RU2800408C1 - Устройство для накопления энергии и участок выработки электроэнергии с таким устройством - Google Patents

Abstract

Изобретение раскрывает устройство для накопления энергии, включающее посадочное место, первый пружинный компонент для накопления энергии, второй пружинный компонент для накопления энергии, односторонний ограничитель, передаточный компонент и генератор. Первый пружинный компонент для накопления энергии включает первый вращающийся вал, первую пружину и гильзу первой пружины. Второй пружинный компонент для накопления энергии включает второй вращающийся вал, вторую пружину и гильзу второй пружины. Гильза первой пружины и гильза второй пружины соединены с передаточным компонентом и вращают вал двигателя генератора посредством передаточного компонента. Устройство использует два пружинных компонента для накопления энергии, чтобы получать гравитационную энергию в нескольких дискретных точках одновременно и накапливать ее в соответствующей пружине. Посредством действия одностороннего ограничителя, выполненного в виде ограничивающего шарика, позволяющего фиксировать первое зубчатое колесо или второе зубчатое колесо, энергия пружины с большей накопленной энергией может быть высвобождена и преобразована в электрическую энергию. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0001] 1. Область техники

[0002] Изобретение относится к области выработки электроэнергии, в частности к устройству для накопления энергии и к участку выработки электроэнергии с таким устройством.

[0003] 2. Уровень техники

[0004] По соответствующим технологиям на некоторых участках выработки электроэнергии используют механическую деформацию керамических пьезоэлектрических элементов для преобразования электрической энергии и выработки электроэнергии. Особенность конструкции заключается в том, что один конец керамического пьезоэлектрического листа жестко установлен на плиту основания, и другой его конец находится в подвешенном состоянии. Плита основания зафиксирована механической ограничивающей конструкцией, чтобы ограничить расстояние до низа от верхней педальной панели, низ панельной педали зафиксирован в положении, прямо напротив подвешенного конца пьезокерамического листа. Когда потенциальная энергия тела человека нажимает на педальную панель, последняя сжимает подвешенный конец керамического пьезоэлектрического листа для выработки небольшого количества электроэнергии и накопления ее в аккумуляторе. В то же время, механическая ограничивающая конструкция ограничивает расстояния движения вниз педальной панели, чтобы деформация керамического пьезоэлектрического листа находилась в заданном диапазоне деформации. В этой форме конструкции эффективное расстояние перемещения педальной панели не может быть очень большим, и деформация самой пьезоэлектрической керамики очень мала; поэтому гравитационная энергия тела человека, получаемая путем деформации пьезоэлектрической керамики очень мала, КПД получения потенциальной энергии крайне низок, и стоимость пьезоэлектрической керамики очень высокая; в результате чего этот вид участка выработки электроэнергии можно использовать только как выставочный экспонат, но не в промышленном масштабе. Поэтому необходимо разработать новую конструкцию для получения гравитационной энергии и устройство преобразования.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] Изобретение направлено на решение по меньшей мере одной из технических задач, известных в уровне техники. В этой связи, одна цель изобретения заключается в том, чтобы предложить устройство для накопления энергии.

[0006] Еще одна цель изобретения заключается в том, чтобы предложить участок выработки электроэнергии с вышеупомянутым устройством для накопления энергии.

[0007] Устройство для накопления энергии, включает посадочное место, первый пружинный компонент для накопления энергии, второй пружинный компонент для накопления энергии, односторонний ограничитель, передаточный компонент и генератор; первый пружинный компонент для накопления энергии включает первый вращающийся вал, первую пружину и гильзу первой пружины; первый вращающийся вал может быть установлен с возможностью вращения в одном направлении на посадочное место; первая пружина посажена на первый вращающийся вал; гильза первой пружины покрывает первую пружину; внутренний конец первой пружины соединен с первым вращающимся валом, и ее наружный конец соединен с гильзой первой пружины; гильза первой пружины установлена с возможностью вращения на посадочное место; первый вращающийся вал может вращаться, чтобы закручивать первую пружину; первая пружина может вращать гильзу первой пружины; второй пружинный компонент для накопления энергии включает второй вращающийся вал, вторую пружину и гильзу второй пружины; второй вращающийся вал может быть установлен с возможностью вращения в одном направлении на посадочное место; вторая пружина посажена на второй вращающийся вал; гильза второй пружины покрывает вторую пружину; внутренний конец второй пружины соединен с вторым вращающимся валом, и ее наружный конец соединен с гильзой второй пружины; гильза второй пружины установлена с возможностью вращения на посадочное место; второй вращающийся вал может вращаться, чтобы закручивать вторую пружину; вторая пружина может вращать гильзу второй пружины; односторонний ограничитель расположен на посадочном месте; односторонний ограничитель выполнен так, что, когда накопленная энергия первой пружины превышает накопленную энергию второй пружины, односторонний ограничитель фиксирует гильзу второй пружины, и, когда накопленная энергия второй пружины превышает накопленную энергию первой пружины, односторонний ограничитель фиксирует гильзу первой пружины; гильза первой пружины и гильза второй пружины соединены с передаточным компонентом и вращают вал двигателя генератора посредством передаточного компонента.

