CN109404237A - 一种能量采集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种能量采集装置，其包括采能组件和传动组件。本发明中传动组件包括两块相对设置的壁板间平行设置的输出轴、接收轴以及若干中间轴，在输出轴、接收轴上设置正转齿轮组包括的若干齿轮，在输出轴、中间轴、接收轴上设置反转齿轮组包括的若干齿轮。采能组件中的采集件在外界动能作用下分别通过正转齿轮组与反转齿轮组带动输出轴朝同一设定方向转动，从而将外界分散动能采集至输出轴；在采集件的正反运动过程中均可以采集能量，实现输出轴的稳定单向转动，采能过程高效。
Description
技术领域
本发明涉及能源领域，尤其涉及一种能量采集装置。
背景技术
在化石能源日益短缺匮乏以及使用化石能源导致环境污染日益加重的现代社会，人们开始采集自然界中丰富的清洁能源，例如风能、海浪动能等等，以上能量的总量大且使用时几乎不会造成环境污染、但却分散且不稳定，难以持续供能。
现有技术中有关于采集风能、海浪动能装置的记载，大多是通过风能、海浪动能直接驱动扇叶、扇轮类结构单向转动实现机械能的采集，此类装置的能量采集效率低。
因此，有必要设计一种能量采集装置，能够高效采集得到自然界中分散的机械能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，在于提供一种能量采集装置，利用本发明的装置，可以高效采集得到自然界中分散的机械能。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种能量采集装置，包括：
采能组件，所述采能组件中的采集件在外界动能作用下在一个方向的正向与反向间往复摆动；
传动组件，所述传动组件包括至少两块相对设置的壁板，所述壁板间设置若干相互平行且与所述壁板铰接的接收轴、输出轴和中间轴；设置正转齿轮组，所述正转齿轮组包括若干安装于所述接收轴、所述输出轴上的齿轮，所述采集件正向摆动时驱动所述接收轴带动所述正转齿轮组传动、最终带动所述输出轴朝设定方向转动；设置反转齿轮组，所述反转齿轮组包括若干安装于所述接收轴、所述中间轴、所述输出轴上的齿轮，所述采集件反向摆动时驱动所述接收轴带动所述反转齿轮组传动、最终带动所述输出轴朝所述设定方向转动；
收集组件，所述收集组件包括传递件以及与所述传递件连接的液压缸或气缸，所述输出轴朝所述设定方向转动时通过所述传递件带动所述气缸或所述液压缸中的活塞往复运动。
在一种优选的实施方式中，所述正转齿轮组中的齿轮数目与所述反转齿轮组中的齿轮数目相差奇数个。
在一种优选的实施方式中，设置一根所述接收轴、一根所述输出轴以及一根所述中间轴；
所述正转齿轮组包括设置在所述接收轴上的一级正向齿轮、设置在所述输出轴上与所述一级正向齿轮啮合的二级正向齿轮；所述反转齿轮组包括设置在所述接收轴上的一级反向齿轮、设置在所述中间轴上与所述一级反向齿轮啮合的二级反向齿轮、设置在所述输出轴上与所述二级反向齿轮啮合的三级反向齿轮；
所述一级正向齿轮与所述接收轴之间、所述二级正向齿轮与所述输出轴之间，至少一处设置第一单向轴承；所述一级反向齿轮与所述接收轴之间、所述二级反向齿轮与所述中间轴之间、所述三级反向齿轮与所述输出轴之间，至少一处设置第二单向轴承。
在一种优选的实施方式中，设置一根所述接收轴、一根所述输出轴以及两根所述中间轴，两根所述中间轴分别为靠近所述接收轴设置的第一中间轴和靠近所述输出轴设置的第二中间轴；
