专利名称：重力辅助旋转发电装置的制作方法
技术领域：
一种重力辅助旋转发电装置，特别是指一种结构配重经过精密设计的机构，施以初始动力产生转动后，具有长时间持续运动并吸收储备自然界重力能量的重力辅助旋转发电装置。
背景技术：
现有用于装饰或娱乐的旋转机构，如陀螺、竹蜻蜓等藉由人力操作及驱动，使该物体旋转动作，进而产生位移以及随着自体旋转带来视觉效果，达到娱乐、教育或产生附属功能的目的。该些自体旋转结构，会因为物体与地面及空气接触所产生的摩擦阻碍，从快速转动状态渐渐变为停止运作，这样的过程也会受到物体本身结构型态与重量配置的差异，而有转动持续时间各不相同的结果。在另一个常见的饰品中，以吊绳连结金属球，连续排列设置在一支架上，俗称“牛顿摆”运用了能量守恒定律，使原本是静止不动、排成一列的金属球体，在有一端被提起并且放开落下时，原本处在静止不动状态的数个金属球，随着该落下的金属球的撞击，从最接近该落下金属球位置，将该动能依该数个金属球的排列顺序朝另一端传递，并且于动能传递至末端的金属球时，由于没有另一个金属球体可供转移该动能，于是形成向上弹升的位能变化；如此不断地重复上述动能与位能的传递转换，就形成一般人所熟知可长时间运动的“牛顿摆”装置。代表性的来说，这些参考数据显示了在有关应用外力或重力的配置与动能及位能转换的结构设计技艺；如果重行设计考虑该自转机构的组合型态，使其构造不同于已用者， 将可改变它的使用型态，而有别于旧法；实质上，也会增加它的应用范围。例如，使它的结构设计符合一个最低能量消耗或可在运动中吸收其它能量的条件，使得该自转机构具有更长的运作时间，甚至可利用不一样的运动型态，而具有新奇又有趣的视觉效果；或是配置一发电装置，经由该可自行转动的结构，制造出可供使用的电能量等手段，而这些课题在上述的参考资料中，均未被显示或揭露。
发明内容
本发明主要目的在于提供一种重力辅助旋转发电装置，其结构精巧、易于进行长时间自行运转发电。为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种重力辅助旋转发电装置， 其包括一重力辅助旋转机构及一发电装置，该重力辅助旋转机构包括依同一旋转中心或转轴而设的至少两大小不同的同心旋动件，且至少其一大尺寸的旋动件及一小尺寸的旋动件之上分别设有不同转动方向的干涉部，及至少具有一对结合在该些同心旋动件之间的引动件，该些引动件受制在各该干涉部之间，该相对大尺寸旋动件的干涉部对旋转下降的引动件产生支撑，该相对小尺寸旋动件的干涉部，对旋转上升的引动件产生支撑；该发电装置则联结在该旋转中心或转轴上，以随其连动。
该旋动件包括同心的且由大而小的第一旋动环、第二旋动环、第三旋动环及旋转盘；且该引动件由一配重体结合一引动片，第一旋动环上的干涉部设为第二干涉部，第二旋动环上的干涉部设为第一干涉部；其中的配重体被配置在第一旋动环的外围处，而引动片的接近末端处，设置有一可枢结旋转中心或转轴的透孔，且各有一稳定的点枢结在该旋转盘上的一第一枢结点，各引动片则分别受该些旋动件上的不同干涉部所限制。该引动片末端另设有一外伸端，用以枢结在第二旋动环之上。该旋动件的旋转中央设有一中央孔，用以串置联动该旋转中心或轴件，且旋转盘、 第三旋动环及第二旋动环之间形成相互卡接。该卡接是由所述各相组旋动件间互设卡结部，并以一卡结件予以卡接。该旋动盘朝外延伸设有至少两对称的第一导引片，且该第一导引片的外端枢结于第二旋动环上。该第三旋动环之上，对应该第一导引片向外延伸设有反向且对称的第二导引片， 且其上设有嵌槽以嵌合该第一导弓I片，且其外端枢结于第一旋动环。该第三旋动环之上向外延伸设有反向且对称的第二连接片，且其末端结合于第一旋动环。