一种机械蓄能电池的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种机械蓄能电池，包括支撑框架、移动轨道、滑动支架、滑轮组、传动部件、绞盘、能量输入部件、蓄能部件及能量输出部件，移动轨道固定在支撑框架上；滑动支架与移动轨道滑动连接，且滑动支架上连接蓄能部件；绞盘设在支撑框架上，且通过传动部件连接滑动支架；能量输入部件与绞盘连接，带动绞盘正方向转动，绞盘通过传动部件带动滑动支架正方向滑动，滑动支架正方向的滑动使得蓄能部件存储能量；能量输出部件与绞盘连接，蓄能部件释放能量时，带动滑动支架反方向滑动，滑动支架通过传动部件带动绞盘反方向转动，将蓄能部件释放的能量传递给能量输出部件。与现有技术相比，本发明具有结使用方便、能够随时储存或释放能量等优点。
【专利说明】—种机械蓄能电池
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于能源转化领域，尤其是涉及一种机械蓄能电池。
【背景技术】
[0002]长期以来，电池技术都是以化学能蓄能为主，从伏打电池到锂电池，都是以化学能的形式储存能量，这种电池技术因材料的复杂特殊性，往往在生产、使用或者回收过程中对生态或者环境造成非常恶劣的影响。故而，电池生产行业是一种高污染行业，已经得到大家的共识。然而，社会的发展离不开电池这种蓄能产品，无论是通话设备，还是汽车等交通工具。
[0003]另一方面，以发条等蓄能产品的开发和应用都没有产生具有影响力的产品。
[0004]中国专利CN1948749A公布了一种机械能电池，包括能量供给部件、蓄能部件、传动部件、发电机与输出部件，传动部件由齿轮传动系统构成，与发电机同轴设置有调速装置。该发明采用发条作为蓄能部件，采用与输出端并联的电子继电器作为发电机控速装置，能合理有效的控制能量供给的速度，保证电池的输出功率，能长期重复使用且维修方便，但是该机械结构设置较为复杂，且操作不方便。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、使用方便、能够随时储存或释放能量的机械蓄能电池。
[0006]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0007]—种机械蓄能电池，包括支撑框架、移动轨道、滑动支架、动滑轮组、定滑轮组、传动部件、绞盘、能量输入部件、蓄能部件及能量输出部件，其中，
[0008]所述的移动轨道固定在支撑框架上；
[0009]所述的滑动支架与移动轨道滑动连接，且滑动支架连接蓄能部件；
[0010]所述的动滑轮组设在滑动支架的中部；
[0011]所述的定滑轮组设在支撑框架上；
[0012]所述的绞盘设在支撑框架上，且通过传动部件连接动滑轮组与定滑轮组，所述的传动部件通过缠绕动滑轮组与定滑轮组上的滑轮实现力或能量的分散与集中，所述的绞盘内含用于单向蓄能的飞轮构造，飞轮构造使得蓄能不受干扰；；
[0013]所述的能量输入部件与绞盘连接,带动绞盘正方向转动，绞盘通过传动部件带动滑动支架正方向滑动，滑动支架正方向的滑动使得蓄能部件存储能量；
[0014]所述的能量输出部件与绞盘连接，蓄能部件释放能量时，带动滑动支架反方向滑动，滑动支架通过传动部件带动绞盘反方向转动，将蓄能部件释放的能量传递给能量输出部件，能量输出部件接受能量，并向外释放。
