CN111181313A - 一种应急发电装置 - Google Patents

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Abstract

一种应急发电装置。本发明提供了一种脚踏发电装置，属于发电设备制造技术领域。所述运动转换机构包括踏板，滑块连杆组和压缩弹簧，踏板内部顶壁两侧设有上滑轨，滑块连杆组末端与终止滑块铰接，终止滑块与下滑轨配合；终止滑块一侧设有齿条支撑架，拉杆穿过前端盖与箱体外部的拉环固定；所述齿条与齿轮一啮合，齿轮一、齿轮二与齿轮一同轴；齿轮二与齿轮三部分啮合，齿轮三与转轴二固连；齿轮四与单向轴承一外圈过盈配合，单向轴承一内圈与转轴三过盈配合；所述齿轮三与齿轮五啮合，齿轮五与单向轴承二外圈过盈配合，单向轴承二内圈与转轴三过盈配合；所述转轴三上固定有锥齿轮一；所述锥齿轮二与发电机转轴固连；发电机与固定在底板上端立式支撑板固定。

Description

一种应急发电装置
技术领域
本发明涉及能源转化技术，发电设备制造技术领域。
背景技术
随着科学技术进步，越来越多的便携式电子设备被人们使用，如手机、平板、微型单反相机等设备与人们的生活息息相关。同时随着近年来户外探险活动的兴起，长时间户外活动中电子设备供电问题成为了一个需要解决的问题。因此，便携式应急发电设备成为了人们研究的一个热点问题。
据检索，目前已有相关的户外应急发电装置，如中国专利申请号为:201610743778.0名称为“一种应急发电装置”的中国发明专利，该装置包括温差发电装置，温差发电装置的冷端连接离子风冷却装置，温差发电装置的热端连接高温热导装置，温差发电装置的电力输出端与蓄电装置的输入端连接，蓄电装置连接有充电接口。该装置利用冷端和热端的温差进行发电，装置整体结构紧凑，易于携带，但温差发电效率低，且对外界温度条件要求较高，实用价值较低。
又如中国专利申请号为201810605131.0名称为“便携带移动式太阳能发电电源应急设备”的中国发明专利，其特征在于：该装置，包括从上至下依次设置的光电板部分、光电板固定架、应急电源箱、至少一组可折叠或可伸缩支撑固定脚。该装置通过太阳能发电，清洁环保，但存在能量转换速度慢，对环境适应性差，且系统可靠性低等缺陷。
鉴于上述应急发电装置的情况，研发一种发电效率高、结构简单可靠且环境适应性强的应急发电装置是有必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种应急发电装置，它能有效地解决户外电子设备的应急充电的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种应急发电装置，包括运动转换机构和能量转换机构，所述运动转换机构包括踏板，滑块连杆组和压缩弹簧，踏板为长方形，四周为板式裙边结构，踏板内部顶壁两侧设有上滑轨，两条上滑轨之间设有两组压缩弹簧，压缩弹簧的两端分别与踏板内部顶壁和上盖板固定，上盖板与踏板形状相同，左端上表面两侧设有铰接座，上盖板两侧与滑轨对应位置设有通槽，通槽外侧设有下滑轨；上滑轨设有滑块一，下滑轨设有滑块二，首滑块连杆组中的右向连杆下端与铰接座铰接，上端与滑块一铰接且同铰于左向连杆的上端，形成滑块连杆组，中间的滑块连杆组的右向连杆下端依次与前滑块连杆组的左向连杆下端通过滑块二同铰铰接，末滑块连杆组中的左向连杆下端与终止滑块铰接，终止滑块与下滑轨配合；终止滑块一侧设有齿条支撑架，齿条支撑架穿过通槽与齿条的一端固定，齿条另一端设有拉杆，拉杆穿过前端盖与箱体外部的拉环固定，前端板与箱体底座固连；所述齿条与齿轮一啮合，齿轮一与转轴一固连，齿轮二与齿轮一同轴，转轴一的两端通过轴承与两侧的侧板上部轴承孔一固定；齿轮二与齿轮三部分啮合，齿轮三与转轴二固连，转轴二的两端通过轴承与两侧的侧板下部轴承孔二固定；所述齿轮二与齿轮四啮合，齿轮四与单向轴承一外圈过盈配合，单向轴承一内圈与转轴三过盈配合；所述齿轮三与齿轮五啮合，齿轮五与单向轴承二外圈过盈配合，单向轴承二内圈与转轴三过盈配合，转轴三的两端通过轴承与两侧的侧板中部轴承孔三固定；所述转轴三上固定有锥齿轮一，锥齿轮一与锥齿轮二垂直啮合；所述锥齿轮二与发电机转轴固连；发电机与固定在底板上端立式支撑板固定；所述能量转换模块同时设有超级电容和充电装置，超级电容与底板上的立式支撑板固定，充电装置固定于底板上面。
