CN208479386U - 发电装置和发电组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发电装置和发电组件。发电装置包括外壳；丝杠的第一端连接在外壳的顶部，丝杠的第二端朝外壳的底部延伸；磁电机定子和磁电机转子，磁电机定子设置在外壳的底部，磁电机转子安装在丝杠的第二端；轴套上开设有螺纹孔，丝杠螺接在螺纹孔内；压板位于外壳的外侧，连接轴的第一端与压板相连接，连接轴的第二端延伸进外壳的内部并与轴套固定连接。发电组件包括地板和发电装置，地板与压板相连接。本实用新型提供的发电装置和发电组件，提高了发电效率和发电量，降低了发电过程中的机械能损耗，实现大规模发电，增加实用性，减少从压力转成电能的变换环节，提高稳定性和可靠性。

Description

发电装置和发电组件

技术领域

本实用新型涉及发电技术领域，尤其涉及一种发电装置和发电组件。

背景技术

电能是生活生产中使用量较大的能源，现阶段大部分的电能依然采用燃煤的方式发电，随着地球矿物能源逐渐枯竭及环境状态日益恶化，如何以节能减排的方式发电，已成为当今世界能源研究的重要课题。

现有技术中，利用道路发电的研究工作得到越来越广泛的关注，道路发电的主要方式为发电地板发电，通过在道路表面安装发电地板，发电地板上设置有发电机，行人踏过发电地板时对发电地板产生压力，发电机板上啮合的齿条和齿轮在压力作用下进行运动并机械蓄能，发电机将机械能转化成电能进行发电。发明人在实现发明创造的过程中发现，通过在道路上安装光伏电板发电存在以下不足：第一，发电地板上的机械结构较为复杂，在机械运动过程中机械能损耗较大，发电效率低，且结构的稳定性差；第二，由压力产生的动能需经过齿轮和齿条的运动转化成机械能，机械能再转化成电能驱动发电机发动，发电地板收集到的动能无法直接、快速地转化成电能，动力的利用率低，导致发电地板的发电量小，实用性差。

因此，有必要解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种发电装置和发电组件，以解决现有技术中存在的问题，提高发电效率和发电量，降低发电过程中的机械能损耗，实现大规模发电，增加实用性，减少从压力转成电能的变换环节，提高稳定性和可靠性。

本实用新型提供了一种发电装置，包括：外壳；丝杠，所述丝杠的第一端旋转连接在外壳的顶部，所述丝杠的第二端朝所述外壳的底部延伸；磁电机定子和设置在所述磁电机定子外侧的磁电机转子，所述磁电机定子设置在所述外壳的底部，所述磁电机转子安装在所述丝杠的第二端；轴套，所述轴套上开设有螺纹孔，所述丝杠螺接在所述螺纹孔内；连接轴和压板，所述压板位于所述外壳的外侧并位于所述外壳的上方，所述连接轴的第一端与所述压板相连接，所述连接轴的第二端延伸进所述外壳的内部并与所述轴套固定连接。

可选的，所述发电装置还包括弹性件，所述弹性件的第一端与所述压板相连接，所述弹性件的第二端连接在所述外壳的顶部。

可选的，所述发电装置还包括单向轴承，所述磁电机转子通过所述单向轴承安装在所述丝杠上。

可选的，所述丝杠的第一端通过第一轴承旋转安装在所述外壳的顶部，所述丝杠的第二端通过第二轴承旋转安装在所述外壳的底部。

可选的，所述外壳包括相对接的顶盖与底座，所述丝杠的第一端旋转连接在所述顶盖上，所述丝杠的第二端旋转连接在所述底座上。

可选的，所述发电装置还包括设置在所述外壳内的固定板，所述连接轴与所述轴套通过所述固定板相连接。

可选的，所述发电装置还包括飞轮，所述飞轮上沿垂直于所述飞轮的端面的方向开设有相连通的连接孔和定位孔，所述连接孔套设在所述丝杠的第二端，所述磁电机转子安装在所述定位孔内。

