CN116545177A - 杠杆式发电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种杠杆式发电机，包括发电机、增速器和杠杆式驱动器，杠杆式驱动器包括液压缸、杠杆、驱动轴、第一单向齿轮、第二单向齿轮、第一齿条和第二齿条，杠杆上设有转轴，液压缸的活塞杆连接在动力臂的一端，第二齿条连接在阻力臂上，第一单向齿轮与第一齿条配合，第二单向齿轮与第二齿条相配合，第一单向齿轮和第二单向齿轮均能够带动驱动轴转动，驱动轴的输出端与增速器的输入端连接，所述增速器的输出端与发电机连接。通过设有杠杆式驱动器，因此，可以通过液压缸较小的驱动力，通过转换后，带动驱动轴转动，大大减小了发电所需的耗能；通过设有增速器，可以将驱动轴输出的转动速度增速后输出发电，对发电机进行发电，便于电能的输出。

Description

杠杆式发电机

技术领域

本发明属于一种发电设备，尤其是涉及一种杠杆式发电机。

背景技术

现有的发电机，在使用时，很多都是通过外接动力输入，再通过各相应结构进行动力转换，实现动力输出，进行发电。为了提高能量的利用，现有很多结构上都采用了杠杆结构，如申请号为CN201922140665.3的中国专利公开的一种杠杆式发电装置，通过驱动机带动传动带，以及多组传动轮，再带动杠杆直板，通过杠杆直板再带动相应传动轮等结构，最终作用在发电机上。该结构中，整体结构复杂，且活塞往复过程中耗能较高，为了保证输出曲轴的单向转动，活塞只能单侧移动时做功，能量利用率低，最终电动机需要耗费较多能量才能带动发电机工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够解决上述问题中的至少一个的杠杆式发电机。

根据本发明的一个方面，提供了一种杠杆式发电机，包括发电机、增速器、杠杆式驱动器、第一传动齿轮和第二传动齿轮，杠杆式驱动器包括液压缸、杠杆、驱动轴、第一单向齿轮、第二单向齿轮、第一齿条和第二齿条，杠杆上安装有转轴，杠杆包括动力臂和阻力臂，动力臂位于转轴的一侧，阻力臂位于转轴的另一侧，动力臂的长度大于阻力臂的长度，液压缸的活塞杆连接在动力臂远离转轴的一端，第一齿条位于转轴与液压缸的活塞杆之间，并与动力臂转动连接，第二齿条转动连接在阻力臂靠近转轴的一端，第一单向齿轮与第一齿条相配合，第二单向齿轮与第二齿条相配合，增速器的输出端与发电机连接；

驱动轴包括第一动力轴和第二动力轴，第一单向齿轮套设在第一动力轴上，第二单向齿轮套设在第二动力轴上，第一单向齿轮与第二单向齿轮分隔开，第一单向齿轮与第二单向齿轮的齿轮导向方向相反，第一动力轴与第二动力轴相平行，杠杆与第一动力轴垂直，第一单向齿轮与第二单向齿轮位于第一齿条和第二齿条之间，第一动力轴与增速器的输入端连接；

第一传动齿轮套设在第一动力轴上，第二传动齿轮套设在第二动力轴上，第一传动齿轮与第二传动齿轮相啮合。

在一些实施方式中，杠杆式发电机还包括液压站，液压站与液压缸相连接。

在一些实施方式中，杠杆式发电机还包括配重块，配重块与增速器分别设于发电机的两端。由此，通过配重块，可以保持发电机的平衡，方便整体的放置安装。

在一些实施方式中，杠杆式发电机还包括第一单向轴承和第二单向轴承，第一单向齿轮通过第一单向轴承套设在第一动力轴上，第二单向齿轮通过第二单向轴承套设在第二动力轴上。

在一些实施方式中，杠杆式发电机还包括安装架，发电机固定在安装架上，安装架上设有安装箱，液压缸的缸体固定在安装架上，安装箱位于液压缸的一侧，第一动力轴和第二动力轴的两端均套设在安装箱上，第一单向齿轮、第二单向齿轮、第一传动齿轮和第二传动齿轮均位于安装箱内，第一动力轴的一端伸出安装箱，安装架上设有安装杆，安装杆位于安装箱的下方，杠杆通过转轴与安装杆连接。由此，通过安装箱，对各齿轮结构起到保护作用，且提高了整个结构的紧凑性，减小整体占用的空间。

