TW201344049A - 傳動裝置 - Google Patents

Abstract

一種傳動裝置包含一陀螺重力體、一驅動裝置、一傳動盤以及一發電機模組。驅動裝置用以驅動陀螺重力體沿一垂直於地面的轉軸旋轉。傳動盤固定於陀螺重力體並與陀螺重力體同步旋轉。傳動盤具有複數滾動件群位於其側緣，每一滾動件群具有至少二滾動件。發電機模組具有一轉動輪，轉動輪具有複數個斜齒槽於其側緣，每一斜齒槽用以供傳動盤上對應的滾動件群囓合於其內，使得傳動盤能帶動轉動輪旋轉。每一滾動件群之滾動件圓心連線係平行於對應的斜齒槽的側壁。每一滾動件群之滾動件圓心連線與水平面之夾角範圍係大於0度且小於45度。

Description

傳動裝置

本發明是有關於一種重力或慣性發電機。

就發電技術而言，目前全球發電技術約可歸納為轉動發電及非轉動發電，以轉動發電而言，主要又包含下列幾種方式：

一、水力發電：藉由水的位能轉化為勢能，推動渦輪機，轉化為機械能，而至電能。

二、熱能發電：含地熱、油、煤碳、天燃氣、核能、太陽能等，由熱能轉化為機械能，再轉動發電機產生電能。

三、風力發電；利用風力，轉動發電機，產生電能。

然上述幾類轉動發電方式，有許多缺點，難以克服。

1.　動力源不穩定，如水力發電、風力發電等。

2.　原料供應、成本高，價格非長期穩定，且地球蘊藏量有限。

3.　建造及運作時對自然環境生態有嚴重破壞。

4.　運作後，設備維護及污染之善後代價難以計算。如粉塵、廢熱等。

5.　安全性疑慮大，如核能發電之幅射災害。

因此，本發明鑒於上述之缺點，提供一種穩定的、高效率的以及環保的傳動裝置。

本發明之一目的係提供一種傳動裝置，俾能穩定地提供能源。

根據上述本發明之目的，提出一種傳動裝置，其包含一陀螺重力體、一驅動裝置、一傳動盤以及一發電機模組。驅動裝置用以驅動陀螺重力體沿一垂直於地面的轉軸旋轉。傳動盤固定於陀螺重力體並與陀螺重力體同步旋轉。傳動盤具有複數滾動件群位於其側緣，每一滾動件群具有至少二滾動件。發電機模組具有一轉動輪，轉動輪具有複數個斜齒槽於其側緣，每一斜齒槽用以供傳動盤上對應的滾動件群囓合於其內，使得傳動盤能帶動轉動輪旋轉。每一滾動件群之滾動件圓心連線係平行於對應的斜齒槽的側壁。每一滾動件群之滾動件圓心連線與水平面之夾角範圍係大於0度且小於45度。

根據上述本發明之目的，提出另一種傳動裝置，其包含一陀螺重力體、一驅動裝置、一傳動盤以及一發電機模組。驅動裝置用以驅動陀螺重力體沿一垂直於地面的轉軸旋轉。傳動盤固定於陀螺重力體並與陀螺重力體同步旋轉。傳動盤具有複數滾動件位於其側緣。發電機模組具有一轉動輪，轉動輪具有複數個斜齒槽於其側緣，每一斜齒槽用以供傳動盤上對應的滾動件囓合於其內，使得傳動盤能帶動轉動輪旋轉。每一斜齒槽的側壁與水平面之夾角範圍係大於0度且小於45度。

