CN107061197B - 重力发电绿色能源光照装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种重力发电绿色能源光照装置，包括支撑外壳，发电装置，配重体和驱动机构，在支撑外壳的底部内侧设置有固定轴，固定轴上安装有L形拐臂，L形拐臂的两端分别设置有上摆轴和下摆轴；在上摆轴安装有驱动链轮，在下摆轴安装有摆动链轮，链条同时挂接在驱动链轮和摆动链轮上，链条的右端连接配重体，链条的左端连接拉手；上摆轴通过驱动机构与发电装置传动连接。当通过人力牵引拉手时，L型拐臂会向摆动链轮一侧摆动，从而使一级主动齿轮与一级从动齿轮脱离啮合状态，此时人力直接驱动配重体使其提升至高位。当松手后，在配重体的重力牵引作用下，L型拐臂向另一侧摆动，从而使一级主动齿轮与一级从动齿轮啮合传动。
Description
技术领域
本发明属于矿井下绿色能源利用装置技术领域，具体涉及一种重力发电绿色能源光照装置。
背景技术
在煤矿井下施工过程，由于光线很差，需要在巷道灯区域配备照明设备。然而矿井下属于施工区，环境复杂且不断有新开采环境问题，所以造成地下布线麻烦，存在布线不均不合理问题，出现光照死角。在矿井下布线多也是一种安全隐患，要达到安全用电标准需要花费较大人力和时间，所以在考虑成本的情况下很难实现充分照明问题。目前有相关文献记载了通过重力发电的方式，利用配重体驱动发电装置进行持续发电，由于LED照明耗电量很小，通过人力抬升配重体再持续发电的方案能够满足LED较长时间的照明需求，具有便携使用的特点，适合在地下矿井等复杂区域使用。
依靠牵引配重体来发电照明时，用人力牵引的一端需要满足快速拉动条件，通常在数秒内即可将配重体从地面拉至最高点，但在配重体一侧则需要缓慢下降才能达到持续发电的目的。然而，目前公开的人力牵引式重力发电专利文献中，不能很好地同时解决人力快速牵引和配重体缓慢下降的问题。通过增加摩擦阻力能够对配重体造成阻尼限速，但同时也对人力驱动造成阻力。而且，为了提高发电的持续性，该类设备安装高度较高，对摩擦装置的阻尼程度调节非常麻烦，不满足随时调节的条件，从而该类设备目前一直无法有效实施和推广应用。
发明内容
本发明针对现有重力发电装置存在的问题和不足，提供一种使用方便高效的重力发电绿色能源光照装置。
本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种重力发电绿色能源光照装置，包括支撑外壳，发电装置，配重体和驱动机构，在支撑外壳的底部内侧设置有固定轴，固定轴上安装有L形拐臂，L形拐臂的两端分别设置有上摆轴和下摆轴，所述上摆轴和下摆轴分别位于固定轴的上、下两侧，而且上摆轴和下摆轴同时位于固定轴的左侧；在所述上摆轴安装有驱动链轮，在下摆轴安装有摆动链轮，链条同时挂接在驱动链轮和摆动链轮上，链条的右端连接配重体，链条的左端连接拉手；所述上摆轴通过驱动机构与发电装置传动连接。
所述上摆轴安装有一级主动齿轮，在所述支撑外壳内设置有过渡轴，过渡轴上同时安装有一级从动齿轮和二级主动齿轮，在发电装置的转轴上安装有二级从动齿轮，所述一级主动齿轮与一级从动齿轮啮合，二级主动齿轮与二级从动齿轮啮合。
还设置有脚踏驱动机构，包括脚踏板和驱动杆，以及单向链轮和随动链轮，所述单向链轮和随动链轮的转轴固定于地表支架上；所述链条为环形封闭状，环形链条同时挂接在单向链轮和随动链轮上；所述脚踏板的一端通过销轴铰接在地表支架上，脚踏板的另一端通过铰接扣与驱动杆的一端部连接，驱动杆的另一端部与单向链轮的外圈固定在一起。