该第三旋动环上另设有推引部，且旋转盘上设有一枢串部，两者组合时，以一弹性组件装设于枢串部与推引部之间。各引动件受制于各干涉部之处，且至少局部的限位件空穿串各第二干涉部，并固设于各引动片之上，且各该限位件与旋转中心或转轴间，穿串枢设一弹性组件，令该弹性组件的两端分别作用在该限位件以及旋转中心或转轴上。局部的限位件被固设在第一干涉部处，且该弹性组件的弹性钮转中心套结于该限位件处。各引动件受制于各干涉部之处，且至少局部的限位件空穿串各第二干涉部，并固设于各引动片之上，且各该限位件与旋转中心或转轴间，穿串枢设一弹性组件，令该弹性组件的两端分别作用在该限位件以及旋转中心或转轴上。旋转盘与第三旋动环之间枢设有一弹性组件，且该弹性组件的两端分别对第三旋动环及旋转盘产生推力。在旋转中心或转轴之上结合有数组由该旋动件及该引动件组合成的旋转机构。该发电装置包括一装设在该旋转中心或转轴上的一联动轮，该联动轮分别联结一启动装置及发电装置。 该发电机再联结一电控装置，再由该电控装置电联结一蓄电装置。该电控装置再电联结有一电性转换装置。该电控装置再电联结该启动装置。该电控装置透过一电性转换装置以电联结该启动装置。上述重力辅助旋转机构，根据旋动件与轴心距离远近的不同，受到不同程度的力矩的影响；上述旋动件在本发明一可行实施例的结构中，为四个不同尺寸大小的金属环体， 采同心圆型态排列，当藉由一引动件的重力施加在各旋动件上时，由于尺寸较大的旋动件距离轴心较远，致产生比该尺寸较小的旋动件更多的作用力矩，该重力辅助旋转机构，即会朝着该尺寸较大的旋动件所获得的作用力矩方向进行旋转运动；依此，在依同一旋转中心配置的多数旋动件的周围，设置至少一对称的引动件及连接件组合，形成一能量传递的循环动作型态，并在该过程中吸收重力提供的能量，使得在低能量耗损的条件下，产生可持续摆动。藉由上述重力辅助旋转机构再联结一适合的发电装置，以蓄积转化该来自重力所提供的能量，以备再次延长上述旋转运动。
图1系本发明的立体分解图。图2系本发明的立体组合图。图3系本发明的正面组合图。图4系本发明的正面操作状态示意图。图5系本发明的应用组立结构示意图。图6系本发明联结发电装置的可行实施例立体示意图。图7系图6所示实施例的平面示意图。图8系图6所示实施例再联配蓄电装置的立体示意图。图9-图14系中国台湾检验科技股份有限公司作出SGS公证报告扫描图。标号说明
I.........重力辅助旋转机构；
10.........第一旋动环；
101.........第二干涉部；
II.........第二旋动环；
IlOUll.........第四卡结部；
112.........第一干涉部；
12.........第三旋动环；
121U22.........第二导引片；
1210,1220.........嵌槽；
123,124.........第二卡结部；
125,126.........连接片；
127,128.........第三卡结部；
129.........推引部；
13.........旋转盘；
130.........中央孔；
131、132.........第一枢结点；
133,134.........枢串部；
135,136.........第一导引片；
137,138.........第一"_结部；
14.........卡结件；
20.........旋转中心或转轴；
30、31、32、33.........引动件；
301、311、321、331.........外端配重体；302、312、322、332.........引动片(杆)；