[0008] Кроме того, первый обгонный подшипник расположен между первым вращающимся валом и посадочным местом; второй обгонный подшипник расположен между вторым вращающимся валом и посадочным местом.

[0009] Кроме того, гильза первой пружины снабжена первым зубчатым колесом; гильза второй пружины снабжена вторым зубчатым колесом; передаточный компонент включает третье зубчатое колесо, четвертое зубчатое колесо и передаточный вал; передаточный вал установлен с возможностью вращения на посадочное место и соединен с валом двигателя; третье зубчатое колесо и четвертое зубчатое колесо могут быть установлены с возможностью вращения в одном направлении на передаточный вал; первое зубчатое колесо входит в зацепление с третьим зубчатым колесом; второе зубчатое колесо входит в зацепление с четвертым зубчатым колесом; когда гильза первой пружины вращается, первое зубчатое колесо вращает третье зубчатое колесо и, таким образом, вращает передаточный вал, при этом четвертое зубчатое колесо не вращается; когда гильза второй пружины вращается, второе зубчатое колесо вращает четвертое зубчатое колесо и, таким образом, вращает передаточный вал, при этом третье зубчатое колесо не вращается.

[0010] Кроме того, третий обгонный подшипник расположен между третьим зубчатым колесом и передаточным валом; четвертый обгонный подшипник расположен между четвертым зубчатым колесом и передаточным валом.

[0011] Кроме того, один конец передаточного вала снабжен первым коническим зубчатым колесом; вал двигателя снабжен вторым коническим зубчатым колесом; первое коническое зубчатое колесо входит в зацепление с вторым коническим зубчатым колесом.

[0012] Кроме того, односторонним ограничителем является ограничивающий шарик; посадочное место снабжено сквозным отверстием скольжения; ограничивающий шарик расположен в сквозном отверстии скольжения и может совершать возвратно-поступательные движения в направлении по оси сквозного отверстия скольжения; первое зубчатое колесо расположено на осевой стороне сквозного отверстия скольжения, и второе зубчатое колесо расположено на другой осевой стороне сквозного отверстия скольжения; поверхность первого зубчатого колеса рядом со сквозным отверстием скольжения снабжена первым ограничивающим отверстием, и поверхность второго зубчатого колеса рядом со сквозным отверстием скольжения снабжена вторым ограничивающим отверстием; часть ограничивающего шарика расположена в сквозном отверстии скольжения, и другая его часть расположена в первом ограничивающем отверстии или втором ограничивающем отверстии, чтобы фиксировать первое зубчатое колесо или второе зубчатое колесо.

[0013] Кроме того, посадочное место включает соединительную пластину, первую установочную пластину, вторую установочную пластину и среднюю разделительную пластину; первая установочная пластина и вторая установочная пластина расположены напротив и на некотором расстоянии друг от друга; средняя разделительная пластина расположена между первой установочной пластиной и второй установочной пластиной; соединительная пластина соответственно соединена с первой установочной пластиной, второй установочной пластиной и третьей установочной пластиной; средняя разделительная пластина снабжена сквозным отверстием скольжения; первая пружина и гильза первой пружины расположены между первой установочной пластиной и средней разделительной пластиной; первый вращающийся вал соединен с возможностью вращения с первой установочной пластиной; гильза первой пружины соединена с возможностью вращения со средней разделительной пластиной; первое зубчатое колесо расположено на поверхности гильзы первой пружины рядом со средней разделительной пластиной; вторая пружина и гильза второй пружины расположены между второй установочной пластиной и средней разделительной пластиной; второй вращающийся вал соединен с возможностью вращения с второй установочной пластиной; гильза второй пружины соединена с возможностью вращения со средней разделительной пластиной; второе зубчатое колесо расположено на поверхности гильзы второй пружины рядом со средней разделительной пластиной; передаточный вал соединен с возможностью вращения соответственно с первой установочной пластиной и второй установочной пластиной.

[0014] Кроме того, часть ограничивающего шарика расположена в первом ограничивающем отверстии, ограничивающий шарик касается боковой поверхности второго зубчатого колеса рядом со средней разделительной пластиной; когда часть ограничивающего шарика расположена во втором ограничивающем отверстии, ограничивающий шарик касается боковой поверхности первого зубчатого колеса рядом со средней разделительной пластиной.

[0015] Кроме того, один конец первого вращающегося вала рядом со средней разделительной пластиной снабжен первым пазом; гильза первой пружины и первое зубчатое колесо снабжены первым сквозным отверстием; один конец второго вращающегося вала рядом со средней разделительной пластиной снабжен вторым пазом; гильза второй пружины и второе зубчатое колесо снабжены вторым сквозным отверстием; средняя разделительная пластина снабжена фиксированным центральным валом; один конец центрального вала входит в первый паз через первое сквозное отверстие, и другой его конец входит во второй паз через второе сквозное отверстие.