依據本發明另一實施例，陀螺重力體更包含一齒輪圈位於陀螺重力體之頂面上。

依據本發明另一實施例，驅動裝置包含複數個馬達，連接於齒輪圈。

依據本發明另一實施例，該些馬達之配置位置係以轉軸為中心呈現對稱配置或均勻配置。

依據本發明另一實施例，發電機模組包含一發電機，連接至轉動輪，藉以將機械能轉換為電能。

依據本發明另一實施例，滾動件為滾輪或滾珠。

因此，本發明之傳動裝置係利用陀螺重力體而得以提供穩定的機械能，然後再將此機械能經由傳動盤及轉動輪傳遞予發電機。在機械能傳遞的過程中，均是利用轉動的機構設計，所以可以大幅降低能量損失。此外，傳動盤之滾動件群的設計使得轉動輪之斜齒槽的間距能適當的拉開，而有助於發電機模組之轉動輪能於傳動盤處於轉動的狀態，仍然能夠容易與傳動盤囓合或分開。

第1圖繪示本發明一實施例之傳動裝置的剖面圖，第2圖則為第1圖之傳動裝置的上視圖。如圖所示，一種傳動裝置主要包括有陀螺重力體112、驅動裝置200、傳動盤140以及轉動輪164。

承上所述，陀螺重力體112上設置有齒輪圈182，以轉軸114為中心而配置於陀螺重力體112的頂上，且齒輪圈182以連接環118固定於陀螺重力體112上。轉軸114貫穿陀螺重力體112之中心軸，且是以大致上垂直於地面。換言之，陀螺重力體112沿一垂直於地面的轉軸114而旋轉。

轉軸114自基座120的中心柱122向上沿伸而出。陀螺重力體112之中心槽112a套接於基座120的中心柱122，並配合培林使得陀螺重力體112能相對於中心柱122及轉軸114旋轉。因此，整個陀螺重力體112的重量是由基座120所支撐，並且使陀螺重力體112得以轉軸114為中心而旋轉。陀螺重力體112的上方設置有支撐架300。藉由上述之設計，陀螺重力體112得以穩定旋轉而不至於傾斜。

陀螺重力體112可由例如鉛之高密度物質所製造，因此具有較大的質量。在靜止狀態下，需要極大的能量才能驅使陀螺重力體112開始轉動。但一旦陀螺重力體112開始轉動後，便容易維持穩定的運轉。同時，維持陀螺重力體112轉動所需要的能量也會大幅下降。

請參見第2圖，驅動裝置220係用以驅動陀螺重力體112轉動。在本實施例中，驅動裝置200包括有3組馬達220用以提供陀螺重力體112初始轉動或輔助轉動所需的動力，其馬達220連接於齒輪圈182。值得注意的是，這些馬達220之配置方式是以轉軸114為中心而呈現對稱配置或均勻配置的方式。因此，這些馬達得以穩定地驅動陀螺重力體112轉動，並確保每一馬達的負載相近。在驅動陀螺重力體轉動的初期，驅動裝置200必須提供較大的驅動力方可驅使驅動陀螺重力體112開始轉動，所以驅動初期可先啟動連接於齒輪圈182的3組馬達220，如此可降低馬達所須施加的功率。此外，驅動裝置亦可以提供其他外界自然力(例如風力或水力)所轉換而成的機械動能，藉以驅動及維持陀螺重力體112轉動。

陀螺重力體112的下方設置有傳動盤140，傳動盤140是隨著陀螺重力體112轉動而轉動(沿方向320)。在本實施例中，傳動盤140之旋轉方向及旋轉頻率均與陀螺重力體112相同，換言之，傳動盤140隨陀螺重力體112同步旋轉。傳動盤140之側緣設置有複數滾動件群142，每一滾動件群142具有至少二滾動件。每一滾動件群142用以囓合於轉動輪164上相對的斜齒槽164a，使得傳動盤140能帶動轉動輪164旋轉。在本實施例中，滾動件群142可為複數滾輪或滾珠。

如上所述之傳動裝置可更包括有發電機150，其連接於轉動輪164。發電機150藉由轉動輪164之旋轉而使發電機150得以產生電能。換言之，陀螺重力體112轉動所產生之機械能經由傳動盤140而傳遞予轉動輪164，然後再經由轉動輪164傳遞給發電機150而產生電能(轉動輪164與發電機150使用同一轉動軸傳遞動能)。

