本发明涉及一种重力杠杆多功能循环发电系统及方法。
背景技术：
发电设备一般通过将机械动能转化为电磁铁的回转从而实现发电，常规的机械结构一般通过齿轮传动的方式实现对传动轴的直接传动，这种方式不仅需要较大的驱动力能耗较高，而且但在一些狭小的空间部位无法设置回转齿轮结构件，因此无法满足设计需求。
技术实现要素：
本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是现有的发电设备驱动力需求大，却必须利用回转结构驱动发电。
本发明的具体实施方案是：一种重力杠杆多功能循环发电系统，包括支撑架及设置于支撑架上与支撑架滑动配合的配重件，所述配重件一侧或两侧设置有发动机，所述发动机具有输入轴，发动机输入轴连接有一传动轴，所述传动轴中部固定连接有两个或两个以上单向离合器，传动轴上至少有一对单向离合器的锁止方向相同，每个单向离合器外周固定有齿轮，各个单向离合器的旁侧具有与齿轮相配合以驱动传动轴转动的齿条，同一传动轴上至少有一对齿条分别设置于传动轴的上部和下部；
所述齿条与配重件经连杆连接，支撑架中部的下方设置有底座，所述底座的上端支撑于支撑架中部，所述支撑架的至少有一端设置有用于交替抬升支撑架使配重件沿支撑架往复运行的支撑架升降装置，配重件往复移动过程中拉动齿条往复移动从而驱动传动轴转动。
进一步的，所述支撑架上表面设置有滑槽，所述配重件下表面具有与滑槽配合的滚轮，所述底座的上端具有弧形凹槽，支撑架中部下方设置有截面呈倒三角状的底架，所述底架下表面具有与弧形凹槽相配合的弧形部。
进一步的，所述单向离合器包括内座圈及套设于内座圈外部的外座圈，所述外座圈内表面环布有棘齿，所述内座圈的外表面具有凹槽，所述凹槽内一侧铰链连接有朝向外座圈内表面斜向的弧形顶片，所述凹槽内还设置有斜向支撑弧形顶片的弹性杆，所述齿轮与外座圈为一体或同轴固定连接；
当齿轮转动方向与单向离合器锁止方向同向时，棘齿抵顶弧形顶片，齿轮带动外座圈及内座圈同步转动驱动传动轴转动；
当齿轮转动方向与单向离合器锁止方向相反时，棘齿拨动弧形顶片克服弹性杆弹力使弧形顶片下压，齿轮及外座圈空转。
进一步的，所述传动轴上具有锁止方向相同的第一单向离合器及第二单向离合器，所述第一单向离合器上部设置有与第一单向离合器齿轮配合的第一齿条，所述第二单向离合器下部设置有与第二单向离合器齿轮配合的第二齿条。
进一步的，所述支撑架滑槽的两端设置有凸起的缓冲坡。
进一步的，所述连杆端部与齿条后侧铰链连接，所述支撑架上方具有一支撑平台，所述支撑平台上具有导轨，所述齿条与两侧与导轨配合，所述传动轴的两端分别与一个发动机的输入轴固定连接，所述发动机的输入轴与传动轴之间还设置有增速箱。
进一步的，所述传动轴上具有锁止方向相同的第三单向离合器及第四单向离合器，所述第三单向离合器上部设置有与第三单向离合器齿轮配合的第三齿条，所述第四单向离合器下部设置有与第四单向离合器齿轮配合的第四齿条。
进一步的，所述支撑架两侧下方具有固定于地面用于限制支撑架摆动幅度的限位座，所述支撑架升降装置及升降驱动器为电缸、气缸或液压缸，所述支撑架升降装置与控制装置连接。
本发明还包括一种重力杠杆多功能循环发电系统循环发电方法，包括利用如上所述的重力杠杆多功能循环发电系统，具体方法包括：工作时，支撑架的两端设置的支撑架升降装置交替抬升下降使支撑架倾斜，配重件在重力的作用下沿着支撑架滑移，支撑架往复运行并拉动齿条往复移动，位于上部和下部的齿条同时啮合锁止方向相同的两个单向离合器，驱动两个单向离合器交替带动传动轴转动，传动轴经增速箱驱动驱动发电机的输入轴转动发电。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明利用分设于锁止方向相同的单向离合器外部齿轮上方及下方的齿条，从而锁止方向相同的单向离合器交替带动传动轴同向转动，传动轴经增速箱驱动驱动发电机的输入轴转动发电，本发明利用支撑架的往复倾斜，带动配重件拉动齿条能够驱动传动轴保持统一的转动方向，实际应用中可以同步驱动多组发动机同步发电，支撑架类似杠杆摆动方式大大减轻了支撑架升降装置所需的动力，从而大幅节约能源提高发电效率。