[0015]所述的动滑轮组包括排列设置的动滑轮，所述的定滑轮组包括排列设置的定滑轮，所述的传动部件的一端缠绕于所述的绞盘上，另一端依次交替绕过定滑轮组上的定滑轮与动滑轮组上的动滑轮后，固定在支撑框架上。动滑轮组或定滑轮组上滑轮的设置不局限于直线排列，也可以是环形排列，或者是异形排列。
[0016]所述的传动部件为各种绳索，其中以坚韧细小、产能巨大的钢丝为优选，在条件有限的情况下也可以用天然植物制造的粗大绳索替代，比如麻绳、棉线、藤条等。
[0017]所述的滑动支架面向定滑轮组方向滑动为正方向滑动，所述的滑动支架远离定滑轮组方向滑动为反方向滑动。
[0018]所述的能量输入部件为手摇柄、外接电机齿轮或外接机械齿轮，还可以是其他的输入设备，如皮带、扳手、链条等。
[0019]所述的蓄能部件为弹簧、弹性纤维、弹片、橡胶、气压缸或任何在两端相对接近时具有弹性的天然或人造材料或设备；
[0020]当所述的蓄能部件为弹簧时，弹簧的中部套设在移动轨道上，且一端固定在滑动支架上，另一端固定在与定滑轮组同一侧的支撑框架上；
[0021]当所述的蓄能部件为弹性纤维时，弹性纤维的一端固定在滑动支架上，另一端固定在远离定滑轮组一侧的支撑框架上。
[0022]所述的移动轨道竖直方向或可以利用重力做功的倾斜方向设置，所述的滑动支架水平方向设置，所述的蓄能部件为悬挂在滑动支架上的重物。重物以产量大、单位体积小、无重金属污染的钢铁为最佳，在条件苛刻有限的情况下以不会对周边产生污染的泥土、砖头、水、石头等天然或人造材料作为压舱的重物来用于设备蓄能。此外，在具有山坡、斜坡等天然条件不允许的情况下，考虑到建设成本也可以偏离重力方向设置，因分离角的存在会造成相同的移动距离下所述的重物的重量与蓄能量的按比例减少，并且需要架设特定的轨道，或者在水域条件下增加浮体改良。
[0023]所述的能量输出部件为发电机、发动机或其他机械能终端，所述的发电机、发动机或其他机械能终端内含用于单向蓄能的飞轮构造。
[0024]所述的能量输出部件还可以为机械能终端，机械能终端直接连接齿轮、转盘、磨盘、切割片、钻头等工具，其内含飞轮构造，飞轮构造用于单向蓄能，使得蓄能不受干扰。
[0025]所述的滑动支架上开设有支架穿孔若干，该支架穿孔穿设在移动轨道上。
[0026]还设有用以固定滑动支架滑动的卡持件。
[0027]由于绞盘与发电机中均设有飞轮机构，因此能够实现绞盘正方向转动时，绞盘不带动发电机转动，绞盘反方向转动时，绞盘带动发电机转动，即能量输入时，能量不会直接传递给发电机，而首先传递给蓄能部件，再通过蓄能部件将能量传递给发电机。
[0028]与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果:
[0029](I)所有部件使用的材料都不是化学品，而是以金属产品为主，可以确保环保无污染，避免了化学电池带来的污染问题；
[0030](2)本发明通过增加滑轮数量，形成超大型的滑轮组，可以牵引更大的力量，蓄积更大的能量；
[0031](3)蓄积能量的大小可以通过改变蓄能部件的结构或性能实现，蓄能部件具体可以为弹簧、弹片、弹性纤维或重物等，通过增加弹簧、弹片的数量或性能来实现蓄积能量的提高，或者是将弹簧、弹片改为弹性纤维或者是垂直于水平面的重物(可以为任意有重量的物品)，来提高蓄积的能量；[0032](4)其蓄积能量的过程可以通过绞盘盘绕绳索实现，在足够快的速度(每分钟几千转)和足够大的绞盘半径条件下，都可以实现在几分钟之内，甚至是几秒钟之内完成充能或者是充电的过程，远远高于目前的化学能充电电池的效率；
