轴旋转。第四齿轮外缘与第五齿轮外缘选择性地接合，并且第五齿轮也围绕第三轮轴旋转。
在使用中，控制器在第一轮轴方向上移动第三轮轴直到该第三轮轴被设置于第一轮轴位置。在第一轮轴位置上，第二与第三齿轮接合，并且第四与第五齿轮并不接合。随后，控制器指示泵对第二管加压并且对第一管减压，由此在第一方向上压迫液压轴。
同时，液压轴迫使齿条轴和齿条也在第一方向上移动。由于第一轨道的顶表面与第一齿轮外缘匹配接合，因此当第一轨道在第一方向上移动时，第一齿轮沿顺时针方向旋转。
由于第一齿轮外缘与第二齿轮外缘接合，因此当第一齿轮沿顺时针方向旋转时，第二齿轮沿逆时针方向旋转。进一步地说，如上所述，由于第三轮轴位于第一轮轴位置，则第二齿轮外缘与第三齿轮外缘并不接合。
在第二齿轮逆时针旋转的同时，由于第二轨道的顶表面与第四齿轮外缘接合，因此当第二轨道在第一方向上移动时，第四齿轮沿顺时针方向旋转。在这种情况下，如上所述，由于第三轮轴位于第一轮轴位置，则第四齿轮外缘与第五齿轮外缘接合，因此第五齿轮和第三轮轴逆时针旋转。
由于第三轮轴被牢固地固定到输入轴，则该输入轴同样逆时针旋转。通过本领域已知的手段，交流发电机利用输入轴的旋转来产生电力。交流发电机通过输出线与电池电通信。
此后，控制器控制交流发电机在第二轮轴方向上将第三轮轴移动至第二轮轴位置。当第三轮轴被设置于第二轮轴位置时，第二齿轮与第三齿轮接合，并且第四齿轮与第五齿轮并不接合。
随后，控制器指示泵对第一管加压并且对第二管减压，由此在第二方向上压迫液压轴。
同时，液压轴迫使齿条轴和齿条也在第二方向上移动。由于第一轨道的顶表面与第一齿轮外缘接合，因此当第一轨道在第二方向上移动时，第一齿轮逆时针旋转。
由于第一齿轮外缘与第二齿轮外缘接合，因此当第一齿轮逆时针旋转时，第二齿轮沿顺时针方向旋转。由于第二齿轮外缘与第三齿轮外缘接合，因此当第二齿轮沿顺时针方向旋转时，第三齿轮逆时针旋转。因此，第三轮轴和输入轴同样逆时针旋转。交流发电机利用输入轴的旋转通过输出线来产生电力，其中交流发电机如何将输入轴的旋转转化为电力对于本领域的技术人员来说是很容易理解的。
同时，由于第二轨道的顶表面与第四齿轮外缘接合，因此当第二轨道在第二方向上移动时，第四齿轮逆时针旋转。进一步地说，如上所述，由于第三轮轴位于第二轮轴位置，因此第四齿轮外缘与第五齿轮外缘并不接合。
在交流发电机产生电力的同时，两个电池借助输入线接收电力来充电。
在线性液压设备与发电机耦合的装置的可替代实施方式中，该线性液压设备与发电机耦合的装置具有电池、控制器、两个液压泵、第一臂、管道、连接臂、两个液压缸、第二臂、传动臂、电线、第一齿轮、第一轮轴、交流发电机、第一线性方向以及第二线性方向。
在使用中，电池通过电线将电力发送至第一液压泵。随后，第一液压泵对第一臂加压并且迫使其在第一线性方向上移动。同时，第二液压泵通过流体连接两个液压泵的管道将过压传递至第一液压泵。
随着第一臂朝向第二液压泵移动，连接臂和第二臂也在相同方向上移动。第二液压缸将第二臂的运动传递至传动臂，由此在相同方向上移动齿条。
同时，由于第一齿轮外缘与齿条接合，因此第一齿轮和第一轮轴逆时针旋转。
交流发电机通过第一输入轴逆时针旋转而在输入线上产生电力。
随后，第一电池将电力发送至第二液压泵，该第二液压泵随后迫使第一臂在第二线性方向上移动。同时，第一液压泵通过管道将过压传递至第二液压泵。
第一臂在第二线性方向上移动，导致齿条和第一轨道也在第二线性方向上移动，由此迫使第一齿轮沿顺时针方向旋转。交流发电机由此在输入线上产生电力。
因此，本发明的特征和优势是将线性运动选择性地转换为角动量的能力。
本发明的另一个特征和优势是把齿轮配置为仅将单一旋转方向传递至交流发电机的能力。
本发明的另一个特征和优势是将单一旋转方向的多个旋转速度传递至交流发电机的能力。
本发明的再一个特征和优势是在将线性运动转化为角动量的同时利用液压优势的能力。
