一种水浮力装置的制作方法

1.本发明涉及能量转化设备技术领域，更具体地说，涉及一种水浮力装置。


背景技术：

2.电能被广泛应用在动力、照明、通信等各个领域，在人们的生活中起到重大的作用。现有技术中，通过燃油燃料的燃烧为发电机发电提供能源。但是燃油燃料为不可再生资源，而且燃油燃料的燃烧会产生大量废气、废渣，对环境造成严重污染。随着环保要求的提高，水力发电、太阳能发电、风力发电等得到大力推广。但是这些发电设施一般较为复杂，而且若无流水或阴天无风的环境则无法发电。因此，设计一种清洁无污染的装置，不受流水、阳光等的限制，能够带动发电机发电，有效解决环境污染，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种水浮力装置，不受流水、阳光等的限制，在不用流动的水中利用浮力转化为动能，带动发电机发电，有效解决环境污染问题，绿色环保。
4.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
5.本发明提供的一种水浮力装置，包括：
6.装置主体，所述装置主体包括相互独立的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体为无水区，所述第二腔体为有水区；
7.为闭环结构的浮力球串，所述浮力球串包括多个串联连接、且能够在水的浮力作用下向上浮起的浮力球，以使所述浮力球串能够在浮力作用下发生旋转，相邻两个所述浮力球之间通过连接带相连；
8.用于支撑所述浮力球串的多个转动轴和设置在各个所述转动轴上、且与所述浮力球串传动连接的轮盘，以使所述浮力球串能够带动所述轮盘转动，从而带动所述转动轴转动；所述第一腔体的底部和上方均设有所述转动轴，且所述第二腔体的底部和上方均设有所述转动轴；
9.设置在所述第一腔体和所述第二腔体的底部、供所述浮力球穿过的通道，以使所述浮力球能够从所述第一腔体进入所述第二腔体内；各个所述浮力球套设有与所述通道相配合的防漏圈，以防止所述第二腔体内的水从所述通道泄漏到所述第一腔体内；
10.与各个所述转动轴可转动连接、用于支撑所述转动轴的支架；
11.设置在至少一个所述转动轴上、用于连接外部负载的输出机构。
12.优选地，所述浮力球为空心圆柱体，所述浮力球的外周壁设有用于固定所述防漏圈的环形凹槽，所述浮力球的第一端和第二端分别设有用于固定所述连接带的安装孔。
13.优选地，所述第一端设有锥形头部，所述安装孔位于所述锥形头部的端部，沿所述第二端至所述第一端的方向、所述锥形头部的横截面逐渐减小。
14.优选地，所述第二端设有用于充气的气嘴，以增加所述浮力球受到的浮力。
15.优选地，所述装置主体内设有隔离板、以将所述装置主体分为所述第一腔体和所述第二腔体，所述隔离板的底部设有所述通道。
16.优选地，所述通道为设置在所述隔离板底部的圆管，所述圆管靠近所述第一腔体的一端设有锥形段，且沿所述第一腔体至所述第二腔体的方向、所述锥形段的横截面逐渐减小。
17.优选地，所述浮力球串为多个，各个所述转动轴上设有多个与各个所述浮力球串一一对应的轮盘。
18.优选地，所述输出机构包括设置在所述转动轴端部的主动齿轮和与所述主动齿轮相啮合的从动齿轮。
19.优选地，所述支架包括多个设置在所述转动轴两端、且与所述转动轴可转动连接的纵向支撑板和多个连接在两个所述纵向支撑板之间的横向支撑板。
20.优选地，所述第二腔体的底部还设有排水阀。
21.本发明提供的技术方案中，一种水浮力装置包括：装置主体，装置主体包括相互独立的第一腔体和第二腔体，第一腔体为无水区，第二腔体为有水区；为闭环结构的浮力球串，浮力球串包括多个串联连接、且能够在水的浮力作用下向上浮起的浮力球，以使浮力球串能够在浮力作用下发生旋转，相邻两个浮力球之间通过连接带相连；用于支撑浮力球串的多个转动轴和设置在各个转动轴上、且与浮力球串传动连接的轮盘，以使浮力球串能够带动轮盘转动，从而带动转动轴转动；第一腔体的底部和上方均设有转动轴，且第二腔体的底部和上方均设有转动轴；设置在第一腔体和第二腔体的底部、供浮力球穿过的通道，以使浮力球能够从第一腔体进入第二腔体内；各个浮力球套设有与通道相配合的防漏圈，以防止第二腔体内的水从通道泄漏到第一腔体内；与各个转动轴可转动连接、用于支撑转动轴的支架；设置在至少一个转动轴上、用于连接外部负载的输出机构。如此设置，向第二腔体内注水至一定的水位，能够达到满足浮力球串转动所需的浮力，串联的浮力球能够经过底部通道通过，且浮力球上防漏圈可有效防止向无水区漏水，则通过通道进入第二腔体底部的浮力球在水的浮力作用下上浮，就会带动未进入第二腔体的浮力球不断进入第二腔体底部，从而产生持续的拉动力，使得整个浮力球串旋转起来，那么就会带动轮盘及转动轴转动，进而向外输出动力，再匹配一定功率的发电机就可以发电。这样在不用流动的水中利用浮力转化为动能，从而带动发电机发电，不受流水、阳光等的限制，有效解决环境污染问题，绿色环保，清洁无污染。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本发明实施例中水浮力装置的立体图一；
