CN104088766B - 往复运动式健身器发电装置 - Google Patents
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Abstract
往复运动式健身器发电装置，包括往复转动输入轮、机架、四对轴线相互平行的圆柱齿轮传动、两中心轮齿数相等的圆锥齿轮外啮合差动轮系、反向超越离合器、同向超越离合器、飞轮、单向旋转发电机；本发明能够将往复运动式健身器的往复摆动或者是往复直线运动转换成发电机转子轴的单向连续转动，进行单向连续转动发电，发电机发出的电后续调整简单，运动转化率高，减少能量浪费，整体结构简单紧凑，成本低，便于安装和维修。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种健身器发电装置，具体地说是一种应用于往复运动式健身器材上的发电装置。
背景技术
自全民健身运动开展以来，体育锻炼对人们身体健康的作用得到大家的普遍认可。各类健身器材的市场需求量逐年上升，在人们进行健身器材的使用过程中，将消耗的巨大体能转化为健身器材机械运动的机械能和摩擦热能，如何利用这些机械能得到了越来越多的人关注。目前，关于健身器材能量再利用的研究越来越多，其中健身发电是健身器材能量再利用主要方式。关于健身器材中机械回转运动能量的发电技术已很成熟，例如健身自行车机械能发电等；但健身器材中有很多都是往复式运动能量，且这类健身器材所占比例最大。目前，也有关于往复式健身器材能量发电技术的研究，但都不成熟，应用过程中连续性、运动稳定性差，能量利用不充分也不稳定，后续发电设备的调理电路很复杂。
发明内容
针对应用过程中连续性、运动稳定性差，能量利用不充分也不稳定，后续发电设备的调理电路复杂的特点，本发明提供一种往复运动式健身器发电装置。
往复运动式健身器发电装置，包括往复转动输入轮、第一圆柱齿轮、第一反向超越离合器、第二圆柱齿轮、同向超越离合器、第三圆柱齿轮、第一圆锥齿轮、第二圆锥齿轮、系杆、第三圆锥齿轮、第四圆柱齿轮、第五圆柱齿轮和发电机，所述往复转动输入轮、第一反向超越离合器和同向超越离合器固定在同一轴上，所述第一圆柱齿轮安装在所述第一反向超越离合器上，所述第二圆柱齿轮安装在所述同向超越离合器上，所述第一圆柱齿轮与所述第五圆柱齿轮啮合，所述第五圆柱齿轮与所述第四圆柱齿轮啮合，所述第四圆柱齿轮与所述第三圆锥齿轮同轴固定连接，所述第三锥齿轮与所述第二锥齿轮啮合；所述第二圆柱齿轮与所述第三圆柱齿轮啮合，所述第三圆柱齿轮与所述第一圆锥齿轮同轴固定连接，所述第一圆锥齿轮与所述第二圆锥齿轮啮合，所述系杆包括横段和竖段，所述系杆的横段与所述第二锥齿轮通过滚动轴承连接，所述系杆的竖段连接发电机。
上述方案中，在所述系杆与所述发电机之间安装飞轮保护装置，所述飞轮保护装置包括飞轮、第六圆柱齿轮和第七圆柱齿轮，所述系杆连接所述飞轮，所述第七圆柱齿轮安装在所述飞轮上，所述第七圆柱齿轮与所述第六圆柱齿轮啮合，所述第六圆柱齿轮连接所述发电机。
上述方案中，在所述系杆与所述飞轮之间安装第二反向超越离合器。
上述方案中，所述第一圆锥齿轮和第三圆锥齿轮的齿数相同。
上述方案中，所述发电机为单向旋转发电机。
本发明的有益效果是通过反向超越离合器和正向超越离合器的结合，能够将往复运动式健身器的往复摆动或者是往复直线运动转换成发电机转子轴的单向连续转动，进行单向连续转动发电，解决了发电过程中的连续性问题。且使用飞轮设计，增加发电的稳定性和连续性，发电机发出的电后续调整简单，运动转化率高，减少能量浪费，整体结构简单紧凑，成本低，便于安装和维修。
附图说明
图1为本发明的机构结构简图。
图中：1、往复转动输入轮 2、发电机 3、第一圆柱齿轮 4、第一反向超越离合器 5、第二圆柱齿轮 6、同向超越离合器 7、第三圆柱齿轮 8、第一圆锥齿轮 9、第二圆锥齿轮10、系杆 11、第三圆锥齿轮 12、第四圆柱齿轮 13、第五圆柱齿轮 14、飞轮 15、第六圆柱齿轮 16、第七圆柱齿轮 17、第二反向超越离合器。
具体实施例
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1所示，往复运动式健身器发电装置，包括往复转动输入轮1、发电机2、第一圆柱齿轮3、第一反向超越离合器4、第二圆柱齿轮5、同向超越离合器6、第三圆柱齿轮7、第一圆锥齿轮8、第二圆锥齿轮9、系杆10、第三圆锥齿轮11、第四圆柱齿轮12、第五圆柱齿轮13、飞轮14、第六圆柱齿轮15和第七圆柱齿轮16，所述往复转动输入轮1、第一反向超越离合器4、同向超越离合器6同轴，所述第一圆柱齿轮3安装在所述第一反向超越离合器4上，所述第二圆柱齿轮5安装在所述同向超越离合器6上，所述第一圆柱齿轮3与所述第五圆柱齿轮13啮合，所述第五圆柱齿轮13与所述第四圆柱齿轮12啮合，所述第四圆柱齿轮12与所述第三圆锥齿轮11同轴固定连接，所述第三锥齿轮11与所述第二锥齿轮9啮合；所述第二圆柱齿轮5与所述第三圆柱齿轮7啮合，所述第三圆柱齿轮7与所述第一圆锥齿轮8同轴固定连接，所述第一圆锥齿轮8与所述第二圆锥齿轮9啮合，所述第一圆锥齿轮8和第三圆锥齿轮11的齿数相同，所述系杆10包括横段和竖段，所述系杆10的横段与所述第二锥齿轮转动副连接，所述系杆10的竖段固定连接所述第二反向超越离合器17的内环，所述第二反向超越离合器17的外环固定连接所述飞轮14，所述第七圆柱齿轮16安装在所述飞轮14上，所述第七圆柱齿轮16与所述第六圆柱齿轮15啮合，所述第六圆柱齿轮15连接所述发电机2，所述发电机2为单向旋转发电机。