本发明的这些及其他特征和优势在根据附图阅读所附说明书和权利要求时对于本领域的技术人员来说是显而易见的。
附图说明
通过参考附图阅读优选的和所选的可替代实施方式的详细说明，本发明将更易于理解，附图并非按比例绘制，其中相同的附图标记指示相似的结构并且始终指代相同元件，并且其中：
图1是线性液压设备与发电机耦合的装置的优选实施方式的透视图；
图2是图1的装置的齿轮系统的详细透视图；以及
图3是线性液压设备与发电机耦合的装置的可替代实施方式的详细视图。具体实施方式
在描述如图1至3所示的本发明的优选的和所选的可替代实施方式的过程中，为了清楚起见而采用了特定术语。然而，本发明并非旨在局限于所选的特定术语，并且需要理解的是，每个特定元件都包括以相似方式运行以完成相似功能的所有等同技术。
现参考图1，优选实施方式中的本发明包括线性液压设备与发电机耦合的装置10，其中线性液压设备与发电机耦合的装置10包括电力系统100、液压系统200以及齿轮系统300。电力系统100包括交流发电机150、电池160、输入线166、输出线168以及控制器170，其中交流发电机150包括输入轴152，以及其中电池160包括第一电池162和第二电池164，以及其中控制器170包括控制线175。
液压系统200包括泵210和液压缸220。泵210包括第一管212和第二管214，并且液压缸220包括第一缸头222、第二缸头224以及液压轴230，其中液压轴230包括第一端232和第二端234。
现更加具体地参考图1和2，齿轮系统300包括齿条轴320、齿条330、第一齿轮350、第二齿轮360、第三齿轮370、第四齿轮380、第五齿轮390、第一轮轴400、第二轮轴410、第三轮轴420、下齿轮宽度430(图1所示最佳)以及上齿轮宽度440(图1所示最佳)。齿条轴320包括第一端子322、第二端子324以及中部326。
齿条330包括齿条架332、齿条宽度334(图1所示最佳)、第一轨道336、第二轨道340、第一方向345以及第二方向346，其中第一轨道336包括第一顶表面337和第一底表面338，以及其中第二轨道340包括第二顶表面341和第二底表面342。齿条架332包括滚珠轴承。可选择地，齿条架332可包括允许第一轨道336和第二轨道340在第一方向345和第二方向346上以齿条架332与第一轨道336和第二轨道340之间的最小摩擦移动的任何物质、物体或表面。
第一齿轮350包括第一外缘352和第一顺时针方向354，第二齿轮360包括第二外缘362和第二顺时针方向364，第三齿轮370包括第三外缘372和第三顺时针方向374，第四齿轮380包括第四外缘382和第四顺时针方向384，以及第五齿轮390包括第五外缘392和第五顺时针方向394。第一顺时针方向354、第二顺时针方向364、第三顺时针方向374、第四顺时针方向384以及第五顺时针方向394是从图1和3所示的角度观察的方向。
第一轮轴400包括第一轴承402，并且第二轮轴410包括第二轴承412。第三轮轴420包括第三轴承422、第一轮轴移动方向180(图1所示最佳)、第一轮轴位置181(图1所示最佳)、第二轮轴移动方向185以及第二轮轴位置186(图2所示最佳)。
回到图1，交流发电机150通过输入线166与电池160电通信。泵210和控制器170通过输出线168与电池160电通信。控制器170通过控制线175与泵210和交流发电机150电通信。
泵210通过第一管212和第二管214与液压缸220流体连通，其中第一管212在靠近第一缸头222处被牢固地固定到液压缸220，并且其中第二管214在靠近第二缸头224处被牢固地固定到液压缸220。
液压轴230被固定到液压缸220，其中液压轴230的第一端232被设置为在液压轴230从液压缸220几乎完全伸出时靠近第一缸头222。液压轴230的第二端234被牢固地固定到齿条轴320的中部326，其中中部326优选地位于齿条轴320的第一端子322与第二端子324之间的一半处。