附图说明
图1为本发明实施例一结构示意图。
图2为本发明实施例中单向离合器结构示意图。
图3为本发明实施例中单向离合器弧形底片局部放大结构示意图。
图4为本发明实施例一第一齿条与第一单向离合器配合结构侧视示意图。
图5为本发明实施例一第二齿条与第二单向离合器配合结构侧视示意图。
图6为本发明实施例二结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1～5所示，一种重力杠杆多功能循环发电系统，包括支撑架30及设置于支撑架30上与支撑架滑动配合的配重件310，所述配重件310一侧或两侧设置有发动机100，所述发动机100上设置有输入轴，发动机输入轴连接有一传动轴10，所述传动轴10中部固定连接有两个或两个以上单向离合器20，传动轴上至少有一对单向离合器的锁止方向相同，每个单向离合器外周固定有齿轮210，各个单向离合器20的旁侧具有与齿轮相配合以驱动传动轴转动的齿条40；
各个单向离合器的旁侧具有与齿轮210相配合以驱动传动轴转动的齿条，同一传动轴上至少有一对齿条分别设置于同一传动轴的上部和下部。
本实施例中单向离合器内表面通过花键与传动轴10配合，当然也可以根据常规的需要采用焊接或其他方式实现传动轴与单向离合器固定连接，齿轮210与单向离合器为固定连接，或与单向离合器20的外表面结构一体成型。
单向离合器20可以为市场购买的超越离合器，此外，本发明中采用如下的单向离合器结构，具体如下：所述单向离合器包括内座圈201及套设于内座圈201外部的外座圈202，所述外座圈202内表面环布有棘齿203，所述内座圈的外表面具有凹槽204，所述凹槽204内一侧铰链连接有朝向外座圈内表面斜向的弧形顶片205，所述凹槽205内还设置有斜向支撑弧形顶片205的弹性杆206，所述齿轮210与外座圈202为一体或同轴固定连接；
当齿轮转动方向与单向离合器锁止方向同向时，棘齿203的短坡段抵顶弧形顶片205端部，齿轮210带动外座圈202及内座圈201同步从而转动驱动传动轴10转动；
当齿轮转动方向与单向离合器锁止方向相反时，棘齿拨动弧形顶片205克服弹性杆206弹力使弧形顶片205下压，从而齿轮210与外座圈202空转。
本发明中的实施例的齿轮为圆柱齿轮结构，弹性杆206一般为较细的金属杆。
各个齿条40与配重件310经连杆410连接，连杆410与齿条铰接，也可以是通过摆柄经连杆与齿条连接，支撑架30中部的下方设置有底座320，所述底座320的上端支撑支撑架30中部形成支点，所述支撑架的至少有一端设置有用于交替抬升支撑架使配重件沿支撑架往复运行的支撑架升降装置，配重件310拉动齿条往复移动从而驱动发电机发电。
本实施例中，为了方便配重310的滑移，所述支撑架30上表面设置有滑槽301，所述配重件310下表面具有与滑槽配合的滚轮311以减小摩擦方便滑移。
为了避免支撑架30过渡发生偏移摆动，所述支撑架两侧下方具有固定于地面用于限制支撑架摆动幅度的限位座340，此外为了避免配重件310在滑槽301内的滑动距离，所述支撑架滑槽的两端设置有凸起的缓冲坡302，当配重件310移动至缓冲坡302时能够有效地进行限位，当然实际控制中利用支撑架电缸330的抬升幅度也可以很好地控制配重件310的移动的速度和长度，支撑架电缸330由电缸内部的伺服电机驱动丝杆结构伸缩，丝杠的伸缩端与支撑架铰接，这样