所述连杆滑块组由连杆与滑块交错铰接形成，且不少于一组。
所述压缩弹簧成组设置，一组为两枚，均布在上盖板与踏板之间。
所述侧板对称布置于底板两侧，与底座固连，侧板立面设有上、中、下三个通孔，呈三角形分布，中部轴承孔三，上部轴承孔一，下部轴承孔二。
所述单向轴承一与单向轴承二的锁止方向相反。
所述底板设有立式支撑座，箱体后侧面设有插孔。
本发明的工作过程和工作原理：
当踩踏或者按压踏板时，踏板受压向下运动，压缩弹簧被压缩，滑块连杆组受压并推动终止滑块向右运动，终止滑块带动齿条支撑架向右运动，推动齿条向右运动；当松开踏板时，压缩弹簧的弹力带动踏板复位，滑块连杆组受拉并带动终止滑块向左运动，终止滑块带动齿条支撑架向左运动，带动齿条向左复位。
当向右拉动拉环时，与拉环固连的齿条受拉向右运动，齿条支撑架随之向右运动，带动终止滑块向右运动，滑块连杆组带动踏板向下运动，压缩弹簧被压缩；当拉环不再受力，弹簧的弹力带动踏板复位，连杆滑块组受拉并推动终止滑块向左运动，终止滑块带动齿条支撑架向左运动，带动齿条向左复位。
当齿条向右运动时，齿轮一顺时针旋转，带动转轴一与齿轮二顺时针旋转，与齿轮二啮合的齿轮三逆时针旋转，此时与齿轮三啮合的齿轮五顺时针旋转，单向轴承二锁死带动转轴三顺时针旋转，从而带动与转轴三固连的锥齿轮一顺时针旋转，与锥齿轮一啮合的锥齿轮二逆时针旋转带动发电机轴逆时针旋转，带动发电机产生电能，电能被储存在超级电容中，随后通过充电装置转换为可供使用的电能，通过插孔供电子设备使用。与此同时，齿轮二带动齿轮四逆时针旋转，单向轴承一自由转动，不对转轴三传递扭矩。
当齿条向左运动时，齿轮一逆时针旋转，带动转轴一与齿轮二逆时针旋转，与齿轮二啮合的齿轮四顺时针旋转，此时单向轴承一锁死带动转轴三顺时针旋转，从而带动与转轴三固连的锥齿轮一顺时针旋转，与锥齿轮一啮合的锥齿轮二逆时针旋转带动发电机轴逆时针旋转，带动发电机产生电能，电能被储存在超级电容中，随后通过充电装置转换为可供使用的电能，通过插孔供电子设备使用。与此同时，齿轮二带动齿轮三顺时针旋转，与齿轮三啮合的齿轮五逆时针旋转，单向轴承二自由转动，不对转轴三传递扭矩。
与现有技术比较，本发明的有益效果是：
一、本发明利用平行连杆滑块组来实现运动行程的放大，从而有效提高能力采集效率和发电能力。
二、本发明采用单向轴承来讲双向直线往复运动转换成单向旋转运动，避免了发电机双向旋转带来的损耗和发电效率的损失。
三、本装置以机械结构为主，结构紧凑，因此该装置可靠性高，造价低廉，易于携带使用。
附图说明
图1是本发明外观结构示意图；
图2是本发明整体结构布置示意图；
图3是本发明运动转换机构示意图；
图4是本发明运动转换机构极限位置示意图；
图5是本发明轮系结构布置示意图。
图6是本发明上盖板示意图。
图7是本发明底板示意图。
图8是本发明侧板示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步的详细说明：一种应急发电装置，包括运动转换机构和能量转换机构，所述运动转换机构包括踏板1，滑块连杆组和压缩弹簧5，踏板1为长方形，四周为板式裙边结构，踏板1内部顶壁两侧设有上滑轨3，两条上滑轨3之间设有两组压缩弹簧5，压缩弹簧5的两端分别与踏板1内部顶壁和上盖板6固定，上盖板6与踏板1形状相同，左端上表面两侧设有铰接座25，上盖板6两侧与上滑轨3对应位置设有通槽34，通槽34外侧设有下滑轨28；上滑轨3设有滑块一2，下滑轨28设有滑块二39，首滑块连杆组中的右向连杆26下端与铰接座25铰接，上端与滑块一2铰接且同铰