TWI697619B - 旋轉裝置及電力供給系統 - Google Patents

旋轉裝置及電力供給系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI697619B
TWI697619B TW105102924A TW105102924A TWI697619B TW I697619 B TWI697619 B TW I697619B TW 105102924 A TW105102924 A TW 105102924A TW 105102924 A TW105102924 A TW 105102924A TW I697619 B TWI697619 B TW I697619B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
rotating plate
output shaft
aforementioned
plate member
rotating
Prior art date
Application number
TW105102924A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201640022A (zh
Inventor
宮川惠
近藤圭子
Original Assignee
日商簡單東京股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商簡單東京股份有限公司 filed Critical 日商簡單東京股份有限公司
Publication of TW201640022A publication Critical patent/TW201640022A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI697619B publication Critical patent/TWI697619B/zh

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/10—Alleged perpetua mobilia
    • F03G7/104—Alleged perpetua mobilia continuously converting gravity into usable power
    • F03G7/107—Alleged perpetua mobilia continuously converting gravity into usable power using an unbalance for increasing torque or saving energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G3/00—Other motors, e.g. gravity or inertia motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/10—Alleged perpetua mobilia
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/025—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for characterised by its use
    • F03G7/0252—Motors; Energy harvesting or waste energy recovery
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H33/00—Gearings based on repeated accumulation and delivery of energy
    • F16H33/02—Rotary transmissions with mechanical accumulators, e.g. weights, springs, intermittently-connected flywheels
    • F16H33/04—Gearings for conveying rotary motion with variable velocity ratio, in which self-regulation is sought
    • F16H33/08—Gearings for conveying rotary motion with variable velocity ratio, in which self-regulation is sought based essentially on inertia
    • F16H33/14—Gearings for conveying rotary motion with variable velocity ratio, in which self-regulation is sought based essentially on inertia having orbital members influenced by regulating masses
    • F16H33/18—Gearings for conveying rotary motion with variable velocity ratio, in which self-regulation is sought based essentially on inertia having orbital members influenced by regulating masses of which the motion is constrained
    • F16H33/185—Gearings for conveying rotary motion with variable velocity ratio, in which self-regulation is sought based essentially on inertia having orbital members influenced by regulating masses of which the motion is constrained the masses being fixed to the orbital members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/08—General details of gearing of gearings with members having orbital motion
    • F16H57/10—Braking arrangements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S74/00—Machine element or mechanism
    • Y10S74/09—Perpetual motion gimmicks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • One-Way And Automatic Clutches, And Combinations Of Different Clutches (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Power Engineering (AREA)

Abstract

提供一種利用因重力而產生之旋轉力矩，且在適用於各 種系統之可能的範圍內，可維持長時間地旋轉之旋轉裝置及利用該旋 轉裝置之電力供給系統。

旋轉裝置構成為包含輸出軸、旋 轉板構件、錘構件，及離合器機構，其中，該輸出軸被軸支持成可旋轉且其軸線為垂直於重力方向之水平方向，該旋轉板構件為可旋轉且配置成旋轉軸與輸出軸同軸，該錘構件固設於旋轉板構件上，且使重心位置自旋轉板構件之旋轉軸偏移，該離合器機構裝設於旋轉板構件與輸出軸之間，且可在特定旋轉角度上切離旋轉板構件與輸出軸，且離合器機構在旋轉板構件旋轉之際，當錘構件之重心下降時，連接旋轉板構件與輸出軸，當上昇時，切離旋轉板構件與輸出軸。

