引力发电装置的制作方法

文档序号:14918116发布日期:2018-07-11 02:09

本实用新型公开一种引力发电装置及发电方法,按国际专利分类表(IPC)划分属于发电设备技术领域,尤其是涉及一种利用地球引力发电的设备及发电方法。



背景技术:

发电动力装置按能源的种类分为火电动力装置、水电动力装置、核电动力装置及其他能源发电动力装置,其过程是将原始能源转换为电能的生产过程。例如,风力涡轮机可将风能(即气体流动的动能)转换为电能,风能转换器可以利用风力发电,直流发电机和交流发电机可以利用旋转动能发电等等。

然而,现有发电装置的换能机构使用具有针对性,不同设备所使用的换能机构也是不同的。因此,已知的换能机构缺乏通用性。



技术实现要素:

针对现有技术的不足,本实用新型提供一种引力发电装置,通过地球引力使圆盘架在不同方向上倾斜,产生的动能驱动发电机发电。

为达到上述目的,本实用新型是通过以下技术方案实现的:

一种引力发电装置,包括:

一个圆盘架;

至少一个与圆盘架枢转的支脚,各支脚支撑圆盘架形成平衡系,每一支脚包含一个附接到圆盘架的附接端,和远离圆盘架的自由端;

用于发电的发电机;以及

耦合到发电机的传动装置,当引力发电装置运行时,圆盘架倾斜转动,依次带动各支脚动作,支脚传递动能通过传动装置以驱动发电机发电。

进一步,圆盘架连接驱动机构用于驱动圆盘架连续倾斜转动,驱动机构的动力源为风能或机械能。

进一步,驱动机构旋转时,在转动方向变化的位置上,向所述圆盘架施加力。

进一步,驱动机构包括旋转臂,旋转臂一端枢接于圆盘架顶部中心处,旋转臂另一端向圆盘架周边延伸。

进一步,旋转臂一端延伸到各支脚自由端所在平面形成驱动端,各支脚自由端所在平面作为参考平面,驱动端的旋转轨迹位于各支脚自由端外侧,驱动端带动旋转臂以圆盘架中心作圆周运动,并且将圆盘架的重心移动到枢转轴线的不同侧,使得圆盘架在不同的方向上倾斜形成连续旋转。

进一步,旋转臂包括一驱动端,驱动端置于圆盘架上的导轨上,驱动端在导轨移动时使圆盘架在不同的方向上倾斜并形成连续旋转。

进一步,驱动机构为风力涡轮机,该风力涡轮机垂直枢接在圆盘架顶部中心处,该风力涡轮机具有偏心式叶片用于可捕获气流作为动能,风力涡轮机绕枢接轴线旋转使圆盘架在不同的方向上倾斜并形成连续旋转。

进一步,各支脚自由端置于参考平面,各支脚由倾斜转动的圆盘架带动,圆盘架倾斜转动时,每一支脚自由端的运动受到圆盘架旋转限制。

进一步,当支脚为两个以上时,至少一支脚为限位支脚,限位支脚的自由端仅沿该支脚延伸方向前后滑移。

进一步,支脚自由端包括腿支撑件,用于向所述自由端施加补偿力,所述支脚自由端补偿或至少部分补偿由所述圆盘架施加到支脚上的枢转力并限定所述自由端相对于参考平面移动。

进一步,腿支撑件限定所述参考平面。

进一步,传动装置包括以下一个或多个装置:机械传动装置或流体动力传动装置,传动装置与支脚配合对应。

进一步,机械传动装置包括轴和配合的连杆机构,支脚通过连杆机构附接到所述轴,并且所述轴驱动耦合到发电机的输入端。

进一步,连杆机构包括驱动杆和连接的摆杆,驱动杆一端附接于支脚,驱动杆另一端与摆杆连接,摆杆连接于轴上并驱动轴单向转动。

进一步,轴上套有单向轴承用于限定轴单方向转动,轴通过链或皮带或齿轮或齿轮组耦合到发电机的输入轴端。

进一步,相邻轴通过万向联轴器连接,接合的轴围绕圆盘架的中心轴线周向延伸。

进一步,驱动杆通过万向螺栓与支脚的侧座连接固定,侧座位于支脚的自由端与附接端之间。

进一步,包括架支撑件,所述架支撑件相对于所述参考平面支撑所述圆盘架,并且所述圆盘架被安装在架支撑件上,架支撑件提供所述圆盘架可枢转的枢轴点。

进一步,枢转点位于延伸穿过所述圆盘架的中心的中心轴线上。

进一步,至少一个支脚包括四个支脚或六个支脚或八个支脚或十六个支脚,每一支脚配合一传动装置及对应的发电机,各传动装置的轴通过万向联轴器串接形成环形。

进一步,轴连接配重结构以与相对应的支脚形成配重系。

进一步,配重结构包括配重块,配重块连接钢绞线一端,钢绞线经滑轮转向的另一端固定在与轴连接的摆杆上。

进一步,配重块设置在圆盘架周侧的支架上,每一配重块与一支脚对应配合,钢绞线一端连接配重块,钢绞线另一端自圆盘架的底盘穿过向上并与轴上的摆杆连接,钢绞线的转向处设有定滑轮。

