用水坝提升物料的系统的制作方法

本发明涉及利用水浮力产生动力的技术。

背景技术：

现有的动力输出系统大多依靠燃烧燃料，存在一定的环境污染。

技术实现要素：

本发明的目的是提供用水坝提升物料的系统，该系统可减轻燃烧燃料造成的污染，有利于保护环境。

本发明是这样实现的：用水坝提升物料的系统，在水坝的坝体底部设有通道，通道连通坝体的高水位侧与低水位侧的水；

设有用于将需要提升的物料封装在其内的货物箱；

设有可与货物箱连接在一起的浮箱，浮箱设有排气阀和进水阀，当该排气阀和进水阀处于打开状态时，水可经由进水阀灌入浮箱，浮箱内的气体可经排气阀排出浮箱，灌有水的浮箱可沉到水底；

在水底设有第一移动机构，由第一移动机构承接沉落到水底的浮箱，并且由第一移动机构带动浮箱经过所述通道从低水位侧的水底移动到高水位侧的水底；

在低水位侧的水底或者高水位侧的水底设有与浮箱对接的进气管和排水管，进气管和排水管的与浮箱对接的一端连接有自封式管道接头，进气管的另一端与大气连通，在浮箱上连接有两个自封式管道接头，在低水位侧的水底或者高水位侧的水底设有管道对接机构，管道对接机构与进气管和排水管的自封式管道接头连接，由管道对接机构带动进气管和排水管的自封式管道接头移动，使进气管和排水管的自封式管道接头与浮箱的两个自封式管道接头对接和分离。

其中一种实施例，在所述低水位侧的水面上方设有可被所述浮箱拖拽的第二从动件，第二从动件设有第二牵引部，在所述浮箱被所述起吊机构放下的过程中，所述浮箱可向下顶住第二牵引部，从而通过第二牵引部拖拽第二从动件移动。

其中一种实施例，所述第二从动件是一个链条链轮机构中的链条，所述第二牵引部连接在该链条上，在链条链轮机构中至少有一个链轮连接有第二动力输出轴，由链轮驱动第二动力输出轴转动。

其中一种实施例，所述第二从动件是一条竖立的杆件，所述第二牵引部连接在该杆件上，杆件与一个转轮连接，利用移动的杆件带动转轮转动，转轮连接有第二动力输出轴，由转轮驱动第二动力输出轴转动。

其中一种实施例，所述第二从动件与活塞式压缩机的活塞连接。

其中一种实施例，所述第二从动件连接有载物箱。

其中一种实施例，在所述第一移动机构上设有浮箱锁定机构，浮箱锁定机构可固定和释放所述浮箱。

其中一种实施例，所述浮箱锁定机构是电磁铁。

其中一种实施例，所述通道设有第一闸门，当第一闸门关闭时可将高水位侧与低水位侧之间的水流通路隔断。

其中一种实施例，在低水位侧的水底设有第一隔水墙，所述通道的一端延伸至第一隔水墙，所述第一闸门设置在第一隔水墙与所述坝体之间。

其中一种实施例，在高水位侧的水底设有第二隔水墙，所述通道的一端延伸至第二隔水墙，在第二隔水墙与所述坝体之间设有第二闸门，当第二闸门关闭时可将高水位侧与低水位侧之间的水流通路隔断。

本发明的优点是扩展了水坝的功能，利用浮力来提升物料，减少了燃烧燃料造成的污染，有利于保护环境。

附图说明

图1是本发明实施例一的总体结构示意图；

图2至图6是实施例一的动作过程示意图；

图7是用导轨约束浮箱的示意图；

图8是本发明实施例二的结构示意图；

图9是本发明实施例三的结构示意图；

图10是本发明实施例四的结构示意图；

图11是本发明实施例五的结构示意图；

图12是本发明实施例六的结构示意图；

图13是本发明实施例七的结构示意图；

图14是本发明实施例八的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面参照附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。本发明所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅用于名称的区分。

实施例一

利用水坝输出动力的系统如图1所示，在水坝的坝体1的底部设有通道47，通道47连通坝体1的高水位侧2与低水位侧3的水。通道47设有第一闸门6，当第一闸门6关闭时可将高水位侧2与低水位侧3之间的水流通路隔断。

设有货物箱46，货物箱46用于装载需要提升的物料。货物箱46可装载的物料包括人。货物箱46可以采用带有密封盖的箱体。货物箱46连接有浮箱8。浮箱8与货物箱46的连接方式既可以是可拆式连接，也可以是固定连接。可拆式连接可以采用螺栓或者电磁铁连接，通过控制电磁铁来控制浮箱8与货物箱46的连接与分离。浮箱8与货物箱46的固定连接方式，可以是把一个大的箱体分隔成两个隔离的腔室，分别用作浮箱8与货物箱46。