Description

旋轉裝置及電力供給系統 發明領域
本發明是關於有效地利用因重力而產生之旋轉力矩而儘可能長時間地維持輸出軸之旋轉的旋轉裝置，及具備該旋轉裝置之電力供給系統。
發明背景
為了用於電力供給系統或其他各種系統中，考量需要一種以最小損失來維持旋轉能量之旋轉裝置。在讓裝置盡可能長時間地持續旋轉之習知技術中，例如，存在有專利文獻1所述之裝置。
專利文獻1所述之旋轉裝置包含旋轉軸、安裝於該旋轉軸上之輪輻(spoke)狀的旋轉體、可自由地在各旋轉體之軸方向上移動，且為沿著軸方向之細長的滑動重塊(slide weight)，及讓以旋轉軸為中心而旋轉之滑動重塊的旋轉軌道自旋轉軸之軸中心偏心的圓形導引體。
在專利文獻1之旋轉裝置中，由於旋轉軸被圓形導引體所限制，伴隨著該旋轉軸的旋轉之滑動重塊的旋轉軌道是自輸出軸之軸中心偏心，因此會基於上方朝向下方 之滑動重塊的旋轉力矩，大於下方朝向上方之滑動重塊的旋轉力矩之槓桿原理，而使旋轉軸旋轉。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開平8-61214號公報
發明概要
本申請案發明者開發各種之電力供給系統，且利用類似專利文獻1之旋轉裝置的裝置，來進行試驗。然而，已得知該種旋轉裝置，無法讓旋轉經過長時間仍繼續旋轉。
調查專利文獻1之旋轉裝置為何無法長時間繼續之結果，得知藉由旋轉力矩之差所產生的滑動重塊之旋轉角速度，會因滑動重塊及導引體等之間的構件間的磨擦而降低，且該因磨擦之角速度的低下，與因旋轉力矩之差的角速度相比，較大且急速，因此無法長時間地繼續旋轉。
因此，本申請案發明者們，專心地研究使構件間的磨擦儘可能地變小，並開發可以讓軸旋轉維持更長時間之裝置。
本發明是基於像這樣的課題所作成者，其目的在於提供一種利用因重力而產生之旋轉力矩，且可適用於各種系統，並可長時間地維持旋轉之旋轉裝置，及利用該旋轉裝置之電力供給系統。
根據本發明，旋轉裝置包含輸出軸、至少1旋轉板構件、至少1錘構件、及至少1離合器構件，其中，該輸出軸是被軸支持成可旋轉且其軸線是與重力方向垂直之水平方向，該至少1旋轉板構件為可旋轉且配置成旋轉軸與輸出軸同軸，該至少1錘構件固設於至少1旋轉板構件上且使重心位置自前述至少1旋轉板構件之旋轉軸偏移，該至少1離合器機構裝設於至少1旋轉板構件與輸出軸之間，且可於預定旋轉角度上切離至少1旋轉板構件與輸出軸。至少1離合器機構被構成為在至少1旋轉板構件旋轉時，當至少1錘構件的重心下降時，連接至少1旋轉板構件與輸出軸，當上昇時，切離至少1旋轉板構件與輸出軸。
裝設於至少1旋轉板構件與輸出軸之間的至少1離合器機構，在至少1旋轉板構件旋轉之際，當至少1錘構件的重心下降時，連接至少1旋轉板構件與輸出軸，而在上昇時，切離至少1旋轉板構件與輸出軸。藉此，在至少1錘構件之重心下降時，施加相對於輸出軸之旋轉力矩，另一方面，在至少1錘構件的重心上昇時，不施加相對於輸出軸之反向旋轉力矩，因此至少1錘構件之重心會藉由慣性力上昇。且，由於在至少1錘構件之重心上昇時，切離至少1旋轉板構件與輸出軸，因此摩擦所造成之損失非常少。藉由如此機構，可盡可能地長時間地維持旋轉。
至少1離合器機構包括齒輪傳動機構、凸輪板，及凸輪從動件，其中，該齒輪傳動機構是固設於至少1旋轉 板構件上並具有複數個行星齒輪，該凸輪板是固設在用以支持輸出軸之軸承上且在其中一面上具有偏心之圓形溝，並在中心上具有插通有輸出軸之貫穿孔，該凸輪從動件是連結於複數個行星齒輪之其中一者且沿著設置於凸輪板之偏心的圓形溝移動，至少1離合器機構較佳地是構成為在與凸輪從動件連結之行星齒輪的內部中，具有藉由凸輪從動件之移動位置來限制行星齒輪之旋轉的齒輪旋轉限制元件，且在齒輪旋轉限制元件限制行星齒輪之旋轉時，連接至少1旋轉板構件與輸出軸。藉此，以機械式的構成來實現旋轉板構件與輸出軸之連接及切離，而不需要電子式的控制系統。
至少1離合器機構較佳地構成為，在至少1旋轉板構件旋轉之際，當至少1錘構件之重心位於從通過旋轉中心的正上方之位置旋轉特定角度之第1角度位置上，連接至少1旋轉板構件與輸出軸，而在位於從第1角度位置旋轉180度之第2角度位置上，切離至少1旋轉板構件與輸出軸。藉此，可有效地利用因錘構件之重力及慣性力而產生的旋轉力矩。
