CN109707582B - 摆动发电机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种摆动发电机构，包括上支座、第一转轴、第一发电机、下支座、第二转轴、第二发电机和重力球，第一转轴可旋转地水平地设于所述上支座底部，所述第一转轴上设有第一轴齿轮；第一发电机设于所述上支座上，所述第一发电机具有第一转子，所述第一转子连接有第一电机齿轮，所述第一电机齿轮与第一轴齿轮啮合；第二转轴可旋转地设于所述下支座顶部，所述第二转轴与所述第一转轴固定连接且垂直相交，所述第二转轴上设有第二轴齿轮；第二发电机设于所述下支座上，所述第二发电机具有第二转子，所述第二转子上连接有第二电机齿轮，所述第二电机齿轮与所述第二轴齿轮啮合；重力球设于所述下支座底部。本发明结构简单，使用灵巧，提高了现有发电装置的能量转换效率。

Description

摆动发电机构

技术领域

本发明属于发电装置技术领域，具体涉及一种摆动发电机构。

背景技术

电子产品在现代人们的生活中运用得越来越广泛，这些移动式电子产品在使用中经常需要对其进行充电或更换电池，使用不方便，因此越来越多的便携式发电装置被设计发明。例如：

申请号为201510674669.3的专利文献公开了一种摆动发电机，包括壳体、固定在壳体上的磁铁棒、以及套在磁铁棒上的线圈，所述壳体上固定设置有与轴线平行的第一导电滑轨和第二导电滑轨，所述线圈的一端上设置有与第一导电滑轨配合的第一导电滑块，所述线圈的另一端上设置有与第二导电滑轨滑动配合的第二导电滑块。将其穿戴在人体手腕上，当手腕摆动时，线圈便沿磁铁棒轴线往复运动，线圈即做切割磁感线运动，两端产生感应电动势，实现发电作业。

该摆动发电机存在以下不足：线圈仅能沿壳体内一个方向往复运动，壳体外还需安装有与线圈连接的对电进行交流转化处理的处理装置，手腕需带动整个壳体及处理装置沿磁铁棒轴所在的方向运动，否则线圈就不切割，不仅费力，而且能量转化效率低。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种摆动发电机构，旨在解决现有的便携式发电装置能量转化效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种摆动发电机构，包括：

上支座；

第一转轴，可旋转地水平地设于所述上支座底部，所述第一转轴上设有第一轴齿轮；

第一发电机，设于所述上支座上，所述第一发电机具有第一转子和第一转子连杆，所述第一转子连杆安装有第一电机齿轮，所述第一电机齿轮与第一轴齿轮啮合；

下支座；

第二转轴，可旋转地设于所述下支座顶部，所述第二转轴与所述第一转轴固定连接且垂直相交，所述第二转轴上设有第二轴齿轮；

第二发电机，设于所述下支座上，所述第二发电机具有第二转子和第二转子连杆，所述第二转子连杆上安装有第二电机齿轮，所述第二电机齿轮与所述第二轴齿轮啮合；

推力作用构件，设于所述下支座底部。

优选地，所述第一轴齿轮为半个齿轮状，所述第一轴齿轮的直线边焊接于所述第二转轴上；所述第二轴齿轮为半个齿轮状，所述第二轴齿轮的直线边焊接于所述第一转轴上。

优选地，所述第一轴齿轮与第一电机齿轮的啮合方向与所述第二转轴的轴线方向一致；所述第二轴齿轮与第二电机齿轮的啮合方向与所述第一转轴的轴线方向一致。

优选地，所述第一转轴的中间部位与所述第二转轴的中间部位焊接为一体。

优选地，所述上支座和下支座具有半圆弧状的横截面，所述第一转轴的两端分别设于所述上支座的圆弧方向的两端，所述下支座的圆弧方向的两端分别连接于所述第二转轴的两端。

优选地，所述上支座内形成有第一电机安装板，所述第一电机安装板上安装有第一电机座，所述第一发电机设于所述第一电机座上；所述下支座内形成有第二电机安装板，所述第二电机安装板上安装有第二电机座，所述第二发电机设于所述第二电机座上。

