CN110391717A - 一种用于发电的电磁摆动式动力装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于发电的电磁摆动式动力装置，包括机架，机架上转动连接有主传动轴，主传动轴的两端均固定连接有摆臂，摆臂的下端固定连接有配重块，主传动轴的中间固定套设有主传动齿轮，主传动齿轮两侧设有与其啮合的多级传动加速装置，多级传动加速装置包括多根次传动轴，次传动轴上固定套设有大次传动齿轮和小次传动齿轮，与最外侧的次传动轴相邻的次传动轴上套设有单向传动装置，最外侧的次传动轴外侧设有与其平行设置的动力输出轴，摆臂的两侧均固定连接有提升装置，机架上固定连接有电磁驱动装置，电磁驱动装置与提升装置固定连接。该发明与传统的偏心滚珠式单向轴承相比扭矩大大增加，能够满足大扭矩单向传动需要。
Description
技术领域
本发明属于发电机动力设备技术领域，特别是涉及一种用于发电的电磁摆动式动力装置。
背景技术
发电机通常是将其他形式的能量（例如动能、风能、热能、太阳能、重力势能、核能等）最终转换为电能，而在现有的发电机利用重力势能转换成电能的过程中，主传动轴是通过增速器后传动到发电机上的，主传动轴往往转速较慢而需要承受较大的扭矩受力，特别是在需要单向转动传动连接的地方，正反转动转换的瞬间承受较大的瞬时冲击力，对单向轴承造成较大的冲击力，经过试验普通的单向轴承已无法满足使用要求，另一方面在有些摆动式动力机传动过程中也需要用到大扭矩的单向轴承，而公开号为CN109099113A，名称为一种摆动式动力机用动力双向输出机构及动力输出系统，公开号为CN109167533A，名称为一种电磁控制摆动式动力机中普通的单向轴承均无法满足要求，单向轴承的使用寿命较短，需频繁的更换单向轴承，增加运营成本。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种用于发电的电磁摆动式动力装置，解决了现有摆动式动力驱动装置的单向轴承不能满足需求，需频繁更换单向轴承的问题。
本发明为了解决上述问题所采取的技术方案是，提供了一种用于发电的电磁摆动式动力装置，包括机架，所述机架上转动连接有主传动轴，主传动轴的两端均固定连接有竖直设置的摆臂，摆臂的下端固定连接有配重块，主传动轴的中间固定套设有主传动齿轮，主传动齿轮两侧设有与其啮合的多级传动加速装置，多级传动加速装置包括多根与主传动轴平行设置的次传动轴，次传动轴上固定套设有大次传动齿轮和小次传动齿轮，且相邻的次传动轴上的小次传动齿轮与相邻的次传动轴上的大次传动齿轮依次交替相啮合，与最外侧的次传动轴相邻的次传动轴上套设有单向传动装置，最外侧的次传动轴外侧设有与其平行设置的动力输出轴，动力输出轴与机架转动连接，摆臂的两侧均固定连接有提升装置；所述机架上固定连接有电磁驱动装置，电磁驱动装置与提升装置固定连接。
所述电磁驱动装置包括呈圆柱形的壳体和水平设置的驱动主轴，壳体的前端和后端分别设有前端盖和后端盖，壳体内的中间部分分别固定连接有间隔设置的前支撑块和后支撑块，驱动主轴分别与前支撑块和后支撑块转动连接，驱动主轴的前端依次穿过前支撑块和前端盖，驱动主轴的后端穿过后支撑块且不穿过后端盖，后支撑块上设有凹槽，与凹槽相对应的后支撑块上固定连接有安装盘，安装盘上固定安装有霍尔位置传感器，驱动主轴的后端套设有连接盘，且连接盘位于凹槽内，连接盘上固定连接有感应磁铁，位于前支撑块和后支撑块之间的驱动主轴上套设有转子铁芯，转子铁芯沿周向均匀间隔设置有永磁铁，壳体的内壁对应转子铁芯的位置固定连接有定子铁芯，定子铁芯上缠绕有绕组线圈，壳体外侧固定连接有接线盒。