在一些实施方式中，杠杆式发电机还包括第一限位杆和第二限位杆，第一限位杆和第二限位杆的两端均固定连接在安装箱内，第一限位杆位于第一齿条的外侧，并与第一齿条的侧壁相抵接，第一齿条位于第一单向齿轮与第一限位杆之间，第二限位杆位于第二齿条的外侧，并与第二齿条的侧壁相抵接，第二齿条位于第二单向齿轮与第二限位杆之间。由此，通过设有第一限位杆和第二限位杆，可以使得第一齿条和第二齿条在升降过程中始终保持竖直状态，保证了齿条与相应齿轮的相互作用。

在一些实施方式中，杠杆式发电机还包括第一连接块、第一连接轴和第二连接轴，第二连接轴为两根，动力臂和阻力臂上均安装有第一连接轴，第一连接块为两个，分别套设在两个第一连接轴上，其中一个第一连接块通过其中一根第二连接轴与第一齿条转动连接，另一个第一连接块通过另一根第二连接轴与第二齿条转动连接。

本发明的有益效果是：

1、通过设有杠杆式驱动器，因此，可以通过液压缸较小的驱动力，通过转换后，带动驱动轴转动，大大减小了发电所需的耗能；同时，通过设有增速器，可以将驱动轴输出的转动速度，通过增速器的作用可以大大提升，最终实现高速转动，对发电机进行发电，便于电能的输出。

2、通过设有液压站，从而方便通过液压站控制液压缸的活塞杆伸缩，最终带动发电机持续发电。

3、通过液压缸作用在杠杆上，通过杠杆原理，液压缸进行做功，可以使得液压缸通过较小的作用力即可带动杠杆往复摆动，达到节能的效果；同时，通过设有第一单向齿轮和第二单向齿轮，因此，使得杠杆的动力臂和阻力臂一侧的其中一个齿条始终能够带动驱动轴转动，使得驱动轴能够始终被驱动进行转动，实现动力的持续输出。由此，实现了液压缸对驱动轴的持续做功，整体结构简单，且液压缸的活塞杆在伸缩时均实现了对驱动轴的做功，大大提高了能量的有效转换，便于驱动轴的连续转动。

4、通过设有第一动力轴和第二动力轴，以及通过第一单向齿轮和第二单向齿轮，实现双轴驱动，便于液压缸推动杠杆上下转动时，动力臂上的第一齿条能够带动第一动力轴转动，阻力臂上的第二齿条能够带动第二动力轴转动，最终通过第一传动齿轮与第二传动齿轮的配合，将第二动力轴的作用力传递至第一动力轴，实现第一动力轴的持续转动，进而持续输出做功，实现了能量转换输出。

附图说明

图1是发明的杠杆式发电机的结构示意图。

图2是本发明的杠杆式发电机中杠杆式驱动器的结构示意图。

图3是本发明的杠杆式发电机中杠杆式驱动器与安装架相配合的结构示意图。

图4是图3的另一视角的结构示意图。

图5是本发明的杠杆式发电机中杠杆式驱动器与第一限位杆、第二限位杆的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

参照图1和图2。杠杆式发电机，包括发电机100、增速器200、杠杆式驱动器300、第一传动齿轮9和第二传动齿轮10，杠杆式驱动器300包括液压缸1、杠杆2、驱动轴3、第一单向齿轮4、第二单向齿轮5、第一齿条6和第二齿条7，杠杆2上安装有转轴8，杠杆2包括动力臂21和阻力臂22，动力臂21位于转轴8的一侧，阻力臂22位于转轴8的另一侧，动力臂21的长度大于阻力臂22的长度，液压缸1的活塞杆连接在动力臂21远离转轴的一端，第一齿条6位于转轴8与液压缸1的活塞杆之间，并与动力臂21转动连接，第二齿条7转动连接在阻力臂22靠近转轴的一端，第一单向齿轮4与第一齿条6相配合，第二单向齿轮5与第二齿条7相配合，增速器200的输出端与发电机100连接。由于，动力臂21的长度大于阻力臂22的长度，从而使得液压缸通过较小的作用力就能使得杠杆上下摆动，实现做功，达到节能的效果。

杠杆式驱动器300中，通过液压缸1的伸缩拉动杠杆2上下转动，通过相应单向齿轮与齿条的作用，最终带动驱动轴3进行连续转动。驱动轴3的输出端直接与增速器200的输入端直接连接，通过增速器200的作用，使得增速器的输出端的输出轴进行高速转动，从而满足发电机100的发电要求。其中，增速器200为现有技术中能够对转动速度进行增速的增速器。增速器200的输入端直接与驱动轴3的输出端连接，可以提高两者安装时结构的紧凑性；且增速器200的输出端直接与发电机100的输入端连接，提高了整体结构的紧凑性，减小整体的占用空间。

