CN115492731A - 一种踩踏发电机构 - Google Patents

Abstract

一种踩踏发电机构，涉及发电设备领域，包括：驱动组件和从动组件，驱动组件外壁设有第一旋转螺纹，第一旋转螺纹沿驱动组件的轴向连续延伸；从动组件包括转动部和单向轴承，转动部具有用于容纳驱动组件的容纳腔，转动部侧壁开设有用于安装单向轴承的安装孔，单向轴承的内圈设有同第一旋转螺纹匹配的第二旋转螺纹，转动部远离驱动组件的一端同发电机的输入轴连接；驱动组件可朝从动组件所在一侧往复移动，使得第一旋转螺纹同旋转螺纹孔配合，以驱动从动组件转动。其结构简单，能够有效增加电机机械传动效率，同时降低零件的加工和装配难度，继而降低发电单元体故障率，进一步提升机械强度和设备使用寿命。

Description

一种踩踏发电机构

技术领域

本发明涉及发电设备领域，具体而言，涉及一种踩踏发电机构。

背景技术

目前，现有的踩踏发电装置，多数结构复杂，且精密程度高，内部任何一个零件损坏都会导致发电装置无法正常使用，从而导致发电装置维修和更换成本过高。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的目的在于提供一种踩踏发电机构，其结构简单，能够有效增加电机机械传动效率，同时降低零件的加工和装配难度，继而降低发电单元体故障率，进一步提升机械强度和设备使用寿命。

本发明的实施例是这样实现的：

一种踩踏发电机构，包括：驱动组件和从动组件，驱动组件外壁设有第一旋转螺纹，第一旋转螺纹沿驱动组件的轴向连续延伸；从动组件包括转动部和单向轴承，转动部具有用于容纳驱动组件的容纳腔，转动部侧壁开设有用于安装单向轴承的安装孔，单向轴承的内圈设有同第一旋转螺纹匹配的第二旋转螺纹，转动部远离驱动组件的一端同发电机的输入轴连接；驱动组件可朝从动组件所在一侧往复移动，使得第一旋转螺纹同旋转螺纹孔配合，以驱动从动组件转动。

进一步地，发电机、转动部、单向轴承和驱动组件的中心轴线重合。

进一步地，发电机构还包括复位组件，复位组件同驱动组件连接，用于驱动驱动组件朝远离从动组件所在一侧移动至初始位置。

进一步地，复位机构包括支撑座、支撑架和复位弹簧，支撑座开设有同支撑架匹配的活动槽，活动槽的中心轴线同驱动组件的运动方向平行；沿活动槽的中心轴线方向，支撑架同支撑座活动连接，支撑架远离支撑座的一端同驱动组件连接；复位弹簧设于活动槽，其一端同支撑架的端部连接，另一端同活动槽的槽底连接。

进一步地，至少两个复位组件位于从动组件两侧。

进一步地，至少零个复位组件的支撑架之间设有连接杆，连接杆设于支撑架远离支撑座的一端。

进一步地，连接杆开设有便于驱动组件穿过的定位孔，定位孔内安装有同驱动组件匹配的定位轴承。

进一步地，驱动组件包括同轴设置的受力部和驱动部，第一旋转螺纹设于驱动部，驱动部穿过单向轴承内圈置于容纳腔。

进一步地，驱动组件还包括踩踏部，踩踏部位于受力部远离驱动部的一侧；踩踏部通过万向球同受力部连接。

进一步地，踩踏部的中心轴线同驱动部的中心轴线重合，且踩踏部的中心轴线穿过万向球的球心。

本发明实施例的有益效果是：

本发明实施例提供的踩踏发电机构，能够通过驱动组件、单向轴承、第一旋转螺纹和第二旋转螺纹的配合，实现驱动组件往复运动的同时，发电机仅单方向连续转动，从而实现发电，通过此种简单化的结构实现发电机的稳定发电，降低机械故障率，提升发电效率和过程损耗。