于左向连杆38的上端，形成滑块连杆组，中间的滑块连杆组的右向连杆26下端依次与前滑块连杆组的左向连杆38下端通过滑块二39同铰铰接，末滑块连杆组中的左向连杆38下端与终止滑块4铰接，，终止滑块4与下滑轨28配合；终止滑块4一侧设有齿条支撑架27，齿条支撑架27穿过通槽34与齿条24的一端固定，齿条24另一端设有拉杆，拉杆穿过前端盖10与箱体外部的拉环7固定，前端板10与箱体底座21固连；所述齿条24与齿轮一29啮合，齿轮一29与转轴一9固连，齿轮二8与齿轮一29同轴，转轴一9的两端通过轴承32与两侧的侧板33上部轴承孔一36固定；齿轮二8与齿轮三12部分啮合，齿轮三12与转轴二11固连，转轴二11的两端通过轴承32与两侧的侧板33下部轴承孔二37固定；所述齿轮二8与齿轮四17啮合，齿轮四17与单向轴承一16外圈过盈配合，单向轴承一16内圈与转轴三13过盈配合；所述齿轮三12与齿轮五15啮合，齿轮五15与单向轴承二14外圈过盈配合，单向轴承二14内圈与转轴三13过盈配合，转轴三13的两端通过轴承32与两侧的侧板33中部轴承孔三31固定；所述转轴三13上固定有锥齿轮一23，锥齿轮一23与锥齿轮二30垂直啮合；所述锥齿轮二30与发电机22转轴固连；发电机22与固定在底板21上端立式支撑板35固定；所述能量转换模块同时设有超级电容18和充电装置19，超级电容18与底板21上的立式支撑板35固定，充电装置19固定于底板21上面。
所述连杆滑块组由连杆26与滑块2交错铰接形成，且不少于一组。
所述压缩弹簧5成组设置，一组为两枚，均布在上盖板6与踏板1之间。
所述侧板33对称布置于底板21两侧，与底座21固连，侧板33立面设有上、中、下三个通孔，呈三角形分布，中部轴承孔三31，上部轴承孔一36，下部轴承孔二37。
所述单向轴承一16与单向轴承二14的锁止方向相反。
所述底板21设有立式支撑座35，箱体后侧面设有插孔20。
本发明的工作过程和工作原理：
当踩踏或者按压踏板1时，踏板1受压向下运动，压缩弹簧5被压缩，滑块连杆组受压并推动终止滑块4向右运动，终止滑块4带动齿条支撑架27向右运动，推动齿条24向右运动；当松开踏板1时，压缩弹簧5的弹力带动踏板1复位，滑块连杆组受拉并带动终止滑块4向左运动，终止滑块4带动齿条支撑架27向左运动，带动齿条24向左复位。
当向右拉动拉环7时，与拉环7固连的齿条24受拉向右运动，齿条支撑架27随之向右运动，带动终止滑块4向右运动，滑块连杆组带动踏板1向下运动，压缩弹簧5被压缩；当拉环7不再受力，压缩弹簧5的弹力带动踏板1复位，连杆滑块组受拉并推动终止滑块4向左运动，终止滑块4带动齿条支撑架27向左运动，带动齿条24向左复位。
当齿条24向右运动时，齿轮一29顺时针旋转，带动转轴一9与齿轮二8顺时针旋转，与齿轮二8啮合的齿轮三12逆时针旋转，此时与齿轮三12啮合的齿轮五15顺时针旋转，单向轴承二14锁死带动转轴三13顺时针旋转，从而带动与转轴三13固连的锥齿轮一23顺时针旋转，与锥齿轮一23啮合的锥齿轮二30逆时针旋转带动发电机22轴逆时针旋转，带动发电机22产生电能，电能被储存在超级电容18中，随后通过充电装置19转换为可供使用的电能，通过插孔20供电子设备使用。与此同时，齿轮二8带动齿轮四17逆时针旋转，单向轴承一16自由转动，不对转轴三13传递扭矩。
当齿条24向左运动时，齿轮一29逆时针旋转，带动转轴一9与齿轮二8逆时针旋转，与齿轮二8啮合的齿轮四17顺时针旋转，此时单向轴承一16锁死带动转轴三13顺时针旋转，从而带动与转轴三13固连的锥齿轮一23顺时针旋转，与锥齿轮一23啮合的锥齿轮二30逆时针旋转带动发电机22轴逆时针旋转，带动发电机22产生电能，电能被储存在超级电容18中，随后通过充电装置19转换为可供使用的电能，通过插孔20供电子设备使用。与此同时，齿轮二8带动齿轮三12顺时针旋转，与齿轮三12啮合的齿轮五15逆时针旋转，单向轴承二14自由转动，不对转轴三13传递扭矩。

