CN219974702U - 利用自然能循环及振动能量转换机械能发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种利用自然能循环及振动能量转换机械能发电装置，包括微型发电机，还包括摆动组件和传动组件，微型发电机的工作端设置有驱动轴，驱动轴的一端与所述传动组件的输出端连接，传动组件的输入端与所述摆动组件的输出端转动连接，且摆动组件的外侧设置有安装壳，安装壳固定在振动发生部位，且摆动组件摆动端与振动发生源紧邻；摆动组件和传动组件的设计，利用摆动组件收集振动能量，通过振动源带动摆动组件进行摆锤运动，摆动组件将振动能量转动成摆动动能，然后转动成传动组件的转动动能，通过传动组件转动成定向转动动能，并带动微型发电机进行的工作端转动，将振动能量转换为转动的电能，为人们提供和利用新的能源。

Description

利用自然能循环及振动能量转换机械能发电装置

技术领域

本实用新型涉及发电设备技术领域，更具体地说，涉及一种利用自然能循环及振动能量转换机械能发电装置。

背景技术

目前，能源供给是确保日常生产作业的重要保证，能源包括热能、电能、光能、机械能、化学能等，能为人类提供动能，机械能和能量的物质，传统能源主要是化石能源，例如石油、天然气和煤炭，这些能源均是不可再生资源，而现在主要通过发展光伏发电、核能、风能来慢慢替代这些不可再生资源，以解决社会持续发展的问题；但对于一些不易捕捉的能源的利用还基本属于空白，尤其是振动能源，振动能源可以是车辆或人流通过公路时产生的振动能量，造成资源的浪费，本实用新型针对以上问题提出了一种新的解决方案。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种利用自然能循环及振动能量转换机械能发电装置，以解决背景技术中所提到的技术问题。

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种利用自然能循环及振动能量转换机械能发电装置，包括微型发电机，还包括摆动组件和传动组件，所述微型发电机的工作端设置有驱动轴，驱动轴的一端与所述传动组件的输出端连接，传动组件的输入端与所述摆动组件的输出端转动连接，且摆动组件的外侧设置有安装壳，安装壳固定在振动发生部位，且摆动组件摆动端与振动发生源紧邻；所述摆动组件包括安装架、摆动杆、摆动头、驱动杆、摆臂，所述安装架螺栓连接在所述安装壳内，所述摆动杆的中部转动连接在安装架的顶端，且所述摆动头固定在摆动杆的顶端，所述驱动杆的一端转动连接在摆动杆的底端，驱动杆的另一端转动连接在摆臂的一端，且摆臂的另一端通过销钉连接在所述传动组件的输入端上。

进一步的，所述传动组件包括齿轮箱、输入轴、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮、第七齿轮、第八齿轮，第九齿轮、第十齿轮、输出轴和单向转动机构，所述齿轮箱螺栓连接在所述安装架的底部，所述输入轴转动连接在齿轮箱内，输入轴的一端穿过齿轮箱，且所述摆臂的另一端通过销钉连接在输入轴的一端，所述第一齿轮设置有两组，两组第一齿轮均轴向固定在输入轴上，两组第一齿轮分别与所述第二齿轮和所述第三齿轮啮合，第二齿轮圆心处安装有可顺时针转动的第一单向轴承，第一单向轴承内固定有第一传动轴，第一传动轴同轴固定在所述第五齿轮上，第一传动轴的一端转动连接在齿轮箱内，第五齿轮依次通过所述第八齿轮、所述第九齿轮与所述第十齿轮啮合传动，第三齿轮的圆心处安装有可逆时针转动的第二单向轴承，第二单向轴承内固定有第二传动轴，第二传动轴同轴固定在所述第四齿轮上，且第四齿轮通过所述第六齿轮与所述第七齿轮啮合传动，其中第六齿轮、第八齿轮、第九齿轮均转动连接在齿轮箱内，所述输出轴通过所述单向转动机构分别与第七齿轮、第十齿轮单向传动连接，且输出轴转动连接在齿轮箱内，输出轴输出端与所述微型发电机的所述驱动轴通过法兰盘连接。