[0033](5)向蓄能部件充电后，可以使得蓄积的能量保存很长时间，在需要释放的时候再释放出去。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1为实施例1中的机械蓄能电池结构示意图；
[0035]图2为实施例2中的机械蓄能电池结构示意图；
[0036]图3为实施例3中的机械蓄能电池结构示意图。
[0037]图中标号:1为弹簧，2为移动轨道，3为滑动支架，4为支架穿孔，5为动滑轮组，6为定滑轮组，7为传动部件,8为绞盘,9为外接电机齿轮,10为手摇柄，11为支撑框架，12为弹性纤维，13为重物。
【具体实施方式】
[0038]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0039]实施例1
[0040]一种机械蓄能电池，如图1所示，包括支撑框架11、移动轨道2、滑动支架3、滑轮组5、定滑轮组6、传动部件7、绞盘8、能量输入部件、蓄能部件及能量输出部件，其中，移动轨道2固定在支撑框架11上；滑动支架3上开设有支架穿孔4，该支架穿孔4穿设在移动轨道2上，使得滑动支架3与移动轨道2滑动连接，滑动支架3上设有蓄能部件；绞盘8设在支撑框架11上，绞盘8内含飞轮构造，传动部件7为各种绳索，动滑轮组5设在滑动支架3的中部，动滑轮组5包括排列设置的动滑轮，定滑轮组6设在支撑框架11上，定滑轮组6包括排列设置的定滑轮，传动部件7的一端缠绕于绞盘8上，另一端依次交替绕过定滑轮组6上的定滑轮与动滑轮组5上的动滑轮后，固定在支撑框架11上。滑动支架3面向定滑轮组6方向滑动为正方向滑动，滑动支架3远离定滑轮组6方向滑动为反方向滑动。能量输入部件为手摇柄10，能量输入部件与绞盘8连接，带动绞盘8正方向转动，绞盘8通过传动部件7带动滑动支架3正方向滑动，滑动支架3正方向的滑动使得蓄能部件存储能量；能量输出部件与绞盘8连接，蓄能部件释放能量时，带动滑动支架3反方向滑动，滑动支架3通过传动部件7带动绞盘8反方向转动，将蓄能部件释放的能量传递给能量输出部件，能量输出部件接受能量，并向外释放。能量输出部件为内含飞轮构造的发电机、发动机或其他机械能终端。
[0041]本实施例中，蓄能部件为弹簧1，弹簧I的中部套设在移动轨道2上，且一端固定在滑动支架3上，另一端固定在与定滑轮组6同一侧的支撑框架11上。
[0042]支撑框架11上还可以设有用以固定滑动支架3滑动的卡持件。
[0043]由于绞盘8与发电机中均设有飞轮机构，因此能够实现绞盘8正方向转动时，绞盘8不带动发电机转动，绞盘8反方向转动时,绞盘8带动发电机转动，即能量输入时，能量不会直接传递给发电机，而首先传递给蓄能部件，再通过蓄能部件将能量传递给发电机。
[0044]通过驱动手摇柄10可以让绞盘8转动，牵引绳索盘绕在绞盘8上，在这个过程中，动滑轮组5连着滑动支架3向定滑轮组6移动，弹簧I收缩，并沿着移动轨道2挤压，滑动支架3上的支架穿孔4也和弹簧I 一样套在移动轨道2上，起到固定移动轨道2的作用。此时外部通过手摇柄10输入的能量积蓄在压缩的弹簧I上。释放能量时，压缩的弹簧I弹开，使得滑动支架3反向移动,通过绳索带动绞盘8反向转动,绞盘8的转动带动发电机转动发电，将能量释放出去。
[0045]作用于绞盘8端的力量和所盘绕绳索的长度的乘积就是整个设备所蓄积能量的总和(E = FS*COS0，单位牛.米，E为能量，F为力，S为长度，Θ为力与绳索长度之间的角度)，也就是所有弹簧I在一个力量的作用下收缩的距离所做的功(能量E)。