在所述支撑外壳的底部还安装有定向链轮，用于防止配重的链条产生摆动。在所述L型拐臂的两侧分别设置有上限位块和下限位块。在所述支撑外壳的内侧壁设置有卡槽并匹配安装有摩擦垫，所述摩擦垫通过调节螺栓安装在卡槽内，调节螺栓的帽端位于支撑外壳外部便于调节。
本发明的有益效果：1.本发明利用L型拐臂分别携带驱动链轮和摆动链轮，当通过人力牵引拉手时，L型拐臂会向摆动链轮一侧摆动，从而使一级主动齿轮与一级从动齿轮脱离啮合状态，此时人力直接驱动配重体使其提升至高位。当松手后，在配重体的重力牵引作用下，L型拐臂向另一侧摆动，从而使一级主动齿轮与一级从动齿轮啮合传动。可见，该结构简单合理，操作非常方便，只需一只手拉动即可操作。2.为了防止L型拐臂翻转后造成配重体摆动问题，有设置了定向链轮，能够确保位于定向链轮下端的链条始终处于竖直状态，不发生摆动。3.本发明还可以借助于脚踏作用来驱动配重体向上提升。利用单向链轮实现该功能。在巷道内多人频繁通过时，只需脚踩踏板就能驱动配重体自动上升，无需人力抬升配重体。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的牵引状态示意图。
图中标号：1为支撑外壳，2为固定轴，3为L型拐臂，4为上摆轴，5为下摆轴，6为驱动链轮，7为链条，81为一级主动齿轮，82为二级主动齿轮，91为一级从动齿轮，92为二级从动齿轮，10为发电装置，11为摆动链轮，12为定向链轮，13为配重体，14为拉手，15为吊钩，16为上限位块，17为下限位块，18为脚踏板，19为销轴，20为驱动杆，21为铰接扣，22为单向链轮，23为随动链轮，24为顶梁，25为吊件，26为灯具。
具体实施方式
实施例1：如图1所示的重力发电绿色能源光照装置，支撑外壳1的上端通过吊件25安装在顶梁24上。发电装置10安装在支撑外壳1内部的上端，在支撑外壳1的中部安装有过渡轴，在支撑外壳1的底部安装有固定轴2。灯具26与发电装置连接。
在固定轴2上安装有L形拐臂，L形拐臂的两端分别设置有上摆轴4和下摆轴5，所述上摆轴4和下摆轴5分别位于固定轴2的上、下两侧，而且上摆轴4和下摆轴5同时位于固定轴2的左侧。在上摆轴4安装有驱动链轮6，在下摆轴5安装有摆动链轮1，链条7同时挂接在驱动链轮6和摆动链轮1上，链条7的右端连接配重体13，链条7的左端连接拉手14。
上摆轴4通过驱动机构与发电装置10传动连接。驱动机构包括多级传动齿轮。如图1中在上摆轴4安装有一级主动齿轮81，在支撑外壳1内设置有过渡轴，过渡轴上同时安装有一级从动齿轮91和二级主动齿轮82，在发电装置10的转轴上安装有二级从动齿轮92，一级主动齿轮81与一级从动齿轮91啮合，二级主动齿轮82与二级从动齿轮92啮合。
参见图2，当通过人力牵引拉手14时，L型拐臂3会向摆动链轮1一侧摆动，从而使一级主动齿轮与一级从动齿轮脱离啮合状态，此时人力直接驱动配重体13使其提升至高位。当松手后，在配重体13的重力牵引作用下，L型拐臂3向另一侧摆动，从而使一级主动齿轮与一级从动齿轮啮合传动。可见，该结构简单合理，操作非常方便，只需一只手拉动即可操作。
在L型拐臂3的两侧分别设置有上限位块16和下限位块17。可以防止L型摆臂过渡摆动造成外壳或传动机构受力过大问题。