本实施例中，所述底座320的上端具有弧形凹槽321，支撑架中部下方设置有截面呈倒三角状的底架350，所述底架下表面具有与弧形凹槽相配合的弧形部，支撑架30摆动时弧形部与弧形凹槽配合起到对支撑架支撑的作用且弧形部能够方便支撑架30的摆动。
本实施例中，当传动轴10上具有锁止方向相同的第一单向离合器206及第二单向离合器207，第一单向离合器206及第二单向离合器207套设在传动轴10上，所述第一单向离合器206及第二单向离合器207相邻设置，所述第一单向离合器206上部设置有与第一单向离合器齿轮配合的第一齿条401，所述第二单向离合器204下部设置有与第二单向离合器齿轮配合的第二齿条402。
当第一单向离合器206带动传动轴10转动时，第二单向离合器207空转，反之亦然，这样随着第一齿条401和第二齿条402的往复移动，带动锁止方向相同的第一单向离合器206及第二单向离合器207交替驱动传动轴同向转动。
本实施例中，连杆端部与齿条后侧铰链连接，所述支撑架30上方具有一支撑平台，所述支撑平台上具有导轨，所述齿条与两侧与导轨配合，所述传动轴的两端分别与一个发动机100的输入轴固定连接，所述发动机的输入轴与传动轴之间还设置有增速箱101。
工作时，支撑架的两端设置的支撑架电缸330交替抬升支撑架30使支撑架30发生偏移，配重件310在重力的作用下沿着支撑架30滑移，支撑架30往复运行并带动第一齿条401和第二齿条402的往复移动，第一单向离合器206及第二单向离合器207交替带动传动轴转动，传动轴经增速箱驱动驱动发电机的输入轴转动发电。
本实施例利用支撑架30的往复摆动带动配重件310拉动齿条能够驱动传动轴保持统一的转动方向，实际应用中可以同步驱动多组发动机同步发电，支撑架30类似杠杆的结构大大减轻了支撑架电缸330升降所需的动力，从而大幅节约能源提高发电效率。
本实施例中，位于支撑架两侧的支撑架升降装置与控制装置连接，通过控制装置控制支撑架抬升的角度和高度，同时两侧的支撑架升降装置也通过控制装置进行协同，当其中一侧的支撑架升降装置抬升支撑架一侧时另一侧的支撑架升降装置则下降，支撑架升降装置停留时间的长短则能够控制配重件310滑移的距离，当然实际设计中可以根据同步驱动电机的数量、长度进行适应性调节以保证运转的需要。
实施例二：本实施例中支撑架的两端均设置有升降装置，在上述结构的基础上位于配重件310的背离第一齿条的一侧还设置有另一传动轴，该传动轴用于驱动另一组发电机发电，该传动轴上设置有锁止方向相同的第三单向离合器208及第四单向离合器209，本实施例中的第三单向离合器208及第四单向离合器209相邻设置，所述第三单向离合器208上部设置有与第三单向离合器208齿轮配合的第三齿条403，所述第四单向离合器209下部设置有与第四单向离合器209齿轮配合的第四齿条404。
当第三单向离合器208带动所在的传动轴转动时，第四单向离合器209空转，反之亦然，从而保证传动轴10的单向转动。
上述实施例中，支撑架升降装置为电缸、气缸或液压缸，本实施例中采用支撑架电缸330，支撑架电缸的伸缩杆与支撑架外侧端铰链连接。
上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。
如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。
同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。
本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。