[0016] Участок выработки электроэнергии, включающий вышеупомянутое устройство для накопления энергии.

[0017] По сравнению с известным уровнем техники, изобретение имеет следующие преимущества.

[0018] В отличие от известных участков выработки электроэнергии, где используют небольшую механическую деформацию пьезоэлектрической керамики для преобразования в электрическую энергию, заявитель предлагает новый способ и оригинальную новую форму получения потенциальной энергии и преобразования в электрическую энергию. В устройстве использованы два пружинных компонента накопления энергии, чтобы получать гравитационную энергию в нескольких дискретных точках одновременно и накапливать ее в соответствующей пружине, затем, посредством действия одностороннего ограничителя, энергия пружины с большей накопленной энергией может быть высвобождена и преобразована в электрическую энергию. В процессе высвобождения два пружинных компонента накопления энергии могут также одновременно продолжать накапливать энергию и выполнять новый цикл сравнения и высвобождения, в результате чего гравитационная энергия преобразуется в электрическую энергию в более полной мере, и КПД преобразования будет выше. Это может заменить режим выработки электроэнергии пьезоэлектрической керамикой, снизить общую стоимость способа выработки электроэнергии из гравитационной энергии и осуществить более эффективное получение и использование гравитационной энергии и преобразования энергии.

[0019] Другие аспекты и преимущества изобретения будут частично приведены в описании ниже и частично станут очевидными из него, или же будут поняты в ходе осуществления изобретения на практике.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0020] Для того, чтобы более понятно объяснить варианты осуществления изобретения или известные из уровня техники технические решения, далее будут представлены чертежи, которые необходимо использовать в описании вариантов осуществления или известных решений. Очевидно, что чертежи в описании ниже относятся только к некоторым вариантам осуществления изобретения. Средние специалисты в данной области техники могут получить из этих чертежей другие чертежи без приложения творческих усилий.

[0021] ФИГ. 1 - перспективный вид изобретения;

[0022] ФИГ. 2 - вид сверху ФИГ. 1;

[0023] ФИГ. 3 - разрез перспективного вида изобретения;

[0024] ФИГ. 4 - увеличенный вид части в круге на ФИГ. 3;

[0025] ФИГ. 5 - вид сверху ФИГ. 3.

[0026] Обозначения:

[0027] 1 - посадочное место; 2 - первый вращающийся вал; 3 - первая пружина; 4 - гильза первой пружины; 5 - второй вращающийся вал; 6 - вторая пружина; 7 - гильза второй пружины; 8 - односторонний ограничитель; 9 - генератор; 10 - вал двигателя; 11 - первый обгонный подшипник; 12 - первое зубчатое колесо; 13 - второе зубчатое колесо; 14 - третье зубчатое колесо; 15 - четвертое зубчатое колесо; 16 - передаточный вал; 17 - третий обгонный подшипник; 18 - первое коническое зубчатое колесо; 19 - второе коническое зубчатое колесо; 20 - сквозное отверстие скольжения; 21 - первое ограничивающее отверстие; 22 - второе ограничивающее отверстие; 23 - соединительная пластина; 24 - первая установочная пластина; 25 - вторая установочная пластина; 26 - средняя разделительная пластина; 27 - первый паз; 28 - первое сквозное отверстие; 29 - центральный вал.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0028] Для того, чтобы пояснить цели, технические решения и преимущества вариантов осуществления изобретения, технические решения в вариантах осуществления изобретения будут описаны ниже ясно и полно со ссылками на чертежи вариантов осуществления изобретения. Очевидно, что описанные варианты осуществления составляют только часть вариантов осуществления изобретения, а не все варианты осуществления. На основании этих вариантов осуществления изобретения, все другие варианты осуществления, полученные средними специалистами в данной области техники без творческого труда, должны подпадать под объем охраны изобретения.

[0029] Ниже подробно описаны варианты осуществления изобретения. Примеры вариантов осуществления показаны на прилагаемых чертежах, на которых одинаковые или сходные обозначения указывают одинаковые или сходные элементы или элементы с одинаковыми или сходными функциями. В описании изобретения следует понимать, что ориентация или взаимное расположение, указанные терминами "верхний", "нижний", "передний", "задний", "левый", "правый", "внутренний", "наружный", "вертикальный", "периферический", "радиальный", "осевой" и т.д., основаны на ориентации или взаимном расположении, показанных на чертежах, и предназначены только для удобства описания изобретения и упрощения описания, но не указывают и не подразумевают, что указанное устройство или элемент должны иметь конкретную ориентацию, быть выполнены и работать в конкретной ориентации и, поэтому, не могут пониматься как ограничение изобретения.

