CN113661647A - 能量转换装置和相关系统 - Google Patents

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Abstract

一种能量转换组件，其包括输入轴，所述输入轴通过第一方向限制装置联接到第一环形齿轮，所述第一方向限制装置被构造成允许第一环形齿轮沿第一方向旋转，并且基本上禁止第一环形齿轮沿第二方向旋转。所述输入轴可以通过第二方向限制装置联接到第二环形齿轮，所述第二方向限制装置被构造成允许所述第二环形齿轮沿所述第二方向旋转，并且基本上禁止所述第二环形齿轮沿所述第一方向旋转。所述组件可以包括与所述第一环形齿轮接合的第一传动齿轮、与所述第二环形齿轮接合的第二传动齿轮、可操作地联接到所述第二传动齿轮的转换齿轮以及联接到所述第一传动齿轮和所述转换齿轮的传动轴。

Description

能量转换装置和相关系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年3月25日提交的题为“能量转换装置”的美国临时专利申请序列号62/823,141的申请日的权益。
技术领域
本公开总体上涉及用于经由发电机将机械运动转换为电能的能量转换装置，并且涉及结合此类装置用于各种应用的系统。
背景技术
化石燃料成本的增加增加了对获得和利用能源的替代方法手段的探索。通常，替代方法涉及发电机，所述发电机被构造成利用其他类型的能量(诸如来自介质移动的动能)，并将能量转换为电能。一些示例包括通过旋转风车的叶片将来自空气运动的动能转化为电能的风车。另一示例包括水力发电大坝，其将流下的水通过涡轮机流过大坝，同时将流动的水的动能转换为电能。
用于为内燃发动机车辆提供动力的化石燃料成本不断增加也导致了混合动力车辆的发展。混合动力车辆由内燃发动机和电动马达提供动力。电动马达由设置在车辆上的电池供电。内燃发动机通常通过发电机为电池供电。发电机与内燃发动机机械连接并且与电池电连接。内燃发动机的操作使发电机的电枢相对于发电机的定子旋转，从而产生为电池充电的电力。在传统混合动力车辆的操作中，依靠内燃发动机的输出来旋转发电机的电枢以产生为车辆电池再充电的电能。
发明内容
本公开的实施方案可以包括一种能量转换组件。所述组件可以包括输入轴。所述组件还可以包括通过第一方向限制装置联接到所述输入轴的第一环形齿轮。所述第一方向限制装置可以被构造成允许所述第一环形齿轮沿第一方向旋转并且基本上禁止所述第一环形齿轮沿第二方向旋转。所述组件还可以包括通过第二方向限制装置联接到所述输入轴的第二环形齿轮。所述第二方向限制装置可以被构造成允许所述第二环形齿轮沿所述第二方向旋转并且基本上禁止所述第二环形齿轮沿所述第一方向旋转。所述组件还可以包括与所述第一环形齿轮接合的第一传动齿轮。所述组件还可以包括与所述第二环形齿轮接合的第二传动齿轮。所述组件还可以包括可操作地联接到所述第二传动齿轮的转换齿轮。所述组件还可以包括联接到所述第一传动齿轮和所述转换齿轮的传动轴。
本公开的另一个实施方案可以包括一种潮汐发电机。所述潮汐发电机可以包括浮子。所述潮汐发电机还可以包括可操作地联接到所述浮子的倍增齿轮。所述潮汐发电机还可以包括与所述倍增齿轮可操作地接合的输入齿轮。所述输入齿轮可操作地联接到输入轴。所述潮汐发电机还可以包括通过第一单向轴承联接到所述输入轴的第一环形齿轮。所述第一单向轴承可以被构造成允许所述第一环形齿轮沿第一方向旋转并且基本上禁止所述第一环形齿轮沿第二方向旋转。所述潮汐发电机还可以包括通过第二单向轴承联接到所述输入轴的第二环形齿轮。所述第二单向轴承可被构造成允许所述第二环形齿轮沿所述第二方向旋转并且基本上禁止所述第二环形齿轮沿所述第一方向旋转。所述潮汐发电机还可以包括与所述第一环形齿轮接合的第一传动齿轮。所述潮汐发电机还可以包括与所述第二环形齿轮接合的第二传动齿轮。所述潮汐发电机还可以包括可操作地联接到所述第二传动齿轮的转换齿轮。所述潮汐发电机还可以包括联接到所述第一传动齿轮和所述转换齿轮的传动轴。
本公开的另一个实施方案可以包括一种发电机。所述发电机可以包括可操作地联接到输入轴的输入齿轮。所述发电机还可以包括可操作地联接到所述输入齿轮的振荡构件。所述发电机还可以包括通过第一单向轴承联接到所述输入轴的第一环形齿轮。所述第一单向轴承可以被构造成允许所述第一环形齿轮沿第一方向旋转并且基本上禁止所述第一环形齿轮沿第二方向旋转。所述发电机还可以包括至少一个磁体，所述至少一个磁体联接到所述第一环形齿轮并被构造成与所述第一环形齿轮一起旋转。所述发电机还可以包括通过第二单向轴承联接到所述输入轴的第二环形齿轮。所述第二单向轴承可被构造成允许所述第二环形齿轮沿所述第二方向旋转并且基本上禁止所述第二环形齿轮沿所述第一方向旋转。所述发电机还可以包括电枢，所述电枢联接到所述第二环形齿轮并被构造成与所述第二环形齿轮一起旋转。所述发电机还可以包括与所述第一环形齿轮接合的第一传动齿轮。所述发电机还可以包括与所述第二环形齿轮接合的第二传动齿轮。所述发电机还可以包括可操作地联接到所述第二传动齿轮的转换齿轮。所述发电机还可以包括联接到所述第一传动齿轮和所述转换齿轮的传动轴。
附图说明
为详细理解本公开，应结合附图参考以下详细描述，其中相同的元件一般用相同的标号指定，并且其中：
图1示出了根据本公开的实施方案的能量转换设备的透视图；
图2示出了根据本公开的实施方案的图1的能量转换设备的另一透视图；
图3示出了根据本公开的实施方案的图1和图2的能量转换设备的另一透视图，其中盖子被移除；
图4示出了根据本公开的实施方案的图1至图3的能量转换设备的环形齿轮组件的实施方案的透视图；
图5示出了根据本公开的实施方案的图4的环形齿轮组件的平面图；
图6示出了根据本公开的实施方案的图4和图5的环形齿轮组件的放大图；
图7示出了根据本公开的实施方案的图1至图3的能量转换设备的发电机组件的透视放大图；
图8示出了根据本公开的实施方案的图7的发电机组件的另一透视放大图；
图9示出了根据本公开的实施方案的图7和图8的发电机组件的侧视放大图；
图10示出了根据本公开的实施方案的图1至图3的能量转换设备的内齿轮组件的透视图；
图11示出了根据本公开的实施方案的图10的内齿轮组件的另一透视图；
图12示出了根据本公开的实施方案的图1至图3的能量转换设备的透视图，其中盖子被移除；
图13示出了根据本公开的实施方案的用于图1至图3的能量转换设备中的环形齿轮组件的平面图；
图14示出了根据本公开的实施方案的图1至图3的能量转换设备的另一透视图，其中盖子被移除；
图15示出了根据本公开的实施方案的包括图1至图3的能量转换设备的实施方案的悬架系统，其中盖子被移除；
图16示出了根据本公开的实施方案的图15的悬架系统的实施方案的放大图；
图17示出了根据本公开的实施方案的图15的悬架系统的实施方案的放大图；
图18示出了根据本公开的实施方案的包括图1至图3的能量转换设备的实施方案的潮汐发电机的实施方案，其中盖子被移除；
图19和图20示出了根据本公开的实施方案的包括图1至图3的能量转换设备的实施方案的波浪运动利用装置的实施方案；并且
图21示出了根据本公开的实施方案的图19和图20的波浪运动利用装置的一部分的放大图。
具体实施方式
本文呈现的图示不是任何特定能量转换组件、机动车辆、波利用组件或此类组件的部件的实际视图，而仅仅是用于描述本发明的理想化表示。
如本文所用，除非上下文另有明确指示，否则“一个”、“一种”和“所述”之后的单数形式也旨在包括复数形式。
如本文所用，关于材料、结构、特征或方法动作的术语“可以”表示预期将其用于实施本公开的实施方案，并且此类术语优先于更具限制性的术语“是”使用以避免暗示其他兼容材料、结构、特征和可与其组合使用的方法应该或必须被排除在外。
如本文所用，任何关系术语，例如“第一”、“第二”、“前”、“后”等，是为了清楚和方便理解本公开和附图而使用的，并不意味着或依赖于任何特定的偏好或顺序，除非上下文另有明确说明。
如本文所用，关于给定参数、属性或条件的术语“基本上”意指并包括本领域技术人员将理解的给定参数、属性或条件以具有较小程度的差异满足，诸如在可接受的制造公差内。例如，基本满足的参数可以是至少约90％满足、至少约95％满足、或甚至至少约99％满足。
如本文所用，关于给定参数使用的术语“约”包括所述值并且具有上下文所规定的含义(例如，它包括与给定参数的测量相关的误差程度，以及制造公差等引起的变化)。
如上所述，化石燃料成本的增加已经增加了用于转换能量的替代方法的使用，而不是燃烧化石燃料。可用于转换成电能的一种类型的动能可以是振荡运动，诸如振动、水体上的波浪或弹簧系统(诸如悬架系统)的运动。
本公开中描述的实施方案包括用于将诸如车辆(例如汽车、轿车、卡车、半卡车、机车、全地形车(ATV)、多功能车(UTV)、牵引车等)所经历的振动或水体(例如海洋、大海、湖泊、池塘、河流等)上的波浪的振荡运动转换成可用能量(诸如电能)的能量转换设备。本公开的实施方案可以将振荡运动转换为单一方向的旋转。单向旋转可以旋转内部发电机，所述内部发电机被构造成通过相对于一系列线圈旋转磁体来产生电力。