通过设置合理的传动机构变速比例，能够实现配重体13长时间缓慢下降持续发电的问题。然而，还可以在支撑外壳1的内侧壁设置有卡槽并匹配安装有摩擦垫，所述摩擦垫通过调节螺栓安装在卡槽内，调节螺栓的帽端位于支撑外壳1外部便于调节。通过摩擦垫增加传动机构的阻力，从而能够辅助调节发电速率的作用。
另外，为了防止L型拐臂3翻转后造成配重体13摆动问题，在支撑外壳1的底部还安装有定向链轮12，用于防止配重的链条7产生摆动。能够确保位于定向链轮12下端的链条7始终处于竖直状态，不发生摆动。
本发明还可以借助于脚踏作用来驱动配重体13向上提升。利用单向链轮22实现该功能。如图1中还设置有脚踏驱动机构，包括脚踏板18和驱动杆20，以及单向链轮22和随动链轮23，所述单向链轮22和随动链轮23的转轴固定于地表支架上；所述链条7为环形封闭状，环形链条7同时挂接在单向链轮22和随动链轮23上；所述脚踏板18的一端通过销轴19铰接在地表支架上，脚踏板18的另一端通过铰接扣21与驱动杆20的一端部连接，驱动杆20的另一端部与单向链轮22的外圈固定在一起。在巷道内多人频繁通过时，只需脚踩踏板就能驱动配重体13自动上升，无需人力抬升配重体13。
实施例2：参见图2，另一种重力发电绿色能源光照装置，是在实施例1基础上，仅通过拉手14驱动配重体13，不设置脚踏驱动机构。
Claims (4)
1.一种重力发电绿色能源光照装置，包括支撑外壳，发电装置，配重体和驱动机构，其特征是：在支撑外壳的底部内侧设置有固定轴，固定轴上安装有L形拐臂，L形拐臂的两端分别设置有上摆轴和下摆轴，所述上摆轴和下摆轴分别位于固定轴的上、下两侧，而且上摆轴和下摆轴同时位于固定轴的左侧；在所述上摆轴安装有驱动链轮，在下摆轴安装有摆动链轮，链条同时挂接在驱动链轮和摆动链轮上，链条的右端连接配重体，还设置有脚踏驱动机构，包括脚踏板和驱动杆，以及单向链轮和随动链轮，所述单向链轮和随动链轮的转轴固定于地表支架上，所述脚踏板的一端通过销轴铰接在地表支架上，脚踏板的另一端通过铰接扣与驱动杆的一端部连接，驱动杆的另一端部与单向链轮的外圈固定在一起，在巷道内多人频繁通过时，只需脚踩踏板就能驱动配重体自动上升，无需人力抬升配重体，所述链条为环形封闭状，环形链条同时挂接在单向链轮和随动链轮上，链条的左端连接拉手；所述上摆轴通过驱动机构与发电装置传动连接；所述上摆轴安装有一级主动齿轮，在所述支撑外壳内设置有过渡轴，过渡轴上同时安装有一级从动齿轮和二级主动齿轮，在发电装置的转轴上安装有二级从动齿轮，所述一级主动齿轮与一级从动齿轮啮合，二级主动齿轮与二级从动齿轮啮合；利用L型拐臂分别携带驱动链轮和摆动链轮，当通过人力牵引拉手时，L型拐臂会向摆动链轮一侧摆动，从而使一级主动齿轮与一级从动齿轮脱离啮合状态，此时人力直接驱动配重体使其提升至高位，当松手后，在配重体的重力牵引作用下，L型拐臂向另一侧摆动，从而使一级主动齿轮与一级从动齿轮啮合传动。
2.根据权利要求1所述的重力发电绿色能源光照装置，其特征是：在所述支撑外壳的底部还安装有定向链轮，用于防止配重的链条产生摆动。
3.根据权利要求1所述的重力发电绿色能源光照装置，其特征是：在所述L型拐臂的两侧分别设置有上限位块和下限位块。
4.根据权利要求1所述的重力发电绿色能源光照装置，其特征是：在所述支撑外壳的内侧壁设置有卡槽并匹配安装有摩擦垫，所述摩擦垫通过调节螺栓安装在卡槽内，调节螺栓的帽端位于支撑外壳外部便于调节。
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