CN110513255A - 一种踏步式发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种踏步式发电机，包括同心同轴设置的中心齿轮、固定圆盘和主驱动轮，沿着所述主驱动轮的径向设置有若干根伸缩杆，所述伸缩杆的一端与所述固定圆盘固定连接，可伸缩的另一端的端头处固定连接有第一齿条板，在主驱动轮外侧设置有基本呈椭圆形的踏步轨道，在所述踏步轨道上设置有若干片联体踏步，每片联体踏步包括第二齿条板和多个单片踏步，所述多个单片踏步成阶梯状设置在所述第二齿条板的正面，所述联体踏步被踏动后其下方的所述第二齿条板的背面齿条与所述第一齿条板对应啮合，用于驱动所述主驱动轮及中心齿轮运动，所述中心齿轮的轮齿与发电机齿轮啮合，用于机械发电。本发明能够将人或者牲畜做踏步运动过程中的动能或者说机械能转化为电能予以回收利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种踏步式发电机。
背景技术
近年来，能源短缺的问题越来越受到人们所重视，人们会将生活中的绿色能源尽可能地予以回收，例如运动器械中尤其是自行车中，会设置小型的储能装置或者LED灯，将能量予以回收，或者直接发光在夜晚中给人们以提醒。
有鉴于此，如能针对人力甚至牲畜力予以能量回收，将机械能转化成电能，也能够在一定程度上起到节约能源的效果。
发明内容
本发明的一个目的是要提供机械运动式发电机，能够将人或者牲畜做踏步运动过程中的动能或者说机械能转化为电能予以回收利用，可作为机械发电设备，也可以作为健身器材来使用，在健身的同时达到发电目的。
特别地，本发明提供了一种踏步式发电机，包括同心同轴设置的中心齿轮、固定圆盘和主驱动轮，沿着所述主驱动轮的径向设置有若干根伸缩杆，所述伸缩杆的一端与所述固定圆盘固定连接，可伸缩的另一端的端头处固定连接有第一齿条板，在主驱动轮外侧设置有基本呈椭圆形的踏步轨道，在所述踏步轨道上设置有若干片联体踏步，每片联体踏步包括第二齿条板和多个单片踏步，所述多个单片踏步成阶梯状设置在所述第二齿条板的正面，所述联体踏步被踏动后其下方的所述第二齿条板的背面齿条与所述第一齿条板对应啮合，用于驱动所述主驱动轮及中心齿轮运动，所述中心齿轮的轮齿与发电机齿轮啮合，用于机械发电。
对于上述技术方案，申请人还有进一步的优化措施。
进一步地，位于所述踏步轨道与所述主驱动轮之间设置有第三导轨，所述第三导轨基本成椭圆形，所述若干根伸缩杆的可伸缩的另一端处分别与所述第三导轨转动连接，用于约束所述伸缩杆的伸缩动作。
进一步地，所述踏步轨道包括相平行设置的第一导轨和第二导轨，所述第一导轨和第二导轨同圆心设置，其中，所述第一导轨位于外侧，所述第二导轨位于内侧，每片联体踏步中的第二齿条板的侧面上端与所述第一导轨转动连接，下端与所述第一导轨转动连接。
更进一步地，所述踏步轨道中两组所述第一导轨和第二导轨，分别设置于所述联体踏步的左右两侧。
进一步地，所述第一导轨、第二导轨的前端离主驱动轮距离长，后端离主驱动轮距离短，整体呈水滴形形状。
进一步地，所述第三导轨的前端离主驱动轮距离长，后端离主驱动轮距离短，整体呈水滴形形状。
进一步地，在所述主驱动轮的中心轴处设有制动装置。
进一步地，包括至少一个发电机，每个发电机的齿轮分别与所述中心齿轮啮合。
进一步地，包括至少一个发电机，所述中心齿轮在与转速转换机构相连后再与所述每个发电机的齿轮进行啮合连接。
与现有技术相比较，本发明所具有的优点在于：