較佳的是更具有至少1輔助驅動機構，當至少1錘構件之重心至少在上昇之際，進行至少1旋轉板構件及至少1錘構件之旋轉力的輔助。藉此，可使錘構件之重心滑順地上昇，且可維持更安定之旋轉。
至少1旋轉板構件是配置成旋轉軸與輸出軸同軸之可旋轉的複數個旋轉板構件；至少1加重構件是分別固設 於複數個旋轉板構件上，且使重心位置分別從複數個旋轉板構件之旋轉軸偏移的複數個錘構件；至少1離合器機構是分別裝設於複數個旋轉板構件與輸出軸之間，且可在預定旋轉角度上切離複數個旋轉板構件與輸出軸之複數個離合器機構；且較佳地是複數個錘構件也配置成重心彼此具有相等角度間隔。藉此，可維持更安定的旋轉。
藉由本發明，電力供給系統包含上述之旋轉裝置、連結於該旋轉裝置之輸出軸的發電機、太陽光發電裝置、及用以儲存發電機與太陽光發電裝置所發電之電力的蓄電裝置，且構成為可從蓄電裝置或是商用電源供給電力至旋轉裝置，並構成為可從蓄電裝置供給電力至外部。藉此，可將夜間電力之電力能量作為旋轉裝置之旋轉能量來進行保持，並可作為蓄電於蓄電裝置之電力能量來進行保持，且進一步，可與太陽能發電裝置組合而可有效地利用電力。
根據本發明之旋轉裝置，旋動錘構件從上方朝向下方時，相對於輸出軸會發生旋轉力矩，且從下方朝向上方時，相對於輸出軸不會發生旋轉力矩，因此可長時間地維持旋轉。
此外，根據本發明之電力供給系統，是使用了本發明之旋轉裝置，可將夜間電力之電力能量作為旋轉裝置之旋轉能量來進行保持，並可作為蓄電於蓄電裝置之電力能量來保持，且進一步，可與太陽光發電裝置組合而可有 效地利用電力。
1‧‧‧支持台
10‧‧‧輸出軸
100‧‧‧旋轉裝置
101、102、223‧‧‧AC/DC反相器
2、3‧‧‧軸承
20‧‧‧旋轉板構件
200‧‧‧電力供給系統
210‧‧‧太陽光發電裝置
211‧‧‧太陽電池面板
212、224‧‧‧DC/AC反相器
213‧‧‧PV動力調節器
214‧‧‧環境測量部
220‧‧‧蓄電装置
221‧‧‧蓄電池單元
222‧‧‧放電控制部
225‧‧‧DC/DC變流器
230‧‧‧測量監視裝置
30‧‧‧錘構件
40‧‧‧離合器機構
41‧‧‧齒輪傳動機構
42‧‧‧凸輪板
42a‧‧‧圓形溝
42b‧‧‧貫穿孔
43‧‧‧凸輪從動件
44‧‧‧接觸構件
45‧‧‧連結部
50‧‧‧驅動馬達
50A‧‧‧發電機
60‧‧‧輔助馬達
70‧‧‧輔助驅動滑輪
80‧‧‧旋轉測量元件
90‧‧‧旋轉變換機構
91‧‧‧變速機
92‧‧‧飛輪
93‧‧‧離合器
W‧‧‧重心
S‧‧‧凹部
G、Ga‧‧‧行星齒輪
Gb‧‧‧輸出軸齒輪
圖1是概略地表示本發明之一實施形態之旋轉裝置的側面圖。
圖2是概略地表示圖1之旋轉裝置的重要部分構成的立體圖。
圖3a及圖3b是概略地表示圖1之旋轉裝置的離合器機構之內部構成的圖式。
圖4是概略地表示圖1之旋轉裝置的離合器機構之齒輪傳動機構及引導構件的構成之局部剖面圖。
圖5a及圖5b是分別概略地表示離合器機構之齒輪旋轉位於停止狀態及解除狀態的圖式。
圖6a至圖6d是用以說明在圖1之旋轉裝置中，錘構件及離合器機構之第1動作的平面圖。
圖7a至圖7d是用以說明在圖1之旋轉裝置中，錘構件及離合器機構之第2動作的平面圖。
圖8a至圖8d是用以說明在圖1之旋轉裝置中，錘構件及離合器機構之第3動作的平面圖。
圖9a至圖9d是用以說明在圖1之旋轉裝置中，錘構件及離合器機構之第4動作的平面圖。
圖10是概略地表示具有圖1之旋轉裝置的電力供給系統之構成的構成圖。
用以實施發明之形態
以下，說明關於本發明之旋轉裝置的實施形態。圖1~圖9是概略地表示本發明之旋轉裝置的一實施形態之構成。
圖1是表示具有4組之旋轉板構件20、錘構件30及離合器機構40之旋轉裝置100的構成，圖2是表示1組之旋轉板構件20、錘構件30及離合器機構40之外觀。圖3a及圖3b是表示離合器機構40之內部構成，且圖3a是表示齒輪傳動機構41之內部構成，圖3b是表示凸輪板42的內部構成。圖4是表示旋轉板構件20、錘構件30及離合器機構40之連結狀態。此外，圖5a表示齒輪傳動機構之齒輪旋轉被停止的狀態，圖5b表示解除狀態。此外，圖6a~圖6d、圖7a~圖7d、圖8a~圖8d，及圖9a~圖9d表示錘構件30及離合器機構40之第1至第4的動作狀態。