本发明的杠杆式发电机还包括液压站400，液压站400能够与液压缸1相连通。液压站400为现有技术中，可以控制液压油的输送情况，从而方便控制液压缸1内液压油的输入输出情况，实现对液压缸1的活塞杆的伸缩控制，控制方便。在实际使用过程中，液压站400与外接电源连通，方便为液压站400进行持续供电，保证液压缸1进行持续伸缩。通过液压缸1活塞杆的伸缩，再通过杠杆式驱动器300中的各结构，实现驱动轴3的连续转动，从而使得发电机100进行持续发电，达到连续供电的目的。

本发明的杠杆式发电机还包括配重块500，配重块500与增速器200分别设于发电机100的两端。通过设有配重块500，可以保证整体的平稳性，方便安装。

如图1~图4所示，驱动轴3包括第一动力轴31和第二动力轴32，第一单向齿轮4套设在第一动力轴31上，第二单向齿轮5套设在第二动力轴32上，第一单向齿轮4与第二单向齿轮5分隔设置，第一单向齿轮4与第二单向齿轮5的齿轮导向方向相反，第一动力轴31与第二动力轴32平行设置，杠杆2与第一动力轴31相垂直，第一单向齿轮4与第二单向齿轮5位于第一齿条和第二齿条之间，第一动力轴31与增速器200的输入端连接。

由于两个齿轮均为单向齿轮，因此，齿条只有相对齿轮向其中一个方向移动时，相应齿条才能与相应单向齿轮进行啮合，并作用在相应单向齿轮。

在实际使用时，为了保证第一齿条6和第二齿条7在杠杆上下转动时，均处于竖直状态，并处于与相应单向齿轮相接触的状态，在第一齿条6与动力臂21连接处设有第一连接块50，第一连接块50为两个，并分别位于动力臂的两侧，第一连接块50通过第一连接轴60与动力臂21连接，第一连接轴60贯穿动力臂21。在两个第一连接块50上安装有第二连接轴70，第一齿条6的底端套设在第二连接轴70上。同理，第二齿条7与阻力臂22的连接方式和第一齿条6与动力臂21的连接方式相同，第二齿条7与阻力臂22连接处设有第二连接块80。

因此，当杠杆2进行上下转动时，第一连接块50相对第一齿条6能够转动，第二连接块80相对第二齿条7能够转动，而第一齿条6和第二齿条7始终保持竖直状态，便于与相应单向齿轮进行配合，整体结构简单，组装方便。

本发明的杠杆式发电机还包括第一传动齿轮9和第二传动齿轮10，第一传动齿轮9套设在第一动力轴31上，第二传动齿轮10套设在第二动力轴32上，第一传动齿轮9与第二传动齿轮10相啮合。其中，第一传动齿轮9的尺寸与第二传动齿轮10的尺寸相同，利于保证两者转动的同步性。通过设有两个传动齿轮，可以使得动力最终由其中一个动力轴输出，方便动力输出后对发电机等设备的持续做功，实现持续发电。

该杠杆式发电机还包括第一单向轴承20和第二单向轴承30，第一单向齿轮4通过第一单向轴承20套设在第一动力轴31上，第二单向齿轮5通过第二单向轴承30套设在第二动力轴32上。通过设有第一单向轴承20和第二单向轴承30可以保证其单向转动性，有效防止相应的动力轴发生反转。

具体的，当液压缸拉动活塞杆向上时，动力臂随着活塞杆被拉动向上，此时阻力臂22向下转动，从而，动力臂21上的第一齿条6随着动力臂向上移动。此时，第一齿条6与第一单向齿轮4相啮合，第一齿条6带动第一单向齿轮4逆时针转动，由于第一单向齿轮4通过第一单向轴承20套设在第一动力轴31上，因此，当第一单向齿轮4逆时针转动时，可以带动第一动力轴31也逆时针转动，实现第一动力轴31上的动力输出，第一动力轴31输出至增速器200，通过增速器200的增速作用，方便发电机进行发电。此时，通过第一动力轴31可以带动第一传动齿轮9逆时针转动，第一传动齿轮9带动与之啮合的第二传动齿轮10转动，第二传动齿轮10带动第二动力轴32转动。