本发明的机械运动式发电机，能够合理利用踏步与踏步轨道的结合，通过踩踏的动作驱动发电机齿轮的转动，进而实现电能转换，利用人体或牲畜的自身重量，将其在运动过程中产生的势能、使能等能量转为电能，而踏步轨道中的双导轨设计是为当踏步工作时，重力向下的原因，使得踏步吃力点的角度向下，提高做功转化率，另外，双导轨的设计能够使得被踩踏的联体踏步整体上排布更为平均，便于用户踩踏。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的踏步式发电机的结构示意图；
图2为图1所示踏步式发电机中的踏步轨道和第三导轨的设置结构示意图；
图3为图1所示踏步式发电机中的联体踏步的结构示意图。
其中：
1、中心齿轮；2、固定圆盘，3、主驱动轮；4、联体踏步，41、第二齿条板，42、单片踏步；5、伸缩杆，51、第一齿条板；6、踏步轨道，61、第一导轨，62、第二导轨，7、第三导轨。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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做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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1所示，本实施例的一种踏步式发电机，包括同心同轴设置的中心齿轮1、固定圆盘2和主驱动轮3，沿着所述主驱动轮3的径向设置有若干根伸缩杆5，所述伸缩杆5的一端与所述固定圆盘2固定连接，可伸缩的另一端的端头处固定连接有第一齿条板51，在主驱动轮3外侧设置有基本呈椭圆形的踏步轨道6，在所述踏步轨道6上设置有若干片联体踏步4。每片联体踏步4如图3所示，其包括第二齿条板41和多个单片踏步42，这里的联体踏步4中可设置两步或者及以上的踏步组成。
具体说来，所述多个单片踏步42成阶梯状设置在所述第二齿条板41的正面，所述联体踏步4被踏动后其下方的所述第二齿条板41的背面齿条与所述第一齿条板51对应啮合，用于驱动所述主驱动轮3及中心齿轮1运动，所述中心齿轮1的轮齿与发电机齿轮啮合，用于机械发电。
位于所述踏步轨道6与所述主驱动轮3之间设置有第三导轨7，所述第三导轨7基本成椭圆形，所述若干根伸缩杆5的可伸缩的另一端处分别与所述第三导轨7转动连接，这里可采用的方式是可通过销轴进行转动连接，也可以在伸缩杆5上固定设置滑轮，滑轮与第三导轨7内滑动配合，用于约束所述伸缩杆5的伸缩动作。
因为第三导轨7的存在及约束，能够引导伸缩杆5伸缩。伸缩杆5的伸缩部分顶端所安装的第一齿条板51，可以适当的摆动，也可以采用固定连接，根据用户选择可进行配置调整。当踏步运行时，第一齿条板51上的齿正好与联体踏步4上的第二齿条板41的齿条吻合，也就是说，踏步运行时，第一齿条板51在第三导轨7的作用下，会周期性地呈现出吻合和断开两个状态间的切换。伸缩杆5带动主驱动轮3动行，进行中心齿轮1也会随之转动，进而带动与其相连的发电机进行发电。
如图1、图2、图3所示，所述踏步轨道6包括相平行设置的第一导轨61和第二导轨62，所述第一导轨61和第二导轨62同圆心设置，其中，所述第一导轨61位于外侧，所述第二导轨62位于内侧，每片联体踏步4中的第二齿条板41的侧面上端与所述第一导轨61转动连接，下端与所述第一导轨61转动连接。双导轨的设计，能够使得固定在两者之间的联体踏步4，能够在被踩踏时处于尽可能水平的状态，不但能够保证使用者的安全，不易滑倒，同时，能够保证联体踏板对于伸缩杆5的施力（使用者重力及踩踏施力）保持在竖直向下的状态，实现力矩最大化
