专利名称：振动能量的收集储存装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于能量收集、储存装置，特别是适用于日常生活中规律性振动能量较多场所的机械式能量收集、储存装置。
背景技术：
随着人类社会的不断发展，尤其是工业化进程的不断加快，能源问题显得越来越突出，常规的石油，煤，天然气等能源正在被急剧的开采，由于储量有限，能源危机在这个时代越来越被大家重视，随着人类对能源需求的不断增长和对环境保护的日益重视，清洁的能源已经成为当前的热点。机械振动能量在日常生活环境中普遍存在，而且分布广泛，如果能把这种振动能量收集并存储起来并服务人类，将会产生很好的经济效益，社会效益和环境效益。而现有的振动机械能量存储装置大多是一次作用，多用于测量装置，不能持续释放。
发明内容本实用新型需要解决的技术问题是:提供一种振动能量的收集储存装置，解决振动能量广泛存在却难以有效收集利用的难题，将振动能量快速收集储存，按固定频率释放并且结构紧凑，零部件设计精密，装置本身无维护工作量。本实用新型的技术解决方案是:振动能量的收集储存装置，包括底座，其特征是:它还包括位移放大机构、齿轮齿条机构，储能机构，所述位移放大机构将位移放大后传递给所述齿轮齿条机构，该齿轮齿条机构旋转的力通过所述储能机构进行存储。它还包括棘轮棘爪机构，所述棘轮棘爪机构与所述齿轮齿条机构在同一轴上，所述储能机构由发条轴、发条机构组成，所述齿轮齿条机构由齿条块和齿轮组成，所述齿条块与齿轮啮合，将齿条块水平运动转化为齿轮的旋转运动，齿轮再通过棘轮棘爪机构将运动转化为所述发条轴的单向旋转 运动，从而持续的上紧发条，该齿条块中设有定位行程，当超过行程时由装置的外壳承受过载的力和限制行程，起到位移过载保护作用。它还包括输出装置、擒纵轮机构、输出轮，收集在所述发条机构中的能量，通过所述输出装置传递给所述输出轮后，连续不断的释放能量，所述输出装置中设有定频的擒纵轮机构，该擒纵轮机构使所述输出轮均匀释放能量，所述发条机构的内部设有正反两组发条，反向发条的大于正向发条的力时，反向发条带动整个发条机构旋转，起到扭矩过载保护作用。它还包括弹簧复位机构，所述弹簧复位机构包括弹簧和导向轴零件，该弹簧复位机构与所述齿轮齿条机构连接，该弹簧复位机构推动所述齿条块，该齿条块推动位移放大机构复位，从而实现往复运动。所述位移放大机构由连杆A、连杆B、连杆C、连杆D组成。本实用新型与现有技术相比具有如下优点:(I).可以收集微小振幅经多次放大后，再将振动能量存储起来，以旋转或直线运动的方式释放能量，然后按固定频率释放。(2).本实用新型可以双向同时收集能量，同时选取多个振动源点串联使用，以按振动面受力方向及受力面积大小，进行分散式多组布置以提高能量的快速收集，增加效率。(3).本装置结构紧凑，零部件设计精密，采用无维护设计和制造，装置本身无维护工作量。(4).发条轴在收集能量的过程中，只作单向运动，保证能量的有效存储。(5).发条机构内部设有扭矩过载保护装置，用以保护发条不至于被损坏或扭断。(6).弹簧复位机构保证了在无振动输入的情况下，齿条块始终处于初始位置。(7).输出装置中设有定频的擒纵轮机构，使输出轮均匀释放能量。
图1为本实用新型振动能量的收集储存装置双向振动能收集原理图；图2为本实用新型振动能量的收集储存装置分散式多组布置收集原理图；图3为本实用新型振动能量的收集储存装置工作原理图。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本实用新型的实施例。本实用新型是将物体的机械振动通过机械装置放大振幅，并将振幅转化为轴的旋转运动，然后利用轴的旋转运动上紧弹簧，达到将振动能量存储目的，并可释放为最常用的旋转或直线运动。
以下结合附图详细描述本实用新型专利的实施例。附图1工作原理为■ 力F作用在振动面I上，产生微小振动位移，经过位移放大机构2将位移放大后，通过连杆E传递给齿轮齿条机构3，棘轮棘爪机构4让齿轮齿条机构3中的齿轮只按一个方向旋转，同时齿轮旋转的力通过储能机构5进行存储。弹簧复位机构6可将齿轮齿条机构3中的齿条推回初始行程的位置。