可选的，所述磁电机转子包括多块强磁铁，多块所述强磁铁沿着所述定位孔的周向分布。

基于同一发明构思，本实用新型还提供了一种发电组件，包括地板和以上所述发电装置，所述地板与所述压板相连接并相对设置。

本实用新型提供的发电装置和发电组件，行人或者车辆从地板上经过时，地板下压，压板朝向外壳运动时，通过连接轴带动轴套随之下压，轴套下压带动丝杠发生旋转，丝杠上的磁电机转子随之切割磁电机定子产生的磁感线发电，结构高度精简，结构稳定性高，提高了发电的可靠性，上述发电过程中，机械能直接驱动丝杠旋转切割磁感线，丝杠接收到的动能直接、快速地转化成电能，机械能损耗少，提高了机械能和动能直接、动能和电能之间的转化效率，提高了发电量，增加了实用性。

附图说明

下面将通过附图详细描述本实用新型中优选实施例，以助于理解本实用新型的目的和优点，其中:

图1为本实用新型优选实施例提供的发电装置的结构示意图。

图2为本实用新型优选实施例提供的发电装置的剖视图。

图3为本实用新型优选实施例提供的发电装置的横截面图。

图4为本实用新型优选实施例提供的发电装置的半剖视图。

具体实施方式

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

图1为本实用新型优选实施例提供的发电装置的结构示意图，图2为本实用新型优选实施例提供的发电装置的剖视图，图3为本实用新型优选实施例提供的发电装置的横截面图，图4为本实用新型优选实施例提供的发电装置的半剖视图。如图1至图4所示，本实用新型提供的发电装置包括外壳1、丝杠2、磁电机定子3和设置在磁电机定子3外侧的磁电机转子、轴套4、连接轴5和压板6。

请同时参照图1至图4，外壳1对丝杠2起到支撑和保护的作用，丝杠2的第一端旋转连接在外壳1的顶部，丝杠2的第二端朝外壳1的底部延伸；磁电机定子3设置在外壳1的底部，保持静止的状态。磁电机转子安装在丝杠2的第二端；轴套4上开设有螺纹孔，丝杠2螺接在螺纹孔内；压板6位于外壳1的外侧并位于外壳1的上方，连接轴5的第一端与压板6相连接，连接轴5的第二端延伸进外壳1的内部并与轴套4固定连接。上述结构高度精简，结构稳定性高，提高了发电的可靠性。其中轴套4可以是丝杠螺母，丝杠螺母的内螺纹与丝杠2的外螺纹啮合度较高，当丝杠螺母沿着丝杠2上下运动(此处的上下运动是指沿着图3中的上下方向进行运动)时，丝杠2可快速同步发生旋转，提高了由轴套4竖直运动转化成丝杠2在水平方向转动的效率。且本实用新型的机械运动主件丝杠2和连接轴5均采用滚动摩擦，具有阻力小、噪声低，损耗小，故障率低，效率高的优势。

作为一个发电的实施例，当压板6受到指向外壳1的作用力时，压板6带动连接轴5朝向外壳1运动，轴套4随之沿着丝杠2朝靠近外壳1的方向下滑，丝杠2在轴套4的带动下开始旋转，带动磁电机转子旋转切割磁电机定子3产生的磁感线，在磁电机上产生电流，以此发电。上述发电过程中，机械能直接驱动丝杠2旋转切割磁感线，丝杠2接收到的动能直接、快速地转化成电能，机械能损耗少，提高了机械能和动能之间、以及动能和电能之间的转化效率，增加了发电量，提高了实用性。

本实用新型实施例提供的发电装置，压板6朝向外壳1运动时，通过连接轴5带动轴套4随之下压，轴套4下压带动丝杠2发生旋转，丝杠2上的磁电机转子随之切割磁电机定子3产生的磁感线发电，结构高度精简，结构稳定性和可靠性高，提高了发电的可靠性，上述发电过程中，机械能直接驱动丝杠2旋转切割磁感线，丝杠2接收到的动能直接、快速地转化成电能，克服了多重机械变换造成的延缓，机械能损耗少，提高了机械能和动能之间、动能和电能之间的转化效率，提高了发电量，增加了实用性。