仅通过振动产生电力可提供优于传统能量转换装置(例如，在车辆制动时捕获能量的装置)的优势。例如，本公开的能量转换装置可以允许车辆从车辆在任何时间移动时发生的悬架振动产生电力。上述可以减少可充电电池的极端循环并且可以减少燃料消耗。此外，本公开的一些实施方案可以允许直接从波浪在水体上的振荡运动产生电力(例如，提供可再生能源)，这可以提高潮汐发电机的效率，所述潮汐发电机在发电之前多次转换波浪的能量，诸如从波浪中产生液压，所述液压然后用于转动液压泵以发电。
在一些实施方案中，能量转换装置可附接到当前未使用能量转换装置的当前车辆。例如，本公开的能量转换装置可以为大多数(如果不是全部)车辆提供“夹装”装置/解决方案以捕获额外的能量并减少燃料消耗。
图1示出了根据本公开的一个或多个实施方案的能量转换设备100。能量转换设备100可以包括可操作地联接到输入齿轮104的输入臂102。在一些实施方案中，输入臂102可以通过输入轴106联接到输入齿轮104。在其他实施方案中，输入臂102可以通过附加齿轮(诸如倍增齿轮110)联接到输入齿轮104。例如，如图1所示，输入臂108可以联接到倍增齿轮110，并且倍增齿轮110的齿轮齿可以接合输入齿轮104的齿轮齿，使得输入臂108的运动通过倍增齿轮110传递到输入齿轮104。在一些实施方案中，输入臂102可以联接到线性齿轮，所述线性齿轮可以通过线性齿轮上的齿和输入齿轮104的齿之间的相互作用(诸如齿条和小齿轮接合)与输入齿轮104可操作地接合。
虽然图1示出了具有输入臂102和输入臂108两者的能量转换设备100，但是能量转换设备100的一些实施方案可以仅包括输入臂102和输入臂108中的一个或另一个，使得能量或者通过输入臂102直接输入或者通过输入臂108借助倍增齿轮110输入到输入齿轮104中。
输入齿轮104可以通过输入轴106可操作地联接到能量转换设备100。例如，能量转换设备100可以包括壳体112，并且输入轴106可以穿过壳体112中的开口。壳体112中的开口可以包括套筒，所述套筒被构造成保护输入轴106和/或允许输入轴106自由旋转。例如，套筒可以是衬套或轴承。
在一些实施方案中，能量转换设备100可以不包括输入齿轮104。例如，输入臂102可以直接联接到输入轴106，使得输入臂102的运动可以直接通过输入轴106而不首先通过输入齿轮104传递到能量转换设备100的内部部件。
壳体112可以被构造成将能量转换设备100的内部部件封装在壳体112内限定的空腔114内。壳体112可以被构造成保护内部部件免受损坏。例如，壳体112可以保护内部部件免受冲击损坏，例如与相邻机械部件的冲击或与异物(诸如碎屑)的冲击。在一些实施方案中，壳体112可以被构造成保护能量转换设备100的内部部件免受环境因素(诸如湿气、灰尘、热、冷等)的影响。在一些实施方案中，壳体112可以允许能量转换设备100被安装到诸如框架、墙壁等的结构上，所述结构被构造成将能量转换设备100保持在相对于移动部件的静止位置。
图2示出了能量转换设备100，其中壳体112的前壁和侧壁被移除以更好地描绘能量转换设备100的内部部件。如上所述，输入齿轮104可以联接到输入轴106。输入齿轮104和/或输入臂102可以通过输入轴106可操作地联接到能量转换设备100内的一个或多个齿轮202、204、206。例如，输入轴106可以联接到第一环形齿轮202和第二环形齿轮204，使得输入齿轮104和/或输入臂102的运动可以传递到第一环形齿轮202和第二环形齿轮204中的至少一个。在一些实施方案中，输入轴106可以可操作地联接到第一环形齿轮202、第二环形齿轮204和第三环形齿轮206中的每一个。在一些实施方案中，第一环形齿轮202、第二环形齿轮204和第三环形齿轮206可以通过附加机构(诸如齿轮、齿轮箱、液压装置、轮齿、带轮、皮带等)联接在一起。
图3示出了能量转换设备100的实施方案，其中壳体112的壁被移除以更好地示出能量转换设备100的内部部件。如上所述，输入轴106可以可操作地联接到第一环形齿轮202、第二环形齿轮204和第三环形齿轮206。在一些实施方案中，输入轴106可以联接到第一环形齿轮202，使得输入轴106的运动可以使第一环形齿轮202沿基本相同的方向运动(例如旋转)。例如，如果输入臂102相对于输入轴106的轴线316沿顺时针方向旋转，则输入臂102可使输入轴106沿顺时针方向旋转。输入轴106可随后使第一环形齿轮202围绕轴线316沿顺时针方向旋转。在一些实施方案中，输入轴106可联接到第二环形齿轮204，使得输入轴106可使第二环形齿轮204以与输入轴106基本相同的方向旋转。
输入轴106与第一环形齿轮202和/或第二环形齿轮204之间的联接可以被构造成仅沿一个方向将旋转运动从输入轴106传递到第一环形齿轮202和/或第二环形齿轮204，而不沿相反方向将旋转运动传递到第一环形齿轮202和/或第二环形齿轮204。结果，当输入轴106沿第一方向和第二方向来回旋转时，输入轴106可以被构造成使得第一环形齿轮202和第二环形齿轮204相对于彼此旋转，使得第一环形齿轮202沿第一方向旋转并且第二环形齿轮204沿第二方向旋转。在一些实施方案中，对第一环形齿轮202和第二环形齿轮204可以旋转的方向的限制可以通过方向限制装置来促进，诸如单向轴承(例如，楔块轴承、楔块离合器、滑动离合器、防倒转件等)。在一些实施方案中，方向限制可以通过环形齿轮202、204、206或者将环形齿轮202、204、206联接到输入轴106的驱动构件的设计来促进，如下面关于图13进一步详细描述的。
第一环形齿轮202、第二环形齿轮204和第三环形齿轮206可以通过另一组齿轮连接，使得第一环形齿轮202、第二环形齿轮204和第三环形齿轮206的运动可以彼此传递。例如，能量转换设备100可以包括第一传动轴302，所述第一传动轴包括第一传动齿轮304和第一转换齿轮306。能量转换设备100还可以包括第二传动轴308，所述第二传动轴包括第二转换齿轮310和第二传动齿轮312。第一传动齿轮304可以与第一环形齿轮202可操作地接合，使得第一环形齿轮202的运动可通过第一环形齿轮202和第一传动齿轮304的互锁齿传递到第一传动齿轮304。第一转换齿轮306可以通过第一传动轴302联接到第一传动齿轮304，使得第一转换齿轮306以与第一传动齿轮304基本相同的转速和方向移动。第二转换齿轮310可以与第一转换齿轮306可操作地接合，使得第一转换齿轮306的运动可以通过第一转换齿轮306和第二转换齿轮310的互锁齿传递到第二转换齿轮310。第一转换齿轮306和第二转换齿轮310的操作性接合可使第二转换齿轮310沿与第一转换齿轮306相反的旋转方向旋转。第二转换齿轮310可以通过第二传动轴308联接到第二传动齿轮312，使得第二传动齿轮312以与第二转换齿轮310基本相同的转速和方向移动。第二传动齿轮312可以与第二环形齿轮204可操作地接合，使得第二传动齿轮312的运动可以通过第二传动齿轮312和第二环形齿轮204的互锁齿传递到第二环形齿轮204。第二传动齿轮312可使第二环形齿轮204沿与第一环形齿轮202的旋转方向相反的旋转方向旋转。第一传动轴302和第二传动轴308以及所描述的相关联齿轮可以类似地将第二环形齿轮204的运动传递到第一环形齿轮202，使得第一环形齿轮202可以沿与第二环形齿轮204相反的方向旋转。
将输入轴106联接到第一环形齿轮202和第二环形齿轮204的方向限制装置318可以允许输入轴106在输入轴106旋转时驱动第一环形齿轮202和第二环形齿轮204中的一个，同时使得第一环形齿轮202能够沿第一相应方向旋转并且第二环形齿轮204能够沿与第一相应方向相反的第二相应方向旋转，而与输入轴106旋转的方向无关。由输入轴106驱动的环形齿轮202、204可将旋转传递给相关联的第一传动齿轮304或第二传动齿轮312。第一传动轴302、第二传动轴308和相关联的齿轮304、306、310、312可以将被驱动的环形齿轮202、204的运动传递到未被输入轴106驱动的环形齿轮202、204，使得第一环形齿轮202和第二环形齿轮204各自沿相同的相应方向旋转，而不管输入轴106旋转的方向如何，其中第一环形齿轮202的相应方向与第二环形齿轮204的相应方向相反。
例如，输入轴106可以通过相应的方向限制装置318联接到第一环形齿轮202和第二环形齿轮204。与第一环形齿轮202相关联的方向限制装置318可以允许输入轴106沿第一方向旋转第一环形齿轮202，并且可以允许输入轴106沿第二方向相对于第一环形齿轮202旋转，而不会使第一环形齿轮202沿第二方向旋转。类似地，与第二环形齿轮204相关联的方向限制装置318可以允许输入轴106沿第二方向旋转第二环形齿轮204，并且可以允许输入轴106沿第一方向相对于第二环形齿轮204旋转，而不会使第二环形齿轮204沿第一方向旋转。