需要说明的是，货物箱46和浮箱8在图1中的位置是随意的，货物箱46和浮箱8可以根据实际需要放置到其他合适的地方。

浮箱8设有排气阀12和进水阀13。当排气阀12和进水阀13处于打开状态时，水可经由进水阀13进入浮箱8，同时浮箱8内的气体可经排气阀12排出浮箱8。灌有水的浮箱8可沉到水底。排气阀12和进水阀13可以采用现有的机械触碰式阀门，或者电控式阀门。如果采用机械触碰式阀门，可以在低水位侧3的水底设置用于触碰阀门的凸块。当浮箱8沉入水底后，所述凸块刚好与排气阀12和进水阀13碰触，从而使排气阀12和进水阀13打开。当排气阀12和进水阀13随着浮箱8的移动而离开凸块后，排气阀12和进水阀13在自身内部弹簧的作用下自动关闭。如果排气阀12和进水阀13采用电控式阀门，则可以采用位置传感器来监侧浮箱8的位置，当浮箱8沉入低水位侧3的水底后，通过电信号控制排气阀12和进水阀13开启，当浮箱8离开后，通过电信号控制排气阀12和进水阀13关闭。

在水底设有第一移动机构14，由第一移动机构14承接沉落到水底的浮箱8，并且由第一移动机构14带动浮箱8经过通道47从低水位侧3的水底移动到高水位侧2的水底。第一移动机构14可以采用但不限于丝杆螺母机构或者齿轮齿条机构。

在高水位侧2的水底设有与浮箱8对接的气管17和排水管18。进气管17和排水管18的与浮箱8对接的一端分别连接有自封式管道接头19、20。进气管17的另一端与大气连通。排水管18的另一端连通至低水位侧3，或者也可以连通至其他需要用水的地方。在排水管18中串联有水泵21。在浮箱8上连接有两个自封式管道接头15、16。所述自封式管道接头可以采用市售成品，或者采用与浮箱8上的排气阀12和进水阀13相同结构的阀门，以机械控制或者电信号控制的方式来控制接头的封闭与开启。所述自封式管道接头可以采用市售成品，或者采用与浮箱8上的排气阀12和进水阀13相同结构的阀门，以机械控制或者电信号控制的方式来控制接头的封闭与开启。所述自封式管道接头可以采用市售成品，或者采用与浮箱8上的排气阀12和进水阀13相同结构的阀门，以机械控制或者电信号控制的方式来控制接头的封闭与开启。所述自封式管道接头可以采用市售成品，或者采用与浮箱8上的排气阀12和进水阀13相同结构的阀门，以机械控制或者电信号控制的方式来控制接头的封闭与开启。所述自封式管道接头可以采用市售成品，或者采用与浮箱8上的排气阀12和进水阀13相同结构的阀门，以机械控制或者电信号控制的方式来控制接头的封闭与开启。所述自封式管道接头可以采用市售成品，或者采用与浮箱8上的排气阀12和进水阀13相同结构的阀门，以机械控制或者电信号控制的方式来控制接头的封闭与开启。

在高水位侧2的水底设有管道对接机构22，管道对接机构22与进气管17和排水管18的自封式管道接头19、20连接，由管道对接机构22带动进气管17和排水管18的自封式管道接头19、20移动，使进气管17和排水管18的自封式管道接头19、20与浮箱8的两个自封式管道接头15、16对接和分离。管道对接机构22可以采用但不限于丝杆螺母机构或者齿轮齿条机构，由丝杆螺母机构或者齿轮齿条机构带动自封式管道接头19、20移动。

需要说明的是，为了方便于画图，各图将水泵21以及进气管17的进气口画在地底下，但实际上水泵21以及进气管17的进气口可以放置到水面岸边。

下面结合附图对本发明系统的动作过程作详细说明。如图2所示，将已经连接在一起的货物箱46与浮箱8一起放入低水位侧3的水底。在浮箱8入水之前，先打开浮箱8的排气阀12和进水阀13。当浮箱8落入水后，水经过进水阀13进入浮箱8，使浮箱8灌满水。灌满水的浮箱8与货物箱46一起沉到低水位侧3的水底，并且由第一移动机构14承接。接着如图3所示，由第一移动机构14带动浮箱8与货物箱46一起移动，使浮箱8与货物箱46一起移动到高水位侧2的水底。在第一移动机构14带动浮箱8与货物箱46一起移动的过程中，第一闸门6打开。当浮箱8与货物箱46一起移动到高水位侧2的水底，并且第一移动机构14回位到低水位侧3后，第一闸门6恢复关闭。接着如图4所示，由管道对接机构22带动进气管17和排水管18的自封式管道接头19、20朝向浮箱8的两个自封式管道接头15、16移动，使进气管17和排水管18的自封式管道接头19、20与浮箱8的两个自封式管道接头15、16对接。接着如图5所示，开启水泵21，将浮箱8内的水抽出，同时，大气中的空气经进气管17进入浮箱8。当浮箱8内的水抽取完毕后，关闭水泵21，由管道对接机构22带动进气管17和排水管18的自封式管道接头19、20移动复位，使进气管17和排水管18的自封式管道接头19、20与浮箱8的两个自封式管道接头15、16分离。接着如图6所示，浮箱8在水的浮力作用下上浮到水面。浮箱8带动货物箱46一起上浮，从而将封装在货物箱46内的物料从较低位置提升至较高位置，实现物料的提升。