24.图2为本发明实施例中水浮力装置的立体图二；
25.图3为本发明实施例中水浮力装置的俯视图；
26.图4为本发明实施例中水浮力装置的主视图；
27.图5为本发明实施例中通道内部示意图；
28.图6为本发明实施例中浮力球的结构示意图；
29.图7为本发明实施例中浮力球串联示意图；
30.图8为本发明实施例中转动轴与多个轮盘的装配示意图；
31.图9为本发明另一实施例中装置主体的结构示意图。
32.图1-图9中：
33.1-装置主体；2-第一腔体；3-第二腔体；4-浮力球串；5-浮力球；6-连接带；7-转动轴；8-轮盘；9-通道；10-防漏圈；11-环形凹槽；12-第一端；13-第二端；14-安装孔；15-锥形头部；16-气嘴；17-隔离板；18-锥形段；19-主动齿轮；20-从动齿轮；21-纵向支撑板；22-横向支撑板；23-发电机。
具体实施方式
34.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
35.以下，结合附图对实施例作详细说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明的内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。
36.请参考附图1-9，本实施例提供的水浮力装置包括：
37.装置主体1，装置主体1包括相互独立的第一腔体2和第二腔体3，第一腔体2为无水区，第二腔体3为有水区。装置主体1可为如图1所示的水池，或者为如图9所示的水桶。不论何种结构，两个腔体均相互隔离，图中左侧第一腔体2内没有水，右侧第二腔体3内有水。装置主体1的大小以及第二腔体3中水位的高低即需要注入多少水，与浮力球串4转动所要求的浮力大小、发电机的功率等因素有关，转动力的大小不同，匹配的发电机的功率也不同，需根据实际情况具体确定，满足实际使用需求。
38.为闭环结构的浮力球串4，浮力球串4包括多个串联连接、且能够在水的浮力作用下向上浮起的浮力球5，以使浮力球串4能够在浮力作用下发生旋转，相邻两个浮力球5之间通过连接带6相连。如图4所示，浮力球5依次首尾相接连成环形浮力球串4。每个浮力球5一进入第二腔体3底部，就会受到浮力作用，同时在连接带6的牵引下向上浮起，产生持续的转动力。
39.用于支撑浮力球串4的多个转动轴7和设置在各个转动轴7上、且与浮力球串4传动连接的轮盘8，以使浮力球串4能够带动轮盘8转动，从而带动转动轴7转动。如图2所示，每个转动轴7上均设有轮盘8，转动轴7与轮盘8同轴设置且同步转动。轮盘8边缘设有多个沿周向均匀分布的凸起，相邻两个凸起之间形成容纳浮力球5的凹槽，凹槽的大小、形状等与浮力球5相匹配。连接带6压在凸起上，而且保证浮力球5不会接触到轮盘8盘体。第一腔体2的底部和上方均设有转动轴7，且第二腔体3的底部和上方均设有转动轴7。需要说明的是，文中提到的方位“上”“下”等是以附图4中所示的位置来说的。如图4所示，位于第一腔体2和第二腔体3底部的两个转动轴7的中心处于同一水平线上，位于同一腔体的两个转动轴7的中心
处于同一竖直线上，且第二腔体3上方的转动轴7中心位置高于第一腔体2上方的转动轴7中心位置，这样四个转动轴7将浮力球串4维持在一个规则稳定的形状，并且利于浮力球串4沿图4中逆时针方向转动。
40.设置在第一腔体2和第二腔体3的底部、供浮力球5穿过的通道9，以使浮力球5能够从第一腔体2进入第二腔体3内。如图5所示，各个浮力球5套设有与通道9相配合的防漏圈10，如橡胶防水防漏圈，以防止第二腔体3内的水从通道9泄漏到第一腔体2内，从而保证装置可靠运行。同时每次进入通道9有两个浮力球5，图5中右侧浮力球5进入第二腔体3后，左侧的浮力球5就会运动到通道9中部，保证通道内始终有一个浮力球5，不会产生漏水现象。