本实用新型利用地球引力原理,使圆盘架以枢转点为中心作倾斜旋转(倾斜转动)或偏心旋转,从而带动各支脚动作,支脚通过连杆机构附接到所述轴单向转动,并且所述轴耦合到发电机进行发电,圆盘架可以通过风能或机械能驱动,具有通用性,而圆盘架循环转动,具有连接性,效率高。

附图说明

将仅通过示例的方式,参考附图来描述本实用新型的进一步细节。在附图中,使用相同的参考编号来标识类似或功能相似的元件,附图中的元件示意图仅为了简单和清晰的目的,并不一定按比例绘制。

图1是本实用新型实施例示意图。

图2是本实用新型实施例俯视示意图。

图3是本实用新型侧视示意图。

图4是本实用新型另一侧视示意图。

图5是本实用新型实施例传动装置示意图。

图6是本实用新型实施例风能驱动示意图。

图7是图6风能驱动运行示意图。

图8是本实用新型另一实施例透视图。

图9是示意性地示出图8示例的侧视图,展示了该引力发电装置的操作方式。

图10是图9示例的另一状态图,展示了该引力发电装置的操作方式。

图11是本实用新型带配重结构示意图。

图12是本实用新型配重截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明:

实施例:请参阅图1至图5,一种引力发电装置1,包括:一个圆盘架2,引力发电装置具有一个或多个与圆盘架2连接的支脚3,其可相对于圆盘架2枢转或枢动,例如,通过使圆盘架2相对于参考平面4在圆周方向上倾斜旋转或转动或偏心旋转时,使支脚3相对于参考平面枢转,如图3、图4所示。在该例子中,引力发电装置1具有八个支脚3,但也可以有更多或更少的支脚,如四个支脚、六个支脚或十六条腿(或更多)。各支脚3支撑圆盘架2形成平衡系,每一支脚包含一个附接到圆盘架2的附接端31、与附接端有一定距离的自由端32及附接端和自由端之间的连杆部,一个或多个用于发电的发电机5耦合到传动装置6,当引力发电装置1运行时,圆盘架2倾斜转动,圆盘架2倾斜转动也称为偏心旋转或倾斜旋转,并依次带动各支脚3动作,支脚3传递动能通过传动装置6以驱动发电机5发电。

本实用新型引力发电装置1是通用的,因为自由端32相对于圆盘架2的运动可以以各种方式产生,例如通过相对于参考平面4移动圆盘架和/或通过相对于参考平面移动支脚来产生运动。所涉及的参考平面4可以是支脚自由端限定的平面:如各动脚及圆盘架支撑件是直接安装于地面,则参考平面就是地面;如各动脚及圆盘架支撑件是安装于板上,则参考平面就是板所处的平面。

圆盘架2连接驱动机构7用于驱动圆盘架2连续倾斜转动,驱动机构7的动力源可以采用风能或机械能。例如,圆盘架2通过旋转臂71在不同的方向上倾斜,如图1至图4的详细描述。而且还可以通过将从圆盘架延伸出来并且具有风机配合机轴连接到圆盘架2,以捕获风力并从而使圆盘架2倾斜,例如,以转换风能(如图6-7所示)。

如图1-图4,驱动机构7是以圆盘架枢轴点旋转,在转动方向变化的位置上,向所述圆盘架2施加力。驱动机构7包括旋转臂71,旋转臂71一端枢接于圆盘架顶部中心处,旋转臂71另一端向圆盘架周边延伸。旋转臂71远端延伸到各支脚3自由端所在平面形成驱动端710,各支脚自由端所在平面作为参考平面4,驱动端710的旋转轨迹位于各支脚自由端32外侧,驱动端710带动旋转臂71以圆盘架2中心作圆周运动,并且将圆盘架2的重心移动到枢转轴线的不同侧,使得圆盘架2在不同的方向上倾斜形成连续旋转或连续偏心转动。