所述前端盖沿其端面内侧周向设有插槽，后端盖沿其端面内侧周向页设有插槽，壳体的前端和后端均插接在插槽内。
所述壳体与机架之间设有绝缘板。
所述提升装置包括转动连接在机架上的主动转动轴和被动转动轴，主动转动轴和被动转动轴在同一直线上，主动转动轴的一端与电磁驱动装置的驱动主轴通过联轴器固定连接，主动转动轴的另一端固定连接有主动楔形齿，与主动转动轴相对的被动转动轴一端固定连接有被动楔形齿，被动转动轴的中间部分套设有第一直线轴承，第一直线轴承与机架转动连接，被动转动轴的中间部分固定套设有卷筒，卷筒上缠绕有钢丝绳，钢丝绳的一端绳头与卷筒连接，钢丝绳的另一端绳头与摆臂固定连接，被动转动轴的另一端转动连接有固定块，所述机架上固定连接有气缸，气缸的活塞杆端与固定块固定连接，当气缸的活塞杆端伸出时，被动转动轴端部的被动楔形齿与主动转动轴端部的主动楔形齿相咬合，当气缸的活塞杆端缩回时，被动转动轴端部的被动楔形齿与主动转动轴端部的主动楔形齿相分离。
所述固定块上固定连接有U形连接板，且固定块位于U形连接板的开口内，U形连接板与气缸的活塞杆端固定连接。
所述主动转动轴与机架之间固定连接有润滑装置，所述润滑装置包括空心设置的筒体，筒体内设有润滑油，主动转动轴穿过筒体。
所述筒体的上端固定连接有注油管，筒体的下端固定连接有放油管，注油管和放油管上均设有阀门。
所述单向传动装置包括水平设置的主单向传动轴和副单向传动轴，主单向传动轴的一端与机架转动连接，主单向传动轴的另一端固定连接有主单向楔形齿盘，副单向传动轴的一端与机架转动连接，副单向传动轴的另一端固定连接有副单向楔形齿盘，主单向楔形齿盘与副单向楔形齿盘相咬合，主单向传动轴上套设有主单向传动齿轮且与主单向传动轴通过第二直线轴承连接，副单向传动轴上固定套设有副单向传动齿轮，副单向传动齿轮与相邻的次传动轴上的小次传动齿轮相啮合，主单向传动齿轮的外侧设有固定盘，固定盘套设在主单向传动轴上且与主单向传动轴固定连接，沿主单向传动齿轮的周向固定连接有水平设置的导向杆，导向杆的一端与主单向传动齿轮固定连接，导向杆的另一端穿过固定盘，且主单向传动齿轮与固定盘之间的导向杆套设有弹簧。
所述固定盘上设有与导向杆相配合的通孔。
所述主传动轴和次传动轴均通过转动轴承座与机架固定连接，所述驱动主轴与前支撑块和后支撑块之间分别设有滚动轴承，所述主动转动轴上的第一直线轴承与机架之间通过转动轴承座固定连接，所述主动转动轴也通过转动轴承座与机架固定连接。
本发明的有益效果：（1）主单向楔形齿盘与副单向楔形齿盘的咬合设置使得摆臂在由高处往低处摆动时，主单向传动轴和副单向传动轴能顺时针方向转动，而在摆臂由低处向高处摆动时，主单向传动轴和副单向传动轴逆时针方向转动，此时主单向传动齿轮向固定盘移动，主单向传动齿轮压缩弹簧，并使得主单向传动齿轮恢复原位，利用主单向楔形齿盘与副单向楔形齿盘相咬合的可靠性，传动更加平稳；
（2）电磁驱动装置通过对绕组线圈通电，绕组线圈产生一个与转子铁芯上的永磁铁极性相反的磁场电极，通过转子铁芯进而带动驱动主轴受到一个合成磁斥转矩的作用，使得驱动主轴转动，驱动主轴带动提升装置来拉动摆臂来回摆动产生动力，周而复始，持续输出转矩，在更小的电能输入时即可获得更大转矩输出，且工作时候噪音低。
（3）提升装置能够帮助摆臂每次由低处往高处摆动时，确保摆臂每次都回到同样的高度位置，这样就能够确保该发明的动力驱动装置充分驱动发电机工作；