优选地，所述第一发电机和第二发电机还包括：电机壳、电机盖、固定卡环、永磁铁、铜丝线圈和引出电线。

优选地，所述推力作用构件为重力球。

优选地，所述上支座上开有支座安装孔，所述支座安装孔内设有固定螺栓。

优选地，所述摆动发电机构还包括外壳，所述外壳为球状，所述上支座、第一转轴、第一发电机、下支座、第二转轴、第二发电机和推力作用构件设于所述外壳内；所述外壳的顶部与所述上支座的顶部连接。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果：

本发明第一转轴可相对上支座转动，第二转轴和第一转轴相互固定连接，下支座可绕第二转轴转动，即相对第一转轴和第二转轴整体转动。当将上支座顶端固定时，通过外加作用力使推力作用构件摆动，该外加作用力沿第二转轴所在的第一方向的第一分力，会驱动下支座、设在下支座上的第二发电机、第二转轴和第一转轴整体绕第一转轴轴线相对上支座摆动，从而使第一轴齿轮转动，第一轴齿轮带动第一电机齿轮旋转，进而带动第一转子转动，使第一发电机发电；同时，该外加作用力的沿第一转轴所在的第二方向的第二分力，会驱动下支座、设在下支座上的第二发电机和第二转轴绕第二转轴轴线摆动，此时第二发电机上的第二电机齿轮被第二轴齿轮拨动转动，进而使第二发电机发电。因此，作用在推力作用构件上的外加作用力，其在水平面内的分力都能够得到利用，大大提高了能量转化效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提出的摆动发电机构的结构示意图；

图2为图1的爆炸图；

图3为图1提出的摆动发电机构安装有外壳的结构示意图；

图4为图3的去除下半壳后的结构图；

图5为图3的去除上半壳后的结构图；

图6为图1提出的摆动发电机构中十字状齿轮轴的结构图,；

图7为图1提出的摆动发电机构中第一发电机和第二发电机的结构图；

图8为图7的爆炸图。

本发明的附图标号说明：

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种摆动发电机构。

请参照图1至图8，摆动发电机构，包括：

上支座1；

第一转轴21，可旋转地水平地设于所述上支座1底部，所述第一转轴21上设有第一轴齿轮22；

第一发电机3，设于所述上支座1上，所述第一发电机3具有第一转子和第一转子连杆，所述第一转子连杆上安装有第一电机齿轮31，所述第一电机齿轮31与第一轴齿轮22啮合；

下支座4；

第二转轴23，可旋转地设于所述下支座4顶部，所述第二转轴23与所述第一转轴21固定连接且垂直相交，所述第二转轴23上设有第二轴齿轮24；

第二发电机5，设于所述下支座4上，所述第二发电机5具有第二转子和第二转子连杆，所述第二转子连杆上安装有第二电机齿轮51，所述第二电机齿轮与所述第二轴齿轮啮合；

推力作用构件6，设于所述下支座4底部。

本发明中，第一转轴21可相对上支座1转动，第二转轴23和第一转轴21相互固定连接，下支座4可绕第二转轴23转动，即相对第一转轴21和第二转轴23整体转动。当将上支座1顶端固定时，通过外加作用力使推力作用构件6摆动，该外加作用力沿第二转轴23所在的第一方向M的第一分力，会驱动下支座4、设在下支座4上的第二发电机5、第二转轴23和第一转轴21整体绕第一转轴21轴线相对上支座1摆动，从而使第一轴齿轮22转动，第一轴齿轮22带动第一电机齿轮31旋转，进而带动第一转子转动，使第一发电机3发电；同时，该外加作用力的沿第一转轴21所在的第二方向N的第二分力，会驱动下支座4、设在下支座4上的第二发电机5和第二转轴23绕第二转轴23轴线摆动，此时第二发电机5上的第二电机齿轮51被第二轴齿轮24拨动转动，进而使第二发电机5发电。

因此，作用在推力作用构件6上的外加作用力，其在水平面内的分力都能够得到利用，大大提高了能量转化效率。

进一步地，所述第一轴齿轮22为半个齿轮状，所述第一轴齿轮22的直线边焊接于所述第二转轴23上；所述第二轴齿轮24为半个齿轮状，所述第二轴齿轮24的直线边焊接于所述第一转轴21上。