当输入轴106沿第一方向旋转时，输入轴106可以通过相关联的方向限制装置318使第一环形齿轮202沿第一方向旋转。输入轴106可以相对于第二环形齿轮204旋转，而不直接在第二环形齿轮204上传递旋转。第一环形齿轮202可以通过第一环形齿轮202和第一传动齿轮304之间的操作性接合使第一传动齿轮304旋转。第一传动齿轮304可通过第一传动轴302使第一转换齿轮306旋转。第一转换齿轮306可以通过第一转换齿轮306和第二转换齿轮310之间的操作性接合而使第二转换齿轮310旋转。第二转换齿轮310可通过第二传动轴308使第二传动齿轮312旋转。如上所述，第一转换齿轮306和第二转换齿轮310之间的操作性接合可以有效地反转旋转方向，使得第二传动轴308沿与第一传动轴302相反的方向旋转。第二传动齿轮312可以通过第二传动齿轮312和第二环形齿轮204之间的操作性接合使第二环形齿轮204旋转。由于第一转换齿轮306和第二转换齿轮310之间的操作性接合引起的方向反转，第二环形齿轮204可以沿与输入轴106和第一环形齿轮202的第一方向相反的第二方向旋转。
输入轴106和第二环形齿轮204之间的方向限制装置318可以允许第二环形齿轮204在输入轴106沿第一方向旋转时沿第二方向旋转。因此，输入轴106可以沿第一方向直接驱动第一环形齿轮202，同时通过第一传动轴302、第二传动轴308和相关联的齿轮304、306、310、312沿第二方向间接驱动第二环形齿轮204。
在一些情况下，输入轴106可以反转方向并沿第二方向旋转。当输入轴106沿第一方向旋转时，输入轴106可通过相关联的方向限制装置318使第二环形齿轮204沿第二方向旋转。输入轴106可以相对于第一环形齿轮202旋转，而不直接在第一环形齿轮202上传递旋转。第二环形齿轮204可以通过第二环形齿轮204和第二传动齿轮312之间的操作性接合使第二传动齿轮312旋转。第二传动齿轮312可通过第二传动轴308使第二转换齿轮310旋转。第二转换齿轮310可以通过第一转换齿轮306和第二转换齿轮310之间的操作性接合使第一转换齿轮306旋转。第一转换齿轮306可通过第一传动轴302使第一传动齿轮304旋转。如上所述，第一转换齿轮306和第二转换齿轮310之间的操作性接合可以有效地反转旋转方向，使得第一传动轴302沿与第二传动轴308相反的方向旋转。第一传动齿轮304可以通过第一传动齿轮304和第一环形齿轮202之间的操作性接合使第一环形齿轮202旋转。由于由第一转换齿轮306和第二转换齿轮310之间的操作性接合引起的方向反转，第一环形齿轮202可以沿与输入轴106和第二环形齿轮204的第二方向相反的第一方向旋转。
输入轴106和第一环形齿轮202之间的方向限制装置318可以允许第一环形齿轮202在输入轴106沿第二方向旋转时沿第一方向旋转。因此，输入轴106可以沿第二方向直接驱动第二环形齿轮204，同时通过第二传动轴308、第一传动轴302和相关联的齿轮304、306、310、312沿第一方向间接驱动第一环形齿轮202。
在一些情况下，输入轴106可以在沿第一方向旋转和沿第二方向旋转之间重复地振荡转变。如上所述，方向限制装置318可以允许第一环形齿轮202和第二环形齿轮204被输入轴106选择性地接合，使得第一环形齿轮202和第二环形齿轮204沿相应的第一方向和第二方向旋转，而与输入轴106的旋转方向无关。因此，对于第一环形齿轮202和第二环形齿轮204中的每一个，能量转换设备100可以将输入轴106的振荡旋转转换成沿单一方向的旋转。
在一些实施方案中，能量转换设备100可以包括第三环形齿轮206。在一些实施方案中，第三环形齿轮206可以可操作地联接到第一环形齿轮202。例如，第三环形齿轮206可以通过第一传动轴302可操作地联接到第一环形齿轮202。如上所述，第一传动齿轮304可以通过互锁齿与第一环形齿轮202可操作地接合。第一传动齿轮304可以通过第一传动轴302可操作地联接到第三传动齿轮314。第三传动齿轮314可以通过互锁齿以类似于第一传动齿轮304和第一环形齿轮202之间的操作性接合的方式与第三环形齿轮206可操作地接合。第一环形齿轮202可以通过第一环形齿轮202和第一传动齿轮304之间的操作性接合而使第一传动轴302旋转。第一传动轴302进而可使第三传动齿轮314沿与第一传动齿轮304相同的方向旋转。第一传动齿轮304然后可以使第三环形齿轮206沿与第一环形齿轮202基本相同的方向旋转。
因此，第一环形齿轮202和第三环形齿轮206可以沿第一方向旋转，而第二环形齿轮204可以沿与第一环形齿轮202和第三环形齿轮206相反的第二方向旋转。当第一环形齿轮202和第三环形齿轮206沿与第二环形齿轮204相反的方向旋转时，第一环形齿轮202或第三环形齿轮206和第二环形齿轮204之间的相对转速可以大于每个单独的第一环形齿轮202、第二环形齿轮204和第三环形齿轮206的转速。例如，如果第一环形齿轮202、第二环形齿轮204和第三环形齿轮206中的每一个都以基本相同的速度旋转，则第一环形齿轮202或第三环形齿轮206和第二环形齿轮204之间的相对转速可以是单独转速的大致两倍。如下文更详细描述的，相对于彼此旋转第一环形齿轮202、第二环形齿轮204和第三环形齿轮206可以产生电能。
在一些实施方案中，第三环形齿轮206可以通过诸如轴承(例如，滑动轴承、滚针轴承、滚珠轴承、推力轴承、锥形轴承、磁性轴承等)的可旋转联接器联接到输入轴106。可旋转联接器可被构造成允许第三环形齿轮206围绕输入轴106自由旋转。例如，输入轴106可以限制第三环形齿轮206的径向运动，使得第三环形齿轮206保持与输入轴106基本同轴，同时允许围绕输入轴106的旋转运动，而不管输入轴106的旋转方向如何。在一些实施方案中，第三环形齿轮206可以类似于第一环形齿轮202通过方向限制装置318被输入轴106选择性地接合。
在一些实施方案中，能量转换设备100可以包括附加的环形齿轮，所述附加的环形齿轮通过相应的第一传动轴302和第二传动轴308可操作地联接到第一环形齿轮202或第二环形齿轮204，类似于第一环形齿轮202和第三环形齿轮206的操作性联接。例如，能量转换设备100可以包括在第三环形齿轮206的与第二环形齿轮204相对的一侧上的第四环形齿轮。第四环形齿轮可以沿着输入轴106与第一环形齿轮202、第二环形齿轮204和第三环形齿轮206基本同轴。在一些实施方案中，第四环形齿轮可以通过第二传动轴308可操作地联接到第二环形齿轮204，使得第四环形齿轮沿与第二环形齿轮204基本相同的方向旋转，并且与第一环形齿轮202和第三环形齿轮206的旋转方向相反。能量转换设备100可以具有扩展至五个环形齿轮、六个环形齿轮、七个环形齿轮等类似的成堆的同轴环形齿轮。同轴环形齿轮可以交替旋转方向，使得没有一个同轴环形齿轮与邻近的同轴环形齿轮沿相同的方向旋转。例如，每个同轴环形齿轮可以由第一传动轴302和第二传动轴308中不同于邻近的同轴环形齿轮的一个传动轴驱动。
在一些实施方案中，输入轴106可以驱动一组以上的同轴环形齿轮202、204、206。例如，输入轴106可以可操作地联接到另一类似构造的能量转换设备100，使得第一能量转换设备100和第二能量转换设备100’堆叠在同一输入轴106上。如上所述，输入轴106可以通过方向限制装置318可操作地联接到第一能量转换设备100的第一环形齿轮202和第二环形齿轮204。输入轴106可以延伸超过第三环形齿轮206，并且接合第二能量转换设备100’的第一环形齿轮202’和第二环形齿轮204’。第一能量转换设备100和第二能量转换设备100’可以分开，使得第一能量转换设备100的第一传动轴302和第二传动轴308不联接到第二能量转换设备100’的第一传动轴302’和第二传动轴308’，使得第一能量转换设备100的成组的同轴环形齿轮202、204、206能够独立于第二能量转换设备100中的同轴环形齿轮组202’、204’、206’移动。
图4示出了根据本公开的一个或多个实施方案的第一环形齿轮组件400的实施方案。第一环形齿轮组件400可以包括第一环形齿轮202。第一环形齿轮202可以联接到板状磁体402。板状磁体402可以包括围绕芯414径向布置的多个永磁体410。永磁体410可以被布置成使得永磁体410的磁极(例如北极、南极)围绕芯414交替。换句话说，每个永磁体410可以具有与相邻永磁体410不同的极性。例如，第一永磁体410可以被布置成使得永磁体410的北极径向向外(例如，更远离板状磁体402的轴线)。围绕芯414布置在邻近径向位置的永磁体410可以布置成使得永磁体410的南极径向向外。在一些实施方案中，板状磁体402可以包括围绕芯414布置的四个以上的永磁体410，例如在大约八个和大约四十个永磁体410之间或者在大约十个和大约三十个永磁体410之间。永磁体410可以被布置成使得永磁体410围绕芯414径向等距间隔开(例如，使得每个永磁体410之间的角位移基本相同)。
芯414可以由铁磁材料(诸如铁、镍、钴、钆及其合金(例如钢))形成。永磁体410可以通过硬件(例如，螺钉、螺栓、铆钉、销等)、粘合剂，环氧树脂、加热过程、熔化过程、模制过程或它们的组合附接到芯414。例如，永磁体410可以通过环氧树脂模制工艺模制到芯414中。在一些实施方案中，永磁体410可以用硬件联接到芯414，并用环氧树脂固定。