[0030] В изобретении, если четко не указано и ограничено иное, термины "установленный", "соединенный", "зафиксированный" и др. должны пониматься в широком смысле; например, это может быть фиксированное соединение, разъемное соединение или цельное соединение; это может быть механическое соединение или электрическое соединение; это может быть прямое соединение или непрямое соединение через промежуточный элемент, и это может быть соединение между двумя компонентами. Средним специалистам в данной области техники конкретные значения вышеприведенных терминов в изобретении будут понятны, исходя из конкретных обстоятельств.

[0031] В описании изобретения "первый признак" и "второй признак" могут включать один или несколько таких признаков. Помимо этого, термины "первый" и "второй" используются только для целей описания и не могут пониматься как указывающие или подразумевающие относительную важность или неявно указывающие число указанных технических признаков. Таким образом, признаки, обозначенные как "первый" и "второй" могут явно или неявно включать один или несколько таких признаков.

[0032] Со ссылкой на ФИГ. 1 - ФИГ. 5 ниже описано устройство для накопления энергии, включающее посадочное место 1, первый пружинный компонент для накопления энергии, второй пружинный компонент для накопления энергии, односторонний ограничитель 8, передаточный компонент и генератор 9.

[0033] Как показано на ФИГ. 3 - ФИГ. 5, первый пружинный компонент для накопления энергии включает первый вращающийся вал 2, первую пружину 3 и гильзу 4 первой пружины; первый вращающийся вал 2 может быть установлен с возможностью вращения в одном направлении на посадочное место 1; первая пружина 3 посажена на первый вращающийся вал 2; гильза 4 первой пружины покрывает первую пружину 3; внутренний конец первой пружины 3 соединен с первым вращающимся валом 2, и ее наружный конец соединен с гильзой 4 первой пружины; гильза 4 первой пружины установлена с возможностью вращения на посадочное место 1; первый вращающийся вал 2 может вращаться, чтобы закручивать первую пружину 3; первая пружина 3 может вращать гильзу 4 первой пружины.

[0034] Более конкретно, поскольку первый вращающийся вал 2 может вращаться только в одном направлении, то когда первый вращающийся вал 2 вращается, будет закручиваться только первая пружина 3, чтобы преобразовывать кинетическую энергию вращения в упругую потенциальную энергию первой пружины 3 и накапливать ее. После того, как первая пружина 3 будет закручена, она будет вращать гильзу 4 первой пружины в процессе высвобождения упругой потенциальной энергии.

[0035] Второй пружинный компонент для накопления энергии включает второй вращающийся вал 5, вторую пружину 6 и гильзу 7 второй пружины; второй вращающийся вал 5 может быть установлен с возможностью вращения в одном направлении на посадочное место 1; вторая пружина 6 посажена на второй вращающийся вал 5; гильза 7 второй пружины покрывает вторую пружину 6; внутренний конец второй пружины 6 соединен с вторым вращающимся валом 5 и ее наружный конец соединен с гильзой 7 второй пружины; гильза 7 второй пружины установлена с возможностью вращения на посадочное место 1; второй вращающийся вал 5 может вращаться, чтобы закручивать вторую пружину 6; вторая пружина 6 может вращать гильзу 7 второй пружины.

[0036] Более конкретно, поскольку второй вращающийся вал 5 может вращаться только в одном направлении, то, когда второй вращающийся вал 5 вращается, будет закручиваться только вторая пружина 6, чтобы преобразовывать кинетическую энергию вращения в упругую потенциальную энергию второй пружины 6 и накапливать ее. После того, как вторая пружина 6 будет закручено, она будет вращать гильзу 7 второй пружины в процессе высвобождения упругой потенциальной энергии.

[0037] Как показано на ФИГ. 3 - ФИГ. 5, односторонний ограничитель 8 расположен на посадочном месте 1; односторонний ограничитель 8 выполнен так, чтобы, когда накопленная энергия первой пружины 3 превышает накопленную энергию второй пружины 6, фиксировать гильзу 7 второй пружины и, когда накопленная энергия второй пружины 6 превышает накопленную энергию первой пружины 3, фиксировать гильзу 4 первой пружины; гильза 4 первой пружины и гильза 7 второй пружины соединены с передаточным компонентом и вращают вал 10 двигателя 9 генератора посредством передаточного компонента.

[0038] Ниже подробно описан принцип работы устройства, когда устройство используется на участке выработки электроэнергии.

[0039] Участок выработки электроэнергии обычно имеет основание и педальную пластину, которая установлена на основании и может качаться вверх и вниз. Устройство установлено на основание, и первый вращающийся вал 2 и второй вращающийся вал 5 соединены с педальной пластиной посредством передаточного механизма. Когда пользователь наступает на педаль, она отклоняется вниз, и передаточный механизм вращает первый вращающийся вал 2 и второй вращающийся вал 5, чтобы преобразовывать гравитационную энергию тела человека в кинетическую энергию вращения первого вращающегося вала 2 и второго вращающегося вала 5.