进一步的，所述单向转动机构包括内棘齿环、棘轮、棘爪和扭簧，所述内棘齿环同轴固定在所述第七齿轮和所述第十齿轮的圆心处，所述棘轮同轴固定在所述输出轴上，所述棘爪转动连接在棘轮的一侧边缘处，且所述扭簧套接在棘爪的转动轴上，扭簧的一端固定在棘轮上，扭簧的另一端固定在棘爪上，且棘爪的工作端插接到内棘齿环内侧的齿槽中。

进一步的，所述摆动头的截面为弧型，且摆动头的弧型面与所述振动发生源紧邻。

进一步的，所述齿轮箱上设置有检修口，检修口上螺栓连接有检修盖。

相比于现有技术，本实用新型的优点在于：

本实用新型中摆动组件和传动组件的设计，利用摆动组件收集振动能量，通过振动源带动摆动组件进行摆锤运动，摆动组件将振动能量转动成摆动动能，然后转动成传动组件的转动动能，通过传动组件转动成定向转动动能，并带动微型发电机进行的工作端转动，利用微型发电机将电能储存到蓄电池设备中即可，将振动能量转换为转动的电能，储存利用，为人们提供和利用新的能源，且结构简单，安装方便。

附图说明

图1为本实用新型的利用自然能循环及振动能量转换机械能发电装置的整体结构示意图；

图2为齿轮箱内部结构示意图；

图3为单向转动机构的结构示意图；

图4为传动组件与微型发电机的连接结构示意图。

图中标号说明：

1、微型发电机；2、摆动组件；3、传动组件；4、驱动轴；5、安装壳；201、安装架；202、摆动杆；203、摆动头；204、驱动杆；205、摆臂；301、齿轮箱；302、输入轴；303、第一齿轮；304、第二齿轮；305、第三齿轮；306、第四齿轮；307、第五齿轮；308、第六齿轮；309、第七齿轮；310、第八齿轮；311、第九齿轮；312、第十齿轮；313、输出轴；6、单向转动机构；314、第一单向轴承；315、第一传动轴；316、第二单向轴承；317、第二传动轴；601、内棘齿环；602、棘轮；603、棘爪；604、扭簧；318、检修口；319、检修盖。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

请参阅图1至图4，一种利用自然能循环及振动能量转换机械能发电装置，包括微型发电机1，还包括摆动组件2和传动组件3，微型发电机1的工作端设置有驱动轴4，驱动轴4的一端与传动组件3的输出端连接，传动组件3的输入端与摆动组件2的输出端转动连接，且摆动组件2的外侧设置有安装壳5，安装壳5固定在振动发生部位，且摆动组件2摆动端与振动发生源紧邻；利用摆动组件2收集振动能量，通过振动源带动摆动组件2进行摆锤运动，摆动组件2将振动能量转动成摆动动能，然后转动成传动组件3的转动动能，通过传动组件3转动成定向转动动能，并带动微型发电机1进行的工作端转动，利用微型发电机1将电能储存到蓄电池设备中即可，将振动能量转换为转动的电能，储存利用，为人们提供和利用新的能源，且结构简单，安装方便。

在本实施例中，摆动组件2包括安装架201、摆动杆202、摆动头203、驱动杆204、摆臂205，安装架201螺栓连接在安装壳5内，摆动杆202的中部转动连接在安装架201的顶端，且摆动头203固定在摆动杆202的顶端，驱动杆204的一端转动连接在摆动杆202的底端，驱动杆204的另一端转动连接在摆臂205的一端，且摆臂205的另一端通过销钉连接在传动组件3的输入端上，当振动源发生振动时，振动源会将振动传递到安装架201上，例如可通过振动源的形变挤压摆动头203，安装架201上的摆动杆202因受到的约束力最小，拥有一定的自由度，振动会带动摆动杆202进行左右摆动，摆动杆202通过驱动杆204和摆臂205带动传动组件3的输入端来回转动，即使传动组件3的输入端发生逆时针或顺时针的转动动能，将振动能量转化成传动组件3的转动动能，完成能量转化的第一步。