（4）主动转动轴与机架之间设置的润滑装置既能够满足主动转动轴的转动需求，又能够防止主动转动轴被扭断撕裂，产生裂缝，延长主动转动轴的使用寿命；
（5）该发明的单向传动装置与传统的偏心滚珠式单向轴承相比扭矩大大增加，能够满足大扭矩单向传动需要。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的A-A向视图；
图3为图2中B处的局部方法图；
图4为本发明提升装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图对本发明实施方式作进一步详细描述。
如图1所示，本发明提供了一种用于发电的电磁摆动式动力装置，包括机架1，所述机架1上转动连接有主传动轴2，该实施例中机架1与主传动轴2之间设置有转动轴承座12来实现其转动连接，主传动轴2的两端均固定连接有竖直设置的摆臂3，摆臂3的下端固定连接有配重块4，主传动轴2的中间固定套设有主传动齿轮5，主传动齿轮5两侧设有与其啮合的多级传动加速装置6，多级传动加速装置6包括多根与主传动轴2平行设置的次传动轴601，该实施例中机架1与次传动轴601之间设置有转动轴承座12来实现其转动连接，次传动轴601上固定套设有大次传动齿轮602和小次传动齿轮603，且相邻的次传动轴601上的小次传动齿轮603与相邻的次传动轴601上的大次传动齿轮602依次交替相啮合，与最外侧的次传动轴601相邻的次传动轴601上套设有单向传动装置7，最外侧的次传动轴601外侧设有与其平行设置的动力输出轴8，动力输出轴8与机架1转动连接，摆臂3的两侧均固定连接有提升装置9；所述机架1上固定连接有电磁驱动装置10，电磁驱动装置10与提升装置9固定连接。该实施例中多级传动加速装置6（其基本原理与减速器的基本原理相同）采用五级传动加速装置，即在机架1上并排设置有五根次传动轴601，其中的位于五根次传动轴601中间的这一根次传动轴601用来作为安装单向传动装置7，而相邻两根次传动轴601上大次传动齿轮602和小次传动齿轮603的齿数及传动比之间的设计需要根据实际操作过程中对转速的要求来计算，而传动比的计算在现有技术中是比较成熟的技术，这里就不再做详细的描述。
所述电磁驱动装置10包括呈圆柱形的壳体1001和水平设置的驱动主轴1002，壳体1001与机架1之间设有绝缘板1018，能够有效的避免机架1带电，从而避免在运作的过程中给人带来触电的风险。壳体1001的前端和后端分别设有前端盖1003和后端盖1004，该实施例中前端盖1003沿其端面内侧周向设有插槽1017，后端盖1004沿其端面内侧周向页设有插槽1017，壳体1001的前端和后端均插接在插槽1017内。壳体1001内的中间部分分别固定连接有间隔设置的前支撑块1005和后支撑块1006，驱动主轴1002分别与前支撑块1005和后支撑块1006转动连接，该实施例中驱动主轴1002与前支撑块1005和后支撑块1006之间分别设有滚动轴承13，驱动主轴1002的前端依次穿过前支撑块1005和前端盖1003，驱动主轴1002的后端穿过后支撑块1006且不穿过后端盖1004，后支撑块1006上设有凹槽1007，与凹槽1007相对应的后支撑块1006上固定连接有安装盘1008，该实施例中安装盘1008与后支撑块1006通过螺钉1019固定连接，安装盘1008上固定安装有霍尔位置传感器1009，驱动主轴1002的后端套设有连接盘1010，且连接盘1010位于凹槽1007内，连接盘1010上固定连接有感应磁铁1011，位于前支撑块1005和后支撑块1006之间的驱动主轴1002上套设有转子铁芯1012，转子铁芯1012沿周向均匀间隔设置有永磁铁1013，壳体1001的内壁对应转子铁芯1012的位置固定连接有定子铁芯1014，定子铁芯1014上缠绕有绕组线圈1015，壳体1001外侧固定连接有接线盒1016。