板状磁体402可以包括围绕板状磁体402径向布置的多个安装孔404。安装孔404可以被构造成接收硬件，诸如螺栓、螺柱、螺钉、铆钉等。硬件可以设置在安装孔404中，以将板状磁体402固定到第一环形齿轮202。在一些实施方案中，第一环形齿轮202可以包括互补孔，所述互补孔被构造成接收穿过安装孔404的硬件。例如，螺柱或螺栓可以穿过第一环形齿轮202，并进入或穿过板状磁体402中的安装孔404。在一些实施方案中，诸如螺柱的硬件可以从第一环形齿轮202的表面延伸，使得板状磁体402可以套设在螺柱上，其中螺柱穿过板状磁体402中的安装孔404。在一些实施方案中，硬件可以包括头部，所述头部被构造成抵靠板状磁体402的表面邻接，将板状磁体402固定到第一环形齿轮202。在一些实施方案中，硬件可以包括螺纹或另一种联接装置(例如，凹槽、锁定销、u形夹销等)，其被构造成接收附加硬件，诸如螺母、销、垫圈、锁紧垫圈、锁紧螺母、槽顶螺母等，使得附加硬件可以抵靠板状磁体402的表面邻接，将板状磁体402固定到第一环形齿轮202。
第一环形齿轮组件400可以包括间隔件408，所述间隔件被构造成相对于第一环形齿轮202轴向定位板状磁体402(例如，沿轴向方向移位)。例如，间隔件408可以被构造成将板状磁体402相对于诸如电枢(例如，电枢702(图7))的毗邻部件定位在最佳位置。可以确定最佳位置，使得板状磁体402可以与毗邻部件相互作用，同时第一环形齿轮202不干扰毗邻部件的移动。如下面关于图7进一步详细描述的，板状磁体402和电枢702可以形成发电机。板状磁体402相对于电枢702的旋转可以通过由板状磁体402和电枢702之间的相对旋转引起的旋转磁场来发电。
在一些实施方案中，间隔件408可以形成为第一环形齿轮202的一部分。例如，间隔件408可以由第一环形齿轮202的表面加工而成。在一些实施方案中，间隔件408可以在锻造或模制过程中形成。在一些实施方案中，间隔件408可以是联接到第一环形齿轮202的单独部件。例如，间隔件408可以通过粘合剂(例如，胶水、环氧树脂等)、物理化学过程(例如，焊接、锡焊等)或者硬件连接(例如，螺母和螺栓、螺钉、铆钉等)联接到第一环形齿轮202。在一些实施方案中，间隔件408可以包括与板状磁体402和/或第一环形齿轮202中的安装孔404互补的安装孔。用于将板状磁体402安装到第一环形齿轮202的硬件可以穿过间隔件408中的互补安装孔以及磁体中的安装孔404和第一环形齿轮202中的互补孔。当拧紧硬件以将板状磁体402固定到第一环形齿轮202时，间隔件408可以径向和轴向地固定在板状磁体402和第一环形齿轮202之间。
第一环形齿轮组件400可以包括单向轴承412，所述单向轴承被构造成上述方向限制装置318。单向轴承412可被构造成选择性地将旋转力从输入轴106传递到第一环形齿轮202。如上所述，单向轴承412可以将沿第一方向的旋转力从输入轴106传递到第一环形齿轮202，并且可以允许输入轴106沿第二方向旋转，而不将沿第二方向的旋转力传递到第一环形齿轮202。单向轴承412可以被构造成通过输入轴106和单向轴承412之间的互补几何特征(诸如，键406)从输入轴106接收旋转力。
键406可以沿着输入轴106的外表面轴向延伸。键406可以是从输入轴106伸出的突起，所述突起被构造成与单向轴承412中的互补凹槽相互作用，如图4所示。在一些实施方案中，键406可以是输入轴106中的轴向凹槽，所述轴向凹槽被构造成与单向轴承412中的互补突起相互作用。在一些实施方案中，单向轴承412和/或输入轴106可以包括多个凹槽和/或突起，诸如两个、四个、八个等。
图5示出了第一环形齿轮组件400的平面图。单向轴承412可以设置在轴承壳502中。轴承壳502可以被构造成接收来自单向轴承412的旋转输入。例如，单向轴承412和轴承壳502可以通过互补的几何特征(诸如，键504)相互作用，如图5所示。键504可以是从轴承壳502延伸的突起，所述突起被构造成与单向轴承412中的互补凹槽相互作用。在一些实施方案中，键504可以是从单向轴承412延伸的突起，所述突起被构造成与轴承壳502中的互补凹槽相互作用。在一些实施方案中，键504可以是单向轴承412和轴承壳502中的对应凹槽，所述单向轴承和所述轴承壳被构造成通过可插入两个凹槽中、将凹槽可操作地锁定在一起的互补部件(诸如平键条或销(例如，滚销))相互作用。
当单向轴承412从输入轴106传递旋转力时，单向轴承412可以通过键504将旋转力传递到轴承壳502。如上所述，单向轴承412可以沿一个方向传递来自输入轴106的旋转力，而不能沿另一个方向传递来自输入轴106的旋转力。
轴承壳502可以包括从轴承壳502延伸的一个或多个突起506。例如，轴承壳502可以包括围绕轴承壳502的外部径向等距间隔开的几个突起506。几个突起506可以形成类似于轮齿或齿轮的一系列齿。第一环形齿轮202可包括被构造成接收轴承壳502的互补几何形状。例如，第一环形齿轮202可以包括被构造成接收突起506的互补凹部508。轴承壳502可以设置在第一环形齿轮202的中心部分，使得突起506可以与互补凹部508互锁。因此，轴承壳502的运动可以通过互锁的突起506和凹部508传递到第一环形齿轮202。
如上所述，输入轴106可以通过键406将沿第一方向的旋转力传递到单向轴承412。单向轴承412可以通过键504将沿第一方向的旋转力传递到轴承壳502。轴承壳502然后可以通过互锁的突起506和凹部508将旋转力传递到第一环形齿轮202。然后，第一环形齿轮202可以与通过安装孔404和相关硬件联接到第一环形齿轮202的板状磁体402一起沿第一方向旋转。当输入轴106沿第二方向旋转时，输入轴106可以通过键406将旋转力传递到单向轴承412。然而，单向轴承412可以将旋转力与轴承壳502隔离，使得沿第二方向的旋转力不会传递到轴承壳502或第一环形齿轮202。
图6示出了第一环形齿轮组件400的分解图。第一环形齿轮202、间隔件408、单向轴承412和板状磁体402可以沿着输入轴106同轴布置。轴承壳502可以联接到安装板602。在一些实施方案中，安装板602可被构造成将第一环形齿轮组件400的所有单独部件彼此固定。
例如，安装板602可以形成为轴承壳502的一部分。如上所述，轴承壳502可以包括一系列突起506，所述一系列突起被构造成与至少第一环形齿轮202中的一系列互补凹部508互锁。在一些实施方案中，间隔件408和/或板状磁体402可以包括类似的凹部，所述凹部被构造成接收轴承壳502的突起506和/或与其互锁。安装板602可提供止动件，所述止动件被构造成将第一环形齿轮202、间隔件408和板状磁体402保持在轴承壳502上。在一些实施方案中，安装板602可以包括一系列安装孔604。所述一系列安装孔604可以与第一环形齿轮202中的一组安装孔606、间隔件408中的一组安装孔608以及板状磁体402中的安装孔404互补。所有安装孔604、606、608、404可以对齐，使得硬件可以穿过所有对齐的安装孔604、606、608、404设置。硬件可以将安装板602、第一环形齿轮202、间隔件408和板状磁体402中的每一个轴向和径向地彼此固定。
在一些实施方案中，安装板602可以包括从安装板602延伸的螺柱。螺柱可以与第一环形齿轮202、间隔件408和板状磁体402中的安装孔606、608、404互补，使得第一环形齿轮202、间隔件408和板状磁体402可以套设在螺柱上，其中螺柱延伸穿过安装孔606、608、404。附加硬件(例如，螺母、垫圈、销等)然后可以联接到延伸穿过板状磁体402中的安装孔404的螺柱的一端，将第一环形齿轮202、间隔件408和板状磁体402中的每一个径向和轴向地固定到安装板602。
图7、图8和图9示出了能量转换设备100的发电机组件700的分解图。发电机组件700可包括上述第一环形齿轮组件400、第二环形齿轮组件712和第三环形齿轮组件714。
参考图7，第三环形齿轮组件714可以类似于第一环形齿轮组件400。例如，第三环形齿轮组件714可以包括板状磁体704，所述板状磁体包括芯716和围绕芯716径向布置的多个永磁体718。第三环形齿轮组件714还可以包括次级间隔件706，所述次级间隔件被构造成相对于第三环形齿轮206轴向定位板状磁体704。第三环形齿轮组件714可以包括联接到安装板720的轴承壳708，类似于第一环形齿轮组件400的安装板602和轴承壳502。
安装板720可以构造有与穿过第三环形齿轮206的一组安装孔724、穿过次级间隔件706的一组安装孔726以及穿过板状磁体704的一组安装孔728互补的安装孔722。安装孔722、724、726和728可以被构造成接收硬件。硬件可以穿过安装孔722、724、726和728，使得硬件可以将板状磁体704、次级间隔件706和第三环形齿轮206轴向和径向地固定到安装板720。轴承壳708可以具有外部几何图案，诸如一系列突起，所述一系列突起被构造成与第三环形齿轮206、次级间隔件706和安装孔728上的互补几何形状相互作用。
