双轴储能多点位间歇动力汇集器的制作方法

本发明是一种分布式动能吸收汇集转换机械，是将各种推拉、扯拽、浮动、压缩、晃动间歇动能同步吸收转换为旋转动能输出利用的双轴储能多点位间歇动力汇集器。

传统中同步汇集多点位动力的方式是采用同轴安装多组吸能棘轮与单面齿条实现的。这种方式面对自然中广泛分布的间歇动能其吸收转换效率极低、缺少商用价值。也有将间歇动能转换为压力罐中的液体分子热运动，然后再释放液体分子的热运动推动机械运动，如此多重转换能量损失大、利用率很低。因为间歇动能往往是分布在较大尺度范围的空间内，吸收利用自然状态下的间歇动能困难很多。例如海浪的波动动能分布在无边的海洋表面之上，虽然海浪的动能很强大，但是至今没有商业化利用的有效途径。近百年间无数工程技术人员发明了若干吸收海浪动能进行发电的方案，一般是对单个点位理想波浪运动动能的单方向吸收，无法连续推动机械装置使之连续有效地运转。如何将分布在大自然中的各类间歇动能吸收并转化为能有效利用的旋转动能是机械工程领域中被有意“遗忘”的技术难题。

本发明的任务是设计一种双轴储能多点位间歇动力汇集器，将分布在大自然中的各类间歇动能吸收转换为可有效利用的旋转动能。

本发明的任务是通过如下方法实现的。由正向动能吸收轴1、反向动能吸收轴2、吸能棘轮3、双面齿条4、弹力储能装置5、传动齿轮6、合力棘轮7、旋转动能输出轴8组成“双轴储能多点位间歇动力汇集器”。双面齿条4位于正向动能吸收轴1与反向动能吸收轴2之间、双面齿条4分别与两轴上的吸能棘轮3咬合，正向动能吸收轴1上的传动齿轮6及反向动能吸收轴2上的传动齿轮6与旋转动能输出轴8上的合力棘轮7咬合，外部间歇动能作用到双面齿条4的一端、双面齿条的另一端连接弹力储能装置5，安装在正向动能吸收轴1上的吸能棘轮3数量为n、安装在反向动能吸收轴2上的吸能棘轮3数量为n、双面齿条4的数量为n、弹力储能装置5的数量为n，可实现对n路间歇动能的同步吸收并转换为连续旋转动能利用之。在间歇动能的作用下、双面齿条4通过吸能棘轮3拨动正向动能吸收轴1，正向动能吸收轴1获得的旋转动能通过固定在轴上的传动齿轮6与固定在旋转动能输出轴8上的合力棘轮7传送到旋转动能输出轴8、完成对正向间歇动能的吸收与转换，当正向间歇动能消失后、弹力储能装置5储存的能量开始作用双面齿条4反向复位、双面齿条4通过吸能棘轮3拨动反向动能吸收轴2，反向动能吸收轴2获得的旋转动能通过固定在轴上的传动齿轮6与固定在旋转动能输出轴8上的合力棘轮7传送到旋转动能输出轴8、完成对反向复位能量的吸收与转换。

以下结合附图进一步说明本发明各部分的相互位置关系。图1是本发明的正面立剖示意图，图2是右视侧面立剖示意图，图3是a-a方向剖面示意图。图1中未画出弹力储能装置5，因为它在双面齿条4的正后方。图2中没有画出吸能棘轮3、也没有画出反向动能吸收轴2与传动齿轮6，吸能棘轮3与双面齿条4在同一个平面内且尺度相当、吸能棘轮3被挡住了，反向动能吸收轴2与轴上的传动齿轮6被剖去、正向动能吸收轴1上的传动齿轮6被合力棘轮7挡住了。图3为了清晰表明双面齿条4与吸能棘轮3的咬合关系、没有画出剖面线。为表示本发明能对n路间歇动能的同步吸收，图1与图2中均对正向动能吸收轴1与反向动能吸收轴2采取断开省略画法。附图标识的数字即是相应部件及所处的相对位置。实施本发明的时候、如将所述各部件组装在一个密封箱体中，使用润滑剂降低机械运动损耗、可提高间歇动力吸收汇集效率。也可以在双面齿条4的中心开槽，将储能装置5采用嵌入模式、安置在双面齿条4的内部，以此节省总装的密封空间、提高运行可靠性。

本发明所述“吸能棘轮3”是使用普通的机械零部件“棘轮”或称为“棘轮离合器”、“单向离合器”，其工作特点是接受单方向力的作用而转动，面对反方向的作用力保持不动。固定在正向动能吸收轴1上的吸能棘轮3与双面齿条4咬合在一起，外部的动能拉动或推动双面齿条4做单方向移动（规定为正向）可以带动正向动能吸收轴1旋转，而不拨动反向动能吸收轴2。双面齿条4在弹力储能装置5作用下复位移动时（规定为反向）不能带动正向动能吸收轴1，只能通过固定在反向动能吸收轴2上的吸能棘轮3带动反向动能吸收轴2旋转。正向动能吸收轴1与反向动能吸收轴2的旋转方向刚好相反，它们各自带动固定在其上的传动齿轮6转动、其旋转方向也相反。从本发明的结构可以看出，固定在正向动能吸收轴1上的传动齿轮6与固定在反向动能吸收轴2上的传动齿轮6分处在旋转动能吸收轴8的左右两侧、与合力棘轮7咬合。本发明所述合力棘轮7与“吸能棘轮3”是同一类机械零部件，其特点是接受单方向力的作用而转动。固定在旋转动能输出轴8上的合力棘轮7被来自左右两侧的传动齿轮6拨动而转动、从而带动旋转动能输出轴8转动输出旋转动能。即便正向动能吸收轴1与反向动能吸收轴2同时旋转且转速不同步，因为它们的旋转方向相反又处在合力棘轮7的左右两侧、传递到合力棘轮7与旋转动能输出轴8上的旋转动能方向是一致的、且不受转速不同步的影响，这是本发明合力棘轮7的贡献。本发明所述传动齿轮6属于常见机械零部件，本发明所述双面齿条4属于普通机械零部件、等同于两条单面齿条背对背联结在一起。用大自然中分布的各类间歇动能（例如浮子拾取的海浪动能）推或拉本发明中的双面齿条4一端，就能实现将间歇动能吸收转换为有利用价值的旋转动能。单独一个点位的间歇动力或不可以实现本发明的连续旋转，但是n路多点位间歇动力被本发明同步吸收汇集后可实现有效的连续旋转。