3021,3221.........外伸端；
303、313、323、333.........透孔；
304、314、324、334.........稳定点；
34.........限位件；
40、41.........弹性组件；
5.........发电装置；
50.........联动轮(或齿轮)；
51.........启动装置(如马达)；
52.........发电机；
522.........中心转轴；
53.........电控装置；
54.........电联接电性转换装置(如整流器或变压器)；
55.........蓄电装置(如电池)；
56.........感知器。
具体实施例方式请参图1至图3，本发明由一重力辅助旋转机构1以及一发电装置5所构成，其中的重力辅助旋转机构1包括依同一旋转中心或转轴2 O枢设的第一旋动环1 O、第二旋动环1 1、第三旋动环1 2及旋转盘1 3等旋动件，在其间搭配联结具有外端配重体 301、311、321、331的至少两引动件3 O、3 1、3 2、3 3所构成；其中该旋转盘1 3直径最小，第三旋动环1 2环围在其外周，第二旋动环1 1再环围在第三旋动环 1 2的外周，第一旋动环1 O则再环围在第二旋动环的外围；该等引动件则以至少两相隔
18 O度呈对称配置的型态联结于上述各旋动件之间；其中
该旋动盘1 3的中央设有一中央孔1 3 O，用以串置联动上述旋转中心或轴件
2O，且其上设有反向对称的第一枢结点1 3 1、1 3 2、对称的枢串部1 3 3、1 3 4， 以及对称向外延伸的第一导引片1 3 5、1 3 6，外围边缘则可设有第一卡结部1 3 7、 1 3 8 ；该第三旋动环1 2之上，对应该第一导引片1 3 5、1 3 6向外延伸设有反向对称的第二导引片1 2 1，与该第一卡结部1 3 7、1 3 8相对应的第二卡结部12 3、 1 2 4，朝外与该第二导引片1 2 1、1 2 2相隔一度角处，分别设有连接片12 5、 1 2 6，环的外围并设具第三卡结部1 2 7、1 2 8，盘面上则可设置若干推引部12 9， 而且该第二引导片1 2 1、1 2 2的上，配合第一导引片1 3 5、1 3 6，更设置可相互嵌结的嵌槽1 2 1 O、1 2 2 O，以容嵌该第一导引片1 3 5、1 3 6 ；
第二旋转环1 1的内缘、对应该第三卡结部1 2 7、1 2 8设有第四卡结部 110,11 1，且环面上设有朝第一旋转方向弯折的数个第一干涉部1 1 2，本图标的实施型态系以一朝单一方向弯折的“ L，，形片来形成。第一旋动环1 O的环面上，对应上述的第一干涉部1 1 2，朝向与第一旋转方向相反的第二旋转方向持撑地，设有同数量的第二干涉部1 O 1，其型态亦可如第一干涉部 1 1 2 —般；依以上所述的各旋动件，其中的旋转盘1 3上的第一导引片1 3 5、1 3 6，嵌合在第二导引件1 2 1、1 2 2上的嵌槽1 2 1 0、1 2 2 O中，且其外伸的末端枢结在第二旋动环1 1之上；第三旋动环1 2上的第二导引片1 2 1、1 2 2的末端枢结在第一旋动环1 Q之上，各连接片1 2 5、1 2 6末端亦枢结在第一旋动环1 Q之上，且各卡结部 1 1 0、1 1 1、127、128、123、1 24、137、138 之间，则分别以卡结件 1 4予以卡接。上述引动件3 O、3 1、3 2、3 3分别以一配重体301、311、321、 3 3 1结合一引动片(杆)302、312、322、332所构成，该等配重体3 0 1、 3 1 1、3 2 1、3 3 1中，分别置入可调重材料，以微调其配重程度，且该配重体3 O 1、 3 1 1、3 2 1、3 3 1在与上述各旋动件组配后，配置在第一旋动环1 Q的外围处；上述的各引动片(杆)3 O 2、3 1 2、3 2 2、3 3 2的接近末端处，对应上述的旋转中心或转轴2 O设有一透孔303、313、323、33 3，用相互枢结，且各设有稳定点3 0 4、