上述动作过程可以作一些变化。例如，将已经连接在一起的货物箱46与浮箱8一起放入低水位侧3的水中之前，可以先把浮箱8灌满水。在这种情况下，图1中的浮箱8不再是空的，而是已经灌有液体的浮箱。这种做法更适合于应用在下述的实施例三至实施例五中，使得浮箱8和货物箱46可以更有力地向下拖拽第二从动件。

作为一种实施方式，也可以不用水泵21，在高水位侧2的底部设置升降机构，升降机构可将浮箱8举高至高于低水位侧3的水面高度。这样，在没有水泵21的情况下，也能通过重力作用使浮箱8内的水流出。升降机构可以采用但不限于丝杆螺母机构或者齿轮齿条机构。

作为最佳实施方式，可在高水位侧2的水底设置浮箱锁定机构，当浮箱8与进气管17和排水管18对接的时候，浮箱锁定机构将浮箱8固定，当浮箱8内的水流出完毕，而且浮箱8与进气管17和排水管18分离后，浮箱锁定机构释放浮箱8。浮箱锁定机构可以采用但不限于电磁铁。如果浮箱8不具有导磁性，可在浮箱8上固定铁片等导磁体。

为了保证浮箱在升降过程中能够准确到达预定位置，可以采用导轨来约束浮箱的运动轨迹。图7是浮箱与导轨配合的一种实施例。从浮箱8的俯视方向看，浮箱8的四个角带有凹口，四条导轨28分别位于四个凹口内，起到约束浮箱8运动轨迹的作用。图中看到的轨道28是轨道的横截面。

作为一种实施方式，通道47内也可以不设置第一闸门6，让高水位侧与低水位侧的水始终连通。

实施例二

本实施例如图8所示。图8中的与图1相同的标号表示的是功能、结构相同的零部件。图8与图1的不同之处在于，将进气管17、排水管18改装到低水位侧3的水底，相应地，管道对接机构22以及自封式管道接头19、20的位置也随着进气管17和排水管18的位置变动而改变。此外，本实施例还在第一移动机构14上增设了浮箱锁定机构31。浮箱锁定机构31可采用但不限于电磁铁。本实施例的动作过程与实施例一的区别在于，当灌满水的浮箱8与货物箱46一起沉入到低水位侧3的水底，并且由第一移动机构14承接后，第一移动机构14先不移动，先由管道对接机构22带动进气管17和排水管18的自封式管道接头19、20移动，使自封式管道接头19、20与浮箱8的两个自封式管道接头15、16对接，待浮箱8内的水流出后，再由第一移动机构14带动浮箱8与货物箱46一起移动到高水位侧2的水底。在抽空浮箱8内的水的过程中，由浮箱锁定机构31将浮箱8固定在第一移动机构14上，使浮箱8不能上浮。当浮箱8移动到高水位侧2的水底后，浮箱锁定机构31再释放浮箱8，使浮箱8能上浮。

本实施例未述及的结构和动作原理可参照实施例一。

实施例三

本实施例如图9所示。图9中的与图1相同的标号表示的是功能、结构相同的零部件。本实施例在实施例一的基础上，在低水位侧3的水面上方增设了由链条32和链轮33组成的链条链轮机构。以链条32作为可被浮箱8拖拽的第二从动件。链条32设有第二牵引部34。在放下浮箱8和货物箱46的时候，浮箱8可向下顶住第二牵引部34，从而通过第二牵引部34拖拽链条32移动，由链条32带动链轮33转动。在链轮33上连接有第二动力输出轴35，由链轮33驱动第二动力输出轴35转动。通过第二动力输出轴35可向外输出动力。为了让第二牵引部34能够在被浮箱8拖拽后返回到原位，在链条32的末端连接有配重36。

作为一种实施方式，在本实施例所增设的链条链轮机构中，可以在多个链轮上分别连接一条第二动力输出轴35。这样就可以有多条第二动力输出轴35。作为一种实施方式，第二动力输出轴35和第一动力输出轴11可以通过齿轮传动、皮带传动等传动机构连接在一起，使得第二动力输出轴35和第一动力输出轴11联动。