[0046]实施例2
[0047]一种机械蓄能电池，如图2所示，包括支撑框架11、移动轨道2、滑动支架3、动滑轮组5、定滑轮组6、传动部件7、绞盘8、能量输入部件、蓄能部件及能量输出部件，其中，移动轨道2固定在支撑框架11上；滑动支架3上开设有支架穿孔4，该支架穿孔4穿设在移动轨道2上，使得滑动支架3与移动轨道2滑动连接，滑动支架3上设有蓄能部件；绞盘8设在支撑框架11上，绞盘8内含飞轮构造，传动部件7为各种绳索，动滑轮组5设在滑动支架3的中部，动滑轮组5包括排列设置的动滑轮，定滑轮组6设在支撑框架11上，定滑轮组6包括排列设置的定滑轮，传动部件7的一端缠绕于绞盘8上，另一端依次交替绕过定滑轮组6上的定滑轮与动滑轮组5上的动滑轮后，固定在支撑框架11上。滑动支架3面向定滑轮组6方向滑动为正方向滑动，滑动支架3远离定滑轮组6方向滑动为反方向滑动。
[0048]能量输入部件为外接电机齿轮9。能量输入部件与绞盘8连接，带动绞盘8正方向转动，绞盘8通过传动部件带动滑动支架3正方向滑动，滑动支架3正方向的滑动使得蓄能部件存储能量；能量输出部件与绞盘8连接，蓄能部件释放能量时，带动滑动支架3反方向滑动，滑动支架3通过传动部件带动绞盘8反方向转动，将蓄能部件释放的能量传递给能量输出部件，能量输出部件接受能量，并向外释放。能量输出部件为发动机，发动机内含飞轮构造。
[0049]本实施例中，蓄能部件为弹性纤维12，弹性纤维12的一端固定在滑动支架3上，另一端固定在远离定滑轮组6 —侧的支撑框架11上。
[0050]实施例3
[0051]一种机械蓄能电池，如图3所示，包括支撑框架11、移动轨道2、滑动支架3、动滑轮组5、定滑轮组6、传动部件7、绞盘8、能量输入部件、蓄能部件及能量输出部件，其中，移动轨道2固定在支撑框架11上；移动轨道2竖直方向设置，滑动支架3水平方向设置，；滑动支架3上开设有支架穿孔4，该支架穿孔4穿设在移动轨道2上，使得滑动支架3与移动轨道2滑动连接，滑动支架3上设有蓄能部件；绞盘8设在支撑框架11上，绞盘8内含飞轮构造，传动部件7为各种绳索，动滑轮组5设在滑动支架3的中部，动滑轮组5包括排列设置的动滑轮，定滑轮组6设在支撑框架11上，定滑轮组6包括排列设置的定滑轮，传动部件7的一端缠绕于绞盘8上，另一端依次交替绕过定滑轮组6上的定滑轮与动滑轮组5上的动滑轮后，固定在支撑框架11上。滑动支架3面向定滑轮组6方向滑动为正方向滑动，滑动支架3远离定滑轮组6方向滑动为反方向滑动。能量输入部件为外接电机齿轮9，能量输入部件与绞盘8连接，带动绞盘8正方向转动，绞盘8通过传动部件带动滑动支架3正方向滑动，滑动支架3正方向的滑动使得蓄能部件存储能量；能量输出部件与绞盘8连接，蓄能部件释放能量时，带动滑动支架3反方向滑动，滑动支架3通过传动部件带动绞盘8反方向转动，将蓄能部件释放的能量传递给能量输出部件，能量输出部件接受能量，并向外释放。能量输出部件为机械能终端，机械能终端直接连接齿轮、转盘、磨盘、切割片、钻头等工具，其内含飞轮构造。
[0052]本实施例中，蓄能部件为悬挂在滑动支架3上的重物13，利用重物13的重力势能来积蓄或释放能量。