[0040] Понятно, что, когда педальная пластина отклоняется вниз, степень перемещения вниз в разных точках положения будет разной, что приведет к разнице в кинетической энергии вращения первого вращающегося вала 2 и второго вращающегося вала 5, результатом чего будет разницы в энергии, накопленной в первой пружине 3 и второй пружине 6. Поскольку устройство снабжено односторонним ограничителем 8, и односторонний ограничитель 8 может фиксировать гильзу пружины с небольшим количеством накопленной энергии, гильза пружины с большим количеством накопленной энергии может вращаться для высвобождения упругой потенциальной энергии и ее преобразования в электрическую энергию. В процессе высвобождения, когда тело человека продолжает нажимать на педаль, первая пружина 3 и вторая пружина 6 также могут продолжать одновременно накапливать энергию, выполнять новый цикл сравнения энергии и высвобождать энергию пружины с большей накопленной энергией для преобразования ее в электрическую энергию.

[0041] Вкратце, в отличие от известных участков выработки электроэнергии, где используют небольшую механическую деформацию пьезоэлектрической керамики для преобразования в электрическую энергию, заявитель предлагает новый способ и оригинальную новую форму получения потенциальной энергии и преобразования в электрическую энергию. В устройстве использованы два пружинных компонента накопления энергии, чтобы получать гравитационную энергию в нескольких дискретных точках одновременно и накапливать ее в соответствующей пружине, затем, посредством действия одностороннего ограничителя, энергия пружины с большей накопленной энергией может быть высвобождена и преобразована в электрическую энергию. В процессе высвобождения два пружинных компонента накопления энергии могут также одновременно продолжать накапливать энергию и выполнять новый цикл сравнения и высвобождения, в результате чего гравитационная энергия преобразуется в электрическую энергию в более полной мере, и КПД получения и преобразования будет выше. Это может заменить режим выработки электроэнергии пьезоэлектрической керамикой, снизить общую стоимость способа выработки электроэнергии из гравитационной энергии и осуществить более эффективное получение и использование гравитационной энергии и преобразования энергии.

[0042] Понятно, что устройство для накопления энергии изобретения может осуществлять получение гравитационной энергии и выработку электроэнергии на участке выработки электроэнергии и также может быть использовано для разных форм и во многих местах получения энергии для выработки электроэнергии в других областях техники, при этом его режим и объем применения более широкие и гибкие.

[0043] Ниже будет подробно описана конкретная конструкция устройства.

[0044] В варианте осуществления, который показан на ФИГ. 1, ФИГ. 2 и ФИГ. 3, посадочное место 1 включает соединительную пластину 23, первую установочную пластину 24, вторую установочную пластину 25 и среднюю разделительную пластину 26; первая установочная пластина 24 и вторая установочная пластина 25 напротив и на некотором расстоянии друг от друга; средняя разделительная пластина 26 расположена между первой установочной пластиной 24 и второй установочной пластиной 25; соединительная пластина 23 соответственно соединена с первой установочной пластиной 24, второй установочной пластиной 25 и третьей установочной пластиной; первая пружина 3 и гильза 4 первой пружины расположены между первой установочной пластиной 24 и средней разделительной пластиной 26; первый вращающийся вал 2 соединен с возможностью вращения с первой установочной пластиной 24; гильза 4 первой пружины соединена с возможностью вращения со средней разделительной пластиной 26; вторая пружина 6 и гильза 7 второй пружины расположены между второй установочной пластиной 25 и средней разделительной пластиной 26; второй вращающийся вал 5 соединен с возможностью вращения с второй установочной пластиной 25; гильза 7 второй пружины соединена с возможностью вращения со средней разделительной пластиной 26; передаточный вал 16 соединен с возможностью вращения соответственно с первой установочной пластиной 24 и второй установочной пластиной 25. Поэтому конструкция простая и легкая в осуществлении.

[0045] В варианте осуществления, который показан на ФИГ. 3, первый обгонный подшипник 11 расположен между первым вращающимся валом 2 и посадочным местом 1 (например. первая установочная пластина 24, выше); второй обгонный подшипник расположен между вторым вращающимся валом 5 и посадочным местом 1 (например, первая установочная пластина 24, выше). Поэтому может быть реализовано однонаправленное вращение первого вращающегося вала 2 и второго вращающегося вала 5.

[0046] В варианте осуществления, который показан на ФИГ. 1 и ФИГ. 2, гильза 4 первой пружины снабжена первым зубчатым колесом 12; гильза 7 второй пружины снабжена вторым зубчатым колесом 13, передаточный компонент включает третье зубчатое колесо 14, четвертое зубчатое колесо 15 и передаточный вал 16; передаточный вал 16 установлен с возможностью вращения на посадочное место 1 и соединен с валом двигателя 10; третье зубчатое колесо 14 и четвертое зубчатое колесо 15 могут быть установлены с возможностью вращения в одном направлении на передаточный вал 16; первое зубчатое колесо 12 входит в зацепление с третьим зубчатым колесом 14; второе зубчатое колесо 13 входит в зацепление с четвертым зубчатым колесом 15; когда гильза 4 первой пружины вращается, первое зубчатое колесо 12 вращает третье зубчатое колесо 14 и, таким образом, вращает передаточный вал 16, при этом четвертое зубчатое колесо 15 не вращается; когда вращается гильза 7 второй пружины, второе зубчатое колесо 13 вращает четвертое зубчатое колесо 15 и, таким образом, вращает передаточный вал 16, при этом третье зубчатое колесо 14 не вращается.