31 4、3 2 4、3 3 4，用以枢结合在旋转盘1 3第一枢结点1 3 1、1 3 2上，并有若干相对称引动片(杆)3 O 2、3 2 2的末端，另设具一外伸端3 0 2 1 , 3 2 2 1 ；用以枢结在第二旋动环1 1之上；而且各引动片(杆)3 O 2、3 1 2、3 2 2、3 3 2的片(杆)身的不同段落，分别卡限于第一干涉部1 1 2与第二干涉部1 O 1之内，并分别以局部杆型限位件3 4悬空穿透各第二干涉部1 O 1，以及固定穿设于该第一干涉部1 1 2之中，并分別固设于各引动片(杆)302、312、322、33 2之上；
在可行的实施例中，为了使各组配组件之间的相对关系位置，在作用过程能保持良好的稳定状态，于是，在上述旋转盘1 3上的枢串部1 3 3、1 3 4与第三旋动环1 2上的推引部1 2 9之间，以及在上述各限位件3 4与中心或转轴2 0之间，均设以弹性组件
40,4 1予以弹性推动，务使各该组配组件间的松弛现象与间隙得到清除，增加运转的稳定性；此外，该等弹性组件4 Q的弹性推动作用，在上述旋转盘1 3上的各枢串部1 3 3、 1 3 4与第三旋动环1 2的推引部1 2 9之间的弹性组件4 0，可在转动中以弹力蓄积自然界重力的能量，再对第三旋动环1 2产生旋转助力；以及，作用于上述各限位件3 4与旋转中心或转轴2 0上的弹性组件4 1，亦可在转动中以弹力蓄积重力的能量，再对第一旋动环1 Q产生旋动助力，以增加持续转动的能力。请参图5所示，本发明在一可行实施例中，可再将至少由两对称引动件3 3所组成的重力辅助旋转机构，以相差某对称角度的型态，组合在同一旋转中心或转轴2 O之上， 其不仅能使转动惯性的串联接续更为顺畅。请再参图6至图8所示，本发明更在该旋转中心或转轴2 O之上联结一作功装置或一发电装置5，以利用该发电装置5转化上述所蓄积的重力能量为电能量，以充分利用该自然力产生可用能量；如图所示，该发电装置5可包括一装置在该旋转中心或转轴2 O 上的一联动轮(或齿轮)5 O，其可分别联结一启动装置(如马达)5 1及一发电机5 2的联动部，该发电机5 2再联结一电控装置5 3，并再由该电控装置5 3分别电联接电性转换装置⑶口整流器或变压器)5 4及蓄电装置(如电池)5 5，其中该蓄电装置5 5更可再透过电性转换装置向外或向该启动装置5 1提供电能(特别陈明，上述重力辅助旋转机构1、旋转中心20、引动件(30、31、32、33)、弹性组件(40、41)、发电装置5、联动轮50、启动装置51、 发电机52等的规格与尺寸，尚可随设计需求而进行不同调配与变更，并非以图式内容的尺寸比例为限)；位于该旋转中心或转轴2 O以发电机5 2的中心转轴5 2 2处，更装设有感知器5 6，藉以测量转动速度，以适时再启动该启动装置5 1，以维持最佳发电转速；而该启动装置5 1所需的电源，则可由蓄电装置5 5来提供。 本发明人依上述实施态样制作的实验机组，在2011年7月8日交予中国台湾检验科技股份有限公司(即SGS Taiwan Ltd.)进行SGS公证报告(请见图9-图14);由该报告内容证实，本发明确实能取得在运转中吸收重力能量的功效，即输入功率为0. 5KW时，可获得2. IKff的输出功率，能量提升倍率达到4. 2倍。