总体而言，本发明实施例提供的踩踏发电机构，其结构简单，能够有效增加电机机械传动效率，同时降低零件的加工和装配难度，继而降低发电单元体故障率，进一步提升机械强度和设备使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的发电机构的立体图；

图2为本发明实施例提供的发电机构的主视图；

图3为本发明实施例提供的发电机构的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的驱动组件的立体图；

图5为本发明实施例提供的驱动组件的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的复位组件的立体图；

图7为本发明实施例提供的复位组件的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的支撑座的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的转动部的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的单向轴承的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的万向球的结构示意图。

图标：100-驱动组件、101-第一旋转螺纹、102-受力部、103-驱动部、104-踩踏部、105-万向球；

200-从动组件、201-转动部、202-单向轴承、203-容纳腔、204-安装孔、205-第二旋转螺纹；

300-复位组件、301-支撑座、302-支撑架、303-复位弹簧、304-活动槽、305-连接杆、306-定位轴承；

400-发电机。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。如“平行”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加平行，并不是表示该结构一定要完全平行，而是可以稍微倾斜。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

目前，路面发电技术主要包括压电技术和帕维根地砖发电技术，压电技术是通过植入路面中的压电材料采集路面的振动能来进行发电。帕维根地砖发电是通过踩踏的机械能转化为电能发电，主要来自内部的动力压缩器，通过感应装置收集踩踏的动能转化为电能储存，外观采用三角形，主要由不锈钢和可回收再生的材料制成的。

申请人在长期对各种发电装置研究后发现，现有发电装置的机械机构过于复杂，大都通过复杂的机械齿轮齿条来达成将下压力与电机联系起来，达到转化电能的目的，在行程和势能之间的取舍不够平衡，导致发电量过小，使用齿轮齿条过多易磨损老化。

基于上述原因，请参照图1-图11，本实施例提供一种踩踏发电机构，包括：驱动组件100、从动组件200、复位组件300和发电机400。

其中，驱动组件100外壁设有第一旋转螺纹101，第一旋转螺纹101沿驱动组件100的轴向连续延伸；从动组件200包括转动部201和单向轴承202，转动部201具有用于容纳驱动组件100的容纳腔203，转动部201侧壁开设有用于安装单向轴承202的安装孔204，单向轴承202的内圈设有同第一旋转螺纹101匹配的第二旋转螺纹205，转动部201远离驱动组件100的一端同发电机400的输入轴连接；驱动组件100可朝从动组件200所在一侧往复移动，使得第一旋转螺纹101同旋转螺纹孔配合，以驱动从动组件200转动。

需要说明的是，容纳腔203沿驱动组件100的运动方向延伸，且容纳腔203的直径大于驱动组件100的直径，保证驱动组件100在容纳腔203内运动时，不会和容纳腔203之间接触。

另一个需要说明的是，单向轴承202是在一个方向上可以自由转动，而在另一个方向上锁死的一种轴承，此为现有技术常规技术，这里不做赘述。

再一个需要说明的是，发电机400的输入轴是指发电机400的转轴。

使用时，驱动组件100的端部穿过单向轴承202的内圈，此时第一旋转螺纹101和第二旋转螺纹205啮合，当驱动组件100朝从动组件200一侧移动时，单向轴承202在一个方向上锁死，从而带动转动部201同步转动，进而带动发电机400转动，实现发电；反之，当驱动组件100朝远离从动组件200一侧移动时，第一旋转螺纹101和第二旋转螺纹205同样啮合，此时，单向轴承202反向转动，由于单向轴承202反向时可以自由转动，从而不会带动转动部201转动，通过驱动组件100的往复运动，从而实现转动部201的单方向的连续转动，从而实现发电机400连续转动发电。

能够通过驱动组件100、单向轴承202、第一旋转螺纹101和第二旋转螺纹205的配合，实现驱动组件100往复运动的同时，发电机400仅单方向连续转动，从而实现发电，通过此种简单化的结构实现发电机400的稳定发电，降低机械故障率，提升发电效率和过程损耗。