如圖1、圖2、圖3a及圖3b，及圖4所示，本實施形態之旋轉裝置100包含輸出軸10、旋轉板構件20、錘構件30、離合器機構40、驅動馬達50、輔助馬達60、輔助驅動滑輪70、旋轉測量元件80，及旋轉變換機構90，其中，該輸出軸10配置成其軸線與垂直於重力方向之大致呈水平方向平行，該旋轉板構件20為可旋轉且同軸配置成其旋轉軸與輸出軸10同軸，該錘構件30分別安裝於使重心位置從旋轉板構件20之旋轉軸偏移的旋轉板構件20上，離合器機構40裝設於旋轉板構件20與輸出軸10之間，且可於預定旋轉角度上切離旋轉板構件20與輸出軸10。在本實施形態中，旋轉裝置100具有4組的旋轉板構件20、錘構件30，及離合 器機構40，且各錘構件30配置成彼此錯開90度的角度間隔。
輸出軸10，例如為鋼鐵製之旋轉桿，並支持成藉由分別設置在金屬框架之支持台1上的附有培林(bearing)之軸承2及軸承3而可滑順地旋轉。
旋轉板構件20之旋轉軸與輸出軸10同軸地連結在一起。在本實施形態中，設置有挾持錘構件30於其間之1對的旋轉板構件20。此外，也可僅具有1個旋轉板構件20。
錘構件30形成為例如扇形狀，且構成為其重心位置從旋轉板構件20的旋轉軸偏移。此外，4個錘構件30在僅彼此間隔相等預定角度(90°)的位置上，機械式地固設於旋轉板構件20上。
離合器機構40包含齒輪傳動機構41、凸輪板42，及凸輪從動件43，其中，該齒輪傳動機構41固設於旋轉板構件20上，並具有複數個行星齒輪G；該凸輪板42固設於用以支持輸出軸10之軸承3上，並在其中一面上具有偏心的圓形溝42a並且在中心上具有插通有輸出軸10之貫穿孔42b；該凸輪從動件43連結於複數個行星齒輪G中的其中1者，且沿著設置於凸輪板42之偏心的圓形溝42a移動。在連結於該凸輪從動件43之行星齒輪Ga的內部中，設置具有六角形之側周壁的凹部S。在行星齒輪Ga內的凹部S之內部中，配置有藉由凸輪從動件43之移動位置來接觸凹部S之側周壁並限制該行星齒輪Ga的旋轉之作為齒輪旋轉限制元件之接觸構件44。凸輪從動件43與接觸構件44是透過連結部45而連 結。離合器機構40構成為如下之動作。藉由接觸構件44來限制行星齒輪Ga的旋轉，則行星齒輪Ga相對於固定在輸出軸10之輸出軸齒輪Gb不會旋轉，藉此，旋轉板構件20與輸出軸10會一起旋轉。接觸構件44根據凸輪從動件43的移動，在輸出軸10旋轉1圈的期間，誠如圖5a及圖5b所示的，該接觸構件44移動以產生限制行星齒輪Ga之旋轉的1次之限制狀態，與解除旋轉限制之1次的解除狀態。其結果為，當錘構件30之重心W下降的時候，離合器繫結，以連結旋轉板構件20與輸出軸10，而當錘構件30之重心W上昇時，切離旋轉板構件20與輸出軸10。
驅動馬達50使用於旋轉裝置100之初期驅動時。當旋轉裝置100之旋轉達預定速度之後，該驅動馬達50藉由離合器93而與輸出軸10切離。此外，該驅動馬達50也可用作為發電機50A。在旋轉裝置100之初期驅動之後，在自旋轉裝置100提供旋轉能量的情況下，驅動馬達50作為進行發電之發電機50A。也就是說，在此情況下，作為發電機50A之驅動馬達50將旋轉裝置100的旋轉能量變換成電力能量。
輔助馬達60及輔助驅動滑輪70作為輔助驅動機構，在錘構件30之重心W上昇時，輔助旋轉板構件20及錘構件30的旋轉。由於錘構件30存在有旋轉慣性，因此僅付加少量的旋轉能量，即可容易地使錘構件30之重心W上昇。
旋轉測量元件80是用以檢測出旋轉速度及旋轉 數目等。將藉由旋轉測量元件80所檢測出之旋轉速度及旋轉數目等輸入於未圖示之控制部中，以控制驅動馬達50(發電機50A)與輸出軸10之間的連接及切離。