轴承壳708可被构造成容纳轴承，所述轴承被构造成将轴承壳708联接到输入轴106。将轴承壳708联接到输入轴106的轴承可以是普通轴承，例如滚珠轴承、滚针轴承、推力轴承、滑动轴承、锥形轴承等。在一些实施方案中，将轴承壳708联接到输入轴106的轴承可以是类似于将第一环形齿轮组件400的轴承壳502联接到输入轴106的单向轴承412的单向轴承。
第二环形齿轮组件712可以包括电枢702。电枢702可以包括凸缘730。凸缘730可被构造成在电枢702上为第二环形齿轮204提供安装表面。第二环形齿轮204可以被构造成环，所述环被构造成安装套设在电枢702的外表面736上。第二环形齿轮204可以包括围绕第二环形齿轮204布置的一系列安装孔734。安装孔734可以穿过第二环形齿轮204，并且与电枢702的凸缘730中的安装孔732相对应。
在一些实施方案中，凸缘730中的安装孔732可以是带螺纹的。例如，安装孔732可以具有螺纹，所述螺纹被构造成通过第二环形齿轮204中的安装孔734接收硬件，从而将第二环形齿轮204固定到凸缘730。在一些实施方案中，安装孔732可以是盲孔(例如，不完全穿过凸缘730)。在一些实施方案中，安装孔732可以是通孔，使得硬件能够穿过凸缘730并在凸缘730的相对侧退出。在一些实施方案中，第二环形齿轮204中的安装孔734可以是带螺纹的，并且凸缘730中的安装孔732可以是直孔(例如，没有螺纹)。硬件可以穿过凸缘730中的安装孔732，并拧入第二环形齿轮204中的安装孔734。在一些实施方案中，硬件可以穿过凸缘730中的安装孔732和第二环形齿轮204中的安装孔734。硬件可以用附加硬件(诸如，螺母、垫圈、夹子、销等)固定在第二环形齿轮组件712的至少一侧。在一些实施方案中，凸缘730可包括从凸缘730延伸的螺柱，所述螺柱与第二环形齿轮204中的安装孔734互补。例如，第二环形齿轮204可以套设在电枢702的外表面736上，使得螺柱延伸穿过第二环形齿轮204中的安装孔734。然后，第二环形齿轮204可以用固定到螺柱的附加硬件(诸如螺母、垫圈、锁紧螺母、锁紧垫圈、销、夹子等)固定到电枢702。
电枢702可以包括嵌入电枢702内的线圈。例如，电枢702可以由围绕一系列线圈形成的复合材料(例如玻璃纤维)或聚合物(例如聚四氟乙烯(PTFE)、聚氯乙烯(PVC)等)形成。线圈可以包括诸如铜线的导电材料的多个绕组(例如匝、卷)。例如，每个线圈可以具有大约十个绕组和大约一万个绕组之间，诸如大约七十个绕组和大约一千个绕组之间，或者大约九十个绕组和大约二百个绕组之间。在一些实施方案中，绕组的数量可以基于输入轴106的诸如转速(例如，最大转速、平均转速等)的运动参数来确定。在一些实施方案中，每个线圈中的绕组的数量可以基于线圈的期望输出的参数(例如输出电压、输出电流、输出功率等)来确定。线圈可以围绕电枢702的轴线径向布置。
电枢702和板状磁体402和/或板状磁体704之间的相对旋转可以由于电枢702和板状磁体402和/或板状磁体704之间的运动引起的磁场变化而在线圈中产生电流。换句话说，电枢702、板状磁体402和/或板状磁体704的组合可以形成能量转换设备100的内部发电机。因此，如下文进一步详细描述的，经由输入齿轮104和/或输入轴106输入到能量转换设备100中的运动(例如，输入臂108经历的或施加到输入齿轮104和/或输入轴106上的运动)被转换成电能。
线圈可以电耦合到围绕电枢702布置的传输环710。例如，多个线圈可以串联在一起，然后耦合到相应的传输环710。在一些实施方案中，每个线圈可以耦合到相应的传输环710，使得多个线圈并联耦合到传输环71 0。在一些实施方案中，多个线圈可以串联连接，并且串联连接的多组线圈可以并联连接到传输环710。在一些实施方案中，电枢702可以包括单个传输环710，使得电枢702中的所有线圈都耦合到同一传输环710。
在一些实施方案中，电枢702可以包括多个传输环710，使得电枢702中的线圈可以被分成多个组，其中每组线圈连接到多个传输环710中的一个。例如，电枢702可以包括三个传输环710，如图7所示。每个传输环710可以在电枢702内具有耦合到传输环710的一组线圈。每组线圈可以代表电力的相。所述相可以通过使每个线圈围绕电枢702径向耦合到的组交替来形成。例如，每个线圈可以耦合到与电枢702内的径向相邻线圈不同组的线圈，使得每三个线圈可以耦合到同一组。当第二环形齿轮组件712相对于第一环形齿轮组件400和第三环形齿轮组件714旋转时，随着每个永磁体410、718经过电枢702中的每个线圈，永磁体410、718可以在每个线圈中感应出电流。电流和/或相关联的电压可以直接从每个线圈或通过每个线圈组传递到相应的传输环710。
传输环710可以被构造成将由电枢702周围的变化磁场产生的电流和/或电压传输到相邻部件或外部部件。例如，诸如电刷的功率拾取器可以与传输环710电接触，并且被构造成将由发电机组件700产生的电流、电压和/或电力传输到另一个部件，诸如变压器、功率逆变器、整流器、传输线、电力存储装置等。
参考图8，电枢702可以通过单向轴承802联接到输入轴106。如上所述，单向轴承802可以充当方向限制装置318。单向轴承802可以选择性地将旋转力从输入轴106传递到电枢702。例如，如果输入轴106沿第一方向旋转，则单向轴承802可以允许输入轴106相对于电枢702旋转，使得没有沿第一方向的旋转力传递到电枢702。相反，由于通过第二传动轴308(图3)传递到第二环形齿轮204的旋转力，电枢702可以沿第二方向被驱动，如上所述。当输入轴106沿第二方向旋转时，单向轴承802可将沿第二方向的旋转力从输入轴106传递到电枢702。电枢702然后可以将沿第二方向的旋转力传递到第二环形齿轮204，使得第二环形齿轮204可以通过第二传动轴308和第一传动轴302(图3)将旋转力传递到第一环形齿轮202和/或第三环形齿轮206，如上所述。
单向轴承802可以以类似于上述第一环形齿轮组件400中的单向轴承412的方式构造。例如，单向轴承802可以包括与输入轴106上的键406(图4)互补的凹槽。输入轴106可以通过键406将旋转力输入单向轴承802。单向轴承802然后可以被构造成选择性地将旋转力通过单向轴承802传递到电枢702，或者将旋转力与电枢702隔离。单向轴承802可以通过互补的几何特征(诸如键和互补的凹槽)与电枢702相互作用。例如，几何特征可以是从电枢702延伸的突起，所述突起被构造成与单向轴承802中的互补凹槽相互作用。在一些实施方案中，几何特征可以是从单向轴承802延伸的突起，所述突起被构造成与电枢702中的互补凹槽相互作用。在一些实施方案中，几何特征可以是单向轴承802和电枢702中的对应凹槽，所述单向轴承和所述电枢被构造成通过可插入两个凹槽中、将凹槽可操作地锁定在一起的互补部件(诸如平键条或销(例如，滚销))相互作用。在一些实施方案中，电枢702可以通过摩擦接合(诸如压配合、摩擦配合、定位螺钉等)与单向轴承802相互作用。
参考图9，输入轴106可包括被构造成与第一环形齿轮组件400、第二环形齿轮组件712和第三环形齿轮组件714相互作用的部段。例如，输入轴106可以包括不带键部分904和带键部分906。带键部分906可以包括沿着输入轴106轴向延伸的键406。不带键部分904可以具有基本上圆形的横截面，没有从输入轴106的表面延伸的任何突起(例如，键)。
不带键部分904可以被构造成接收第三环形齿轮组件714。如上所述，第三环形齿轮组件714可以通过普通轴承(例如，滚柱轴承、滚针轴承、锥形轴承、推力轴承、滑动轴承、磁性轴承等)联接到输入轴106，使得输入轴106的所有运动通过轴承与第三环形齿轮206基本隔离。不带键部分904可以允许普通轴承联接到输入轴106的不带键部分904，而没有将旋转力从输入轴106传递到轴承的几何特征。
带键部分906可以通过肩部902与不带键部分904分开。肩部902可以基本上防止第三环形齿轮组件714延伸到带键部分906中。在一些实施方案中，不带键部分904可以具有比带键部分906更小的直径。例如，更大的直径可以允许输入轴106传递更大的旋转力，而不会损坏输入轴106。在不带键部分904不传递旋转力的情况下，直径可以减小。在一些实施方案中，减小输入轴106的不带键部分904的直径可以减小发电机组件700的旋转质量。在一些实施方案中，减小输入轴106的不带键部分904的直径可以降低材料成本。在一些实施方案中，减小输入轴106的不带键部分904的直径可以降低制造成本，诸如通过减少组装时间。在一些实施方案中，不带键部分904可以与带键部分906的直径基本相同，使得肩部902可以由键406的端部形成。
带键部分906可被构造成与第一环形齿轮组件400和第二环形齿轮组件712相互作用。例如，带键部分906可以被构造成接收单向轴承412和单向轴承802。如上所述，输入轴106可以通过键406将旋转力传递到单向轴承412和单向轴承802。单向轴承412和单向轴承802可以根据输入轴106的旋转方向选择性地将旋转力传递到相应的第一环形齿轮202和电枢702。