总体而言，本发明实施例提供的踩踏发电机400构，其结构简单，能够有效增加电机机械传动效率，同时降低零件的加工和装配难度，继而降低发电单元体故障率，进一步提升机械强度和设备使用寿命。

本实施例中，发电机400、转动部201、单向轴承202和驱动组件100的中心轴线重合。

具体的，转动部201位于发电机400的上方，驱动组件100位于转动部201的上方，保证装置整体的稳定性。

进一步地，为了保证驱动组件100在踩踏受力后能够进行复位，本实施例中特意增设了复位组件300，复位组件300同驱动组件100连接，用于驱动驱动组件100朝远离从动组件200所在一侧移动至初始位置。

具体地，复位机构包括支撑座301、支撑架302和复位弹簧303，支撑座301开设有同支撑架302匹配的活动槽304，活动槽304的中心轴线同驱动组件100的运动方向平行；沿活动槽304的中心轴线方向，支撑架302同支撑座301活动连接，支撑架302远离支撑座301的一端同驱动组件100连接；复位弹簧303设于活动槽304，其一端同支撑架302的端部连接，另一端同活动槽304的槽底连接。

需要说明的是，活动槽304的横截面可为圆形或者椭圆形或者长条形，可根据实际生产的具体情况选择；

另一个需要说明的是，活动槽304内复位弹簧303的数量也可根据实际情况进行灵活性选择，例如，当活动槽304的横截面呈圆形时，此时，支撑架302的横截面同样为于活动槽304匹配的圆形，此时，复位弹簧303仅用一个即可；当活动槽304的横截面呈长条孔时，此时，支撑架302的横截面同样为于活动槽304匹配的长条扁形，此时，复位弹簧303可采用多个，多个复位弹簧303沿活动槽304的宽度方向均匀设置即可。

此外，本实施例中，为了避免支撑架302从活动槽304中脱离，可在活动槽304端部内壁和支撑架302端部设置凸台(图未示)，此为现有技术中惯用技术，这里不做赘述。

本实施例中，为了保证装置整体的稳定性，复位组件300至少设置有两个，且两个复位组件300以从动组件200的中心轴线为轴对称设置。当复位组件300数量大于两个时，可以从动组件200的中心轴线为轴呈矩阵分布。

具体的，复位组件300的支撑架302之间设有连接杆305，连接杆305设于支撑架302远离支撑座301的一端。连接杆305开设有便于驱动组件100穿过的定位孔(图未示)，定位孔内安装有同驱动组件100匹配的定位轴承306。

通过连接杆305和定位轴承306的设计能够有效保证驱动组件100的稳定性，避免在实际运行过程中，驱动组件100在水平方向上发生偏移，导致驱动组件100同从动组件200之间产生机械故障。

通过上述设计，能够利用复位组件300将驱动组件100进行自动复位，当驱动组件100受到踩踏力朝从动组件200一侧移动时，带动支撑架302同步移动，从而压缩复位弹簧303；当失去踩踏力后，复位弹簧303自身恢复至初始位置，此时，带动支撑架302反方向运动，从而带动驱动组件100反方向移动，实现复位。能够通过此种简单化巧妙结构实现驱动组件100的复位，并且保证各个部件之间的联系更加的紧密，保证了机械强度，有效降低故障率。

进一步地，驱动组件100包括同轴设置的受力部102和驱动部103，第一旋转螺纹101设于驱动部103，驱动部103穿过单向轴承202内圈置于容纳腔203。

在具体实施过程中，为了进一步提升力的传递效率，受力部102和驱动部103的横截面均呈圆形，且受力部102对应圆形的直径大于驱动部103对应圆形的直径。

此外，为了保证踩踏力能够更加均匀的传递至受力部102，本实施例中特意增设了踩踏部104和万向球105，踩踏部104位于受力部102远离驱动部103的一侧；踩踏部104通过万向球105同受力部102连接。踩踏部104的中心轴线同驱动部103的中心轴线重合，且踩踏部104的中心轴线穿过万向球105的球心。