作为一种实施方式，本实施例在于作为第二从动件的链条32上连接有载物箱41。当浮箱8带动链条32移动的时候，同时带动载物箱41移动，从而可以利用载物箱41搬运货物或者人员。

本实施例未述及的结构和动作原理可参照实施例一。

实施例四

本实施例如图10所示。图10中的与图1相同的标号表示的是功能、结构相同的零部件。本实施例在实施例一的基础上，在低水位侧3的水面上方增设了一条竖立的杆件37作为可被浮箱8拖拽的第二从动件。杆件37连接有第二牵引部34。在放下浮箱8和货物箱46的时候，浮箱8可向下顶住第二牵引部34，从而通过第二牵引部34拖拽杆件37向下移动。杆件37与一个转轮38连接。利用向下移动的杆件37带动转轮38转动。转轮38连接第二动力输出轴35，由转轮38驱动第二动力输出轴35转动，从而实现动力的输出。杆件37与转轮38的连接方式有多种，例如，杆件37紧压着转轮38，杆件37通过摩擦力带动转轮38转动，或者，将杆件37做成齿条，转轮38做成与该齿条啮合的齿轮，构成齿轮齿条机构，又或者，将杆件37和转轮38连接成曲柄滑块机构，转轮38作为曲柄，杆件37作为带动曲柄转动的滑块。

本实施例未述及的结构和动作原理可参照实施例一。

实施例五

本实施例如图11所示。图11中的与图1相同的标号表示的是功能、结构相同的零部件。本实施例与实施例三的不同之处在于，作为第二从动件的链条32与一个活塞式压缩机的活塞42连接。当浮箱8和货物箱46一起带动链条32移动的时候，同时带动活塞42移动，使活塞式压缩机对外做功，实现对外输出动力。活塞式压缩机的活塞缸43内的工作介质可以是空气、水、或者油等各种流体。

作为本实施例的另外一种实施方式，可以省去链条32和链轮33，将第二牵引部34直接与活塞式压缩机的活塞42连接。在放下浮箱8的时候，浮箱8向下顶住第二牵引部34，从而直接带动活塞42移动。

本实施例未述及的结构和动作原理可参照实施例三和实施例一。

实施例六

本实施例如图12所示。图12中的与图1相同的标号表示的是功能、结构相同的零部件。图12与图1的不同之处在于，在低水位侧的水底设有第一隔水墙48，通道47的一端延伸至第一隔水墙48，第一闸门6设置在第一隔水墙48与坝体1之间。当第一闸门6关闭时可将高水位侧2与低水位侧3之间的水流通路隔断。本实施例的动作原理与实施例一的不同之处在于，第一闸门6是在浮箱8与货物箱46一起下沉的过程中打开的，待浮箱8与货物箱46一起沉到低水位侧3的水底后就关闭第一闸门6。

本实施例未述及的结构和动作原理可参照实施例一。

实施例七

本实施例如图13所示。图13中的与图1相同的标号表示的是功能、结构相同的零部件。图13与图1的不同之处在于，在高水位侧的水底设有第二隔水墙49，通道47的一端延伸至第二隔水墙49，在第二隔水墙49与坝体1之间设有第二闸门7。当第二闸门7关闭时可将高水位侧与低水位侧之间的水流通路隔断。本实施例的动作原理与实施例一的不同之处在于，第二闸门7是在浮箱8与货物箱46一起上浮的过程中打开的，待浮箱8与货物箱46一起上浮经过第二闸门7后就关闭第二闸门7。

本实施例未述及的结构和动作原理可参照实施例一。

实施例八

本实施例如图14所示。图14中的与图1相同的标号表示的是功能、结构相同的零部件。本实施例相当于实施例六与实施例七的结合，既设有第一隔水墙48又设有第二隔水墙49，既设有第一闸门6又设有第二闸门7。第一闸门6在浮箱8与货物箱46一起下沉的过程中打开，第二闸门7在浮箱8与货物箱46一起上浮的过程中打开。第一闸门6和第二闸门7不同时打开。

本实施例未述及的结构和动作原理可参照实施例一。

本实施例未述及的结构和动作原理可参照实施例一。

以上各实施例的结构可以互相灵活组合构成新的实施例。例如，各实施例中的进气管17、排水管18、管道对接机构22以及自封式管道接头19、20的安装位置，都可以采用实施例二所述的位置，相应地，各实施例都如实施例二那样在第一移动机构14上增设浮箱锁定机构31；又如，实施例三中的由链条32和链轮33组成的链条链轮机构，以及第二动力输出轴35可以组合到其他实施例中；又如，实施例四中的杆件37、转轮38以及第二动力输出轴35可以组合到其他实施例中；又如，实施例五中的活塞42和活塞缸43可以组合到实施例四中，在实施例四的杆件37上连接实施例五所述的活塞42。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。