如图4所示，所述提升装置9包括转动连接在机架1上的主动转动轴901和被动转动轴902，主动转动轴901和被动转动轴902在同一直线上，主动转动轴901的一端与电磁驱动装置10的驱动主轴1002通过联轴器903固定连接，主动转动轴901的另一端固定连接有主动楔形齿904，与主动转动轴901相对的被动转动轴902一端固定连接有被动楔形齿905，被动转动轴902的中间部分套设有第一直线轴承906，第一直线轴承906与机架1转动连接，该实施例中通过在第一直线轴承906与机架1之间设置转动轴承座12来实现其转动连接，被动转动轴902的中间部分固定套设有卷筒907，卷筒907上缠绕有钢丝绳908，钢丝绳908的一端绳头与卷筒907连接，钢丝绳908的另一端绳头与摆臂3固定连接，被动转动轴902的另一端转动连接有固定块909，所述机架1上固定连接有气缸910，气缸910的活塞杆端与固定块909固定连接，该实施例中固定块909上固定连接有U形连接板911，且固定块909位于U形连接板911的开口内，U形连接板911与气缸910的活塞杆端固定连接。当气缸910的活塞杆端伸出时，被动转动轴902端部的被动楔形齿905与主动转动轴901端部的主动楔形齿904相咬合，当气缸910的活塞杆端缩回时，被动转动轴902端部的被动楔形齿905与主动转动轴901端部的主动楔形齿904相分离。
所述主动转动轴901与机架1之间固定连接有润滑装置11，所述润滑装置11包括空心设置的筒体1101，筒体1101内设有润滑油1102，主动转动轴901穿过筒体1101，筒体1101的上端固定连接有注油管1103，筒体1101的下端固定连接有放油管1104，注油管1103和放油管1104上均设有阀门1105，便于对润滑装置11的筒体1101内的润滑油1102进行加注和更换，主动转动轴901与机架1之间设置的润滑装置11既能够满足主动转动轴901的转动需求，又能够防止主动转动轴901被扭断撕裂，产生裂缝，延长主动转动轴901的使用寿命。
如图2、图3所示，所述单向传动装置7包括水平设置的主单向传动轴701和副单向传动轴702，主单向传动轴701的一端与机架1转动连接，主单向传动轴701的另一端固定连接有主单向楔形齿盘703，副单向传动轴702的一端与机架1转动连接，副单向传动轴702的另一端固定连接有副单向楔形齿盘704，主单向楔形齿盘703与副单向楔形齿盘704相咬合，主单向传动轴701上套设有主单向传动齿轮705且与主单向传动轴701通过第二直线轴承706连接，副单向传动轴702上固定套设有副单向传动齿轮707，副单向传动齿轮707与相邻的次传动轴601上的小次传动齿轮603相啮合，主单向传动齿轮705的外侧设有固定盘708，固定盘708套设在主单向传动轴701上且与主单向传动轴701固定连接，沿主单向传动齿轮705的周向固定连接有水平设置的导向杆709，导向杆709的一端与主单向传动齿轮705固定连接，导向杆709的另一端穿过固定盘708，且主单向传动齿轮705与固定盘708之间的导向杆709套设有弹簧710，固定盘708上设有与导向杆709相配合的通孔711。这样当主单向传动轴701上的主单向楔形齿盘703受到挤压时，主单向传动轴701上的主单向传动齿轮705向固定盘708移动，在此过程中主单向传动齿轮705压缩弹簧710，而当主单向传动轴701上的主单向楔形齿盘703不再受到挤压时，在弹簧710的作用下主单向传动齿轮705恢复至原始位置。