需要说明的是，万向球105又称万向球轴承，为现有技术中常规技术，这里不做赘述。

一种踩踏发电机400构的工作原理是：当踩踏力作用在踩踏部104时，踩踏力通过万向球105传递至驱动部103，驱动部103朝朝从动组件200一侧移动，单向轴承202在一个方向上锁死，从而带动转动部201同步转动，进而带动发电机400转动，实现发电；同时，驱动部103移动带动支撑架302同步移动，从而压缩复位弹簧303；

当失去踩踏力后，复位弹簧303自身恢复至初始位置，此时，带动支撑架302反方向运动，从而带动驱动组件100反方向移动，恢复至初始位置，此时，第一旋转螺纹101和第二旋转螺纹205同样啮合，此时，单向轴承202反向转动，由于单向轴承202反向时可以自由转动，从而不会带动转动部201转动。

综上所述，本发明其结构简单，能够有效增加电机机械传动效率，同时降低零件的加工和装配难度，继而降低发电单元体故障率，进一步提升机械强度和设备使用寿命。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种踩踏发电机构，其特征在于，包括：

驱动组件，所述驱动组件外壁设有第一旋转螺纹，所述第一旋转螺纹沿所述驱动组件的轴向连续延伸；

从动组件，所述从动组件包括转动部和单向轴承，所述转动部具有用于容纳所述驱动组件的容纳腔，所述转动部侧壁开设有用于安装所述单向轴承的安装孔，所述单向轴承的内圈设有同所述第一旋转螺纹匹配的第二旋转螺纹，所述转动部远离所述驱动组件的一端同发电机的输入轴连接；

所述驱动组件可朝所述从动组件所在一侧往复移动，使得所述第一旋转螺纹同所述旋转螺纹孔配合，以驱动所述从动组件转动。

2.根据权利要求1所述的踩踏发电机构，其特征在于，所述发电机、所述转动部、所述单向轴承和所述驱动组件的中心轴线重合。

3.根据权利要求1所述的踩踏发电机构，其特征在于，所述发电机构还包括复位组件，所述复位组件同所述驱动组件连接，用于驱动所述驱动组件朝远离所述从动组件所在一侧移动至初始位置。

4.根据权利要求3所述的踩踏发电机构，其特征在于，所述复位机构包括支撑座、支撑架和复位弹簧，所述支撑座开设有同支撑架匹配的活动槽，所述活动槽的中心轴线同驱动组件的运动方向平行；沿所述活动槽的中心轴线方向，所述支撑架同所述支撑座活动连接，所述支撑架远离所述支撑座的一端同所述驱动组件连接；所述复位弹簧设于所述活动槽，其一端同所述支撑架的端部连接，另一端同所述活动槽的槽底连接。

5.根据权利要求3或4所述的踩踏发电机构，其特征在于，至少两个所述复位组件位于所述从动组件两侧。

6.根据权利要求5所述的踩踏发电机构，其特征在于，至少零个所述复位组件的支撑架之间设有连接杆，所述连接杆设于所述支撑架远离所述支撑座的一端。

7.根据权利要求6所述的踩踏发电机构，其特征在于，所述连接杆开设有便于所述驱动组件穿过的定位孔，所述定位孔内安装有同所述驱动组件匹配的定位轴承。

8.根据权利要求1所述的踩踏发电机构，其特征在于，所述驱动组件包括同轴设置的受力部和驱动部，所述第一旋转螺纹设于所述驱动部，所述驱动部穿过所述单向轴承内圈置于所述容纳腔。

9.根据权利要求8所述的踩踏发电机构，其特征在于，所述驱动组件还包括踩踏部，所述踩踏部位于所述受力部远离所述驱动部的一侧；所述踩踏部通过万向球同所述受力部连接。

10.根据权利要求9所述的踩踏发电机构，其特征在于，所述踩踏部的中心轴线同所述驱动部的中心轴线重合，且所述踩踏部的中心轴线穿过所述万向球的球心。

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