为了能够更平稳地实现踏步轨道6的限位及动作，所述踏步轨道6中两组所述第一导轨61和第二导轨62，分别设置于所述联体踏步4的左右两侧。这里也可以采用一组第一导轨61和第二导轨62的形式，对应另一侧采用从动机构进行限位即可。
另外，为了配合实现踏步时的力矩最大话，而不做功时的力矩最小化，所述第一导轨61、第二导轨62以及第三导轨7的结构基本相同，位于朝向使用者的前端离主驱动轮3距离长，后端离主驱动轮3距离短，整体呈水滴形形状。
进一步地，在所述主驱动轮3的中心轴处设有制动装置。
在该踏步式发电机中设置有多个发电机，每个发电机的齿轮分别直接与所述中心齿轮1啮合。也可以，先将中心齿轮1与转速转换机构相连后，使得转速转换变快后，再与所述每个发电机的齿轮进行啮合连接，以达到发电的目的，因为可能存在转速过低无法发电的问题。
综上可知，本发明的机械运动式发电机，能够合理利用踏步与踏步轨道6的结合，通过踩踏的动作驱动发电机齿轮的转动，进而实现电能转换，利用人体或牲畜的自身重量，将其在运动过程中产生的势能、使能等能量转为电能，而踏步轨道6中的双导轨设计是为当踏步工作时，重力向下的原因，使得踏步吃力点的角度向下，提高做功转化率。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (9)
1.一种踏步式发电机，其特征在于，包括同心同轴设置的中心齿轮、固定圆盘和主驱动轮，沿着所述主驱动轮的径向设置有若干根伸缩杆，所述伸缩杆的一端与所述固定圆盘固定连接，可伸缩的另一端的端头处固定连接有第一齿条板，在主驱动轮外侧设置有基本呈椭圆形的踏步轨道，在所述踏步轨道上设置有若干片联体踏步，每片联体踏步包括第二齿条板和多个单片踏步，所述多个单片踏步成阶梯状设置在所述第二齿条板的正面，所述联体踏步被踏动后其下方的所述第二齿条板的背面齿条与所述第一齿条板对应啮合，用于驱动所述主驱动轮及中心齿轮运动，所述中心齿轮的轮齿与发电机齿轮啮合，用于机械发电。
2.根据权利要求1所述的踏步式发电机，其特征在于，位于所述踏步轨道与所述主驱动轮之间设置有第三导轨，所述第三导轨基本成椭圆形，所述若干根伸缩杆的可伸缩的另一端处分别与所述第三导轨转动连接，用于约束所述伸缩杆的伸缩动作。
3.根据权利要求1或2所述的踏步式发电机，其特征在于，所述踏步轨道包括相平行设置的第一导轨和第二导轨，所述第一导轨和第二导轨同圆心设置，其中，所述第一导轨位于外侧，所述第二导轨位于内侧，每片联体踏步中的第二齿条板的侧面上端与所述第一导轨转动连接，下端与所述第一导轨转动连接。
4.根据权利要求3所述的踏步式发电机，其特征在于，所述踏步轨道中两组所述第一导轨和第二导轨，分别设置于所述联体踏步的左右两侧。
5.根据权利要求3所述的踏步式发电机，其特征在于，所述第一导轨、第二导轨的前端离主驱动轮距离长，后端离主驱动轮距离短，整体呈水滴形形状。
6.根据权利要求2所述的踏步式发电机，其特征在于，所述第三导轨的前端离主驱动轮距离长，后端离主驱动轮距离短，整体呈水滴形形状。
7.根据权利要求1所述的踏步式发电机，其特征在于，在所述主驱动轮的中心轴处设有制动装置。
8.根据权利要求1所述的踏步式发电机，其特征在于，包括至少一个发电机，每个发电机的齿轮直接与所述中心齿轮啮合。
9.根据权利要求1所述的踏步式发电机，其特征在于，包括至少一个发电机，所述中心齿轮在与转速转换机构相连后再与每个发电机的齿轮进行啮合连接。
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