当往复转动输入轮1正向转动时，所述第一反向超越离合器4空转，所述同向超越离合器6工作，所述正向超越离合器6带动所述第二齿轮柱5正向转动，所述第二齿轮柱5带动所述第三圆柱齿轮7反向转动，所述第三圆柱齿轮7带动所述第一圆锥齿轮8反向转动。
当往复转动输入轮1反向转动时，所述同向超越离合器6空转，所述第一反向超越离合器4工作，所述第一反向超越离合器4带动第一圆柱齿轮3反向转动，所述第一圆柱齿轮3带动第五圆柱齿轮13正向转动，所述第五圆柱齿轮13带动第四圆柱齿轮12反向转动，所述第四圆柱齿轮12带动第三圆锥齿轮11反向转动。
所述第二圆锥齿轮9位于所述之间并与之啮合，构成一个差动轮系，所述第二圆锥齿轮9可以绕第一圆锥齿轮8或者第三圆锥齿轮11做圆周运动，速度等于转速之和的一半，由于所述系杆10的横段与所述第二圆锥齿轮9通过滚动轴承连接，所以第二圆锥齿轮9绕第一圆锥齿轮8或者第三圆锥齿轮11的转速即为所述系杆10竖段的自转速度，所述系杆10的竖段将转速传递给发电机2。
作为本发明的优化设计，由于往复转动输入轮1工作的连续性和稳定性均比较差，导致系杆10转动的稳定性也比较差，为了解决发电时，输入轴输入稳定性的问题，在系杆10和发电机2之间安装飞轮保护装置，当转速较大时，飞轮14可以将转速作为动能储藏起来，当转速降低时，飞轮14可以依靠惯性依然保持一个较高的转速，为了解决飞轮14与系杆10的转速差的问题，在飞轮14与系杆10之间安装一个第二反向超越离合器17，可以实现飞轮14速度可以高于系杆10转速。
飞轮14带动第七圆柱齿轮16转动，第六圆柱齿轮15带动第五圆柱齿轮15转动，第五圆柱齿轮13与发电机2的输入轴固定连接。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.往复运动式健身器发电装置，其特征在于，包括往复转动输入轮(1)、第一圆柱齿轮(3)、第一反向超越离合器(4)、第二圆柱齿轮(5)、同向超越离合器(6)、第三圆柱齿轮(7)、第一圆锥齿轮(8)、第二圆锥齿轮(9)、系杆(10)、第三圆锥齿轮(11)、第四圆柱齿轮(12)、第五圆柱齿轮(13)和发电机(2)，所述往复转动输入轮(1)、第一反向超越离合器(4)和同向超越离合器(6)固定在同一轴上，所述第一圆柱齿轮(3)安装在所述第一反向超越离合器(4)上，所述第二圆柱齿轮(5)安装在所述同向超越离合器(6)上，所述第一圆柱齿轮(3)与所述第五圆柱齿轮(13)啮合，所述第五圆柱齿轮(13)与所述第四圆柱齿轮(12)啮合，所述第四圆柱齿轮(12)与所述第三圆锥齿轮(11)同轴固定连接，所述第三圆锥齿轮(11)与所述第二圆锥齿轮(9)啮合；所述第二圆柱齿轮(5)与所述第三圆柱齿轮(7)啮合，所述第三圆柱齿轮(7)与所述第一圆锥齿轮(8)同轴固定连接，所述第一圆锥齿轮(8)与所述第二圆锥齿轮(9)啮合，所述系杆(10)包括横段和竖段，所述系杆(10)的横段与所述第二圆锥齿轮(9)通过滚动轴承连接，所述系杆(10)的竖段连接发电机(2)。
2.根据权利要求1所述的往复运动式健身器发电装置，其特征在于，在所述系杆(10)与所述发电机(2)之间安装飞轮保护装置，所述飞轮保护装置包括飞轮(14)、第六圆柱齿轮(15)和第七圆柱齿轮(16)，所述系杆(10)连接所述飞轮(14)，所述第七圆柱齿轮(16)安装在所述飞轮(14)上，所述第七圆柱齿轮(16)与所述第六圆柱齿轮(15)啮合，所述第六圆柱齿轮(15)连接所述发电机(2)。
3.根据权利要求2所述的往复运动式健身器发电装置，其特征在与，在所述系杆(10)与所述飞轮(14)之间安装第二反向超越离合器(17)，所述系杆与所述第二反向超越离合器(17)的内环固定连接，所述飞轮(14)与所述第二反向超越离合器(17)的外环固定连接。
4.根据权利要求1所述的往复运动式健身器发电装置，其特征在于，所述第一圆锥齿轮(8)和第三圆锥齿轮(11)的齿数相同。
5.根据权利要求1所述的往复运动式健身器发电装置，其特征在于，所述发电机(2)为单向旋转发电机。
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