所述正转齿轮组包括设置在所述接收轴上的一级正向齿轮、设置在所述第二中间轴上与所述一级正向齿轮啮合的二级正向齿轮、设置在所述输出轴上与所述二级正向齿轮啮合的三级正向齿轮；
所述反转齿轮组包括设置在所述接收轴上的一级反向齿轮、设置在所述第一中间轴上与所述一级反向齿轮啮合的二级反向齿轮、设置在所述第二中间轴上与所述二级反向齿轮啮合的三级反向齿轮、设置在所述输出轴上与所述三级反向齿轮啮合的四级反向齿轮；
所述一级正向齿轮与所述接收轴之间、所述二级正向齿轮与所述第二中间轴之间、所述三级正向齿轮与所述输出轴之间，至少一处设置第一单向轴承；所述一级反向齿轮与所述接收轴之间、所述二级反向齿轮与所述第一中间轴之间、所述三级反向齿轮与所述第二中间轴之间、所述四级反向齿轮与所述输出轴之间，至少一处设置第二单向轴承。
在一种优选的实施方式中，设置一根所述接收轴、一根所述输出轴以及两根所述中间轴，两根所述中间轴分别为靠近所述接收轴设置的第一中间轴以及靠近所述输出轴设置的第二中间轴；
所述正转齿轮组包括设置在所述接收轴上的一级正向齿轮、设置在所述第二中间轴上的中间齿轮、设置在所述第二中间轴上与所述一级正向齿轮啮合的二级正向齿轮、设置在所述输出轴上与所述中间齿轮啮合的输出齿轮；
所述反转齿轮组包括设置在所述接收轴上的一级反向齿轮、设置在所述第一中间轴上与所述一级反向齿轮啮合的二级反向齿轮、设置在所述第二中间轴上与所述二级反向齿轮啮合的三级反向齿轮，还包括所述中间齿轮和所述输出齿轮；
所述一级正向齿轮与所述接收轴之间、所述二级正向齿轮与所述第二中间轴之间，至少一处设置第一单向轴承；所述一级反向齿轮与所述接收轴之间、所述二级反向齿轮与所述第一中间轴之间、所述三级反向齿轮与所述第二中间轴之间，至少一处设置第二单向轴承。
在一种优选的实施方式中，还包括收集组件，所述收集组件包括传递件以及与所述传递件连接的液压缸或气缸，所述输出轴朝所述设定方向转动时通过所述传递件带动所述气缸或所述液压缸中的活塞往复运动。
在一种优选的实施方式中，所述传递件包括一端与所述输出轴固定连接的曲轴，所述曲轴与所述活塞的活塞杆铰接，所述曲轴随所述输出轴转动时通过所述活塞杆带动所述活塞往复运动。
在一种优选的实施方式中，设置若干所述气缸或所述液压缸，每个所述气缸或所述液压缸中所述活塞的活塞杆均与所述曲轴铰接。
在一种优选的实施方式中，所述采能组件还包括一根或两根连杆，每根所述连杆的一端与所述采集件固定连接，另一端与所述接收轴固定连接。
在一种优选的实施方式中，所述采集件包括浮板或浮筒。
本发明的有益效果是：
本发明包括采能组件和传动组件，传动组件包括两块相对设置的壁板间平行设置的输出轴、接收轴以及若干中间轴，在输出轴、接收轴上设置正转齿轮组包括的若干齿轮，在输出轴、中间轴、接收轴上设置反转齿轮组包括的若干齿轮。采能组件中的采集件在外界动能作用下分别通过正转齿轮组与反转齿轮组带动输出轴朝同一设定方向转动，从而将外界分散动能采集至输出轴；在采集件的正反运动过程中均可以采集能量，实现输出轴的稳定单向转动，采能过程高效。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
图1是本发明的一个实施例的组成结构示意图；
图2是本发明中传动组件的一个实施例的结构示意图；
图3是本发明中传动组件的另一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的，除非另有说明。