可选的，发电装置还包括弹性件7，弹性件7的第一端与压板6相连接，弹性件7的第二端连接在外壳1的顶部。当压板6在压力下朝靠近外壳1的方向压缩时，弹性件7同时受到压缩发生形变，当压力解除后，弹性件7带动压板6朝远离外壳1的方向运动，以使压板6的位置恢复原状，为下一次向下运动准备。此处的弹性件7可以是弹簧，弹簧受到压缩后产生的反作用力可以将压板6有效地将反弹回原处。

作为一个可选的实施过程，发电装置还包括单向轴承8，磁电机转子通过单向轴承8安装在丝杠2上。当压板6朝靠近外壳1的底部运动时，丝杠2在轴套4的作用下发生正向旋转，磁电机转子在单向轴承8的带动下沿着丝杠2正向旋转；当压板6朝远离外壳1的方向运动时，丝杠2反转，此时磁电机转子在单向轴承8的控制下，与丝杠2脱离，可以在惯性的作用下继续正转切割感线，磁电机持续发电输出，增加了发电的时长和发电量。

进一步地，丝杠2的第一端通过第一轴承21旋转安装在外壳1的顶部，丝杠2的第二端通过第二轴承22旋转安装在外壳1的底部，可以减小丝杠2的第一端以及丝杠2的第二端在旋转过程中与外壳1之间的摩擦损耗，进一步地提高机械能转成电能的效率。

较佳的，外壳1包括相对接的顶盖11与底座12，丝杠2的第一端旋转连接在顶盖11上，丝杠2的第二端旋转连接在底座12上。上述设置方式便于外壳1内的丝杠2、连接轴5和压板6等的安装步骤、节省组装时间。

可选的，发电装置还包括设置在外壳1内的固定板41，连接轴5与轴套4通过固定板41相连接。丝杠螺母安装在固定板41上，固定板41为丝杠螺母提供受力支撑。进一步地，丝杠螺母安装在固定板41上，固定板41通过沿着固定板41的周向均匀分布的六根连接轴5与压板6相连接，以增加固定板41与压板6之间连接的稳定性。更进一步地，外壳1上还设有直线轴承，六根连接轴5均穿设过直线轴承轴，直线轴承可以对连接轴5起到导向的作用，进一步地增加了结构的稳定性和可靠性。

在上述实施例的基础上，发电装置还包括飞轮9，飞轮9上沿垂直于飞轮9的端面的方向开设有相连通的连接孔和定位孔，连接孔套设在丝杠2的第二端，磁电机转子安装在定位孔内。飞轮9经单向轴承8与丝杠2连接，飞轮9可以随丝杠2正向旋转，丝杠2反转时，飞轮9在单向轴承8的控制下，与丝杠2脱离，可以在惯性的作用下继续正转。飞轮9可以储存丝杠2正转时的多余的动能，丝杠2反转或停止时，飞轮9在惯性作用下继续旋转将存储的动能释放出来，使磁电机转子继续切割磁感线。将飞轮9与磁电机转子合为一体，借助飞轮9在高速旋转状态下的动能和惯性，可以有效地将机械能储存，使机械能得到高效利用，且飞轮9得到的冲量得到提高，发电输出功率进一步增加。

进一步地，磁电机转子包括多块强磁铁，多块强磁铁沿着定位孔的周向分布。多块强磁铁可以增加磁电机转子切割磁感线的强度，飞轮9旋转带动多块强磁铁旋转，速度越快，输出电压越高。

基于同一实用新型构思，本实用新型还提供了一种发电组件，包括地板和以上任意一项发电装置，地板与压板6相连接并相对设置。行人或者车辆从地板上经过时，对地板施加压力，地板下压并将受到的压力通过发电装置转化成电能，环保发电，节能降耗。更进一步地，地板采用边长600mm的等边三角形的蜂窝结构的轻型复合地板，重量轻、强度高。每块地板与三个发电单元连接，三个发电单元总输出可达30W以上。