通过杠杆2的设置，使得动力臂21向上转动时，阻力臂22向下转动，阻力臂22带动第二齿条7向下移动，由于第二单向齿轮5的单向导向作用，因此，第二齿条7相对第二单向齿轮5向下时，第二单向齿轮5与第二齿条7分离，第二单向齿轮5在第二动力轴32的带动作用下进行空转。

由此，当液压缸1的活塞杆回拉向上时，第一齿条6带动第一单向齿轮4转动，实现带动第一动力轴31的转动，通过第一动力轴31输出动力，进行做功。

当液压缸的活塞杆回拉到底后，动力臂21移动至最高处，第一齿条6上升到最高位置；阻力臂22移动至最低处，第二齿条7下降至最低位置。随后，液压缸的活塞杆向下推出，推动动力臂21向下转动，而阻力臂22则向上转动。

当动力臂21向下转动时，第一齿条6向下移动，由于第一单向齿轮4的单向导向性，因此第一齿条6相对第一单向齿轮4向下时，第一齿条6与第一单向齿轮4相分离，两者之间没有作用力。此时，阻力臂22向上转动，带动第二齿条7向上移动，由于第二单向齿轮5的单向导向性，第二齿条7向上移动时，第二齿条7与第二单向齿轮5进行啮合，第二齿条7带动第二单向齿轮5顺时针转动。由于，第二单向齿轮5通过第二单向轴承30套设在第二动力轴32上，因此，第二单向齿轮5带动第二动力轴32顺时针转动。第二动力轴32转动时，带动第二传动齿轮10也进行顺时针转动；通过第二传动齿轮10带动第一传动齿轮9逆时针转动，通过第一传动齿轮9带动第一动力轴31保持逆时针转动，此时，第一单向齿轮4与第一齿条6分离，进行空转。

由上可知，当第一齿条6向上移动，第二齿条7向下移动时，第二齿条7与第二单向齿轮5相分离，通过第一齿条6带动第一单向齿轮4转动，从而带动第一动力轴31进行逆时针转动；当第二齿条7向上移动，第一齿条6向下移动时，第一齿条6与第一单向齿轮4相分离，通过第二齿条7带动第二单向齿轮5转动，从而带动第二动力轴32转动，再通过两个传动齿轮的作用，带动第一动力轴31进行逆时针转动。从而，液压缸1的活塞杆在伸出或者回拉时，通过不同的单向齿轮与齿条的作用，最终均能保持第一动力轴31始终沿着一个方向转动，从而便于第一动力轴31的持续做功，使得液压缸输出的动力能够持续转换为第一动力轴31的动力输出，保证输入到增速器的转动方向始终保持一致，大大减少了能量损耗，整体结构简单。

本发明的杠杆式发电机还包括安装架40，安装架40上设有安装箱401，液压缸1的缸体固定在安装架40上，发电机100固定在安装架40上，安装箱401位于液压缸1的一侧，第一动力轴31和第二动力轴32的两端均套设在安装箱401上，第一单向齿轮4、第二单向齿轮5、第一传动齿轮9和第二传动齿轮10均位于安装箱401内，第一动力轴31的一端伸出安装箱401。

安装架40上设有安装杆402，安装杆402位于安装箱401的下方，杠杆2通过转轴8与安装杆402连接。由此，通过安装杆402，方便对杠杆2的支撑，方便杠杆2的转动。

在实际使用过程中，可以将液压站400固定在安装架40的顶部，方便形成一个整体。由此，可以提高整个结构的紧凑性，占用空间小，且对各齿轮结构起到保护作用。

如图5所示，在实际使用时，为了保证第一齿条6和第二齿条7在杠杆上下转动时，均处于竖直状态，并处于与相应单向齿轮相接触的状态，第一齿条6和第二齿条7与杠杆的连接方式可以与上一实施例的连接方式相同。具体的，杠杆式发电机还包括第一限位杆403和第二限位杆404，第一限位杆403和第二限位杆404的两端均固定连接在安装箱内，第一限位杆403位于第一齿条6的外侧，并与第一齿条6的侧壁相抵接，第一齿条6位于第一单向齿轮4与第一限位杆403之间，第二限位杆404位于第二齿条7的外侧，并与第二齿条7的侧壁相抵接，第二齿条7位于第二单向齿轮5与第二限位杆404之间。第一限位杆403和第二限位杆404均与第一动力轴31相平行；利于提高第一齿条6和第二齿条7始终保持竖直状态。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.杠杆式发电机，其特征在于，包括发电机（100）、增速器（200）、杠杆式驱动器（300）、第一传动齿轮（9）和第二传动齿轮（10），所述杠杆式驱动器（300）包括液压缸（1）、杠杆（2）、驱动轴（3）、第一单向齿轮（4）、第二单向齿轮（5）、第一齿条（6）和第二齿条（7），所述杠杆（2）上安装有转轴（8），所述杠杆（2）包括动力臂（21）和阻力臂（22），所述动力臂（21）位于转轴（8）的一侧，所述阻力臂（22）位于转轴（8）的另一侧，所述动力臂（21）的长度大于阻力臂（22）的长度，所述液压缸（1）的活塞杆连接在动力臂（21）远离转轴的一端，所述第一齿条（6）位于转轴（8）与液压缸（1）的活塞杆之间，并与动力臂（21）转动连接，所述第二齿条（7）转动连接在阻力臂（22）靠近转轴的一端，所述第一单向齿轮（4）与第一齿条（6）相配合，所述第二单向齿轮（5）与第二齿条（7）相配合，所述增速器（200）的输出端与发电机（100）连接；