旋轉變換機構90具有變速機91、飛輪92，及離合器93。變速機91連結於輸出軸10之一端(輸出端)，用以變換在驅動馬達50及錘構件30之間所傳達之旋轉速度。在旋轉裝置100之初期驅動的時候，將驅動馬達50之旋轉速度減速並傳達至輸出軸10。旋轉裝置100之旋轉能量輸出時，將輸出軸10之旋轉速度加速至發電機50A動作所須之程度為止，並傳達至該發電機50A。飛輪92是由圓形之金屬板構件所構成，並安裝於輸出軸10上，以增加旋轉慣性力矩來緩和旋轉速度之變化。離合器93設置在變速機91與驅動馬達50(發電機50A)之間，用以傳達及遮斷旋轉。該離合器70，例如是使用電磁離合器。
接著，關於本實施形態之旋轉裝置100的動作，參照圖6a~圖6d、圖7a~圖7d、圖8a~圖8d及圖9a~圖9d，並利用4組之中其中1組的旋轉板構件20、錘構件30，及離合器機構40以進行說明。
圖6a~圖6d表示錘構件30a之重心W位於從旋轉中心的正上方旋轉15度之位置及旋轉90度之位置的狀態，圖7a~圖7d表示錘構件30a之重心W位於從旋轉中心之正上方旋轉165度之位置及旋轉180度之位置的狀態，圖8a~圖8d表示錘構件30之重心W位於從旋轉中心之正上方旋轉195度之位置及旋轉270度之位置的狀態，圖9a~圖9d表示錘構 件30之重心W位於從旋轉中心之正上方旋轉345度之位置及旋轉15度之位置的狀態。
旋轉裝置100藉由驅動馬達50之驅動而進行初期驅動，例如，輸出軸10、旋轉板構件20及錘構件30會在順時針之方向上旋轉。
如圖6a及圖6b所示，當錘構件30之重心W位於從通過旋轉中心之正上方的位置旋轉15度之位置時，連結於凸輪從動件43之行星齒輪Ga的旋轉被接觸構件44限制，且該行星齒輪Ga相對於固定在輸出軸10之輸出軸齒輪Gb不會旋轉。藉此，固設於錘構件30之旋轉板構件20會與輸出軸10一起旋轉，且以錘構件30之重力而使輸出軸10旋轉。此外，如圖6c及圖6d所示，由於錘構件30之重力而使錘構件30之重心位於旋轉90度之位置時，也會阻止相對於行星齒輪Ga之輸出軸齒輪Gb的旋轉，且錘構件30與輸出軸10會一起旋轉。在此位置上，凸輪從動件43位於偏心圓形溝42b之最大偏心位置上。
如圖7a及圖7b所示，錘構件30的重心W在位於旋轉165度之位置上，開始行星齒輪Ga之旋轉限制的解除。此外，如圖7c及圖7d所示，當錘構件30的重心W位於旋轉180度之位置時，因重心之所產生之旋轉力矩消失，錘構件30會因慣性而繼續旋轉。
如圖8a及圖8b所示，當錘構件30的重心W位於旋轉195度之位置時，完成行星齒輪Ga之旋轉限制的解除，行星齒輪Ga可相對於輸出軸齒輪Gb旋轉。即，錘構件30與輸 出軸10互相切離。此外，如圖8c及圖8d所示，錘構件30之重心W會因慣性力而旋轉到270度的位置。
此外，錘構件30會藉由輔助馬達60使其重心W從270度旋轉至360度。如圖9a及圖9b所示，當重心W位於旋轉345度之位置時，開始行星齒輪Ga的旋轉限制，從通過旋轉中心之正上方旋轉15度之位置上，即，位於圖9c及圖9d所示之位置時，連結於凸輪從動件43之行星齒輪Ga的旋轉會被接觸構件44限制，且該行星齒輪Ga對於固定在輸出軸10之輸出軸齒輪Gb不會相對旋轉。藉此，固設於錘構件30之旋轉板構件20與輸出軸10會一起旋轉，且會因錘構件30之重力而使輸出軸10旋轉。藉此，錘構件30與輸出軸10會長時間地繼續旋轉。
如上所述，根據本實施形態之旋轉裝置100，藉由設置離合器機構40，在錘構件30從上方朝向下方旋轉時，錘構件30與輸出軸10會一起旋轉，並且藉由錘構件30之重力而使輸出軸10旋轉。另一方面，在錘構件30從下方朝向上方旋轉時，輸出軸10與錘構件30互相切離，且錘構件30會藉由慣性力與輔助馬達而進行旋轉。藉此，旋轉裝置100可長時間地維持旋轉運動，且可被利用為發電裝置。
離合器機構40包含齒輪傳動機構41、凸輪板42，及凸輪從動件43，其中，該齒輪傳動機構41固設於旋轉板構件20上並具有複數個行星齒輪G及Ga，該凸輪板42固設於支持輸出軸10之軸承3上，且在中心上具有插通輸出軸10之貫穿孔42b，及在其中一面上具有偏心之圓形溝42a，該 凸輪從動件43連結於複數個行星齒輪G之其中1者且沿著凸輪板42所設置之偏心的圓形溝42a移動；在連結於凸輪從動件43之行星齒輪Ga的內部中，具有藉由凸輪從動件43的移動位置來限制行星齒輪Ga之旋轉的接觸構件44，且在由接觸構件44限制行星齒輪Ga之旋轉的情況下，藉由將旋轉板構件20與輸出軸10構成為相連接，以機械式的構成來實現旋轉板構件20與輸出軸10之連接及切離，且不需要電子式的控制系統。