需要说明的是，本实用新型采用普通的丝杠2和轴承等机械标准件，降低了生产制造难度，大大降低生产成本。

此外，本实用新型采用机械储能与电能存储双重模式；机械储能采用飞轮9模式，并且将飞轮9与磁电机转子合为一体。电能存储采用电容器缓存，锂电池与磁电机定子3相连以充电储能，解决现有发电地板存在的机械能不能充分利用的问题；电容器缓存，解决每次行人经过地板的起始和结束阶段电压低时锂电池不能充电造成的电能浪费问题。

本实用新型实施例提供的发电组件，行人或者车辆从地板上经过时，地板下压，压板6朝向外壳1运动时，通过连接轴5带动轴套4随之下压，轴套4下压带动丝杠2发生旋转，丝杠2上的磁电机转子随之切割磁电机定子3产生的磁感线发电，结构高度精简，结构稳定性高，提高了发电的可靠性，上述发电过程中，机械能直接驱动丝杠2旋转切割磁感线，丝杠2接收到的动能直接、快速地转化成电能，机械能损耗少，提高了机械能和动能之间、动能和电能之间的转化效率，提高了发电量，增加了实用性。

本实用新型提供的发电组件通过以下方法发电：将发电组件安装在地下，地板位于地面上；对地板施加指向外壳1的底部的作用力，驱动压板6带动连接轴5朝靠近外壳1的方向移动，使轴套4在连接轴5的压力下沿着丝杠2的轴向朝靠近外壳1的底部的方向运动；丝杠2在轴套4的作用下发生旋转，丝杠2旋转带动磁电机转子切割磁电机定子3产生的磁感线，磁电机定子3产生电流进行发电。

本实用新型实施例提供的发电装置和发电组件，行人或者车辆从地板上经过时，地板下压，压板6朝向外壳1运动时，通过连接轴5带动轴套4随之下压，轴套4下压带动丝杠2发生旋转，丝杠2上的磁电机转子随之切割磁电机定子3产生的磁感线发电，结构高度精简，结构稳定性高，提高了发电的可靠性，上述发电过程中，机械能直接驱动丝杠2旋转切割磁感线，丝杠2接收到的动能直接、快速地转化成电能，机械能损耗少，提高了机械能和动能之间、动能和电能之间的转化效率，提高了发电量，增加了实用性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种发电装置，其特征在于，包括：

外壳；

丝杠，所述丝杠的第一端旋转连接在外壳的顶部，所述丝杠的第二端朝所述外壳的底部延伸；

磁电机定子和设置在所述磁电机定子外侧的磁电机转子，所述磁电机定子设置在所述外壳的底部，所述磁电机转子安装在所述丝杠的第二端；

轴套，所述轴套上开设有螺纹孔，所述丝杠螺接在所述螺纹孔内；

连接轴和压板，所述压板位于所述外壳的外侧并位于所述外壳的上方，所述连接轴的第一端与所述压板相连接，所述连接轴的第二端延伸进所述外壳的内部并与所述轴套固定连接。

2.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述发电装置还包括弹性件，所述弹性件的第一端与所述压板相连接，所述弹性件的第二端连接在所述外壳的顶部。

3.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述发电装置还包括单向轴承，所述磁电机转子通过所述单向轴承安装在所述丝杠上。

4.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述丝杠的第一端通过第一轴承旋转安装在所述外壳的顶部，所述丝杠的第二端通过第二轴承旋转安装在所述外壳的底部。

5.根据权利要求4所述的发电装置，其特征在于，所述外壳包括相对接的顶盖与底座，所述丝杠的第一端旋转连接在所述顶盖上，所述丝杠的第二端旋转连接在所述底座上。

6.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述发电装置还包括设置在所述外壳内的固定板，所述连接轴与所述轴套通过所述固定板相连接。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的发电装置，其特征在于，所述发电装置还包括飞轮，所述飞轮上沿垂直于所述飞轮的端面的方向开设有相连通的连接孔和定位孔，所述连接孔套设在所述丝杠的第二端，所述磁电机转子安装在所述定位孔内。

8.根据权利要求7所述的发电装置，其特征在于，所述磁电机转子包括多块强磁铁，多块所述强磁铁沿着所述定位孔的周向分布。

9.一种发电组件，其特征在于，包括地板和权利要求1-8任意一项所述发电装置，所述地板与所述压板相连接并相对设置。