第一端子322被牢固地固定到齿条330的第一轨道336，并且第二端子324被牢固地固定到齿条330的第二轨道340，其中第一轨道336与第二轨道340相隔齿条宽度334。第一轨道336和第二轨道340被设置为与齿条架332接触，其中第一轨道336的第一底表面338与齿条架332接触，并且其中第二轨道340的第二底表面342与齿条架332接触。
第一轨道336的第一顶表面337与第一齿轮350的第一外缘352匹配接合，其中第一齿轮350围绕第一轮轴400旋转，并且其中第一轮轴400被设置于第一轴承402中并且在其中旋转。第一外缘352进一步与第二齿轮360的第二外缘362匹配接合，其中第二齿轮360围绕第二轮轴410旋转，并且其中第二轮轴410被设置于第二轴承412中并且在其中旋转。第二外缘362与第三齿轮370的第三外缘372选择性地匹配接合，其中第三齿轮370围绕第三轮轴420旋转，并且其中第三轮轴420被设置于第三轴承422中并且在其中旋转。
第二轨道340的第二顶表面341与第四齿轮380的第四外缘382匹配接合，其中第四齿轮380也围绕第一轮轴400旋转。第四外缘382与第五齿轮390的第五外缘392选择性地匹配接合，其中第五齿轮390也围绕第三轮轴420旋转。
在使用中，控制器170在第一轮轴方向180上移动第三轮轴420，其中第三轮轴420随后被设置于第一轮轴位置181(图1所示最佳)。随后，控制器170通过控制线175与泵210电通信，并且泵从输出线168接收电力E。泵210随后对第二管214加压并且对第一管212减压，由此在第一方向345上压迫液压轴230。
在液压轴230在第一方向345上移动的同时，液压轴230迫使齿条轴320和齿条330也在第一方向345上移动，其中齿条330在第一方向345上移动包括第一轨道336和第二轨道340在第一方向345上移动。由于第一轨道336的第一顶表面337与第一齿轮350的第一外缘352接合，因此当第一轨道336在第一方向345上移动时，第一齿轮350沿第一顺时针方向354旋转。
由于第一外缘352与第二齿轮360的第二外缘362接合，因此当第一齿轮350沿第一顺时针方向354旋转时，第二齿轮360背离第二顺时针方向364逆时针旋转。进一步地说，由于第三轮轴420位于第一轮轴位置181，因此第二外缘362脱离第三齿轮370的第三外缘374。
同时，由于第二轨道340的第二顶表面341与第四齿轮380的第四外缘382接合，因此当第二轨道340在第一方向345上移动时，第四齿轮380沿第四顺时针方向384旋转。由于第三轮轴420位于第一轮轴位置181，因此第四外缘382与第五齿轮390的第五外缘392接合，并且因此第五齿轮390和第三轮轴420背离第五顺时针方向394逆时针旋转。
由于第三轮轴420被牢固地固定到输入轴152，因此输入轴152同样背离第五顺时针方向394逆时针旋转。通过本领域已知的手段，交流发电机150利用输入轴152的旋转来产生电力E。交流发电机150通过输出线168将电力E导向电池160。
随后，控制器170控制交流发电机150以在第二轮轴方向185上移动第三轮轴420，其中第三轮轴420被设置于第二轮轴位置186(图2所示最佳)。如上所述，当第三轮轴420被设置于第二轮轴位置186时，第二齿轮360接合第三齿轮370，并且第四齿轮380与第五齿轮390并不接合。
随后，控制器170通过控制线175与泵210电通信，其中泵从输出线168接收电力E。泵210随后对第一管212加压并且对第二管214减压，由此在第二方向346上移动液压轴230。
在液压轴230在第二方向346上移动的同时，液压轴230迫使齿条轴320和齿条300也在第二方向346上移动，其中在第二方向346上的齿条330的运动导致第一轨道336和第二轨道340在第二方向346上移动。由于第一轨道336的顶表面337与第一齿轮350的第一外缘352接合，因此当第一轨道336在第二方向346上移动时，第一齿轮350背离第一顺时针方向354逆时针旋转。