权利要求
1.一种重力辅助旋转发电装置，其特征在于包括一重力辅助旋转机构及一发电装置， 该重力辅助旋转机构包括依同一旋转中心或转轴而设的至少两大小不同的同心旋动件，且至少其一大尺寸的旋动件及一小尺寸的旋动件之上，分别设有不同转动方向的干涉部，及至少具有一对结合在该些同心旋动件之间的引动件，该些引动件受制在各该干涉部之间， 该相对大尺寸旋动件的干涉部对旋转下降的引动件产生支撑，该相对小尺寸旋动件的干涉部，对旋转上升的引动件产生支撑；该发电装置则联结在该旋转中心或转轴上，以随其连动。
2.根据权利要求1所述的重力辅助旋转发电装置，其特征在于，该旋动件包括同心的且由大而小的第一旋动环、第二旋动环、第三旋动环及旋转盘；且该引动件由一配重体结合一引动片，第一旋动环上的干涉部设为第二干涉部，第二旋动环上的干涉部设为第一干涉部；其中的配重体被配置在第一旋动环的外围处，而引动片的接近末端处，设置有一可枢结旋转中心或转轴的透孔，且各有一稳定的点枢结在该旋转盘上的一第一枢结点，各引动片则分别受该些旋动件上的不同干涉部所限制。
3.根据权利要求2所述的重力辅助旋转发电装置，其特征在于，引动片末端另设有一外伸端，用以枢结在第二旋动环之上。
4.根据权利要求2所述的重力辅助旋转发电装置，其特征在于，该旋动件的旋转中央设有一中央孔，用以串置联动该旋转中心或轴件，且旋转盘、第三旋动环及第二旋动环之间形成相互卡接。
5.根据权利要求4所述的重力辅助旋转发电装置，其特征在于，该卡接是由所述各相组旋动件间互设卡结部，并以一卡结件予以卡接。
6.根据权利要求2或3或4或5所述的重力辅助旋转发电装置，其特征在于，该旋动盘朝外延伸设有至少两对称的第一导引片，且该第一导引片的外端枢结于第二旋动环上。
7.根据权利要求6所述的重力辅助旋转发电装置，其特征在于，该第三旋动环之上， 对应该第一导引片向外延伸设有反向且对称的第二导引片，且其上设有嵌槽以嵌合该第一导引片，且其外端枢结于第一旋动环。
8.根据权利要求2或3或4或5所述的重力辅助旋转发电装置，其特征在于，该第三旋动环之上向外延伸设有反向且对称的第二导引片，且其外端枢结于第一旋动环。
9.根据权利要求2或3或4或5所述的重力辅助旋转发电装置，其特征在于，该第三旋动环之上向外延伸设有反向且对称的第二连接片，且其末端结合于第一旋动环。
10.根据权利要求2或3或4或5所述的重力辅助旋转发电装置，其特征在于，该第三旋动环之上另设有推引部，且旋转盘之上设有一枢串部，两者组合时，以一弹性组件装设于枢串部与推引部之间。
11.根据权利要求2或3或4或5所述的重力辅助旋转发电装置，其特征在于，各引动件受制于各干涉部之处，且至少局部的限位件悬空穿透各第二干涉部，并固设于各引动片之上，且各该限位件与旋转中心或转轴间，枢设一弹性组件，令该弹性组件的两端分别作用在该限位件以及旋转中心或转轴上。
12.根据权利要求18所述的重力辅助旋转发电装置，其特征在于，另有局部的限位件被固设在第一干涉部处，且该弹性组件的弹性钮转中心套结于该限位件处。
13.根据权利要求6所述的重力辅助旋转发电装置，其特征在于，各引动件受制于各干涉部之处，且至少局部的限位件悬空穿透各第二干涉部，并固设于各引动片之上，且各该限位件与旋转中心或转轴间，枢设一弹性组件，令该弹性组件的两端分别作用在该限位件以及旋转中心或转轴上。
14.根据权利要求8所述的重力辅助旋转发电装置，其特征在于，各引动件受制于各干涉部之处，且至少局部的限位件悬空穿透各第二干涉部，并固设于各引动片之上，且各该限位件与旋转中心或转轴间，枢设一弹性组件，令该弹性组件的两端分别作用在该限位件以及旋转中心或转轴上。