图10和图11示出了能量转换设备100的视图。如上所述，发电机组件700可包括第一环形齿轮202、第二环形齿轮204和第三环形齿轮206，它们可通过第一传动轴302和第二传动轴308以及相关联的齿轮304、306、310、312和314相互作用。如上所述，能量转换设备100可以被封装在壳体112(图1)内。通过将输入轴106、第一传动轴302和第二传动轴308中的每一个安装到壳体112，第一传动轴302和第二传动轴308可以相对于发电机组件700定位。
输入轴106可以通过输入轴轴承1002联接到壳体112。输入轴轴承1002可以位于发电机组件700的相对侧。在一些实施方案中，输入轴轴承1002可以被构造成相对于壳体112轴向和径向地定位输入轴106。例如，输入轴轴承1002可以通过干涉配合(例如，压配合、摩擦配合等)联接到输入轴106，使得每个输入轴轴承1002在轴向位置和径向位置都固定到输入轴106。在一些实施方案中，输入轴轴承1002中的一个或多个可以通过互补的锥形联接到输入轴106。例如，互补锥形可以被构造成限制输入轴轴承1002相对于输入轴106沿第一方向的轴向移动。然后，壳体112可以被构造成限制输入轴轴承1002相对于输入轴106沿与第一方向相反的第二方向的移动。在一些实施方案中，输入轴轴承1002可以定位成使得在发电机组件700和壳体112之间存在一定空间。输入轴轴承1002可以允许输入轴106相对于壳体112自由旋转。输入轴轴承1002可以是滚珠轴承、滚柱轴承、滚针轴承、锥形轴承、推力轴承、滑动轴承、磁性轴承等。
第一传动轴302可具有相应的第一传动轴轴承1004，并且第二传动轴308可具有相应的第二传动轴轴承1006，其被构造成相对于输入轴106轴向和径向地定位相关联的第一传动轴302和第二传动轴308。例如，第一传动轴轴承1004可被构造成轴向和径向地定位第一传动轴302，使得第一传动齿轮304的齿接合第一环形齿轮202的齿，并且使得第三传动齿轮314的齿接合第三环形齿轮206的齿。第二传动轴轴承1006可被构造成相对于输入轴106轴向和径向地定位第二传动轴308，使得第二传动齿轮312的齿接合第二环形齿轮204的齿。第一传动轴轴承1004和第二传动轴轴承1006还可被构造成将第一传动轴302和第二传动轴308相对于彼此定位，使得第一转换齿轮306和第二转换齿轮310的齿彼此接合。
在一些实施方案中，第一传动轴302和/或第二传动轴308可包括沿着第一传动轴302和/或第二传动轴308轴向布置的一个或多个齿轮间隔件1008。齿轮间隔件1008可被构造成沿着相应的第一传动轴302和第二传动轴308轴向定位第一传动齿轮304、第一转换齿轮306、第二转换齿轮310、第二传动齿轮312和/或第三传动齿轮314。在一些实施方案中，齿轮304、306、310、312、314中的一个或多个可以通过另一种方式定位，诸如干涉配合(例如，压配合、摩擦配合等)，硬件连接(例如，定位螺钉、销、套环、卡环、夹子等)，和/或轴几何形状(例如，互补的轴横截面、键、凹槽等)。
图12示出了安装到壳体112的侧壁1202上的能量转换设备100。侧壁1202可以包括调整块1204，所述调整块被构造成调整第一传动轴302和/或第二传动轴308相对于输入轴106的径向位置。例如，调整块1204可以在朝向输入轴106的径向方向上在第一传动轴轴承1004和第二传动轴轴承1006上提供张力。在能量转换设备100已经被组装之后，调整块1204可以允许调整第一传动轴302和/或第二传动轴308的径向位置。例如，可以调整第一传动轴302和/或第二传动轴308的径向位置，以解决相关联的齿轮304、306、310、312、314的磨损或第一环形齿轮202、第二环形齿轮204或第三环形齿轮206的磨损。
侧壁1202可以包括调整通道1206。调整通道1206可以允许操作者接近和/或调整所述调整块1204。例如，调整块1204可以包括张紧器硬件，诸如定位螺钉、螺钉张紧器、弹簧等。调整通道1206可以允许操作者插入工具来调整张紧器硬件。因此，第一传动轴302和/或第二传动轴308上的径向张力可以通过调整通道1206调整。
在一些实施方案中，调整块1204可以是自调整的。例如，调整块1204可以包括张力组件，所述张力组件被构造成在第一传动轴轴承1004和/或第二传动轴轴承1006上提供恒定压力(例如，径向力)。张力组件可包括被构造成在调整块1204上提供恒定的径向压力的元件，诸如一个或多个弹簧、液压设备(例如，气缸、活塞、流体等)。
本公开的实施方案可以包括用于将振荡运动(诸如振动、波浪运动等)转换为旋转运动的能量转换装置。例如，输入臂102、108可以捕获振荡运动，并将振荡运动传递到输入轴106作为振荡旋转运动。对于环形齿轮202、204、206中的每一个，振荡旋转运动可以被转换成单向旋转运动。如上所述，第二环形齿轮204可以沿与第一环形齿轮202和第三环形齿轮206相反的方向旋转，使得第二环形齿轮204的电枢702与第一环形齿轮204和第三环形齿轮206的板状磁体402、704之间的相对转速更大。板状磁体402、704相对于电枢702的旋转可以发电。
本公开的实施方案可以通过从两个方向上的运动中捕获能量来允许较小的振荡产生能量，使得可以在发电机组件700中产生更恒定的旋转。因此，本公开的实施方案可以允许捕获由行驶表面中的缺陷引起的车辆振动并发电。与用于从制动中捕获能量的可用技术(其仅在操作车辆(例如，制动)时的短时间内可用)不同，本公开的实施方案可以允许车辆在车辆移动的任何时间捕获电能。
本公开的实施方案还可以提高较大振荡的能量捕获效率。例如，潮汐发电机通常使用波浪在液压系统中产生压力，然后用加压的液压流体为泵提供动力来转动发电机。通过液压系统转换波浪的能量会损失大量的能量。本公开的实施方案可以允许波浪的能量被机械捕获并直接转换成发电机的旋转。能量的机械转换可能显著更有效。因此，本公开的实施方案可以从波浪中产生比传统潮汐发电机显著更多的可用电能。
图13示出了第一环形齿轮组件1300的实施方案。第一环形齿轮组件1300可包括输入轴106、第一环形齿轮1304和驱动构件1308。输入轴106可以联接到驱动构件1308。在一些实施方案中，驱动构件1308可以包括圆柱形构件(例如，盘)。
第一环形齿轮1304可以围绕驱动构件1308的圆周设置。例如，第一环形齿轮1304和驱动构件1308可以是同心和同轴的。此外，当驱动构件1308围绕输入轴106的中心轴线沿第一方向旋转时，第一环形齿轮1304可以相对于驱动构件1308固定，并且当驱动构件1308沿第二相反方向旋转时，第一环形齿轮1304可以相对于驱动构件1308自由。例如，在一些实施方案中，第一环形齿轮组件1300可以包括第一组线性轴承1310，所述第一组线性轴承将第一环形齿轮1304旋转地联接到驱动构件1308。当驱动构件1308沿第一方向旋转时，第一组线性轴承1310可以防止第一环形齿轮1304相对于驱动构件1308旋转，并且当驱动构件1308沿第二相反方向旋转时，第一组线性轴承1310可以允许第一环形齿轮1304相对于驱动构件1308旋转。
在一些实施方案中，第一组线性轴承1310中的每一个可以包括壳型滚柱离合器。例如，第一组线性轴承1310的每个线性轴承可以包括滚子1302和弹簧1306。滚子1302可被构造成当驱动构件1308沿第一方向旋转时楔入第一环形齿轮1304和驱动构件1308之间，以防止第一环形齿轮1304相对于驱动构件1308旋转。例如，正楔形力可以基本上防止第一环形齿轮1304相对于驱动构件1308旋转。当驱动构件1308沿第一方向旋转时，弹簧1306可以将滚子1302保持在适当位置以用于至少基本上瞬时的锁定。此外，滚子1302可以作为轴承操作，并且当驱动构件1308沿第二相反方向旋转时可以允许第一环形齿轮1304相对于驱动构件1308旋转。例如，当驱动构件1308沿第二相反方向旋转时，滚子1302可允许第一环形齿轮1304自由超越驱动构件1308。
图14示出了能量转换设备100的实施方案，其中壳体112的几个壁被移除以观察内部部件，诸如发电机组件700、第一传动轴302和第二传动轴308。在一些实施方案中，旋转运动可以直接从输入臂102输入到输入轴106中。例如，输入臂102可以联接到振荡部件，诸如车辆上的悬架臂。在一些实施方案中，输入臂102可以是振荡部件，诸如车辆的悬架臂。
能量转换设备100可以捕获车辆的悬架臂的运动，并将所述运动转换成电力。在一些实施方案中，电力可以用于为诸如立体声系统、信息娱乐系统、灯等的车载电子设备供电。例如，当车辆运动时，能量转换设备100产生的电力可以减少从车辆电池汲取的电力。在一些实施方案中，由能量转换设备100产生的电力可用于给车辆(例如，电动车辆或混合动力车辆)的可充电电池充电。