在本实施例中，传动组件3包括齿轮箱301、输入轴302、第一齿轮303、第二齿轮304、第三齿轮305、第四齿轮306、第五齿轮307、第六齿轮308、第七齿轮309、第八齿轮310，第九齿轮311、第十齿轮312、输出轴313和单向转动机构6，齿轮箱301螺栓连接在安装架201的底部，输入轴302转动连接在齿轮箱301内，输入轴302的一端穿过齿轮箱301，且摆臂205的另一端通过销钉连接在输入轴302的一端，第一齿轮303设置有两组，两组第一齿轮303均轴向固定在输入轴302上，两组第一齿轮303分别与第二齿轮304和第三齿轮305啮合，第二齿轮304圆心处安装有可顺时针转动的第一单向轴承314，第一单向轴承314内固定有第一传动轴315，第一传动轴315同轴固定在第五齿轮307上，第一传动轴315的一端转动连接在齿轮箱301内，第五齿轮307依次通过第八齿轮310、第九齿轮311与第十齿轮312啮合传动，第三齿轮305的圆心处安装有可逆时针转动的第二单向轴承316，第二单向轴承316内固定有第二传动轴317，第二传动轴317同轴固定在第四齿轮306上，且第四齿轮306通过第六齿轮308与第七齿轮309啮合传动，其中第六齿轮308、第八齿轮310、第九齿轮311均转动连接在齿轮箱301内，输出轴313通过单向转动机构6分别与第七齿轮309、第十齿轮312单向传动连接，且输出轴313转动连接在齿轮箱301内，输出轴313输出端与微型发电机1的驱动轴4通过法兰盘连接；

当传动组件3中的输入轴302发生顺时针转动时，第一齿轮303随之转动，会带动与其啮合传动的第二齿轮304和第三齿轮305逆时针转动，因第一单向轴承314可沿可顺时针转动，第二齿轮304与第一单向轴承314发生相对逆时针转动的趋势，所以第一单向轴承314会通过第一传动轴315带动第五齿轮307逆时针转动，第五齿轮307通过第八齿轮310和第九齿轮311带动第十齿轮312顺时针转动，第十齿轮312通过单向转动机构6带动输出轴314发生顺时针转动，此时输出轴314相对于第七齿轮309发生相对转动，即第七齿轮309不随输出轴314转动，因第二单向轴承316可沿逆时针转动，第三齿轮305与第二单向轴承316发生相对逆时针转动的趋势，所以第二单向轴承316会与第三齿轮305发生相对转动，及此时第三齿轮305不能通过第二传动轴317带动第四齿轮306转动；

当传动组件3中的输入轴302发生逆时针转动时，第一齿轮303随之转动，会带动与其啮合传动的第二齿轮304和第三齿轮305顺时针转动，因第一单向轴承314可沿可顺时针转动，第二齿轮304与第一单向轴承314发生相对顺指针转动的趋势，所以第一单向轴承314不会通过第一传动轴315带动第五齿轮307转动，因第二单向轴承316可沿逆时针转动，第三齿轮305与第二单向轴承316发生相对顺指针转动的趋势，所以第三齿轮305会通过第二单向轴承316和第二传动轴317带动第四齿轮306发生顺时针转动，第四齿轮306通过第六齿轮308带动第七齿轮309发生顺时针转动，第七齿轮309通过单向转动机构6带动输出轴314发生顺时针转动，此时输出轴314相对于第十齿轮312发生相对转动，即第十齿轮312不随输出轴314转动；