此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。
图1是本发明的一个实施例的组成结构示意图；图2是本发明中传动组件的一个实施例的结构示意图；图3是本发明中传动组件的另一个实施例的结构示意图，参照图1至图3，该能量采集装置包括：
采能组件和传动组件。
其中，采能组件包括采集件1，采集件1在外界分散的动能作用下在一个方向的正向与反向间往复摆动。设图1中A向为采集件的正向摆动方向，B向为采集件的反向摆动方向。其中正向、反向为人为设定的相对方向，并不具有特别的限定意义。
传动组件中包括至少两块相对设置的壁板2，两块相对设置的壁板2之间设置若干相互平行的接收轴、输出轴和中间轴，此处接收轴、输出轴和中间轴各自与壁板2铰接，可绕各自中心轴的转动。
设置正转齿轮组与反转齿轮组，二者均包括若干齿轮；正转齿轮组包括的齿轮安装在接收轴与输出轴上，反转齿轮组包括的齿轮安装在接收轴、中间轴与输出轴上。
当采能组件中的采集件1正向摆动时，驱动接收轴转动，进而通过正转齿轮组带动输出轴朝设定方向单向转动；当采能组件中的采集件1反向摆动时，驱动接收轴转动，进而通过反转齿轮组带动输出轴朝同样的设定方向单向转动。
以上结构可以实现：无论采集件1正向摆动还是反向摆动，均可以分别通过正转齿轮组与反转齿轮组实现输出轴朝同一个设定方向稳定地单向转动。自然界中分散的机械能的采集，其应用可以减少传统化石能源的使用，有利于保护环境；采集件1在正向、反向摆动时均能够实现能量的采集，显著提高了能量采集的效率。
此处，设置正转齿轮组中的齿轮数目与反转齿轮组中的齿轮数目相差奇数个，即可以在采集件1分别向相反方向转动时，实现输出轴转动方向一致。
优选地，本发明中传动组件存在如图3所示的实施例：
设置一根接收轴3a，一根输出轴4a以及一根中间轴5a，一般地，在空间允许的条件下，设置接收轴3a、输出轴4a以及中间轴5a的两端均铰接于壁板2上，以保证以上各轴在转动时的稳定性；当然，当安装空间有限时，也可以在不影响以上各轴正常转动的条件下，使其一端与壁板2铰接。此处，如图3中所示，中间轴5a仅一端与壁板2铰接，接收轴3a、输出轴4a的两端均与壁板2铰接。
正转齿轮组包括设置在接收轴3a上的一级正向齿轮6a，以及设置在输出轴4a上与一级正向齿轮6a啮合的二级正向齿轮6b；反转齿轮组包括设置在接收轴3a上的一级反向齿轮7a、设置在中间轴5a上与一级反向齿轮7a啮合的二级反向齿轮7b，以及设置在输出轴4a上与二级反向齿轮7b啮合的三级反向齿轮7c。
其中，在一级正向齿轮6a与接收轴3a之间、二级正向齿轮6b与输出轴4a之间，至少一处设置第一单向轴承(图中未示出)，以此实现正向齿轮组的单向传动。
在一级反向齿轮7a与接收轴3a之间、二级反向齿轮7b与中间轴5a之间、三级反向齿轮7c与输出轴4a之间，至少一处设置第二单向轴承(图中未示出)，以此实现反向齿轮组的单向传动。
当正转齿轮组传动时，反转齿轮组中与第二单向轴承配合的齿轮相对所在的接收轴3a或输出轴4a或中间轴5a空转；同样地，当反转齿轮组传动时，正转齿轮组中与第一单向轴承配合的齿轮相对所在的接收轴3a或输出轴4a空转；正转齿轮组的传动与反转齿轮组的传动互不干扰。此时反转齿轮组比正转齿轮组多设置一齿轮，无论是正转齿轮组传动还是反转齿轮组传动，均可使输出轴4a转动且转动方向一致。