由于第一外缘352与第二齿轮360的第二外缘362接合，因此当第一齿轮350背离第一顺时针方向354逆时针旋转时，第二齿轮360沿第二顺时针方向364旋转。当第三轮轴420位于第二轮轴位置186时，第二外缘362与第三外缘372匹配接合。由于第二外缘362与第三齿轮370的第三外缘372接合，因此当第二齿轮360沿第二顺时针方向364旋转时，第三齿轮370背离第三顺时针方向374逆时针旋转，并且因此第三轮轴420和输入轴152同样背离第三顺时针方向374逆时针旋转。交流发电机150利用输入轴152的旋转通过输出线168来产生电力E，其中交流发电机150如何将旋转转化为电力E对于本领域的技术人员来说是很容易理解的。
在第三齿轮370背离第三顺时针方向374逆时针旋转的同时，由于第二轨道340的第二顶表面341与第四齿轮380的第四外缘382接合，因此当第二轨道340在第二方向346上移动时，第四齿轮380背离第四顺时针方向384逆时针旋转。由于第三轮轴420位于第二轮轴位置186，因此第四外缘382与第五齿轮390的第五外缘392并不接合。
在交流发电机150产生电力E的同时，电池160借助输入线166接收电力E来充电。在优选实施方式中，电池160包括第一电池162和第二电池164(图1所示最佳)。可选择地，电池160可只包括第一电池162。
现更加具体地参考图3，其中示出了线性液压设备与发电机耦合的装置10的可替代实施方式，其中除了以下特别指出的，图3的可替代实施方式在形式和功能上基本上等同于图1至2中详细说明和所示出的优选实施方式。具体地说，图3的可替代实施方式包括线性液压设备与发电机耦合的装置20，其中线性液压设备与发电机耦合的装置20包括第一电池162、控制器170、第一液压泵500、第二液压泵510、第一臂520、管道530、连接臂600、第一液压缸700、第二液压缸710、第二臂720、传动臂730、电线800、第一齿轮350、第一轮轴400、交流发电机150、第一线性方向850以及第二线性方向860。控制器170包括控制线175，第一齿轮350包括第一外缘352和第一顺时针旋转354，并且传动臂730包括齿条330和第一轨道336。交流发电机150包括第一输入轴152，并且第一电池162包括输入线166。
在使用中，第一电池162通过线800将电力E发送至第一液压泵500。随后，第一液压泵500对第一臂520加压并且迫使其在第一线性方向850上移动。在第一液压泵500加压的同时，第二液压泵510通过管道530将过压传递至第一液压泵500。
在第一臂520在第一横向方向850上朝向第二液压泵510移动的同时，连接臂600和第二臂720也在第一线性方向850上移动。第二液压缸710将第二臂720的运动传递至传动臂730，其中在第一线性方向850上的传动臂730的运动导致齿条330和第一轨道336在第一线性方向850上移动。
在第一轨道336在第一线性方向850上移动的同时，由于第一齿轮350的第一外缘352与第一轨道336接合，因此第一齿轮350背离第一顺时针方向354逆时针旋转，其中第一齿轮350背离第一顺时针方向354逆时针旋转包括第一轮轴400背离第一顺时针方向354逆时针旋转。
在第一轮轴400背离第一顺时针方向354逆时针旋转的同时，第一输入轴152也背离第一顺时针方向354逆时针旋转，其中交流发电机150在输入线166上产生电力E。
随后，第一电池162通过线800将电力E发送至第二液压泵510。随后，第二液压泵510对第一臂520加压并且迫使其在第二线性方向860上移动。在第二液压泵510加压的同时，第一液压泵500通过管道530将过压传递至第二液压泵510。