41.与各个转动轴7可转动连接、用于支撑转动轴7的支架，转动轴7与支架之间设有轴承，使得转动轴7转动更加灵活顺畅。
42.设置在至少一个转动轴7上、用于连接外部负载的输出机构，从而将装置产生的动力传递出去，带动外部负载，如带动发动机发电。
43.如此设置，向第二腔体内注水至一定的水位，能够达到满足浮力球串转动所需的浮力，串联的浮力球就会经过底部通道通过，且浮力球上防漏圈可有效防止向无水区漏水，则通过通道进入第二腔体底部的浮力球在水的浮力作用下上浮，就会带动未进入第二腔体的浮力球不断进入第二腔体底部，从而产生持续的拉动力，使得整个浮力球串旋转起来，那么就会带动轮盘及转动轴转动，进而向外输出动力，再匹配一定功率的发电机就可以发电。这样以浮力球串连、在不用流动的水中产生上浮力连续的转动力，匹配一定大小功率的发电机，利用浮力转化为动能，从而带动发电机发电，不用燃油燃料，不受流水、阳光等环境条件的限制，有效解决了环境污染问题，绿色环保，清洁无污染。采用本装置能够为人们用电需求做出一点贡献，代替一部分水力、太阳能、风力、燃料发电等。
44.如图6所示，浮力球5为空心圆柱体，以减轻其重量，利于在水中上浮。浮力球5的外周壁设有用于固定防漏圈10的环形凹槽11，便于卡住防漏圈10，防止其滑动。浮力球5的第一端12和第二端13分别设有用于固定连接带6的安装孔14。如图7所示，连接带6为扁平带，分别穿过两端的安装孔14将两个浮力球5串联连接。具体地，连接带6穿过安装孔14形成环形套并将端口闭合，如缝合在一起，图中虚线可表示端口缝合线，实现一端与浮力球5固定连接。
45.在本实施例的优选方案中，第一端12设有锥形头部15，安装孔14位于锥形头部15的端部，沿第二端13至第一端12的方向、锥形头部15的横截面逐渐减小。如图4所示，当底部浮力球5进入右侧第二腔体3时，由于锥形头部15的设置，可减小浮力球5的入水阻力。
46.作为可选的实施方式，第二端13设有用于充气的气嘴16，以增加浮力球5受到的浮力。气嘴16可采用如车胎上打气嘴相似的结构，可向浮力球5空腔内打气，增加其在水中的浮力，助力其上浮。
47.在本实施例中，装置主体1内设有隔离板17，从而将装置主体1分为第一腔体2和第二腔体3，隔离板17的底部设有通道9。具体地，通道9为设置在隔离板17底部的圆管，隔离板17上设有与圆管相配合的通孔，圆管固定卡接在通孔中，另外做好圆管与隔离板17之间的密封措施。此外，还可用空心圆柱缸体代替圆管，供浮力球5通过。实际使用时，可根据使用需求等选择合适的装置作为通道9，包括其材质、结构等的选用。圆管靠近第一腔体2的一端设有锥形段18，且沿第一腔体2至第二腔体3的方向、锥形段18的横截面逐渐减小，这样利于
浮力球5从第一腔体2进入通道9内。当然，在其他实施例中，装置主体1不仅限于设置两个相互隔离的腔体，可设置三个、四个、六个、八个等，同时满足本装置相应的设置要求，合理布局无水区和有水区，将其余部件按要求装好，使得装置正常运行。
48.如图8所示，浮力球串4为多个，如二至十个浮力球串4，各个转动轴7上设有多个与各个浮力球串4一一对应的轮盘8。例如本装置设置了三个浮力球串4，则每个转动轴7上对应安装三个轮盘8，分别将三个浮力球串4对应安装在三组轮盘8上，这样三组同时转动，保证产生足够大的转动力。
49.在本实施例中，输出机构包括设置在转动轴7端部的主动齿轮19和与主动齿轮19相啮合的从动齿轮20。如图3所示，主动齿轮19和转动轴7同轴设置且同步转动，从动齿轮20与发电机23相连、用于带动发电机发电，支架上可设置安装发电机23的安装平台。采用齿轮传动，结构紧凑，传动精度高，传动效率高，传递的功率范围极宽，工作可靠，使用寿命长。
50.如图2所示，支架包括多个设置在转动轴7两端、且与转动轴7可转动连接的纵向支撑板21和多个连接在两个纵向支撑板21之间的横向支撑板22。具体地，沿竖直方向的四个纵向支撑板21分别位于转动轴7的两端，且通过轴承与转动轴7转动连接。沿水平方向的四个横向支撑板22将四个纵向支撑板21连成一个整体，同时横向支撑板22端部还设有与装置主体1相搭接的台阶结构，从而卡接在装置主体1上端，此外，还可通过螺栓等固定在装置主体1上。
51.在本实施例中，第二腔体3的底部还设有排水阀，当不需要使用本装置发电时，可打开排水阀，将水排出。具体地，排水阀可为安装在其底部的水龙头，通过水管与第二腔体3内部连通，用于控制是否向外排水。
52.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。