即不论输入轴302发生顺时针转动还是逆时针转动，输出轴314均发生顺指针转动，通过输出轴314带动微型发电机1的工作端转动，产生电能储存到蓄电池中即可。

在本实施例中，单向转动机构6包括内棘齿环601、棘轮602、棘爪603和扭簧604，内棘齿环601同轴固定在第七齿轮309和第十齿轮312的圆心处，棘轮602同轴固定在输出轴313上，棘爪603转动连接在棘轮602的一侧边缘处，且扭簧604套接在棘爪603的转动轴上，扭簧604的一端固定在棘轮602上，扭簧604的另一端固定在棘爪603上，且棘爪603的工作端插接到内棘齿环601内侧的齿槽中；利用内棘齿环601、棘轮602、棘爪603和扭簧604保证输出轴314仅能发生顺时针转动。

在本实施例中，摆动头203截面为弧型，且摆动头203的弧型面与振动发生源紧邻，利用弧形面减小摆动头203与振动发生源的接触面积，即减小摩擦力对振动能量的损耗，提高能量转换效率。

在本实施例中，齿轮箱301上设置有检修口318，检修口318上螺栓连接有检修盖319；检修口318的设计，可便于检修齿轮箱301内的各个零部件。

本实用新型的工作过程如下：

操作者可将该装置安装到振动源附近，当振动源发生振动时，振动源会将振动传递到安装架201上，例如可通过振动源的形变挤压摆动头203，安装架201上的摆动杆202因受到的约束力最小，拥有一定的自由度，振动会带动摆动杆202进行左右摆动，摆动杆202通过驱动杆204和摆臂205带动传动组件3的输入端来回转动，即使传动组件3的输入端发生逆时针或顺时针的转动动能，将振动能量转化成传动组件3的转动动能，完成能量转化的第一步；

当传动组件3中的输入轴302发生顺时针转动时，第一齿轮303随之转动，会带动与其啮合传动的第二齿轮304和第三齿轮305逆时针转动，因第一单向轴承314可沿可顺时针转动，第二齿轮304与第一单向轴承314发生相对逆时针转动的趋势，所以第一单向轴承314会通过第一传动轴315带动第五齿轮307逆时针转动，第五齿轮307通过第八齿轮310和第九齿轮311带动第十齿轮312顺时针转动，第十齿轮312通过单向转动机构6带动输出轴314发生顺时针转动，此时输出轴314相对于第七齿轮309发生相对转动，即第七齿轮309不随输出轴314转动，因第二单向轴承316可沿逆时针转动，第三齿轮305与第二单向轴承316发生相对逆时针转动的趋势，所以第二单向轴承316会与第三齿轮305发生相对转动，及此时第三齿轮305不能通过第二传动轴317带动第四齿轮306转动；

当传动组件3中的输入轴302发生逆时针转动时，第一齿轮303随之转动，会带动与其啮合传动的第二齿轮304和第三齿轮305顺时针转动，因第一单向轴承314可沿可顺时针转动，第二齿轮304与第一单向轴承314发生相对顺指针转动的趋势，所以第一单向轴承314不会通过第一传动轴315带动第五齿轮307转动，因第二单向轴承316可沿逆时针转动，第三齿轮305与第二单向轴承316发生相对顺指针转动的趋势，所以第三齿轮305会通过第二单向轴承316和第二传动轴317带动第四齿轮306发生顺时针转动，第四齿轮306通过第六齿轮308带动第七齿轮309发生顺时针转动，第七齿轮309通过单向转动机构6带动输出轴314发生顺时针转动，此时输出轴314相对于第十齿轮312发生相对转动，即第十齿轮312不随输出轴314转动；