附图2工作原理与图1同理，力F作用在振动面I上，振动面I下面可以同时布置多个图1的装置。位移放大机构2包括连杆A、连杆B、连杆C、连杆D组成。齿轮齿条机构3包括齿轮10和齿条块9。棘轮棘爪机构4包括棘轮和棘爪。储能机构5由齿条块9、齿轮10、发条轴11、发条机构12组成。弹簧复位机构6包括弹簧和导向轴零件。振动面I通过连杆机构8与位移放大机构2连接，将震动位移放大。位移放大机构2通过连杆E与齿轮齿条机构3连接，将放大的位移量传送给齿轮齿条机构3。齿轮齿条机构3与棘轮棘爪机构4在同一轴上,棘轮棘爪机构防止齿轮反向旋转。弹簧复位机构6与齿轮齿条机构3连接，弹簧复位机构推动齿条，齿条推动位移放大机构2复位，从而实现往复运动。图3所述的振动能量收集的机械式储存装置包括底座7、连杆机构8、位移放大机构2、连杆E、齿条块9、复位弹簧机构6、齿轮10、棘轮棘爪机构4、发条轴11、发条机构12、输出装置13、擒纵轮机构14、输出轮15组成。振动能量收集的机械式储存装置的工作原理如图3所示:底座7固定在相对振动较小的地基上，连杆机构8压紧在振源上。振源振动，带动连杆机构8振动，连杆机构8与位移放大机构2连接，位移放大机构2将振幅放大并将震源的上下振动通过连杆E传递转化为齿条块9的水平运动,齿条块9与齿轮10啮合,将齿条块9的水平运动转化为齿轮10的旋转运动，齿轮10再通过棘轮棘爪机构4将运动转化为发条轴11的单向旋转运动，从而可以持续的上紧发条，发条机构12内部设有扭矩过载保护装置，发条机构12的内部设有正反两组发条，反向发条的大于正向发条的力时，反向发条带动整个发条机构旋转，起到扭矩过载保护作用，以保护发条不至于被损坏或扭断。每一次振动收集完成后，齿条块9的复位都通过弹簧复位机构6来完成。收集在发条机构12中的能量，通过输出装置13传递给输出轮15后，可连续不断的释放能量。输出装置13中设有定频的擒纵轮机构14，可以使输出轮15均匀释放能量。齿条块9中自身设有位移过载保护装置，该齿条块9中设有定位行程，当超过行程时由装置的外壳承受过载的力和限制行程，起到位移过载保护作用。移过载保护装置保证了齿条块9每次只能在一定范围的位移内行走，防止连杆E接收位移过大后，超出齿条块9的设计行程。设有弹簧复位机构和位移限制机构。弹簧复位机构保证了在无振动输入的情况下，齿条块9始终处于初始位置,该位置齿条块9与齿轮10处于啮合状态,保证输出轮15能够自由旋转，释放能量的前提下不影响每次齿条块9的复位。发条轴11在收集能量的过程中，只作单向运动，保证能量的有效存储。发条机构12的内部设有扭矩过载保护装置，从而保证了外界振动长时间连续输入情况下，发条弹簧不至于被损坏，而且其额定的扭矩保护功能，保证了只有当发条在上紧之后才会起到自身的过载保护 功能。
权利要求1.振动能量的收集储存装置，包括底座(7)，其特征是:它还包括位移放大机构(2)、齿轮齿条机构(3)，储能机构(5)，所述位移放大机构(2)将位移放大后传递给所述齿轮齿条机构(3 )，该齿轮齿条机构(3 )旋转的力通过所述储能机构(5 )进行存储。
2.根据权利要求1所述的振动能量的收集储存装置，其特征是:它还包括棘轮棘爪机构(4)，所述棘轮棘爪机构(4)与所述齿轮齿条机构(3)在同一轴上，所述储能机构(5)由发条轴(11)、发条机构(12 )组成，所述齿轮齿条机构(3 )由齿条块(9 )和齿轮(10 )组成，所述齿条块(9)与齿轮(10)啮合，将齿条块(9)水平运动转化为齿轮(10)的旋转运动，齿轮(10)再通过棘轮棘爪机构(4)将运动转化为所述发条轴(11)的单向旋转运动，从而持续的上紧发条，所述齿条块(9)中设有定位行程，当超过行程时由装置的外壳承受过载的力和限制行程，起到位移过载保护作用。
3.根据权利要求1或2所述的振动能量的收集储存装置，其特征是:它还包括输出装置(13)、擒纵轮机构(14)、输出轮(15)，收集在所述发条机构(12)中的能量，通过所述输出装置(13)传递给所述输出轮(15)后，连续不断的释放能量，所述输出装置(13)中设有定频的擒纵轮机构(14)，该擒纵轮机构(14)使所述输出轮(15)均匀释放能量，所述发条机构(12)的内部设有正反两组发条，反向发条的大于正向发条的力时，反向发条带动整个发条机构旋转，起到扭矩过载保护作用。
4.根据权利要求1或2所述的振动能量的收集储存装置，其特征是:它还包括弹簧复位机构(6)，所述弹簧复位机构(6)包括弹簧和导向轴零件，该弹簧复位机构(6)与所述齿轮齿条机构(3)连接，该弹簧复位机构(6)推动所述齿条块(9)，该齿条块(9)推动位移放大机构(2)复位，从而实现往复运动。
5.根据权利要求1所述的振动能量的收集储存装置，其特征是:所述位移放大机构(2)由连杆A、连杆B 、连杆C、连杆D组成。
专利摘要振动能量的收集储存装置，包括底座(7)，其特征是它还包括位移放大机构(2)、齿轮齿条机构(3)，储能机构(5)，所述位移放大机构(2)将位移放大后传递给所述齿轮齿条机构(3)，该齿轮齿条机构(3)旋转的力通过所述储能机构(5)进行存储。本实用新型解决振动能量广泛存在却难以有效收集利用的难题，将振动能量快速收集储存，按固定频率释放并且结构紧凑，零部件设计精密，装置本身无维护工作量。
文档编号F03G7/08GK203130397SQ20132014883
公开日2013年8月14日 申请日期2013年3月28日 优先权日2013年3月28日
发明者万良元, 保建勋, 赵纯汉, 杨慧珠, 何广辉, 周二虎, 王俊妹 申请人:北京国兴力德新材料技术有限公司