此外，在錘構件30旋轉時，離合器機構40構成為在錘構件30之重心W位於從通過旋轉中心之正上方的位置旋轉15度之位置上，連接旋轉板構件20與輸出軸10，且在旋轉195度的位置上，切離旋轉板構件20與輸出軸10。藉此，可有效地利用因錘構件30之重力及慣性力所產生之旋轉力矩。
再者，由於具備有輔助馬達60及輔助驅動滑輪70，以在錘構件30之重心W上昇時，進行旋轉板構件20及錘構件30之旋轉力的輔助，因此可使錘構件30之重心W滑順地上昇，且可維持更安定地旋轉。
圖10表示具備本發明之旋轉裝置100的電力供給系統200。
如圖10所示，電力供給系統200包含旋轉裝置100、太陽光發電裝置210、蓄電裝置220，及測量監視裝置230。
在用以供給電力至旋轉裝置100之驅動馬達50的電路上，連接有將來自商用電源之交流電力變換為直流電 力之AC/DC反相器101。且，在旋轉裝置100中，連接有將發電時來自發電機50A所輸出之交流電力變換為直流電力之AC/DC反相器102。
太陽光發電裝置210具備太陽電池面板211、具有將直流電力變換為交流電力之DC/AC反相器212等之PV動力調節器213，及具有日射計及氣溫計之環境測量部214。
蓄電裝置220具備，例如由複數個蓄電池所構成之蓄電池單元221，及充放電控制部222。充放電控制部222具備將來自太陽光發電裝置210之交流電力變換為直流電力之AC/DC反相器223、將來自蓄電池單元221之直流電力變換為交流電力之DC/AC反相器224，及配置於旋轉裝置100與蓄電池單元221之間的DC/DC變流器225。
該電力供給系統200構成為可從蓄電裝置220或商用電源供給電力至旋轉裝置100，且可將旋轉裝置100之發電電力至少供給至蓄電裝置220。藉此，可將夜間電力之電力能量保持為旋轉裝置100之旋轉能量，並可藉由蓄電於蓄電裝置220而保持為電力能量，再者，可與太陽電池發電裝置210組合，而有效地利用電力。
再者，在上述之旋轉裝置100中，雖然說明了具有4組旋轉板構件20、錘構件30及離合器機構40之旋轉裝置100，但本發明不以此為限，也可具有其他數量之組數或其他構成。
此外，在上述實施形態之旋轉裝置100中，雖然說明了驅動馬達50作用為發電機50A的例子，但本發明不以 此為限。例如，驅動馬達與發電機也可個別地構成。
此外，在上述實施形態之旋轉裝置100中，雖然說明了錘構件30形成為扇形的例子，但本發明不以此為限。也可為其他之形狀。
此外，在上述實施形態之旋轉裝置100中，雖然作為其中一實施例，其說明了當錘構件30之重心W位於從通過旋轉中心之正上方之位置旋轉15度之位置時，限制行星齒輪Ga之旋轉，此外，當錘構件30之重心W位於旋轉195度之位置時，完成行星齒輪Ga之旋轉限制的解除之例子，但本發明不以此為限。例如，也可在錘構件30之重心W通過旋轉中心之正上方時，限制行星齒輪Ga的旋轉，而在旋轉180度之位置時，完成行星齒輪Ga之旋轉限制的解除。此外，也可在上述角度以外的角度(位置)上，進行行星齒輪Ga之旋轉限制及旋轉限制之解除。
此外，在上述實施形態中，支持台1雖是以金屬框架所構成，但在其變更態樣中，該等也可用其他素材作為構成素材。例如，也可用混凝土等作為構成素材。
以上所述之實施形態全是例示地來表示本發明者，而非表示為限定本發明者，且本發明可由其他各種之變形態樣及變更態樣來實施。因此，本發明之範圍僅藉由申請專利範圍及其均等範圍所限制。
1‧‧‧支持台
10‧‧‧輸出軸
100‧‧‧旋轉裝置
2、3‧‧‧軸承
20‧‧‧旋轉板構件
30‧‧‧錘構件
40‧‧‧離合器機構
50‧‧‧驅動馬達
50A‧‧‧發電機
60‧‧‧輔助馬達
70‧‧‧輔助驅動滑輪
80‧‧‧旋轉測量元件
90‧‧‧旋轉變換機構
91‧‧‧變速機
92‧‧‧飛輪
93‧‧‧離合器