如图8所示,旋转臂71包括一驱动端710,驱动端710置于圆盘架上的导轨21上,驱动端71在导轨移动时使圆盘架2在不同的方向上倾斜并形成连续旋转。为了驱动圆盘架的旋转,将可绕旋转轴线70旋转的旋转臂71作为旋转体。旋转轴线70被定位为,当旋转臂71转动时,旋转臂的重量施加在圆盘架上的力改变的位置。如图9和图10所示,当旋转体位于圆盘架2的枢转轴线的一侧时,圆盘架2将通过臂施加的重力向该侧倾斜,而当臂朝向圆盘架枢转轴的另一侧移动时,圆盘架2将朝向该侧倾斜。

在图1及图8示例中,旋转臂7在远端即驱动端包括车体,车体的车轮放置在包围旋转轴线的配合轨道上。当车体在轨道上移动时,其将围绕圆盘架的中心轴线70进行圆周运动,并且因此将圆盘架的重心移动到枢转点的不同侧,使得圆盘架2在不同的方向上倾斜。在示例中,如果圆盘架2可以做出球面运动,则圆盘架2倾斜的方向将连续旋转,因此支脚3以相对于圆盘架2的方向交替枢转。

如图6及图7,驱动机构7为风力涡轮机,该风力涡轮机垂直枢接在圆盘架顶部中心处,该风力涡轮机具有偏心式叶片72用于可捕获气流作为动能,风力涡轮机绕轴线70旋转使圆盘架在不同的方向上倾斜并形成连续旋转。在该示例中,该旋转涡轮轴73垂直于圆盘架并且可绕其纵向轴线70旋转。如图7所示,通过涡轮叶片可捕获气流,如水平箭头所示,从而带动圆盘架2、支脚并驱动相配合的发电机。

本实用新型引力发电装置可以用于将动能转换成电能的发电方法。如图1所示,通过相对于圆盘架2枢动的至少一个支脚3,并且通过传动装置6传递支脚自由端32相对于圆盘架2的运动,可以将动能转换成电能,以此驱动发电机5,从而发电。

圆盘架2可以以适合于具体实施的任何方式来实现。在图1的示例中,圆盘架包括板及多个立柱,板是圆盘形,具有中心轴线和圆形边缘。支脚3在径向方向上向外延伸,在该示例中,从圆盘架2向下延伸到平面,例如放置引力发电装置的水平板或地面。在图1至图10中,各支脚沿圆盘架的圆周方向等距离定位,这使得各支脚能够独立于圆盘架2旋转方向进行连续发电。支脚附接端31,与圆盘架中心有一段距离。因此,支脚3的附接端31在距离圆盘架枢转点一定距离的位置附接到圆盘架,在本例中,该位置更靠近圆盘架板边缘,而非中心,这使得圆盘在进行相对较小的旋转时能够产生相对较大的运动,因此有效地驱动发电机5。

如图1至图8,圆盘架2下面设有架支撑件,所述架支撑件相对于所述参考平面支撑所述圆盘架2,并且所述圆盘架被安装在架支撑件上,架支撑件提供所述圆盘架可枢转的枢轴点。枢转点位于延伸穿过所述圆盘架的中心的中心轴线上。

架支撑件可以是,通过中心线延伸的万向接头,具有至少两个自由度的球窝接头、或其他合适的接头,或者通过气垫或在圆盘架和参考平面之间其他可弹性变形的构件,将圆盘体附接至参考平面,如地面或面安装板平面。

在图6和图7中,架支撑件包括球窝接头22,其使得圆盘架能够在所有水平方向上倾斜。

图1中,引力发电装置1至少一个支脚3包括四个支脚或六个支脚或八个支脚或十六个支脚,每一支脚配合一传动装置6及对应的发电机5,各传动装置的轴61通过万向联轴器611串接形成环形。

在图2、图3中,各支脚自由端32置于参考平面,各支脚由倾斜转动的圆盘架2带动,圆盘架2倾斜转动时,每一支脚自由端的运动受到圆盘架旋转限制。当支脚3为两个以上时,至少一支脚为限位支脚301,限位支脚301的自由端3011仅沿该支脚延伸方向前后滑移。

图1至图4,支脚3(限位支脚和其余支脚)自由端包括腿支撑件33,腿支撑件33用于向所述自由端施加补偿力,所述自由端补偿或至少部分补偿由所述圆盘架2施加到支脚上的枢转力并阻止所述自由端相对于参考平面移动,由于圆盘架2作偏心式倾斜旋转运动,带动的支脚3动作,支脚自由端是在参考平面如地面上的环形运动。示例中,各腿支撑件33限定所述参考平面4。