通过车辆的振动发电可以减少车辆电池的消耗，并且可以减少燃料消耗。在一些实施方案中，诸如混合动力电动车辆，通过振动发电可以延长车辆在纯电动模式或降低发动机容量模式下操作的时间，从而提高车辆的燃料效率。例如，混合动力电动车辆通常在走走停停或城市交通中比在公路或高速公路速度下更具燃料效率，这至少部分是由于混合动力电动车辆从制动中捕获能量的能力。从振动中捕获能量可以允许混合动力电动车辆在高速公路速度下高效地捕获能量，从而在高速公路速度下提高燃料效率，在高速公路速度下，许多车辆操作更长的时间和更远的距离。在纯电动车辆中，通过车辆的振动发电可以增加车辆的续航里程和/或延长电池的操作时间。
图15示出了结合到汽车悬架系统1500中的能量转换设备100的实施方案。悬架系统1500可以包括联接在车架1508和车轮1502之间的悬架臂1504。悬架系统1500还可以包括弹簧1510和可延伸臂1506。
车架1508可以相对于相关联的车辆固定。悬架臂1504可以被构造成相对于车架1508旋转，使得车轮1502可以相对于车架1508竖直行进。在一些实施方案中，悬架臂1504可以联接到能量转换设备100的输入臂102。在一些实施方案中，悬架臂1504可以直接联接到能量转换设备100的输入轴106，使得悬架臂1504可以充当能量转换设备100的输入臂102。在一些实施方案中，悬架臂1504可以通过输入齿轮104联接到输入轴106。
当车轮1502沿向上方向移动时，悬架臂1504可使输入轴106沿第一方向旋转。当车轮1502沿向下方向移动时，悬架臂1504可使输入轴106沿第二方向旋转。如上所述，能量转换设备100可以被构造成将交替旋转方向转换成发电机组件700的单向旋转。发电机组件700可以被构造成当发电机组件700旋转时产生电力。在车辆中，来自发电机组件700的电力输出可以耦合到电力存储装置，诸如电池、电池组、电池单元等。
在一些实施方案中，可延伸臂1506可以包括阻尼特征件(例如，减震器、支柱、液压阻尼器等)。在一些实施方案中，由发电机组件700提供的运动阻力可以为悬架系统1500提供阻尼，并且可延伸臂1506可以定位车轮1502的顶部。在一些实施方案中，悬架系统1500可以包括上部和下部悬架臂1504，诸如双横臂悬架系统。在一些实施方案中，悬架系统1500可以不包括可延伸臂1506。例如，在双横臂悬架中，阻尼效果可以通过能量转换设备100提供，并且车轮1502可以通过上部和下部悬架臂1504定位。
图16示出了悬架系统1500的实施方案。悬架臂1504可以通过输入齿轮104将旋转运动输入到能量转换设备100的输入轴106。例如，悬架臂1504可以包括联接到悬架臂1504的线性齿轮1602。线性齿轮1602可以包括多个齿1604。线性齿轮1602的齿1604可以被构造成可操作地接合输入齿轮104的齿1606，产生齿条和小齿轮接合，其中齿条对应于线性齿轮1602，并且小齿轮对应于输入齿轮104。随着悬架臂1504随着车轮1502的竖直移动而径向移动，线性齿轮1602可使输入齿轮104旋转。输入齿轮104可以联接到输入轴106，使得输入齿轮104的旋转通过输入轴106传递到能量转换设备100。
图17示出了悬架系统1500的实施方案。在一些实施方案中，悬架臂1504可以直接联接到输入轴106。例如，输入轴106可以穿过车架1508中的衬套1702。衬套1702可以定位在联接点1704处，在此处悬架臂1504联接到车架1508。悬架臂1504可以围绕轴线1706相对于车架1508旋转。输入轴106可以布置成与悬架臂1504的旋转轴线1706同轴，使得当悬架臂1504旋转时，悬架臂1504可以旋转输入轴106。输入轴106可将悬架臂1504的运动传递到能量转换设备100，所述能量转换设备可将运动转换成电力，如上所述。
图18示出了包括能量转换设备100的潮汐发电机1800。潮汐发电机1800可以包括浮子1802，所述浮子通过联接臂1804联接到能量转换设备100的输入臂108。在一些实施方案中，联接臂1804可被构造成允许浮子1802相对于输入臂108旋转，诸如通过一个或多个接头(例如，球形接头、杆端轴承、球座接头、鱼眼接头等)。在一些实施方案中，浮子1802的竖直移动可以传递到输入臂108，使得输入臂108可以相对于能量转换设备100旋转。输入臂108可以联接到倍增齿轮110。倍增齿轮110与输入齿轮104可操作地接合。例如，倍增齿轮110的齿可以与输入齿轮104的齿接合，使得倍增齿轮110的旋转可以通过倍增齿轮110和输入齿轮104的齿之间的接合传递到输入齿轮104。
浮子1802可以随着水体(例如，海洋、大海、湖泊、河流等)中的波浪竖直移动。一些实施方案中，波浪可以产生大量的力。在一些实施方案中，与上面参考图15描述的汽车悬架的移动相比，波浪可以相对缓慢地移动浮子1802。倍增齿轮110可以允许波浪的较慢移动以较高速度旋转输入轴106。例如，随着倍增齿轮110的直径增加，倍增齿轮110的齿的切向速度可以增加。切向速度可以传递到较小输入齿轮104的齿。较小的输入齿轮104可以以比倍增齿轮110更高的转速旋转，以保持倍增齿轮110的齿的相同切向速度。
当波浪使浮子1802以波动或振荡运动竖直上下移动时，输入臂108可以响应于浮子1802的运动而沿第一方向和/或第二方向旋转倍增齿轮110。倍增齿轮110可以通过倍增齿轮110和输入齿轮104的齿将旋转运动传递到输入齿轮104。输入齿轮104然后可以通过输入轴106将旋转运动传递到能量转换设备100。如上所述，能量转换设备100然后可以通过发电机组件700将输入轴106的振荡旋转转换成电力。
图19、图20和图21示出了根据本公开的一个或多个实施方案的波浪运动利用装置1900的视图。波浪运动利用装置1900可以包括浮子1902、杠杆臂1906、基座系统1914、多个液压组件1908和多个能量转换液压组件1908。杠杆臂1906可以可旋转地联接到基座系统1914，并且可以联接到浮子1902，使得波浪可以使浮子1902上升和下降，并且因此使杠杆臂1906围绕基座系统1914旋转。杠杆臂1906可以与能量转换设备1912的输入轴1916接合。在一些实施方案中，杠杆臂1906可以与一个或多个液压组件1908接合。
在一些实施方案中，多个液压组件1908中的每一个可以包括液压管线1918和在液压管线1918的每一端上的液压操作活塞1904。一个活塞1904和液压管线1918的一端可以连接到浮子1902，并且另一个活塞1904和液压管线1918的另一端可以连接到基座系统1914并且可以与能量转换设备1910中的一个或多个的输入轴、输入齿轮、倍增齿轮等接合。此外，能量转换设备1910可以经由以上关于图1至图14描述的任何方式操作。
在一些实施方案中，多个液压组件1908可以按照以杠杆臂1906为中心的菱形模式连接到浮子1902。在操作中，波形可使浮子1902倾斜，并可以使活塞1904推拉液压管线1918内的液压流体。推拉液压管线1918内的液压流体可使基座系统1914处的活塞2002移动能量转换设备1910中的一个或多个的输入臂、输入齿轮和/或输入轴。
波浪运动利用装置1900可以通过杠杆臂1906捕获波浪的主要竖直振荡，并通过能量转换设备1912将运动转换成电能，所述能量转换设备通过输入轴1916联接到杠杆臂1906。此外，波浪运动利用装置1900还可以捕获波浪的次要振荡或波动，所述次要振荡或波动使浮子1902通过液压组件1908相对于杠杆臂1906枢转，并通过联接到液压管路1918的能量转换设备1910将运动转换成电能。
捕获波浪的主要竖直振荡和波浪的次要振荡或波动两者可以增加由单个波浪运动利用装置1900产生的电能。增加波浪运动利用装置1900产生的能量可以增加可用的可再生能源的量，并减少对其他形式的能源的依赖。进一步增加由波浪运动利用装置1900产生的能量可以减少任何给定区域所需的波浪运动利用装置1900的数量，从而减少波浪运动利用装置1900的环境影响以及波浪运动利用装置1900对波浪运动利用装置1900周围区域的野生动物的影响。
本公开的实施方案包括以下实施方案：
实施方案1：一种能量转换组件，其包括：框架构件；输入轴，其联接到控制臂，其中所述控制臂被构造成相对于所述框架构件移动；第一环形齿轮，其通过第一方向限制装置联接到所述输入轴；其中所述第一方向限制装置被构造成允许所述第一环形齿轮沿第一方向旋转，并且基本上禁止所述第一环形齿轮沿第二方向旋转；第二环形齿轮，其通过第二方向限制装置联接到所述输入轴；其中所述第二方向限制装置被构造成允许所述第二环形齿轮沿所述第二方向旋转，并且基本上禁止所述第二环形齿轮沿所述第一方向旋转；第一传动齿轮，其与所述第一环形齿轮接合；第二传动齿轮，其与所述第二环形齿轮接合；转换齿轮，其可操作地联接到所述第二传动齿轮；以及传动轴，其联接到所述第一传动齿轮和所述转换齿轮。
实施方案2.根据实施方案1所述的能量转换组件，其中所述输入臂是车辆的悬架臂。
实施方案3.根据实施方案2所述的能量转换组件，其中所述能量转换组件被构造成通过发电来抑制所述车辆的悬架的振荡。
实施方案4.根据实施方案1至3中任一项所述的能量转换组件，其中所述第一方向限制装置和所述第二方向限制装置中的至少一个包括单向轴承。