[0047] Более конкретно, как показано на ФИГ. 1 и ФИГ. 2, все формы передачи здесь относятся к зубчатой передаче, которая стабильна, имеет высокую точность и надежность. Первое зубчатое колесо 12 расположено на поверхности гильзы 4 первой пружины рядом со средней разделительной пластиной 26; второе зубчатое колесо 13 расположено на поверхности гильзы 7 второй пружины рядом со средней разделительной пластиной 26. Для того, чтобы не допустить воздействие вращения гильзы 4 первой пружины или гильзы 7 второй пружины на другую гильзу пружины, третье зубчатое колесо 14 и четвертое зубчатое колесо 15 здесь установлены с возможностью вращения в одном направлении на передаточный вал 16.

[0048] В варианте осуществления, который показан на ФИГ. 3, третий обгонный подшипник 17 расположен между третьим зубчатым колесом 14 и передаточным валом 16; четвертый обгонный подшипник расположен между четвертым зубчатым колесом 15 и передаточным валом 16. Поэтому может быть реализовано однонаправленное вращение третьего зубчатого колеса 14 и четвертого зубчатого колеса 15.

[0049] В варианте осуществления, который показан на ФИГ. 1, один конец передаточного вала 16 снабжен первым коническим зубчатым колесом 18; вал 10 двигателя снабжен вторым коническим зубчатым колесом 19; первое коническое зубчатое колесо 18 входит в зацепление с вторым коническим зубчатым колесом 19. Поэтому общая конструкция устройства может быть более компактной.

[0050] В варианте осуществления, который показан на ФИГ. 3 и ФИГ. 4, один конец первого вращающегося вала 2 рядом со средней разделительной пластиной 26 снабжен первым пазом 27; гильза 4 первой пружины и первое зубчатое колесо 12 снабжены первым сквозным отверстием 28; один конец второго вращающегося вала 5 рядом со средней разделительной пластиной 26 снабжен вторым пазом; гильза 7 второй пружины и второе зубчатое колесо 13 снабжены вторым сквозным отверстием; средняя разделительная пластина 26 снабжена фиксированным центральным валом 29; один конец центрального вала 29 входит в первый паз 27 через первое сквозное отверстие 28 и другой его конец входит во второй паз через второе сквозное отверстие.

[0051] Более конкретно, оба осевых конца центрального вала 29 выступают из средней разделительной пластины 26, так что первый вращающийся вал 2, гильза 4 первой пружины и первое зубчатое колесо 12 могут быть посажены на один осевой конец центрального вала 29; и второй вращающийся вал 5, гильза 7 второй пружины и второе зубчатое колесо 13 могут быть посажены на один осевой конец центрального вала 29; поэтому центральный вал 29 может поддерживать первый вращающийся вал 2, гильзу 4 первой пружины, первое зубчатое колесо 12, второй вращающийся вал 5, гильзу 7 второй пружины и второе зубчатое колесо 13, чтобы реализовать коаксиальное расположение, которое не только делает конструкцию компактной, но и защищает компоненты от ударов.

[0052] Кроме того, для того, чтобы уменьшить трение вращения, первый паз 27, первое сквозное отверстие 28, второй паз и второе сквозное отверстие могут быть снабжены втулкой, и центральный вал 29 устанавливается посредством этой втулки.

[0053] В варианте осуществления, который показан на ФИГ. 3 и ФИГ. 4, односторонним ограничителем 8 является ограничивающий шарик; посадочное место 1 (то есть, средняя разделительная пластина 26, выше) снабжено сквозным отверстием скольжения 20; ограничивающий шарик расположен в сквозном отверстии скольжения 20 и может совершать возвратно-поступательные движения в осевом направлении сквозного отверстия скольжения 20; первое зубчатое колесо 12 расположено на осевой стороне сквозного отверстия скольжения 20, и второе зубчатое колесо 13 расположено на другой осевой стороне сквозного отверстия скольжения 20; поверхность первого зубчатого колеса 12 рядом со сквозным отверстием скольжения 20 снабжена первым ограничивающим отверстием 21, и поверхность второго зубчатого колеса 13 рядом со сквозным отверстием скольжения 20 снабжена вторым ограничивающим отверстием 22; часть ограничивающего шарика расположена в сквозном отверстии скольжения 20, и другая его часть расположена в первом ограничивающем отверстии 21 или втором ограничивающем отверстии 22, чтобы фиксировать первое зубчатое колесо 12 или второе зубчатое колесо 13.