具体在本实施方式中，请一并参照图1、图6，第一转轴21和第二转轴23焊接为一体，第一轴齿轮22的主体焊接在第二转轴23上，第二轴齿轮24的主体焊接在第一转轴21上，第一转轴21、第一轴齿轮22、第二转轴23、第二轴齿轮24由此构成一个一体成型的十字状齿轮轴。当推力作用构件6沿第一方向M运动时，该十字状齿轮轴上的第一轴齿轮22相当于一个主齿轮，通过与第一电机齿轮31的齿数差带动第一发电机3发电；当推力作用构件6沿第二方向N摆动时，该十字状齿轮轴上的第二轴齿轮24相当于一个定齿轮，通过与第二电机齿轮51的齿数差带动第二发电机5发电；由此，无论推力作用构件6怎样摆动，都能实现大功率发电。

当第一轴齿轮22和第二轴齿轮24都为半个齿轮状时，使整个十字状齿轮轴的重量减轻，而且所占空间最小，第一轴齿轮22向上垂直延伸，第二轴齿轮24向下垂直延伸，也使得加工方便，有利于实现高精度和高标准化，使传动更加灵活。

进一步地，所述第一轴齿轮22与第一电机齿轮31的啮合方向与所述第二转轴23的轴线方向一致；所述第二轴齿轮24与第二电机齿轮51的啮合方向与所述第一转轴21的轴线方向一致。

具体在本实施方式中，第一轴齿轮22、第一电机齿轮31、第二轴齿轮24和第二电机齿轮51都为直齿轮，安装时，使第一发电机3的第一转子轴线平行于第一转轴21，使第二发电机5的第二转子轴线平行于第二转轴23，即可使得第一电机齿轮31与第一轴齿轮22、第二电机齿轮51与第二轴齿轮24的配合更好，安装更方便。

进一步地，所述第一转轴21的中间部位与所述第二转轴23的中间部位焊接为一体。

具体在本实施方式中，第一转轴21和第二转轴23的长度等尺寸规格相同，第一轴齿轮22和第二轴齿轮24的尺寸规格也相同，整体形成一个前后左右对称的结构，方便加工安装，也使得推力作用构件6能更加平稳灵活的自由摆动。

进一步地，所述上支座1和下支座4具有半圆弧状的横截面，所述第一转轴21的两端分别设于所述上支座1的圆弧方向的两端，所述下支座4的圆弧方向的两端分别连接于所述第二转轴23的两端。

具体在本实施方式中，上支座1和下支座4的形状规格也大致相同，上支座1和下支座4通过十字状齿轮轴交错设置，当将推力作用构件6设于下支座4的底部中间时，即可保证推力作用构件6处于整个摆动发电机构的中心位置。

进一步地，所述上支座1内形成有第一电机安装板11，所述第一电机安装板11上安装有第一电机座12，所述第一发电机3设于所述第一电机座12上；所述下支座4内形成有第二电机安装板41，所述第二电机安装板41上安装有第二电机座42，所述第二发电机5设于所述第二电机座42上。

安装第一发电机3时，先将第一发电机3固定在第一电机座12上，再将第一电机座12通过螺栓固定于第一电机安装板11上，或者直接焊接在第一电机安装板11上。安装第二发电机5时，将第二发电机5固定在第二电机座42上，再将第二电机座42通过螺栓固定于第二电机安装板41上，或者直接焊接在第二电机安装板41上。

进一步地，所述第一发电机3和第二发电机5还包括：电机壳、电机盖、固定卡环、永磁铁、铜丝线圈和引出电线。

请一并参阅图7，第一发电机3的第一转子32和第一转子连杆33设于电机壳34内，电机壳34内固定有永磁铁38，电机壳34的一端安装有电机盖35，电机盖35用于固定第一转子连杆33和引出电线39，固定卡环37用于卡紧永磁铁38。当第一轴齿轮31转动时，第一转子连杆33被带动旋转，第一转子32带动永磁铁38在铜丝线圈36内旋转，做切割磁感线的运动，从而产生感应电动势，通过引出电线39引出，再接在回路中，便产生了电流。第二发电机5的结构与第一发电机3的结构相同。