在第一臂520在第二线性方向860上移动的同时，第一轨道336也在第二线性方向860上移动，由此迫使第一齿轮350沿第一顺时针方向354旋转。交流发电机150由此在输入线166上产生电力E。
本领域的技术人员将认识到的是，图1和2的优选实施方式中所描述的齿轮系统300，包括如第三轮轴420那样移动的轮轴，可被应用于图3的可替代实施方式。
前述的说明和附图包括本发明的说明性实施方式。如此描述了本发明的典型实施方式之后，本领域的技术人员应注意的是，其中的公开只是示例性的，并且可在本发明的范围之内做出其他各种替代、调整以及修改。仅以特定顺序列出方法的步骤或为其编号并不会对该方法的步骤的顺序构成任何限制。本领域的技术人员会想到此处所列出的本发明的许多修改和其他实施方式，对其来说该发明属于得益于在上述描述和相关附图中所展现的教旨。虽然本文中可能采用了特定术语，但是它们仅用于通用和描述性的含义，并非出于限制的目的。因此，本发明并不局限于本文中所述的具体实施方式，而是仅由所附权利要求所限制。

Claims (20)

1.一种线性液压设备与发电机耦合的装置，其包括：
交流发电机；以及
齿轮系统，所述齿轮系统包括齿条、第一齿轮、第二齿轮以及第三齿轮。
2.根据权利要求1所述的线性液压设备与发电机耦合的装置，其中所述第一齿轮与所述第二齿轮匹配接合，并且其中所述第三齿轮与所述第二齿轮选择性地匹配接合，并且其中所述齿条与所述第一齿轮匹配接合。
3.根据权利要求2所述的线性液压设备与发电机耦合的装置，其中所述交流发电机包括输入轴，并且其中所述齿条包括第三轮轴，并且其中所述第三齿轮围绕所述第三轮轴旋转，并且其中所述第三轮轴被牢固地固定到所述输入轴。
4.根据权利要求3所述的线性液压设备与发电机耦合的装置，所述线性液压设备与发电机耦合的装置进一步包括至少一个电池，其中所述交流发电机被电连接至所述至少一个电池。
5.根据权利要求4所述的线性液压设备与发电机耦合的装置，所述线性液压设备与发电机耦合的装置进一步包括泵和液压缸，其中所述泵被电连接至所述至少一个电池，并且其中所述泵包括第一管和第二管，并且其中所述泵通过所述第一管和所述第二管被流体连接至所述液压缸。
6.根据权利要求5所述的线性液压设备与发电机耦合的装置，其中所述液压缸包括液压轴，并且其中所述液压轴被牢固地固定到所述齿条。
7.根据权利要求6所述的线性液压设备与发电机耦合的装置，其中所述齿条进一步包括第四齿轮和第五齿轮，并且其中所述第五齿轮围绕所述第三轮轴旋转，并且其中所述第一齿轮与所述第四齿轮相隔第一距离，并且其中所述第三齿轮与所述第五齿轮相隔第二距离，并且其中所述第二距离比所述第一距离更短。
8.根据权利要求6所述的线性液压设备与发电机耦合的装置，其中所述齿条进一步包括第四齿轮和第五齿轮，并且其中所述第四齿轮与所述第五齿轮选择性地匹配接合，并且其中所述第五齿轮围绕所述第三轮轴旋转，并且其中所述第一齿轮与所述第四齿轮相隔第一距离，并且其中所述第三齿轮与所述第五齿轮相隔第二距离，并且其中所述第二距离比所述第一距离更长。
9.根据权利要求8所述的线性液压设备与发电机耦合的装置，其中所述齿条进一步包括第一轨道和第二轨道，并且其中所述第二轨道与所述第四齿轮匹配接合，并且其中所述齿条与所述第一齿轮匹配接合包括所述第一轨道与所述第一齿轮匹配接合。
10.根据权利要求9所述的线性液压设备与发电机耦合的装置，其中所述至少一个电池包括第一电池和第二电池，并且其中所述交流发电机被电连接至所述至少一个电池包括所述交流发电机被电连接至所述第一电池和所述第二电池，并且其中所述泵被电连接至所述至少一个电池包括所述泵被电连接至所述第一电池。
11.一种转换能量的方法，所述方法包括如下步骤：