15.根据权利要求9所述的重力辅助旋转发电装置，其特征在于，各引动件受制于各干涉部之处，且至少局部的限位件悬空穿透各第二干涉部，并固设于各引动片之上，且各该限位件与旋转中心或转轴间，枢设一弹性组件，令该弹性组件的两端分别作用在该限位件以及旋转中心或转轴上。
16.根据权利要求10所述的重力辅助旋转发电装置，其特征在于，各引动件受制于各干涉部之处，且至少局部的限位件悬空穿透各第二干涉部，并固设于各引动片之上，且各该限位件与旋转中心或转轴间，枢设一弹性组件，令该弹性组件的两端分别作用在该限位件以及旋转中心或转轴上。
17.根据权利要求1或2或3或4或5所述的重力辅助旋转发电装置，其特征在于， 旋转盘与第三旋动环之间枢设有一弹性组件，且该弹性组件的两端分别对第三旋动环及旋转盘产生推力。
18.根据权利要求1或2或3或4或5所述的重力辅助旋转发电装置，其特征在于， 在旋转中心或转轴之上结合有数组由该旋动件及该引动件组合成的旋转机构。
19.根据权利要求6所述的重力辅助旋转发电装置，其特征在于，在旋转中心或转轴之上结合有数组由该旋动件及该引动件组合成的旋转机构。
20.根据权利要求8所述的重力辅助旋转发电装置，其特征在于，在旋转中心或转轴之上结合有数组由该旋动件及该引动件组合成的旋转机构。
21.根据权利要求9所述的重力辅助旋转发电装置，其特征在于，在旋转中心或转轴之上结合有数组由该旋动件及该引动件组合成的旋转机构。
22.根据权利要求10所述的重力辅助旋转发电装置，其特征在于，在旋转中心或转轴之上结合有数组由该旋动件及该引动件组合成的旋转机构。
23.根据权利要求11所述的重力辅助旋转发电装置，其特征在于，在旋转中心或转轴之上结合有数组由该旋动件及该引动件组合成的旋转机构。
24.根据权利要求17所述的重力辅助旋转发电装置，其特征在于，在旋转中心或转轴之上结合有数组由该旋动件及该引动件组合成的旋转机构。
25.根据权利要求1或2或3或4或5所述的重力辅助旋转发电装置，其特征在于， 该发电装置包括一装设在该旋转中心或转轴上的一联动轮，该联动轮分别联结一启动装置及发电装置。
26.根据权利要求25所述的重力辅助旋转发电装置，其特征在于，该发电机再联结一电控装置，再由该电控装置电联结一蓄电装置。
27.根据权利要求26所述的重力辅助旋转发电装置，其特征在于，该电控装置再电联结有一电性转换装置。
28.根据权利要求25所述的重力辅助旋转发电装置，其特征在于，该电控装置再电联结该启动装置。
29.根据权利要求28所述的重力辅助旋转发电装置，其特征在于，该电控装置透过一电性转换装置以电联结该启动装置。
全文摘要
一种重力辅助旋转发电装置，包括一重力辅助旋转机构，其由数个依同一旋转中心转动的旋动件，其各具有不同尺寸大小，且以该旋转中心对称排列；在各旋动件之间，以数个具有相同配重的引动件来带动，以及至少一个连接件加以枢接连结，致使各旋动件间形成可相互对称牵引的结构；所述引动件及连接件可分别配合设置在至少部分旋动件上的干涉部进行变换干涉及吸收来自重力的能量，使得各引动件所具有的能量，经过干涉部传递至各旋动件及连接件之间，形成一能量的蓄积与传递的循环动作型态，且在低能量耗损的条件下，产生可持续摆动的自转装置，再以一辅助旋转机构联动一发电装置，使得藉以储存来自上述重力能量所转化的电能，以备负载使用。
文档编号F03G7/10GK102477970SQ20111025136
公开日2012年5月30日 申请日期2011年8月30日 优先权日2010年11月29日
发明者黄振杰, 黄振翔, 黄鼎炎 申请人:黄振杰, 黄振翔, 黄鼎炎