正向动能做功的时候，一部分动能损耗在弹力储能装置5上，弹力储能装置5获得的能量让双面齿条4复位、复位过程中将能量释放到反向动能吸收轴2上。正因为如此本发明对各路间歇动能的吸收与转换均独立完成，所有动能最后均传递到旋转动能输出轴8上。合力棘轮7的存在起到隔离正向动能吸收轴1与反向动能吸收轴2上的旋转动能相互影响、并抑制两轴转速不对称引起的旋转动能内耗。本发明只需间歇动能使双面齿条4移动一个齿间距离，其旋转动能输出轴8上就会有旋转动能输出。故此，本发明可以将振幅微小的间歇动能吸收转换成旋转动能利用之。

实现本发明的方法是将分布在不同空间里的各种推拉或扯拽的动力进行多点位同步吸收将其转换为旋转动能用于驱动机械装置运动或发电，例如多点位同步吸收各种震动动能或往复振动动能转换为旋转动能利用之，或用于制造吸收利用人体行走动能的装置，或用于制造人力娱乐设备。

应用本发明开发海洋动能资源，用于对海面上多点位波力浮动动能的同步吸收并转换为旋转动能用于驱动船舶或发电，用于建造利用海浪动能驱动的移动平台，建造无人值守自供动力与电能的海洋战略武器或科考监测装备，用于建造海浪发电电站或移动海水淡化装备，用于建造海洋牧场的生活保障装备。也可以将本发明应用在风能利用领域，用于对多点位风力不对称动能的同步吸收利用，制造类似风筝拉动的风力发电机，制造风力动力娱乐或展示设备。流水动能在自然界中分布也较为广泛，也可利用本发明开发相关应用产品，用于同步吸收多点位流水动能转化为旋转动能利用之，制造流水发电机，制造漂流自供电监测仪器等。

技术特征：

1.由正向动能吸收轴1、反向动能吸收轴2、吸能棘轮3、双面齿条4、弹力储能装置5、传动齿轮6、合力棘轮7、旋转动能输出轴8组成的双轴储能多点位间歇动力汇集器其特征是：双面齿条4位于正向动能吸收轴1与反向动能吸收轴2之间、双面齿条4分别与两轴上的吸能棘轮3咬合，正向动能吸能轴1上的传动齿轮6及反向动能吸收轴2上的传动齿轮6与旋转动能输出轴8上的合力棘轮7咬合，外部间歇动能作用到双面齿条4的一端、双面齿条4的另一端连接弹力储能装置5，安装在正向动能吸收轴1上的吸能棘轮3数量为n、安装在反向动能吸收轴2上的吸能棘轮3数量为n、双面齿条4的数量为n、弹力储能装置5的数量为n，可实现对n路间歇动力的同步吸收并转换为连续旋转动能利用之。

2.按权利要求1其特征是：多点位同步吸收各种推拉或扯拽的动能将其转换为旋转动能用于驱动机械装置运动或发电，用于多点位同步吸收各种震动动能或往复振动动能转换为旋转动能利用之，用于制造吸收利用人体行走动能的装置，用于制造人力娱乐设备。

3.按权利要求1其特征是：用于对海面上多点位波力浮动动能的同步吸收并转换为旋转动能用于驱动船舶或发电，用于建造利用海浪动能驱动的移动平台，建造无人值守自供动力与电能的海洋战略武器或科考监测装备，用于建造海浪发电电站或移动海水淡化装备，用于建造海洋牧场的生活保障装备。

4.按权利要求1其特征是：用于对多点位风力不对称动能的同步吸收利用，制造类似风筝拉动的风力发电机，制造风力动力娱乐或展示设备。

5.按权利要求1其特征是：用于同步吸收多点位流水动能转化为旋转动能利用，制造流水发电机，制造漂流自供电监测仪器。

技术总结
本发明是双轴储能多点位间歇动力汇集器。双面齿条4位于正向动能吸收轴1与反向动能吸收轴2之间、双面齿条4分别与两轴上的吸能棘轮3咬合，正向吸能轴1上的传动齿轮6及反向吸能轴2上的传动齿轮6与旋转动能输出轴8上的合力棘轮7咬合，外部间歇动能作用到双面齿条4的一端、双面齿条4的另一端连接弹力储能装置5，正向动能吸收轴1上的吸能棘轮3数量为N、反向动能吸收轴2上的吸能棘轮3数量为N、双面齿条4的数量为N、弹力储能装置5的数量为N，可实现对N路间歇动力的同步吸收转换为连续旋转动能利用之。用于建造海浪动能驱动航行的平台、无人值守自供动力与电能的海洋战略武器或科考监测装备。用于风能与流水动能的开发利用。

技术研发人员：李林海;黄绢
受保护的技术使用者：李林海
技术研发日：2019.08.22
技术公布日：2019.11.15