Claims (8)

  1. 一種旋轉裝置，其特徵在於包含：輸出軸，被軸支撐成可旋轉且軸線為與重力方向垂直之水平方向；至少1旋轉板構件，可旋轉且配置成旋轉軸與前述輸出軸同軸；至少1錘構件，固設於前述至少1旋轉板構件上，且使重心位置自前述至少1旋轉板構件之旋轉軸偏移；至少1離合器機構，裝設於前述至少1旋轉板構件與前述輸出軸之間，且在特定旋轉角度上，可切離前述至少1旋轉板構件與前述輸出軸；及輔助驅動機構，係至少當前述錘構件之重心在上昇之際，進行前述旋轉板構件及前述錘構件之旋轉力的輔助，前述至少1離合器機構構成為，在前述至少1旋轉板構件旋轉之際，當前述至少1錘構件之重心下降時，連接前述至少1旋轉板構件與前述輸出軸，而當上昇時，切離前述至少1旋轉板構件與前述輸出軸。
  2. 如請求項1所述之旋轉裝置，其構成為前述至少1離合器機構具備齒輪傳動機構、凸輪板及凸輪從動件，其中前述齒輪傳動機構固設於前述至少1旋轉板構件上，並具有複數個行星齒輪；前述凸輪板固設於支持前述輸出軸之軸承上，且在其中一面上具有偏心之圓形溝，並在中 心上具有使前述輸出軸插通之貫穿孔；前述凸輪從動件連結於前述複數個行星齒輪之其中1者，且沿著設置於前述凸輪板上之偏心的圓心溝而移動；在連結於前述凸輪從動件之行星齒輪的內部中，具有藉由前述凸輪從動件之移動位置來限制該行星齒輪之旋轉的齒輪旋轉限制元件，且在該齒輪旋轉限制元件限制前述行星齒輪之旋轉之際，連接前述至少1旋轉板構件與前述輸出軸。
  3. 如請求項1所述之旋轉裝置，其構成為前述至少1離合器機構在前述至少1旋轉板構件旋轉之際，在前述至少1錘構件之重心從通過前述旋轉中心之正上方的位置旋轉了預定角度之第1角度位置，連接前述至少1旋轉板構件與前述輸出軸，且在從前述第1角度位置旋轉了180度之第2角度位置，切離前述至少1旋轉板構件與前述輸出軸。
  4. 如請求項1至3中任1項所述之旋轉裝置，其中前述至少1旋轉板構件是配置成旋轉軸與前述輸出軸同軸之可旋轉的複數個旋轉板構件；前述至少1加重構件是分別固設於前述複數個旋轉板構件上，且使重心位置分別自前述複數個旋轉板構件之旋轉軸偏移的複數個錘構件；前述至少1離合器機構是分別裝設於前述複數個旋轉板構件與前述輸出軸之間，且可在預定旋轉角度上切離前述複數個旋轉板構件與前述輸出軸之複數個離合器機構；且前述複數個錘構件配置成重心彼此具有相等角度間 隔。
  5. 一種電力供給系統，其特徵在於：包含旋轉裝置、發電機、太陽光發電裝置、及用以儲存前述發電機及前述太陽光發電裝置所發電之電力的蓄電裝置，其中，前述旋轉裝置包括輸出軸、至少1旋轉板構件、至少1錘構件、至少1離合器機構及輔助驅動機構，前述輸出軸是被軸支持成可旋轉且其軸線是與重力方向垂直之水平方向，前述至少1旋轉板構件為可旋轉且配置成旋轉軸與前述輸出軸同軸，前述至少1錘構件固設於前述至少1旋轉板構件上，且使重心位置自前述至少1旋轉板構件之旋轉軸偏移，前述至少1離合器機構裝設於前述至少1旋轉板構件與輸出軸之間，且可在預定旋轉角度上切離前述至少1旋轉板構件與前述輸出軸，前述輔助驅動機構係至少當前述錘構件之重心在上昇之際，進行前述旋轉板構件及前述錘構件之旋轉力的輔助，且前述至少1離合器機構在前述至少1旋轉板構件旋轉之際，當前述至少1錘構件之重心下降時，連接前述至少1旋轉板構件與前述輸出軸，當上昇時，切離前述至少1旋轉板構件與輸出軸；該發電機連結於該旋轉裝置之前述輸出軸；且該電力供給系統構成為可自前述蓄電裝置或商用電源供給電力至前述旋轉裝置，並構成為可自前述蓄電裝置供給電力至外部。
  6. 如請求項5所述之電力供給系統，其構成為前述旋轉裝 置之前述至少1離合器機構具備齒輪傳動機構、凸輪板及凸輪從動件，其中前述齒輪傳動機構固設於前述至少1旋轉板構件上，並具有複數個行星齒輪，前述凸輪板固設於支持前述輸出軸之軸承上，且在其中一面上具有偏心之圓形溝，並同時在中心上具有使前述輸出軸插通之貫穿孔，前述凸輪從動件連結於前述複數個行星齒輪之其中1者，且沿著設置於前述凸輪板上之偏心的圓心溝而移動；在連結於前述凸輪從動件之行星齒輪的內部中，具有藉由前述凸輪從動件之移動位置來限制該行星齒輪之旋轉的齒輪旋轉限制元件，且在藉由該齒輪旋轉限制元件限制前述行星齒輪之旋轉之際，連接前述至少1旋轉板構件與前述輸出軸。
  7. 如請求項5所述之電力供給系統，其中前述旋轉裝置之前述至少1離合器機構構成為，在前述至少1旋轉板構件旋轉之際，在前述至少1錘構件之重心從通過前述旋轉中心的正上方之位置旋轉了預定角度之第1角度位置，連接前述至少1旋轉板構件與前述輸出軸，且在自前述第1角度位置旋轉了180度之第2角度位置，切離前述至少1旋轉板構件與前述輸出軸。
  8. 如請求項5至7中任1項所述之電力供給系統，其中前述旋轉裝置之前述至少1旋轉板構件是配置成旋轉軸與前述輸出軸同軸之可旋轉的複數個旋轉板構件；前述至少1加重構件是分別固設於前述複數個旋轉板構件上，且 使重心位置分別自前述複數個旋轉板構件之旋轉軸偏移的複數個錘構件；前述至少1離合器機構是分別裝設於前述複數個旋轉板構件與前述輸出軸之間，且可在預定旋轉角度上切離前述複數個旋轉板構件與前述輸出軸之複數個離合器機構；且前述複數個錘構件配置成重心彼此具有相等角度間隔。
TW105102924A 2015-03-11 2016-01-29 旋轉裝置及電力供給系統 TWI697619B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015048496A JP5812375B1 (ja) 2015-03-11 2015-03-11 回転装置及び電力供給システム
JP2015-048496 2015-03-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201640022A TW201640022A (zh) 2016-11-16
TWI697619B true TWI697619B (zh) 2020-07-01