Claims (6)

1.一种应急发电装置，包括运动转换机构和能量转换机构，所述运动转换机构包括踏板(1)，滑块连杆组和压缩弹簧(5)，其特征在于：踏板(1)为长方形，四周为板式裙边结构，踏板(1)内部顶壁两侧设有上滑轨(3)，两条上滑轨(3))之间设有两组压缩弹簧(5)，压缩弹簧(5)的两端分别与踏板(1)内部顶壁和上盖板(6)固定，上盖板(6)与踏板(1)形状相同，左端上表面两侧设有铰接座(25)，上盖板(6)两侧与滑轨(3)对应位置设有通槽(34)，通槽(34)外侧设有下滑轨(28)，上滑轨(3)设有滑块一(2)，下滑轨(28)设有滑块二(39)，首滑块连杆组中的右向连杆(26)下端与铰接座(25)铰接，上端与滑块一(2)铰接且同铰于左向连杆(38)的上端，形成滑块连杆组，中间的滑块连杆组的右向连杆(26)下端依次与前滑块连杆组的左向连杆(38)下端通过滑块二(39)同铰铰接，末滑块连杆组中的左向连杆(38)下端与终止滑块(4)铰接，终止滑块(4)与下滑轨(28)配合；终止滑块(4)一侧设有齿条支撑架(27)，齿条支撑架(27)穿过通槽(34)与齿条(24)的一端固定，齿条(24)另一端设有拉杆，拉杆穿过前端盖(10)与箱体外部的拉环(7)固定，前端板(10)与箱体底座(21)固连；所述齿条(24)与齿轮一(29)啮合，齿轮一(29)与转轴一(9)固连，齿轮二(8)与齿轮一(29)同轴，转轴一(9)的两端通过轴承(32)与两侧的侧板(33)上部轴承孔一(36)固定；齿轮二(8)与齿轮三(12)部分啮合，齿轮三(12)与转轴二(11)固连，转轴二(11)的两端通过轴承(32)与两侧的侧板(33)下部轴承孔二(37)固定；所述齿轮二(8)与齿轮四(17)啮合，齿轮四(17)与单向轴承一(16)外圈过盈配合，单向轴承一(16)内圈与转轴三(13)过盈配合；所述齿轮三(12)与齿轮五(15)啮合，齿轮五(15)与单向轴承二(14)外圈过盈配合，单向轴承二(14)内圈与转轴三(13)过盈配合，转轴三(13)的两端通过轴承(32)与两侧的侧板(33)中部轴承孔三(31)固定；所述转轴三(13)上固定有锥齿轮一(23)，锥齿轮一(23)与锥齿轮二(30)垂直啮合；所述锥齿轮二(30)与发电机(22)转轴固连；发电机(22)与固定在底板(21)上端立式支撑板(35)固定；所述能量转换机构同时设有超级电容(18)和充电装置(19)，超级电容(18)与底板(21)上的立式支撑板(35)固定，充电装置(19)固定于底板21上面。
2.根据权利要求1所述的一种应急发电装置，其特征在于：所述连杆滑块组由连杆(26)与滑块(2)交错铰接形成，且不少于一组。
3.根据权利要求1所述的一种应急发电装置，其特征在于：所述压缩弹簧(5)成组设置，一组为两枚，均布在上盖板(6)与踏板(1)之间。
4.根据权利要求1所述的一种应急发电装置，其特征在于：所述侧板(33)对称布置于底板(21)两侧，与底座(21)固连，侧板(33)立面设有上、中、下三个通孔，呈三角形分布，中部轴承孔三(31)，上部轴承孔一(36)，下部轴承孔二(37)。
5.根据权利要求1所述的一种应急发电装置，其特征在于：所述单向轴承一(16)与单向轴承二(14)的锁止方向相反。
6.根据权利要求1所述的一种应急发电装置，其特征在于：所述底板(21)设有立式支撑座(35)，箱体后侧面设有插孔(20)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112459979A (zh) * 2020-11-16 2021-03-09 一汽奔腾轿车有限公司 一种车载运动兼发电装置

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