為使其他如風力、水利等自然力之能量易於輸入本實施例之陀螺重力體112，陀螺重力體112可配置於傳動盤140之上方(如第1圖所繪示)，但陀螺重力體112配置於傳動盤140之下方的設計(未繪示於圖面)亦適用於本發明。

請同時參照第3、4圖，斜齒槽164a位於轉動輪164之側緣，藉以供傳動盤140之滾動件群142囓合於其內。在本實施例中，斜齒槽164a的尺寸與滾動件的大小相匹配，並且滾動件群142之間距是匹配於斜齒槽164a的間距。當陀螺重力體112帶動傳動盤140轉動時，傳動盤140上之滾動件群142便囓合於轉動輪164的斜齒槽164a，使得傳動盤140能帶動轉動輪164旋轉。換言之，當第1圖中的傳動盤140以方向320旋轉時，傳動盤140上之滾動件群142將一群接著一群依序囓合所對應的斜齒槽164a中，同時帶動轉動輪164沿方向330轉動。藉由上述之設計，陀螺重力體112轉動所產生的機械能便經由傳動盤140而傳遞給轉動輪164。

此外，傳動盤140之滾動件群142的設計使得轉動輪164之斜齒槽164a的間距能適當的拉開。此設計有助於發電機模組160之轉動輪164較容易於與傳動盤140囓合或分開。即使傳動盤140處於轉動的狀態，轉動輪164仍然能與傳動盤140囓合或分開。因此，當發電機模組160損壞或需保養時，就能在陀螺重力體112與傳動盤140處於轉動的狀態，將損壞或需保養的發電機模組160拆離，另外裝上一新的發電機模組160，使得高轉速的陀螺重力體112不會因拆、裝發電機模組160而需要停止而重新啟動，而浪費能轉換為電能的能量。

請同時參照第5、6圖，第5圖係繪示依照本發明一實施例之傳動盤與轉動輪之間作動的示意圖，第6圖係繪示依照本發明一實施例之傳動盤與轉動輪之間作動的俯視示意圖。當傳動盤140上之滾動件群142囓合於轉動輪164上對應的斜齒槽164a，滾動件142a與滾動件142b之間的滾動件圓心連線142c係平行於對應的斜齒槽164a的側壁164b。在本實施例中，滾動件(142a、142b)的環狀側壁較佳為一弧形側壁，使滾動件(142a、142b)與斜齒槽164a之間產生點接觸。斜齒槽164a的側壁164b與傳動盤140之底面140a(或頂面)形成一夾角θ，此夾角θ的範圍較佳為大於0度且小於45度。若夾角θ大於45度，滾動件142a施力於斜齒槽164a側壁164b的能損較大，不利於發電。在本實施例中，傳動盤140之底面140a(或頂面)可視為一水平面。

雖然在上述的實施例中，傳動盤140是以滾動件群142囓合於轉動輪164上對應的斜齒槽164a，但也不排除傳動盤140以單一滾動件(例如142a或142b)囓合於轉動輪164上對應的斜齒槽164a。此設計的優點在於使用傳動盤140單一滾動件囓合於轉動輪的斜齒槽時，轉動輪的厚度可以設計的比較薄(和第6圖的轉動輪164比較)，轉動輪的材料成本進一步降低。

本發明之傳動裝置係利用陀螺重力體而得以提供穩定的機械能，然後再將此機械能經由傳動盤及轉動輪傳遞予發電機。在機械能傳遞的過程中，均是利用轉動的機構設計，所以可以大幅降低能量損失。此外，傳動盤之滾動件群的設計使得轉動輪之斜齒槽的間距能適當的拉開，而有助於發電機模組之轉動輪能於傳動盤處於轉動的狀態，仍然能夠容易與傳動盤囓合或分開。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