如图1、图5或图6、图8,传动装置6包括以下一个或多个装置:机械传动装置或流体动力传动装置,传动装置与支脚3配合对应。

在图1、图5中,机械传动装置包括轴61和配合的连杆机构62,支脚3通过连杆机构62附接到所述轴61,并且所述轴61驱动耦合到发电机5的输入端。连杆机构62包括驱动杆621和连接的摆杆622,驱动杆621一端附接于支脚3,驱动杆621另一端与摆杆622连接,摆杆622连接于轴61上并驱动轴单向转动。驱动杆621通过万向螺栓与支脚3的侧座连接固定,侧座位于支脚的自由端与附接端之间。轴61上套有单向轴承用于限定轴单方向转动,轴61通过链63或皮带或齿轮或齿轮组耦合到发电机5的输入轴端的减速齿轮组或减速机64内。

支脚3和发电机5之间的传动装置6可以以适合于具体实施的任何方式来实现。传动装置可以是一种机械、气动或液压形式,或多种形式组合。在图1-5的示例中,传动装置是纯机械的。如图1,传动装置可以包括轴61。传动装置6的转轮,例如齿轮,链轮或滑轮,可以附接到轴。因此,当支脚带动连杆机构摆动时,轴61的旋转使得转轮旋转,以此驱动链条63或皮带。例如棘轮机构中的轮子,轮子可以是单向轮,以确保沿一个方向驱动发电机。

如图5所示,轮经由链条或皮带耦合到齿轮箱64,因此,齿轮箱由链条63或皮带的运动驱动。齿轮箱64又机械地驱动发电机5以产生电流。

在图6、图7及图8中,支脚3运动时也可以直接带动轴单向转动,进而经链或皮带传递驱动发电机发电。

在图1、图2及图5中,相邻轴61通过万向联轴器611连接,接合的轴围绕圆盘架的中心轴线周向延伸。

在图6-7中,除了机械传动部件之外,传动装置6还可以包括流体动力传动装置,例如气动或液压传动装置,在该示例中,传动装置具有几个气缸或液压缸。第一类型的气缸65的一端651附接到支脚3,另一端650附接到圆盘架2,并且因此受到支脚和圆盘架的相对运动的驱动。第二类型的气缸66的一端660附接到圆盘架2,另一端661附接到参考平面4,并且因此受到圆盘架相对于参考平面的倾斜的驱动。两种类型的气缸65,66耦合到气动或液压电机,并且当通过相应的运动被加压时,作为致动器驱动流体压力(例如,液压)电机供电。液压电机连接到发电机,从而通过压力将运动的动能转换为电能,驱动发电机发电。

如图7所示,气缸66在其枢轴点的某个距离处附接到圆盘架2,并且在该示例中,多个气缸66围绕枢轴点布置,以收集圆盘架2相对于参考平面4不同倾斜方向上的动能。

如图3,支脚3可以以适合于具体实施的任何方式来实现。如图3-4清晰所示,支脚3可以围绕位于附接端31处的旋转轴线相对于圆盘架2转动。如图3所示,支脚3可以附接到延伸穿过旋转轴线的轴30。

发电机5可以以适合于具体实现的任何方式来实现。在示例中,发电机被固定到圆盘架的板并通过传动装置6耦合到支脚3。

如图11、图12,由于支脚重量大,为了提高支脚活动便捷性,本实用新型的轴61还连接配重结构8以与相对应的支脚3形成配重系。配重结构8包括配重块81,配重块81连接钢绞线82一端,钢绞线82经滑轮转向的另一端固定在与轴连接的摆杆622上。配重块81设置在圆盘架周侧的支架83上,每一配重块与一支脚对应配合,如本实用新型设置8个支脚,相对应的配置8个配合重及支架,钢绞线82一端连接配重块81,钢绞线82另一端自圆盘架2的底盘23穿过向上并与轴61上的摆杆622连接,底盘上钢绞线的穿孔位于圆盘架立柱周侧,钢绞线的转向处均设有定滑轮84实现转向。本实用新型的圆盘架的底盘在旋转过程中始终与地面具有间隔,从而保证钢绞线与底盘边缘不接触。钢绞线业内也称为钢丝线或钢索,钢绞线也可以由其他软性绳索代替。

在前面说明中,已经参照本实用新型的具体实施例描述了本实用新型。然而,显而易见的是,在不脱离如所附权利要求限定的本实用新型的更广泛范围的情况下,可以对其进行各种修改和改变。

例如,圆盘架的旋转可能或多或少地受到限制,根据最大机械载荷,圆盘架的最大倾斜度可变小或变大。此外,尽管在该示例中,所示的圆盘架2具有椭圆形或圆形边缘,但是该圆盘架可以具有适于具体实施的任何其他形状,如矩形或八边形。此外,支脚也可以弯曲或具有不同的形状。

以上所记载,仅为利用本创作技术内容的实施例,任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化,皆属本创作主张的专利范围,而不限于实施例所揭示者。

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