使用时，将发电机13的动力输入轴与动力输出轴8固定连接，气缸910的活塞杆端伸出，推动被动转动轴902向主动转动轴901方向推动，使得被动楔形齿905和主动楔形齿904相咬合，此时通过接线盒1016接通电源，这时定子铁芯1014上的绕组线圈1015产生一个与转子铁芯1012上的永磁铁1013极性相反的磁场电极，通过转子铁芯1012进而带动驱动主轴1002受到一个合成磁斥转矩的作用，使得驱动主轴1002转动，驱动主轴1002带动主动转动轴901转动，进而带动被动转动轴902转动，设置在被动转动轴902上的卷筒907转动，钢丝绳908拉动摆臂3摆动，当摆臂3在由高处往低处摆动时，主单向传动轴701和副单向传动轴702能逆时针方向转动，而在摆臂3由低处向高处摆动时，主单向传动轴701和副单向传动轴702顺时针方向转动，此时主单向传动齿轮705向固定盘708移动，主单向传动齿轮705压缩弹簧710，并使得主单向传动齿轮705恢复原位，利用主单向楔形齿盘703与副单向楔形齿盘704相咬合的可靠性，传动更加平稳；在摆臂3由高处向低处移动时，摆臂3依靠自身重力自由下落，而摆臂3由低处向高处移动时，提升装置9能够帮助摆臂3每次由低处往高处摆动时，确保摆臂3每次都回到同样的高度位置，这样就能够确保该发明的动力驱动装置充分驱动发电机13工作；该发明的单向传动装置7与传统的偏心滚珠式单向轴承相比扭矩大大增加，能够满足大扭矩单向传动需要。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的发明范围内。蓄水箱的容量及数量可以根据实施当地的降雨量进行设计，而地面的灌溉装置数量则需要根据绿地面积大小和浇灌装置的浇灌范围进行安装。
Claims (10)
1.一种用于发电的电磁摆动式动力装置，包括机架，其特征在于：所述机架上转动连接有主传动轴，主传动轴的两端均固定连接有竖直设置的摆臂，摆臂的下端固定连接有配重块，主传动轴的中间固定套设有主传动齿轮，主传动齿轮两侧设有与其啮合的多级传动加速装置，多级传动加速装置包括多根与主传动轴平行设置的次传动轴，次传动轴上固定套设有大次传动齿轮和小次传动齿轮，且相邻的次传动轴上的小次传动齿轮与相邻的次传动轴上的大次传动齿轮依次交替相啮合，与最外侧的次传动轴相邻的次传动轴上套设有单向传动装置，最外侧的次传动轴外侧设有与其平行设置的动力输出轴，动力输出轴与机架转动连接，摆臂的两侧均固定连接有提升装置；所述机架上固定连接有电磁驱动装置，电磁驱动装置与提升装置固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于发电的电磁摆动式动力装置，其特征在于：所述电磁驱动装置包括呈圆柱形的壳体和水平设置的驱动主轴，壳体的前端和后端分别设有前端盖和后端盖，壳体内的中间部分分别固定连接有间隔设置的前支撑块和后支撑块，驱动主轴分别与前支撑块和后支撑块转动连接，驱动主轴的前端依次穿过前支撑块和前端盖，驱动主轴的后端穿过后支撑块且不穿过后端盖，后支撑块上设有凹槽，与凹槽相对应的后支撑块上固定连接有安装盘，安装盘上固定安装有霍尔位置传感器，驱动主轴的后端套设有连接盘，且连接盘位于凹槽内，连接盘上固定连接有感应磁铁，位于前支撑块和后支撑块之间的驱动主轴上套设有转子铁芯，转子铁芯沿周向均匀间隔设置有永磁铁，壳体的内壁对应转子铁芯的位置固定连接有定子铁芯，定子铁芯上缠绕有绕组线圈，壳体外侧固定连接有接线盒。