实施方案5.根据实施方案1至4中任一项所述的能量转换组件，其中所述第一环形齿轮包括板状磁体。
实施方案6.根据实施方案1至5中任一项所述的能量转换组件，其中所述第二环形齿轮包括电枢。
实施方案7.根据实施方案5或6中任一项所述的能量转换组件，其中所述板状磁体包括多个永磁体。
实施方案8.根据实施方案7所述的能量转换组件，其中所述多个永磁体围绕所述板状磁体的中心轴线径向布置。
实施方案9.根据实施方案7或8中任一项所述的能量转换组件，其中所述板状磁体还包括铁磁芯。
实施方案10.根据实施方案1至9中任一项所述的能量转换组件，其还包括至少一个调整块，所述至少一个调整块被构造成调整所述传动轴和所述输入轴之间的径向位置。
实施方案11.一种潮汐发电机，其包括：浮子；倍增齿轮，其可操作地联接到所述浮子；输入齿轮，其与所述倍增齿轮可操作地接合；所述输入齿轮可操作地联接到输入轴；第一环形齿轮，其通过第一单向轴承联接到所述输入轴；其中所述第一单向轴承被构造成允许所述第一环形齿轮沿第一方向旋转，并且基本上禁止所述第一环形齿轮沿第二方向旋转；第二环形齿轮，其通过第二单向轴承联接到所述输入轴；其中所述第二单向轴承被构造成允许所述第二环形齿轮沿所述第二方向旋转，并且基本上禁止所述第二环形齿轮沿所述第一方向旋转；第一传动齿轮，其与所述第一环形齿轮接合；第二传动齿轮，其与所述第二环形齿轮接合；转换齿轮，其可操作地联接到所述第二传动齿轮；以及传动轴，其联接到所述第一传动齿轮和所述转换齿轮。
实施方案12.根据实施方案11所述的潮汐发电机，其中所述第一环形齿轮包括被构造成与所述第一环形齿轮一起旋转的板状磁体。
实施方案13.根据实施方案12所述的潮汐发电机，其中所述第二环形齿轮包括被构造成与所述第二环形齿轮一起旋转的电枢。
实施方案14.根据实施方案13所述的潮汐发电机，其中所述电枢包括多个线圈。
实施方案15.根据实施方案14所述的潮汐发电机，其中所述多个线圈围绕所述第二环形齿轮的中心轴线径向布置。
实施方案16.根据实施方案14或15中任一项所述的潮汐发电机，其中所述多个线圈由导电材料形成。
实施方案17.根据实施方案14至16中任一项所述的潮汐发电机，其中所述多个线圈耦合到一个或多个传输环。
实施方案18.根据实施方案17所述的潮汐发电机，其中所述一个或多个传输环被构造成通过电刷向外部部件提供动力。
实施方案19.根据实施方案11至18中任一项所述的潮汐发电机，其还包括：杠杆臂，其可操作地联接在所述浮子和所述倍增齿轮之间；至少一个液压组件，其联接到所述浮子；以及至少一个能量转换设备，其联接到所述至少一个液压组件；其中所述浮子被构造成相对于所述杠杆臂枢转，并且所述至少一个液压组件被构造成将由所述浮子相对于所述杠杆臂枢转引起的运动传递到所述至少一个能量转换设备，并且所述至少一个能量转换设备被构造成将所述运动转换成电能。
实施方案20.一种发电机，其包括：输入齿轮，其可操作地联接到输入轴；振荡构件，其可操作地联接到所述输入齿轮；第一环形齿轮，其通过第一单向轴承联接到所述输入轴；其中所述第一单向轴承被构造成允许所述第一环形齿轮沿第一方向旋转，并且基本上禁止所述第一环形齿轮沿第二方向旋转；至少一个磁体，其联接到所述第一环形齿轮并被构造成与所述第一环形齿轮一起旋转；第二环形齿轮，其通过第二单向轴承联接到所述输入轴；其中所述第二单向轴承被构造成允许所述第二环形齿轮沿所述第二方向旋转，并且基本上禁止所述第二环形齿轮沿所述第一方向旋转；电枢，其联接到所述第二环形齿轮并被构造成与所述第二环形齿轮一起旋转；第一传动齿轮，其与所述第一环形齿轮接合；第二传动齿轮，其与所述第二环形齿轮接合；转换齿轮，其可操作地联接到第二传动齿轮；以及传动轴，其联接到所述第一传动齿轮和所述转换齿轮。
本公开的实施方案可以允许捕获振荡运动并将其转换成电能。捕获振荡运动可以允许从诸如潮汐、波浪、风等的自然现象中产生更多的能量。捕获振荡运动还可以减少由于机械移动(诸如汽车悬架、结构移动等)造成的动能损失。捕获振荡运动可以允许开发更多的清洁能源，并提高操作系统(诸如混合动力电动车辆)的效率。
上文描述并在附图中示出的本公开的实施方案不限制本公开的范围，本公开的范围由所附权利要求及其法律等同物的范围所涵盖。任何等同的实施方案都在本公开的范围内。实际上，除了本文示出和描述的那些之外，本公开的各种修改，诸如所描述的元件的替代的有用组合，对于本领域技术人员来说从描述中将变得显而易见。这种修改和实施方案也落入所附权利要求及其等同物的范围内。

Claims (20)

1.一种能量转换组件，其包括：
框架构件；
输入轴，其联接到控制臂，所述控制臂安装成相对于所述框架构件移动；
第一环形齿轮，其通过第一方向限制装置联接到所述输入轴，所述第一方向限制装置被构造成允许所述第一环形齿轮沿第一方向旋转，并且基本上禁止所述第一环形齿轮沿第二方向旋转；
第二环形齿轮，其通过第二方向限制装置联接到所述输入轴，所述第二方向限制装置被构造成允许所述第二环形齿轮沿所述第二方向旋转，并且基本上禁止所述第二环形齿轮沿所述第一方向旋转；
第一传动齿轮，其与所述第一环形齿轮接合；
第二传动齿轮，其与所述第二环形齿轮接合；
转换齿轮，其可操作地联接到所述第二传动齿轮；以及
传动轴，其联接到所述第一传动齿轮和所述转换齿轮。
2.根据权利要求1所述的能量转换组件，其中所述控制臂是车辆的悬架臂，并且所述框架构件是所述车辆的车架构件。
3.根据权利要求2所述的能量转换组件，其中所述能量转换组件被构造成在发电的同时抑制所述车辆的悬架的振荡。
4.根据权利要求1所述的能量转换组件，其中所述第一方向限制装置和所述第二方向限制装置中的至少一个包括单向轴承。
5.根据权利要求1所述的能量转换组件，其中所述第一环形齿轮包括板状磁体。
6.根据权利要求5所述的能量转换组件，其中所述第二环形齿轮包括电枢。
7.根据权利要求5所述的能量转换组件，其中所述板状磁体包括多个永磁体。
8.根据权利要求7所述的能量转换组件，其中所述多个永磁体围绕所述板状磁体的中心轴线径向布置。
9.根据权利要求7所述的能量转换组件，其中所述板状磁体还包括铁磁芯。
10.根据权利要求1所述的能量转换组件，其还包括至少一个调整块，所述至少一个调整块被构造成调整所述传动轴和所述输入轴之间的径向位置。
11.一种发电机，其包括：
浮子；
倍增齿轮，其可操作地联接到所述浮子；
输入齿轮，其与所述倍增齿轮可操作地接合；
所述输入齿轮可操作地联接到输入轴；
第一环形齿轮，其通过第一单向轴承联接到所述输入轴，所述第一单向轴承被构造成允许所述第一环形齿轮沿第一方向旋转，并且基本上禁止所述第一环形齿轮沿第二方向旋转；
第二环形齿轮，其通过第二单向轴承联接到所述输入轴，所述第二单向轴承被构造成允许所述第二环形齿轮沿所述第二方向旋转，并且基本上禁止所述第二环形齿轮沿所述第一方向旋转；
第一传动齿轮，其与所述第一环形齿轮接合；
第二传动齿轮，其与所述第二环形齿轮接合；
转换齿轮，其可操作地联接到所述第二传动齿轮；以及
传动轴，其联接到所述第一传动齿轮和所述转换齿轮。
12.根据权利要求11所述的发电机，其中所述第一环形齿轮包括板状磁体。
13.根据权利要求12所述的发电机，其中所述第二环形齿轮包括电枢。
14.根据权利要求13所述的发电机，其中所述电枢包括多个线圈。
15.根据权利要求14所述的发电机，其中所述多个线圈围绕所述第二环形齿轮的中心轴线径向布置。
16.根据权利要求14所述的发电机，其中所述多个线圈由导电材料形成。
17.根据权利要求14所述的发电机，其中所述多个线圈耦合到一个或多个传输环。
18.根据权利要求17所述的发电机，其中所述一个或多个传输环被构造成通过电刷向外部部件提供动力。
19.根据权利要求11所述的发电机，其还包括：
杠杆臂，其可操作地联接在所述浮子和所述倍增齿轮之间；
至少一个液压组件，其联接到所述浮子；以及
至少一个能量转换设备，其联接到所述至少一个液压组件；
其中所述浮子被构造成相对于所述杠杆臂枢转，并且所述至少一个液压组件被构造成将由所述浮子相对于所述杠杆臂枢转引起的运动传递到所述至少一个能量转换设备，并且所述至少一个能量转换设备被构造成将所述运动转换成电能。
20.一种发电机，其包括：
输入齿轮，其可操作地联接到输入轴；
振荡构件，其可操作地联接到所述输入齿轮；
第一环形齿轮，其通过第一单向轴承联接到所述输入轴，所述第一单向轴承被构造成允许所述第一环形齿轮沿第一方向旋转，并且基本上禁止所述第一环形齿轮沿第二方向旋转；
至少一个磁体，其固定到所述第一环形齿轮；
第二环形齿轮，其通过第二单向轴承联接到所述输入轴，所述第二单向轴承被构造成允许所述第二环形齿轮沿所述第二方向旋转，并且基本上禁止所述第二环形齿轮沿所述第一方向旋转；
电枢，其固定到所述第二环形齿轮；
第一传动齿轮，其与所述第一环形齿轮接合；
第二传动齿轮，其与所述第二环形齿轮接合；
转换齿轮，其可操作地联接到所述第二传动齿轮；以及
传动轴，其联接到所述第一传动齿轮和所述转换齿轮。
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