优选地，本发明中的传动组件还存在一种实施例(未图示)。在该实施例中，设置一根接收轴，一根输出轴以及两根中间轴，两根中间轴包括靠近接收轴设置的第一中间轴以及靠近输出轴设置的第二中间轴；一般地，在空间允许的条件下，设置接收轴、输出轴、第一中间轴以及第二中间轴的两端均铰接于壁板2上，以保证以上各轴在转动时的稳定性；当然，当安装空间有限时，也可以在不影响以上各轴正常转动的条件下，使其一端与壁板2铰接。
正转齿轮组包括设置在接收轴上的一级正向齿轮、设置在第二中间轴上与一级正向齿轮啮合的二级正向齿轮、设置在输出轴上与二级正向齿轮啮合的三级正向齿轮；反转齿轮组包括设置在接收轴上的一级反向齿轮、设置在第一中间轴上与一级反向齿轮啮合的二级反向齿轮、设置在第二中间轴上与二级反向齿轮啮合的三级反向齿轮、设置在输出轴上与三级反向齿轮啮合的四级反向齿轮。
其中，在一级正向齿轮与接收轴之间、二级正向齿轮与第二中间轴之间、三级正向齿轮与输出轴之间，至少一处设置第一单向轴承，以此实现正向齿轮组的单向传动。
在一级反向齿轮与接收轴之间、二级反向齿轮与第一中间轴之间、三级反向齿轮与第二中间轴之间、四级反向齿轮与输出轴之间，至少一处设置第二单向轴承，以此实现反向齿轮组的单向传动。
当正转齿轮组传动时，反转齿轮组中与第二单向轴承配合的齿轮相对所在的接收轴或输出轴或第一中间轴或第二中间轴空转；同样地，当反转齿轮组传动时，正转齿轮组中与第一单向轴承配合的齿轮相对所在的接收轴或输出轴或第二中间轴空转；正转齿轮组的传动与反转齿轮组的传动互不干扰，并且无论是正转齿轮组传动还是反转齿轮组传动，均可使输出轴转动且转动方向一致。
优选地，本发明中传动组件还存在如图1、图2所示的实施例：
设置一根接收轴3b，一根输出轴4b以及两根中间轴，两根中间轴包括靠近接收轴3b设置的第一中间轴5b以及靠近输出轴4b设置的第二中间轴5c；一般地，在空间允许的条件下，设置接收轴3b、输出轴4b、第一中间轴5b以及第二中间轴5c的两端均铰接于壁板2上，以保证以上各轴在转动时的稳定性；当然，当安装空间有限时，也可以在不影响以上各轴正常转动的条件下，使其一端与壁板2铰接。此处，如图1、图2中所示，第一中间轴5b仅一端与壁板2铰接，接收轴3b、输出轴4b以及第二中间轴5c的两端均与壁板2铰接。
在图1、图2所示的实施例中，正转齿轮组包括设置在接收轴3b上的一级正向齿轮6c、设置在第二中间轴5c上与一级正向齿轮6c啮合的二级正向齿轮6d、设置在第二中间轴5c上的中间齿轮8、以及设置在输出轴4b上与中间齿轮8啮合的输出齿轮9；反转齿轮组包括设置在接收轴3b上的一级反向齿轮7d、设置在第一中间轴5b上与一级反向齿轮7d啮合的二级反向齿轮7e、设置在第二中间轴5c上与二级反向齿轮7e啮合的三级反向齿轮7f，还包括中间齿轮8和输出齿轮9。
其中，在一级正向齿轮6c与接收轴3b之间、二级正向齿轮6d与第二中间轴5c之间，至少一处设置第一单向轴承(图中未示出)，以此实现正向齿轮组的单向传动。
在一级反向齿轮7d与接收轴3b之间、二级反向齿轮7e与第一中间轴5b之间、三级反向齿轮7f与第二中间轴5c之间，至少一处设置第二单向轴承(图中未示出)，以此实现反向齿轮组的单向传动。
当正转齿轮组传动时，反转齿轮组中与第二单向轴承配合的齿轮相对所在的接收轴3b或第一中间轴5b或第二中间轴5c空转；同样地，当反转齿轮组传动时，正转齿轮组中与第一单向轴承配合的齿轮相对所在的接收轴3b或第二中间轴5c空转；正转齿轮组的传动与反转齿轮组的传动互不干扰。此时反转齿轮组比正转齿轮组多设置一齿轮，无论是正转齿轮组传动还是反转齿轮组传动，均可使输出轴4b转动且转动方向一致。