3.根据权利要求2所述的一种用于发电的电磁摆动式动力装置，其特征在于：所述前端盖沿其端面内侧周向设有插槽，后端盖沿其端面内侧周向页设有插槽，壳体的前端和后端均插接在插槽内。
4.根据权利要求3所述的一种用于发电的电磁摆动式动力装置，其特征在于：所述壳体与机架之间设有绝缘板。
5.根据权利要求1所述的一种用于发电的电磁摆动式动力装置，其特征在于：所述提升装置包括转动连接在机架上的主动转动轴和被动转动轴，主动转动轴和被动转动轴在同一直线上，主动转动轴的一端与电磁驱动装置的驱动主轴通过联轴器固定连接，主动转动轴的另一端固定连接有主动楔形齿，与主动转动轴相对的被动转动轴一端固定连接有被动楔形齿，被动转动轴的中间部分套设有第一直线轴承，第一直线轴承与机架转动连接，被动转动轴的中间部分固定套设有卷筒，卷筒上缠绕有钢丝绳，钢丝绳的一端绳头与卷筒连接，钢丝绳的另一端绳头与摆臂固定连接，被动转动轴的另一端转动连接有固定块，所述机架上固定连接有气缸，气缸的活塞杆端与固定块固定连接，当气缸的活塞杆端伸出时，被动转动轴端部的被动楔形齿与主动转动轴端部的主动楔形齿相咬合，当气缸的活塞杆端缩回时，被动转动轴端部的被动楔形齿与主动转动轴端部的主动楔形齿相分离。
6.根据权利要求5所述的一种用于发电的电磁摆动式动力装置，其特征在于：所述固定块上固定连接有U形连接板，且固定块位于U形连接板的开口内，U形连接板与气缸的活塞杆端固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种用于发电的电磁摆动式动力装置，其特征在于：所述主动转动轴与机架之间固定连接有润滑装置，所述润滑装置包括空心设置的筒体，筒体内设有润滑油，主动转动轴穿过筒体。
8.根据权利要求7所述的一种用于发电的电磁摆动式动力装置，其特征在于：所述筒体的上端固定连接有注油管，筒体的下端固定连接有放油管，注油管和放油管上均设有阀门。
9.根据权利要求1所述的一种用于发电的电磁摆动式动力装置，其特征在于：所述单向传动装置包括水平设置的主单向传动轴和副单向传动轴，主单向传动轴的一端与机架转动连接，主单向传动轴的另一端固定连接有主单向楔形齿盘，副单向传动轴的一端与机架转动连接，副单向传动轴的另一端固定连接有副单向楔形齿盘，主单向楔形齿盘与副单向楔形齿盘相咬合，主单向传动轴上套设有主单向传动齿轮且与主单向传动轴通过第二直线轴承连接，副单向传动轴上固定套设有副单向传动齿轮，副单向传动齿轮与相邻的次传动轴上的小次传动齿轮相啮合，主单向传动齿轮的外侧设有固定盘，固定盘套设在主单向传动轴上且与主单向传动轴固定连接，沿主单向传动齿轮的周向固定连接有水平设置的导向杆，导向杆的一端与主单向传动齿轮固定连接，导向杆的另一端穿过固定盘，且主单向传动齿轮与固定盘之间的导向杆套设有弹簧。
10.根据权利要求9所述的一种用于发电的电磁摆动式动力装置，其特征在于：所述固定盘上设有与导向杆相配合的通孔。
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| CN201910765803.9A CN110391717A (zh) | 2019-08-19 | 2019-08-19 | 一种用于发电的电磁摆动式动力装置 |
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