获得线性液压设备与发电机耦合的装置，所述线性液压设备与发电机耦合的装置包括齿轮系统，其中所述齿轮系统包括齿条、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮以及第五齿轮，并且其中所述第一齿轮与所述齿条匹配接合，并且其中所述第二齿轮与所述第一齿轮匹配接合，并且其中所述第四齿轮与所述齿条匹配接合，并且其中所述第一齿轮与所述第四齿轮被设置为相隔第一距离，并且其中所述第五齿轮与所述第三齿轮被设置为相隔第二距离，并且其中所述第二距离比所述第一距离更长，并且其中所述第三齿轮和所述第五齿轮围绕第三轮轴旋转；以及
在第一轮轴移动方向上移动所述第三轮轴，其中所述移动使所述第四齿轮与所述第五齿轮匹配接合，并且其中所述移动使所述第三齿轮脱离所述第二齿轮。
12.根据权利要求11所述的转换能量的方法，其中所述线性液压设备与发电机耦合的装置进一步包括交流发电机、控制器、至少一个电池、泵以及液压缸，其中所述液压缸包括液压轴，并且其中所述泵包括第一管和第二管，并且其中所述第一管和所述第二管被流体连接至所述泵和所述液压缸，并且其中所述齿轮系统被固定到所述液压轴，所述方法进一步包括如下步骤：
从所述控制器向所述泵发送信号，其中所述发送发生于在所述第一轮轴移动方向上移动所述第三轮轴之后；以及
对所述第二管加压并且对所述第一管减压，由此在第一方向上压迫所述液压轴。
13.根据权利要求12所述的转换能量的方法，所述方法进一步包括如下步骤：
在第二轮轴移动方向上移动所述第三轮轴，其中所述移动发生于从所述控制器向所述泵发送所述信号之后，并且其中所述第二轮轴移动方向与所述第一轮轴移动方向相反，并且其中所述移动使所述第三齿轮与所述第二齿轮匹配接合，并且其中所述移动使所述第五齿轮脱离所述第四齿轮。
14.根据权利要求13所述的转换能量的方法，所述方法进一步包括如下步骤：
从所述控制器向所述泵发送信号，其中所述发送发生于在所述第二轮轴移动方向上移动所述第三轮轴之后；以及
对所述第一管加压并且对所述第二管减压，由此在第二方向上压迫所述液压轴，其中所述第二方向与所述第一方向相反。
15.一种线性液压设备与发电机耦合的装置，其包括：
第一电池；
交流发电机，其中所述交流发电机被电连接至所述第一电池；
第一液压泵，其中所述第一液压泵被电连接至所述第一电池；
第二液压泵，其中所述第二液压泵被电连接至所述第一电池；
第一臂，其中所述第一臂被固定到所述第一液压泵和所述第二液压泵；
连接臂，其中所述连接臂被牢固地固定到所述第一臂；
第一液压缸；
第二液压缸；以及
第二臂，其中所述连接臂被进一步牢固地固定到所述第二臂，并且其中所述第二臂被固定到所述第一液压缸和所述第二液压缸。
16.根据权利要求15所述的线性液压设备与发电机耦合的装置，所述线性液压设备与发电机耦合的装置进一步包括：
传动臂，其中所述传动臂被固定到所述第一液压缸和所述第二液压缸；
齿条，其中所述齿条被牢固地固定到所述传动臂，并且其中所述齿条包括第一轨道；以及
第一齿轮，其中所述第一齿轮与所述第一轨道匹配接合。
17.根据权利要求16所述的线性液压设备与发电机耦合的装置，其中所述线性液压设备与发电机耦合的装置进一步包括：
第一轮轴，其中所述第一齿轮围绕所述第一轮轴旋转；以及
交流发电机，其中所述交流发电机包括输入轴，所述输入轴被固定到所述交流发电机，并且其中所述输入轴被牢固地固定到所述第一轮轴。
18.根据权利要求17所述的线性液压设备与发电机耦合的装置，其中所述线性液压设备与发电机耦合的装置进一步包括：
管，其中所述管被流体连接至所述第一液压泵和所述第二液压泵。
19.根据权利要求18所述的线性液压设备与发电机耦合的装置，其中所述交流发电机被电连接至所述第一电池，所述线性液压设备与发电机耦合的装置进一步包括：
控制器，其中所述控制器与所述第一液压泵和所述第二液压泵电通信。
20.根据权利要求18所述的线性液压设备与发电机耦合的装置，其中所述交流发电机被电连接至所述第一电池，所述线性液压设备与发电机耦合的装置进一步包括：
第二电池，其中所述第二电池被电连接至所述交流发电机。
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