本发明中，优选地，如图1所示，还包括收集组件，收集组件包括传递件以及与传递件连接的液压缸或气缸，输出轴朝设定方向单向转动时通过传递件带动气缸或所述液压缸中的活塞10往复运动，实现输出轴的动能向气缸或液压缸中势能的转化；当气缸或液压缸中的势能积攒到一定量时，可以作为持续、稳定输出的能量源。
此处，优选地，如图1、图2所示，传递件包括一端与输出轴固定连接的曲轴11，曲轴11与活塞10的活塞杆10a铰接，输出轴转动时带动曲轴11转动，曲轴11通过活塞杆10a带动活塞在气缸或液压缸中往复运动。当气缸中的气体或液压缸中的液体被压缩时，能量以势能形式累积、储存、应用。势能应用完毕后，曲轴11拉动活塞10回位。优选地，可以设置若干个气缸或液压缸，每个气缸或液压缸的活塞杆10a均与曲轴11铰接。进一步地，若干个活塞杆10a分别铰接在曲轴11的不同弯曲部，使得曲轴11在转动过程中，对部分气缸或液压缸的活塞进行推动，同时对部分气缸或液压缸的活塞进行拉动，此时单个活塞受推动的气缸或液压缸所分配到的能量更大，更容易累积达到适宜应用的标准。
在以上各种实施例中，优选地，采能组件还包括如图2所示的一根连杆12或如图1所示的两根连杆12，每根连杆12的一端与采集件1固定连接，另一端与接收轴固定连接。此处，优选地，采集件1优选为浮板或如图1所示的浮筒，浮板或浮筒在外界动能较小的情况下也能够摆动，进而实现动能采集。以外界环境为海洋距离，海浪浮动时带动浮筒起伏，以简单结构实现采集件1在一个方向的正向与反向间往复摆动。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种能量采集装置，其特征在于，包括：
采能组件，所述采能组件中的采集件在外界动能作用下在一个方向的正向与反向间往复摆动；
传动组件，所述传动组件包括至少两块相对设置的壁板，所述壁板间设置若干相互平行且与所述壁板铰接的接收轴、输出轴和中间轴；设置正转齿轮组，所述正转齿轮组包括若干安装于所述接收轴、所述输出轴上的齿轮，所述采集件正向摆动时驱动所述接收轴带动所述正转齿轮组传动、最终带动所述输出轴朝设定方向转动；设置反转齿轮组，所述反转齿轮组包括若干安装于所述接收轴、所述中间轴、所述输出轴上的齿轮，所述采集件反向摆动时驱动所述接收轴带动所述反转齿轮组传动、最终带动所述输出轴朝所述设定方向转动。
2.根据权利要求1所述的能量采集装置，其特征在于：所述正转齿轮组中的齿轮数目与所述反转齿轮组中的齿轮数目相差奇数个。
3.根据权利要求2所述的能量采集装置，其特征在于：设置一根所述接收轴、一根所述输出轴以及一根所述中间轴；
所述正转齿轮组包括设置在所述接收轴上的一级正向齿轮、设置在所述输出轴上与所述一级正向齿轮啮合的二级正向齿轮；所述反转齿轮组包括设置在所述接收轴上的一级反向齿轮、设置在所述中间轴上与所述一级反向齿轮啮合的二级反向齿轮、设置在所述输出轴上与所述二级反向齿轮啮合的三级反向齿轮；
所述一级正向齿轮与所述接收轴之间、所述二级正向齿轮与所述输出轴之间，至少一处设置第一单向轴承；所述一级反向齿轮与所述接收轴之间、所述二级反向齿轮与所述中间轴之间、所述三级反向齿轮与所述输出轴之间，至少一处设置第二单向轴承。
4.根据权利要求1所述的能量采集装置，其特征在于：设置一根所述接收轴、一根所述输出轴以及两根所述中间轴，两根所述中间轴分别为靠近所述接收轴设置的第一中间轴和靠近所述输出轴设置的第二中间轴；