[0053]上述的对实施例的描述是为便于该【技术领域】的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种机械蓄能电池，其特征在于，包括支撑框架(11)、移动轨道(2)、滑动支架(3)、动滑轮组(5)、定滑轮组(6)、传动部件(7)、绞盘(8)、能量输入部件、蓄能部件及能量输出部件，其中， 所述的移动轨道(2)固定在支撑框架(11)上； 所述的滑动支架(3)与移动轨道(2)滑动连接，且滑动支架(3)连接蓄能部件； 所述的动滑轮组(5)设在滑动支架(3)的中部； 所述的定滑轮组(6)设在支撑框架(11)上； 所述的绞盘(8)设在支撑框架(11)上，且通过传动部件(7)连接动滑轮组(5)与定滑轮组出)，所述的传动部件(7)通过缠绕动滑轮组(5)与定滑轮组(6)上的滑轮实现力或能量的分散与集中，所述的绞盘(8)内含用于单向蓄能的飞轮构造； 所述的能量输入部件与绞盘(8)连接，带动绞盘(8)正方向转动，绞盘(8)通过传动部件带动滑动支架(3)正方向滑动，滑动支架(3)正方向的滑动使得蓄能部件存储能量； 所述的能量输出部件与绞盘(8)连接，蓄能部件释放能量时，带动滑动支架(3)反方向滑动，滑动支架(3)通过传动部件带动绞盘(8)反方向转动，将蓄能部件释放的能量传递给能量输出部件，能量输出部件接受能量，并向外释放。
2.根据权利要求1所述的一种机械蓄能电池，其特征在于，所述的动滑轮组(5)包括排列设置的动滑轮，所述的定滑轮组(6)包括排列设置的定滑轮，所述的传动部件(7)的一端缠绕于所述的绞盘(8)上，另一端依次交替绕过定滑轮组(6)上的定滑轮与动滑轮组(5)上的动滑轮后，固定在支撑框架(11)上。
3.根据权利要求1所述的一种机械蓄能电池，其特征在于，所述的传动部件(7)为各种绳索。
4.根据权利要求1所述的一种机械蓄能电池，其特征在于，所述的滑动支架(3)面向定滑轮组(6)方向滑动为正方向滑动，所述的滑动支架(3)远离定滑轮组(6)方向滑动为反方向滑动。
5.根据权利要求1所述的一种机械蓄能电池，其特征在于，所述的能量输入部件为手摇柄(10)、外接电机齿轮(9)或外接机械齿轮。
6.根据权利要求1所述的一种机械蓄能电池，其特征在于，所述的蓄能部件为弹簧(1)、弹性纤维(12)、弹片、橡胶、气压缸或任何在两端相对接近时具有弹性的天然或人造材料或设备； 当所述的蓄能部件为弹簧(1)时，弹簧(1)的中部套设在移动轨道(2)上，且一端固定在滑动支架(3)上，另一端固定在与定滑轮组(6)同一侧的支撑框架(11)上； 当所述的蓄能部件为弹性纤维(12)时，弹性纤维(12)的一端固定在滑动支架(3)上，另一端固定在远离定滑轮组(6) —侧的支撑框架(11)上。
7.根据权利要求1所述的一种机械蓄能电池，其特征在于，所述的移动轨道(2)竖直方向或可以利用重力做功的倾斜方向设置，所述的滑动支架(3)水平方向设置，所述的蓄能部件为悬挂在滑动支架(3)上的重物(13)。
8.根据权利要求1所述的一种机械蓄能电池，其特征在于，所述的能量输出部件为发电机、发动机或其他机械能终端，所述的发电机、发动机或其他机械能终端内含用于单向蓄能的飞轮构造。
9.根据权利要求1所述的一种机械蓄能电池，其特征在于，所述的滑动支架(3)上开设有支架穿孔(4)，该支架穿孔(4)穿设在移动轨道(2)上。
10.根据权利要求1所述的一种机械蓄能电池，其特征在于，还设有用以固定滑动支架(3)滑动的卡持 件。
【文档编号】F03G5/04GK103982382SQ201410209017
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月16日 优先权日:2014年5月16日
【发明者】周雷, 曾尔曼, 庄佩贞, 叶文远, 翟立新 申请人:上海萃智工业技术有限公司, 厦门产业技术研究院