即不论输入轴302发生顺时针转动还是逆时针转动，输出轴314均发生顺指针转动，通过输出轴314带动微型发电机1的工作端转动，产生电能储存到蓄电池中即可。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式；但本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种利用自然能循环及振动能量转换机械能发电装置，包括微型发电机(1)，其特征在于：还包括摆动组件(2)和传动组件(3)，所述微型发电机(1)的工作端设置有驱动轴(4)，驱动轴(4)的一端与所述传动组件(3)的输出端连接，传动组件(3)的输入端与所述摆动组件(2)的输出端转动连接，且摆动组件(2)的外侧设置有安装壳(5)，安装壳(5)固定在振动发生部位，且摆动组件(2)摆动端与振动发生源紧邻；所述摆动组件(2)包括安装架(201)、摆动杆(202)、摆动头(203)、驱动杆(204)、摆臂(205)，所述安装架(201)螺栓连接在所述安装壳(5)内，所述摆动杆(202)的中部转动连接在安装架(201)的顶端，且所述摆动头(203)固定在摆动杆(202)的顶端，所述驱动杆(204)的一端转动连接在摆动杆(202)的底端，驱动杆(204)的另一端转动连接在摆臂(205)的一端，且摆臂(205)的另一端通过销钉连接在所述传动组件(3)的输入端上。

2.根据权利要求1所述的利用自然能循环及振动能量转换机械能发电装置，其特征在于：所述传动组件(3)包括齿轮箱(301)、输入轴(302)、第一齿轮(303)、第二齿轮(304)、第三齿轮(305)、第四齿轮(306)、第五齿轮(307)、第六齿轮(308)、第七齿轮(309)、第八齿轮(310)，第九齿轮(311)、第十齿轮(312)、输出轴(313)和单向转动机构(6)，所述齿轮箱(301)螺栓连接在所述安装架(201)的底部，所述输入轴(302)转动连接在齿轮箱(301)内，输入轴(302)的一端穿过齿轮箱(301)，且所述摆臂(205)的另一端通过销钉连接在输入轴(302)的一端，所述第一齿轮(303)设置有两组，两组第一齿轮(303)均轴向固定在输入轴(302)上，两组第一齿轮(303)分别与所述第二齿轮(304)和所述第三齿轮(305)啮合，第二齿轮(304)圆心处安装有可顺时针转动的第一单向轴承(314)，第一单向轴承(314)内固定有第一传动轴(315)，第一传动轴(315)同轴固定在所述第五齿轮(307)上，第一传动轴(315)的一端转动连接在齿轮箱(301)内，第五齿轮(307)依次通过所述第八齿轮(310)、所述第九齿轮(311)与所述第十齿轮(312)啮合传动，第三齿轮(305)的圆心处安装有可逆时针转动的第二单向轴承(316)，第二单向轴承(316)内固定有第二传动轴(317)，第二传动轴(317)同轴固定在所述第四齿轮(306)上，且第四齿轮(306)通过所述第六齿轮(308)与所述第七齿轮(309)啮合传动，其中第六齿轮(308)、第八齿轮(310)、第九齿轮(311)均转动连接在齿轮箱(301)内，所述输出轴(313)通过所述单向转动机构(6)分别与第七齿轮(309)、第十齿轮(312)单向传动连接，且输出轴(313)转动连接在齿轮箱(301)内，输出轴(313)输出端与所述微型发电机(1)的所述驱动轴(4)通过法兰盘连接。

3.根据权利要求2所述的利用自然能循环及振动能量转换机械能发电装置，其特征在于：所述单向转动机构(6)包括内棘齿环(601)、棘轮(602)、棘爪(603)和扭簧(604)，所述内棘齿环(601)同轴固定在所述第七齿轮(309)和所述第十齿轮(312)的圆心处，所述棘轮(602)同轴固定在所述输出轴(313)上，所述棘爪(603)转动连接在棘轮(602)的一侧边缘处，且所述扭簧(604)套接在棘爪(603)的转动轴上，扭簧(604)的一端固定在棘轮(602)上，扭簧(604)的另一端固定在棘爪(603)上，且棘爪(603)的工作端插接到内棘齿环(601)内侧的齿槽中。

4.根据权利要求1所述的利用自然能循环及振动能量转换机械能发电装置，其特征在于：所述摆动头(203)截面为弧型，且摆动头(203)的弧型面与所述振动发生源紧邻。

5.根据权利要求2所述的利用自然能循环及振动能量转换机械能发电装置，其特征在于：所述齿轮箱(301)上设置有检修口(318)，检修口(318)上螺栓连接有检修盖(319)。