所述正转齿轮组包括设置在所述接收轴上的一级正向齿轮、设置在所述第二中间轴上与所述一级正向齿轮啮合的二级正向齿轮、设置在所述输出轴上与所述二级正向齿轮啮合的三级正向齿轮；
所述反转齿轮组包括设置在所述接收轴上的一级反向齿轮、设置在所述第一中间轴上与所述一级反向齿轮啮合的二级反向齿轮、设置在所述第二中间轴上与所述二级反向齿轮啮合的三级反向齿轮、设置在所述输出轴上与所述三级反向齿轮啮合的四级反向齿轮；
所述一级正向齿轮与所述接收轴之间、所述二级正向齿轮与所述第二中间轴之间、所述三级正向齿轮与所述输出轴之间，至少一处设置第一单向轴承；所述一级反向齿轮与所述接收轴之间、所述二级反向齿轮与所述第一中间轴之间、所述三级反向齿轮与所述第二中间轴之间、所述四级反向齿轮与所述输出轴之间，至少一处设置第二单向轴承。
5.根据权利要求1所述的能量采集装置，其特征在于：设置一根所述接收轴、一根所述输出轴以及两根所述中间轴，两根所述中间轴分别为靠近所述接收轴设置的第一中间轴以及靠近所述输出轴设置的第二中间轴；
所述正转齿轮组包括设置在所述接收轴上的一级正向齿轮、设置在所述第二中间轴上的中间齿轮、设置在所述第二中间轴上与所述一级正向齿轮啮合的二级正向齿轮、设置在所述输出轴上与所述中间齿轮啮合的输出齿轮；
所述反转齿轮组包括设置在所述接收轴上的一级反向齿轮、设置在所述第一中间轴上与所述一级反向齿轮啮合的二级反向齿轮、设置在所述第二中间轴上与所述二级反向齿轮啮合的三级反向齿轮，还包括所述中间齿轮和所述输出齿轮；
所述一级正向齿轮与所述接收轴之间、所述二级正向齿轮与所述第二中间轴之间，至少一处设置第一单向轴承；所述一级反向齿轮与所述接收轴之间、所述二级反向齿轮与所述第一中间轴之间、所述三级反向齿轮与所述第二中间轴之间，至少一处设置第二单向轴承。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的能量采集装置，其特征在于：还包括收集组件，所述收集组件包括传递件以及与所述传递件连接的液压缸或气缸，所述输出轴朝所述设定方向转动时通过所述传递件带动所述气缸或所述液压缸中的活塞往复运动。
7.根据权利要求6所述的能量采集装置，其特征在于：所述传递件包括一端与所述输出轴固定连接的曲轴，所述曲轴与所述活塞的活塞杆铰接，所述曲轴随所述输出轴转动时通过所述活塞杆带动所述活塞往复运动。
8.根据权利要求7所述的能量采集装置，其特征在于：设置若干所述气缸或所述液压缸，每个所述气缸或所述液压缸中所述活塞的活塞杆均与所述曲轴铰接。
9.根据权利要求1、2、3、4、5、7、8中任一项所述的能量采集装置，其特征在于：所述采能组件还包括一根或两根连杆，每根所述连杆的一端与所述采集件固定连接，另一端与所述接收轴固定连接。
10.根据权利要求9所述的能量采集装置，其特征在于：所述采集件包括浮板或浮筒。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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- 2018-11-19 CN CN201811375003.8A patent/CN109404237A/zh active Pending
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