Family

ID=54550526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105102924A TWI697619B (zh) 2015-03-11 2016-01-29 旋轉裝置及電力供給系統

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9803733B2 (zh)
JP (1) JP5812375B1 (zh)
CN (1) CN107532572B (zh)
DE (1) DE112015006292B4 (zh)
GB (1) GB2549438B (zh)
MY (1) MY185909A (zh)
SG (1) SG11201707312SA (zh)
TW (1) TWI697619B (zh)
WO (1) WO2016143163A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9670910B1 (en) * 2016-05-25 2017-06-06 Kavan Novin Energy Paydar Group Gravity-driven power generation (GPG) system
TWI671980B (zh) * 2018-01-25 2019-09-11 許博吉 驅動裝置
CN110748607B (zh) * 2019-10-28 2021-05-14 江苏众力合创精密机械科技有限公司 一种多级行星齿轮减速机

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012145118A (ja) * 2010-01-14 2012-08-02 Keiko Kondo 動力装置
JP2014122561A (ja) * 2012-12-20 2014-07-03 Simple Tokyo:Kk 回転維持装置
TWM483322U (zh) * 2014-04-01 2014-08-01 Jin-Tian An 動能裝置
TWM483321U (zh) * 2014-01-03 2014-08-01 Rui-Xian Wu 慣性電磁浮飛輪裝置
JP2015036521A (ja) * 2013-08-12 2015-02-23 株式会社シンプル東京 回転維持装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3509716A (en) * 1967-09-05 1970-05-05 Edward N Avery Solar energy thermodynamic motor
US3728911A (en) 1970-08-13 1973-04-24 W Granville Infinitely variable speed transmissions
US4589259A (en) 1985-07-18 1986-05-20 Boutto Uuno J Gravity pull rotor
US5267912A (en) * 1990-07-25 1993-12-07 Casanova Juan G Automatic mechanical transmission for general purposes
JPH0861214A (ja) * 1994-08-23 1996-03-08 Koichi Asakawa 永久エンジン
WO2005024227A1 (en) * 2003-09-05 2005-03-17 Paul Duclos Pendulum actuated gearing mechanism and power generation system using same
CN2756859Y (zh) * 2004-04-30 2006-02-08 邹世恩 偏心发电装置
TW201024125A (en) * 2008-12-31 2010-07-01 Century Power Co Ltd Tw Rotary-type power gain device and control method thereof
CN101560961A (zh) * 2009-03-20 2009-10-21 陈群 重心偏移动力机
CN103352811A (zh) * 2013-07-01 2013-10-16 袁海洋 借助于磁悬浮物体系统时刻在竖直面内同一点偏心发动机

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012145118A (ja) * 2010-01-14 2012-08-02 Keiko Kondo 動力装置
JP2014122561A (ja) * 2012-12-20 2014-07-03 Simple Tokyo:Kk 回転維持装置
JP2015036521A (ja) * 2013-08-12 2015-02-23 株式会社シンプル東京 回転維持装置
TWM483321U (zh) * 2014-01-03 2014-08-01 Rui-Xian Wu 慣性電磁浮飛輪裝置
TWM483322U (zh) * 2014-04-01 2014-08-01 Jin-Tian An 動能裝置

Also Published As

Publication number Publication date
CN107532572B (zh) 2019-04-26
DE112015006292B4 (de) 2024-01-18
US9803733B2 (en) 2017-10-31
GB2549438A9 (en) 2017-10-25
DE112015006292T5 (de) 2017-11-30
WO2016143163A1 (ja) 2016-09-15
GB2549438B (en) 2020-08-26
JP2016169630A (ja) 2016-09-23
SG11201707312SA (en) 2017-10-30
GB2549438A (en) 2017-10-18
US20160265638A1 (en) 2016-09-15
MY185909A (en) 2021-06-14
CN107532572A (zh) 2018-01-02
TW201640022A (zh) 2016-11-16
GB201712845D0 (en) 2017-09-27
JP5812375B1 (ja) 2015-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7723880B2 (en) Hand crank generator
JP5765653B2 (ja) 太陽発電機用太陽電池パネル自動追跡駆動装置
TWI697619B (zh) 旋轉裝置及電力供給系統
JP6607847B2 (ja) 発電装置、及び携帯型電気機器
TWI377136B (zh)
EP2949928A1 (en) Driving device
US9236779B2 (en) Rotation maintaining device
JP2011163340A (ja) 重力補助回転機構及びそれが対応する発電装置
KR101068283B1 (ko) 태양광 발전 트래커 장치
KR101820620B1 (ko) 회전구동장치
KR101227992B1 (ko) 태양광 발전장치
US20130285515A1 (en) External rotation type power generation device having biased power generator
EP2657522A2 (en) Power generator with a flywheel.
KR20130029164A (ko) 태양추적용 구동형 유니버셜조인트
TWI671980B (zh) 驅動裝置
US9197111B2 (en) Work output device
TWM481546U (zh) 循環發電裝置
CN114520539B (zh) 一种减速器智能监测系统的绿色能源供电系统
KR102070144B1 (ko) 풍력발전기
JP6035464B2 (ja) 動力発生装置
WO2022105002A1 (zh) 发电设备
RU2548314C2 (ru) Система поворота двукрылых солнечных батарей
JP2022171618A (ja) 多数の振り子が連動する駆動装置
KR20100010071U (ko) 무한 발전기
TW201910627A (zh) 自控葉片開闔之渦輪發電機