112．．．重力體

112a．．．中心槽

114．．．轉軸

118．．．連接環

120．．．基座

122．．．中心柱

140．．．傳動盤

140a．．．底面

142．．．滾動件群

142a．．．滾動件

142b．．．滾動件

142c．．．滾動件圓心連線

150．．．發電機

160．．．發電機模組

164．．．轉動輪

164a．．．斜齒槽

164b．．．側壁

182．．．齒輪圈

200．．．驅動裝置

220．．．馬達

300．．．支撐架

320．．．方向

330．．．方向

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1圖係繪示依照本發明一實施例之傳動裝置的側視圖。

第2圖係繪示第1圖之傳動裝置的上視圖。

第3圖係繪示第1圖之轉動輪的放大圖。

第4圖係繪示第3圖之轉動輪的側視圖。

第5圖係繪示依照本發明一實施例之傳動盤與轉動輪之間作動的側視示意圖。

第6圖係繪示依照本發明一實施例之傳動盤與轉動輪之間作動的俯視示意圖。

112．．．重力體

112a．．．中心槽

114．．．轉軸

118．．．連接環

120．．．基座

122．．．中心柱

140．．．傳動盤

142．．．滾動件群

150．．．發電機

160．．．發電機模組

164．．．轉動輪

164a．．．斜齒槽

182．．．齒輪圈

220．．．馬達

300．．．支撐架

330．．．方向

Claims (10)

1. 一種傳動裝置，包含：一陀螺重力體；一驅動裝置，用以驅動該陀螺重力體沿一垂直於地面的轉軸旋轉；一傳動盤，固定於該陀螺重力體並與該陀螺重力體同步旋轉，該傳動盤具有複數滾動件群位於其側緣，每一該滾動件群具有至少二滾動件；以及一發電機模組，具有一轉動輪，該轉動輪具有複數個斜齒槽於其側緣，每一該斜齒槽用以供該傳動盤上對應的該滾動件群囓合於其內，使得該傳動盤能帶動該轉動輪旋轉，其中每一該滾動件群之滾動件圓心連線係平行於對應的該斜齒槽的側壁，每一該滾動件群之滾動件圓心連線與水平面之夾角範圍係大於0度且小於45度。
2. 如請求項1所述之傳動裝置，其中該陀螺重力體更包含一齒輪圈，配置於其頂面上。
3. 如請求項2所述之傳動裝置，其中該驅動裝置包含複數個馬達，連接於該齒輪圈。
4. 如請求項3所述之傳動裝置，其中該些馬達之配置位置，係以該轉軸為中心呈現對稱配置或均勻配置。
5. 如請求項1所述之傳動裝置，其中該發電機模組包含一發電機，連接至該轉動輪，藉以將機械能轉換為電能。
6. 如請求項1所述之傳動裝置，其中該滾動件為滾輪或滾珠。
7. 一種傳動裝置，包含：一陀螺重力體；一驅動裝置，用以驅動該陀螺重力體沿一垂直於地面的轉軸旋轉；一傳動盤，固定於該陀螺重力體並與該陀螺重力體同步旋轉，該傳動盤具有複數滾動件位於其側緣；以及一發電機模組，具有一轉動輪，該轉動輪具有複數個斜齒槽於其側緣，每一該斜齒槽用以供該傳動盤上對應的該滾動件囓合於其內，使得該傳動盤能帶動該轉動輪旋轉，其中每一該斜齒槽的側壁與水平面之夾角範圍係大於0度且小於45度。
8. 如請求項7所述之傳動裝置，其中該陀螺重力體更包含一齒輪圈，配置於其頂面上。
9. 如請求項8所述之傳動裝置，其中該驅動裝置包含複數個馬達，連接於該齒輪圈。
10. 如請求項1所述之傳動裝置，其中該滾動件為滾輪或滾珠。