[0054] Более конкретно, предполагая, что в исходном состоянии энергия первой пружины 3 больше чем энергия второй пружины 6, первое зубчатое колесо 12 вращается, чтобы высвобождать энергию первой пружины 3, и его сторона рядом со средней разделительной пластиной 26 толкнет ограничивающий шарик во второе ограничивающее отверстие 22, чтобы зафиксировать второе зубчатое колесо 13; когда первое зубчатое колесо 12 вращается до тех пор, пока первое ограничивающее отверстие 21 и сквозное отверстие скольжения 20 будут находиться напротив друг друга, если в это время энергия второй пружины 6 больше чем энергия первой пружины 3, то сторона второго зубчатого колеса 13 рядом со средней разделительной пластиной 26 толкнет ограничивающий шарик в первое ограничивающее отверстие 21, чтобы зафиксировать первое зубчатое колесо 12, и второе зубчатое колесо 13 начнет вращаться, чтобы высвобождать энергию второй пружины 6; когда второе зубчатое колесо 13 вращается до тех пор, пока второе ограничивающее отверстие 22 будет расположено прямо напротив сквозного отверстия скольжения 20, если энергия первой пружины 3 больше чем энергия второй пружины 6, первое зубчатое колесо 12 толкнет ограничивающий шарик во второе ограничивающее отверстие 22, чтобы снова зафиксировать второе зубчатое колесо 13. Таким образом повторяется периодическое сравнение энергий первой пружины 3 и второй пружины 6, чтобы ограничивающий шарик обеспечивал самостоятельное перемещение ограничения. При этом всегда обеспечивается, что механизм с большим количеством энергии осуществляет ее высвобождение для преобразования в электрическую энергию, при этом механизм с малым количеством энергии может продолжать закручиваться для накопления энергии, что эффективно улучшает эффективность получения и преобразования гравитационной энергии. В этой конструкции движение ограничивающего шарика осуществляется механически и автоматически, что обеспечивает надежность в работе и не требует частого технического обслуживания.

[0055] Кроме того, когда часть ограничивающего шарика расположена в первом ограничивающем отверстии 21, ограничивающий шарик касается боковой поверхности второго зубчатого колеса 13 рядом со средней разделительной пластиной 26, чтобы уменьшить влияние ограничивающего шарика на вращение второго зубчатого колеса 13; когда часть ограничивающего шарика расположена во втором ограничивающем отверстии 22, ограничивающий шарик касается боковой поверхности первого зубчатого колеса 12 рядом со средней разделительной пластиной 26, чтобы уменьшить влияние ограничивающего шарика на вращение первого зубчатого колеса 12.

[0056] Хотя выше были описаны варианты осуществления изобретения, средние специалисты в данной области техники поймут, что в эти варианты осуществления могут быть внесены разные изменения, модификации и замены, но без нарушения принципа и сущности изобретения. Объем охраны изобретения определяют пункты прилагаемой формулы изобретения и их эквиваленты.

Claims (21)

1. Устройство для накопления энергии, включающее посадочное место, первый пружинный компонент для накопления энергии, второй пружинный компонент для накопления энергии, односторонний ограничитель, передаточный компонент и генератор;

первый пружинный компонент для накопления энергии включает первый вращающийся вал, первую пружину и гильзу первой пружины; первый вращающийся вал может быть установлен с возможностью вращения в одном направлении на посадочное место; первая пружина посажена на первый вращающийся вал; гильза первой пружины покрывает первую пружину; внутренний конец первой пружины соединен с первым вращающимся валом, и ее наружный конец соединен с гильзой первой пружины; гильза первой пружины установлена с возможностью вращения на посадочное место; первый вращающийся вал может вращаться, чтобы закручивать первую пружину; первая пружина может вращать гильзу первой пружины;

второй пружинный компонент для накопления энергии включает второй вращающийся вал, вторую пружину и гильзу второй пружины; второй вращающийся вал может быть установлен с возможностью вращения в одном направлении на посадочное место; вторая пружина посажена на второй вращающийся вал; гильза второй пружины покрывает вторую пружину; внутренний конец второй пружины соединен с вторым вращающимся валом, и ее наружный конец соединен с гильзой второй пружины; гильза второй пружины установлена с возможностью вращения на посадочное место; второй вращающийся вал может вращаться, чтобы закручивать вторую пружину; вторая пружина может вращать гильзу второй пружины;

односторонний ограничитель расположен на посадочном месте; односторонний ограничитель выполнен так, чтобы когда накопленная энергия первой пружины превышает накопленную энергию второй пружины, фиксировать гильзу второй пружины и, когда накопленная энергия второй пружины превышает накопленную энергию первой пружины, фиксировать гильзу первой пружины;

гильза первой пружины и гильза второй пружины соединены с передаточным компонентом и вращают вал двигателя генератора посредством передаточного компонента;

односторонним ограничителем является ограничивающий шарик; посадочное место снабжено сквозным отверстием скольжения; ограничивающий шарик расположен в сквозном отверстии скольжения и может совершать возвратно-поступательные движения в направлении по оси сквозного отверстия скольжения;

первое зубчатое колесо расположено на осевой стороне сквозного отверстия скольжения, и второе зубчатое колесо расположено на другой осевой стороне сквозного отверстия скольжения; поверхность первого зубчатого колеса рядом со сквозным отверстием скольжения снабжена первым ограничивающим отверстием, и поверхность второго зубчатого колеса рядом со сквозным отверстием скольжения снабжена вторым ограничивающим отверстием;

часть ограничивающего шарика расположена в сквозном отверстии скольжения, и другая его часть расположена в первом ограничивающем отверстии или втором ограничивающем отверстии, чтобы фиксировать первое зубчатое колесо или второе зубчатое колесо.