进一步地，所述推力作用构件6为重力球。

在本实施方式中，是通过重力球的摆动来推动十字状齿轮轴转动，进而来带动第一发电机和/或第二发电机发电的。而可以理解地，在其他一些实施方式中，下支座4底部的推力作用构件6可以替换成风叶接受风力，也可以替换成十字形桨叶接受海浪推力的装置结构，此时，摆动发电机构的外部不安装外壳，使上支座1的顶部位置固定，下支座4即可通过风叶的吹动及海浪推动被驱动，进行发电。

进一步地，所述上支座1上开有支座安装孔13，所述支座安装孔13内设有固定螺栓14。

固定螺栓14用于将摆动发电机构的顶部进行固定。

进一步地，所述摆动发电机构还包括外壳7，所述外壳7为球状，所述上支座1、第一转轴21、第一发电机、下支座4、第二转轴22、第二发电机和重力球5设于所述外壳7内；所述外壳7的顶部与所述上支座1的顶部连接。

具体地，外壳7由半球状的上半壳和下半壳两部分扣合组装成，并密封。在本摆动发电机构的外部安装一个球状的外壳时，使外壳7与上支座1的顶部相对固定，当外壳7整体受外力驱动，例如人或动物运动产生的外力，可以实现重力球的摆动，重力球再通过十字状齿轮轴实现第一发电机3和第二发电机5的发电，实现对大自然能源的利用。本发明结构简单，使用灵巧，提高了现有发电装置的能量转换效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种摆动发电机构，其特征在于，包括：

上支座；

第一转轴，可旋转地水平地设于所述上支座底部，所述第一转轴上设有第一轴齿轮；

第一发电机，设于所述上支座上，所述第一发电机具有第一转子和第一转子连杆，所述第一转子连杆安装有第一电机齿轮，所述第一电机齿轮与第一轴齿轮啮合；

下支座；

第二转轴，可旋转地设于所述下支座顶部，所述第二转轴与所述第一转轴固定连接且垂直相交，所述第二转轴上设有第二轴齿轮；

第二发电机，设于所述下支座上，所述第二发电机具有第二转子和第二转子连杆，所述第二转子连杆上安装有第二电机齿轮，所述第二电机齿轮与所述第二轴齿轮啮合；

推力作用构件，设于所述下支座底部；

所述第一轴齿轮为半个齿轮状，所述第一轴齿轮的直线边焊接于所述第二转轴上；所述第二轴齿轮为半个齿轮状，所述第二轴齿轮的直线边焊接于所述第一转轴上；

所述第一轴齿轮与第一电机齿轮的啮合方向与所述第二转轴的轴线方向一致；所述第二轴齿轮与第二电机齿轮的啮合方向与所述第一转轴的轴线方向一致；

所述第一转轴的中间部位与所述第二转轴的中间部位焊接为一体；

所述上支座和下支座具有半圆弧状的横截面，所述第一转轴的两端分别设于所述上支座的圆弧方向的两端，所述下支座的圆弧方向的两端分别连接于所述第二转轴的两端；

所述推力作用构件为重力球。

2.如权利要求1所述的摆动发电机构，其特征在于，所述上支座内形成有第一电机安装板，所述第一电机安装板上安装有第一电机座，所述第一发电机设于所述第一电机座上；所述下支座内形成有第二电机安装板，所述第二电机安装板上安装有第二电机座，所述第二发电机设于所述第二电机座上。

3.如权利要求1或2所述的摆动发电机构，其特征在于，所述第一发电机和第二发电机还包括：电机壳、电机盖、固定卡环、永磁铁、铜丝线圈和引出电线。

4.如权利要求1所述的摆动发电机构，其特征在于，所述上支座上开有支座安装孔，所述支座安装孔内设有固定螺栓。

5.如权利要求1所述的摆动发电机构，其特征在于，还包括外壳，所述外壳为球状，所述上支座、第一转轴、第一发电机、下支座、第二转轴、第二发电机和推力作用构件设于所述外壳内；所述外壳的顶部与所述上支座的顶部连接。