所述驱动轴（3）包括第一动力轴（31）和第二动力轴（32），所述第一单向齿轮（4）套设在第一动力轴（31）上，所述第二单向齿轮（5）套设在第二动力轴（32）上，所述第一单向齿轮（4）与第二单向齿轮（5）分隔开，所述第一单向齿轮（4）与第二单向齿轮（5）的齿轮导向方向相反，所述第一动力轴（31）与第二动力轴（32）相平行，所述杠杆（2）与第一动力轴（31）垂直，所述第一单向齿轮（4）与第二单向齿轮（5）位于第一齿条和第二齿条之间，所述第一动力轴（31）与增速器（200）的输入端连接；

所述第一传动齿轮（9）套设在第一动力轴（31）上，所述第二传动齿轮（10）套设在第二动力轴（32）上，所述第一传动齿轮（9）与第二传动齿轮（10）相啮合。

2.根据权利要求1所述的杠杆式发电机，其特征在于，还包括液压站（400），所述液压站（400）与液压缸（1）相连接。

3.根据权利要求2所述的杠杆式发电机，其特征在于，还包括配重块（500），所述配重块（500）与增速器（200）分别设于发电机（100）的两端。

4.根据权利要求3所述的杠杆式发电机，其特征在于，还包括第一单向轴承（20）和第二单向轴承（30），所述第一单向齿轮（4）通过第一单向轴承（20）套设在第一动力轴（31）上，所述第二单向齿轮（5）通过第二单向轴承（30）套设在第二动力轴（32）上。

5.根据权利要求4所述的杠杆式发电机，其特征在于，还包括安装架（40），所述发电机（100）固定在安装架（40）上，所述安装架（40）上设有安装箱（401），所述液压缸（1）的缸体固定在安装架（40）上，所述安装箱（401）位于液压缸（1）的一侧，所述第一动力轴（31）和第二动力轴（32）的两端均套设在安装箱（401）上，所述第一单向齿轮（4）、第二单向齿轮（5）、第一传动齿轮（9）和第二传动齿轮（10）均位于安装箱（401）内，所述第一动力轴（31）的一端伸出安装箱（401），所述安装架（40）上设有安装杆（402），所述安装杆（402）位于安装箱（401）的下方，所述杠杆（2）通过转轴（8）与安装杆（402）连接。

6.根据权利要求5所述的杠杆式发电机，其特征在于，还包括第一限位杆（403）和第二限位杆（404），所述第一限位杆（403）和第二限位杆（404）的两端均固定连接在安装箱（401）内，所述第一限位杆（403）位于第一齿条（6）的外侧，并与第一齿条（6）的侧壁相抵接，所述第一齿条（6）位于第一单向齿轮（4）与第一限位杆（403）之间，所述第二限位杆（404）位于第二齿条（7）的外侧，并与第二齿条（7）的侧壁相抵接，所述第二齿条（7）位于第二单向齿轮（5）与第二限位杆（404）之间。

7.根据权利要求6所述的杠杆式发电机，其特征在于，还包括第一连接块（50）、第一连接轴（60）和第二连接轴（70），所述第二连接轴（70）为两根，所述动力臂（21）和阻力臂（22）上均安装有第一连接轴（60），所述第一连接块（50）为两个，分别套设在两个第一连接轴（60）上，其中一个所述第一连接块（50）通过其中一根第二连接轴（70）与第一齿条（6）转动连接，另一个所述第一连接块（50）通过另一根第二连接轴（70）与第二齿条（7）转动连接。