2. Устройство для накопления энергии по п. 1, в котором первый обгонный подшипник расположен между первым вращающимся валом и посадочным местом; и второй обгонный подшипник расположен между вторым вращающимся валом и посадочным местом.

3. Устройство для накопления энергии по п. 1, в котором гильза первой пружины снабжена первым зубчатым колесом; гильза второй пружины снабжена вторым зубчатым колесом;

передаточный компонент включает третье зубчатое колесо, четвертое зубчатое колесо и передаточный вал; передаточный вал установлен с возможностью вращения на посадочное место и соединен с валом двигателя; третье зубчатое колесо и четвертое зубчатое колесо могут быть установлены с возможностью вращения в одном направлении на передаточный вал; первое зубчатое колесо входит в зацепление с третьим зубчатым колесом; второе зубчатое колесо входит в зацепление с четвертым зубчатым колесом;

когда гильза первой пружины вращается, первое зубчатое колесо вращает третье зубчатое колесо и, таким образом, вращает передаточный вал, при этом четвертое зубчатое колесо не вращается; когда вращается гильза второй пружины, второе зубчатое колесо вращает четвертое зубчатое колесо и, таким образом, вращает передаточный вал, при этом третье зубчатое колесо не вращается.

4. Устройство для накопления энергии по п. 3, в котором третий обгонный подшипник расположен между третьим зубчатым колесом и передаточным валом; четвертый обгонный подшипник расположен между четвертым зубчатым колесом и передаточным валом.

5. Устройство для накопления энергии по п. 3, в котором один конец передаточного вала снабжен первым коническим зубчатым колесом; вал двигателя снабжен вторым коническим зубчатым колесом; первое коническое зубчатое колесо входит в зацепление с вторым коническим зубчатым колесом.

6. Устройство для накопления энергии по п. 1, в котором посадочное место включает соединительную пластину, первую установочную пластину, вторую установочную пластину и среднюю разделительную пластину; первая установочная пластина и вторая установочная пластина расположены напротив и на некотором расстоянии друг от друга; средняя разделительная пластина расположена между первой установочной пластиной и второй установочной пластиной; соединительная пластина соответственно соединена с первой установочной пластиной, второй установочной пластиной и третьей установочной пластиной; средняя разделительная пластина снабжена сквозным отверстием скольжения;

первая пружина и гильза первой пружины расположены между первой установочной пластиной и средней разделительной пластиной; первый вращающийся вал соединен с возможностью вращения с первой установочной пластиной; гильза первой пружины соединена с возможностью вращения со средней разделительной пластиной; первое зубчатое колесо расположено на поверхности гильзы первой пружины рядом со средней разделительной пластиной;

вторая пружина и гильза второй пружины расположены между второй установочной пластиной и средней разделительной пластиной; второй вращающийся вал соединен с возможностью вращения с второй установочной пластиной; гильза второй пружины соединена с возможностью вращения со средней разделительной пластиной; второе зубчатое колесо расположено на поверхности гильзы второй пружины рядом со средней разделительной пластиной;

передаточный вал соединен с возможностью вращения соответственно с первой установочной пластиной и второй установочной пластиной.

7. Устройство для накопления энергии по п. 6, в котором, когда часть ограничивающего шарика расположена в первом ограничивающем отверстии, ограничивающий шарик касается боковой поверхности второго зубчатого колеса рядом со средней разделительной пластиной; и когда часть ограничивающего шарика расположена во втором ограничивающем отверстии, ограничивающий шарик касается боковой поверхности первого зубчатого колеса рядом со средней разделительной пластиной.

8. Устройство для накопления энергии по п. 6, в котором один конец первого вращающегося вала рядом со средней разделительной пластиной снабжен первым пазом; гильза первой пружины и первое зубчатое колесо снабжены первым сквозным отверстием; один конец второго вращающегося вала рядом со средней разделительной пластиной снабжен вторым пазом; гильза второй пружины и второе зубчатое колесо снабжены вторым сквозным отверстием; средняя разделительная пластина снабжена фиксированным центральным валом; один конец центрального вала входит в первый паз через первое сквозное отверстие и другой его конец входит во второй паз через второе сквозное отверстие.

9. Участок выработки электроэнергии, включающий устройство для накопления энергии по любому из пп. 1-8.

Images