应用波浪的螺杆式动能产生装置的制作方法

本发明涉及一种动能产生装置，尤其涉及一种应用波浪的螺杆式动能产生装置。

背景技术：

目前大部分的能源型态都受到发展上的限制，如石化能源受到其蕴藏量的限制，日益枯竭，而使得价格节节攀升；且石化能源在燃烧过程会产生二氧化碳等温室气体，而加重地球本身温室效应的效果，因此长期来说，也会破坏环境。核能虽然价格便宜且可以产生大量能源，但是由于核能具有一定的复杂性以及危险性，若开发机制出现问题，对于地球的环境影响会更加巨大，因此直至今日，核能发展仍然有诸多的疑虑，所以短时间内核能发展还是相当的有限。其他的能源如风力及太阳能，由于成本过高，且架设上需要大面积的土地，因此目前仍然无法普及。

目前有一种趋势，就是使用随身所产生的动能，而将这些动能转换成其他形式的能源，以用于驱动一些其他的装置例如发电机。

基于此一概念，本发明提出一种应用波浪的螺杆式动能产生装置，以达到汲取能源的目的。

技术实现要素：

所以本发明的目的在于解决上述现有技术上的问题，本发明中提出一种应用波浪的螺杆式动能产生装置，利用一螺杆式传动机构连接一发电机，并容置于一浮球中。其中该螺杆式传动机构用于接收线性方向的外部施力并转换为环形转动的形式，而带动该螺杆式传动机构内部的螺杆转动，该螺杆也驱动该发电机。其中该浮球用于将该螺杆式传动机构及该发电机浮于水面上，并应用一固定件将该浮球连接于水底，当水面受到水流带动而产生高低起伏时，该螺杆式传动机构会受到垂直线性方向的外部施力带动，而转动该螺杆，并驱动该发电机发电而产生电能。因此本发明的装置可以将水位高低差的位能转换为电能。

为达到上述目的，本发明中提出一种应用波浪的螺杆式动能产生装置，包括：一螺杆传动机构，用于接收外部的线性施力并转换为环形转动的形式，以带动发电机发电；该螺杆传动机构包括：一座体，分为一上座及一下座；该上座形成多个通孔；该下座形成多个穿孔；多个支撑杆，固定连接在该上座及该下座之间；至少一螺杆传动组，各螺杆传动组包括：一螺杆，该螺杆的上端以可转动且可相对于该上座移动的方式伸出该上座的对应的通孔；该螺杆的下端以可转动的方式固定于该下座的对应的穿孔上；该螺杆的螺身形成螺纹；一驱动柱，具有中空结构，该驱动柱位于该上座及该下座之间；该螺杆以可相对于驱动柱移动的方式通过该驱动柱的中空结构；其中该驱动柱包括一驱动件，用于连接该螺杆，该驱动件连接该螺杆处深入该螺杆的该螺纹，该驱动件用于将该螺杆相对于该驱动柱的线性移动转换成该螺杆的环形转动；一弹性机构，连接于该驱动柱及该下座之间，该弹性机构用于恢复该驱动柱在该螺杆上的原先位置；当该螺杆相对于该驱动柱移动时，由于该驱动件深入该螺杆的该螺纹，所以该螺杆会因此而转动。其中该至少一螺杆传动组为多个螺杆传动组，其中各螺杆传动组还包括一螺杆齿轮，该螺杆齿轮连接于对应的螺杆穿出该上座的上端；当各螺杆传动组的螺杆旋转时，会带动对应的螺杆齿轮旋转。一单向齿轮位于该上座的上方，该单向齿轮啮合各螺杆传动组的该螺杆齿轮，各螺杆传动组的该螺杆齿轮用于带动该单向齿轮旋转；一发电机，用于产生电力，该发电机的心轴耦合该单向齿轮的轴心，当该单向齿轮的轴心旋转时，将会带动该发电机的心轴旋转，而带动该发电机发电；该发电机的电力输出端连接一导线而将该发电机产生的电力向外传送。一浮球，具有一中空空间，为可充气的结构，用于容置该螺杆传动机构及该发电机，并且为该螺杆传动机构及该发电机提供浮力，使得该螺杆传动机构及该发电机可以浮于水面上；其中该浮球包括一浮球座，位于该浮球底部，该浮球座具有一开口，该浮球座向该浮球内的一端连接该螺杆传动机构的该下座。该应用波浪的螺杆式动能产生装置还包括一固定件；其中该下座中央形成一中央穿孔；其中该螺杆传动机构还包括一盘体，位于该上座及该下座之间，该盘体上形成多个穿孔，各螺杆传动组的驱动柱个别贯穿该盘体上对应的穿孔而固接于该盘体上；其中该固定件连接该盘体，该固定件的另一端向下延伸贯穿该下座的中央穿孔，而穿出该浮球座的开口；该固定件穿出该浮球座的一端连接于一安装于水底的固定座，使得该盘体与水底之间具有大致上固定的距离。

其中，该开口由该浮球的表面向内凹陷，使得该浮球座呈现一喇叭状结构；其中该浮球座的该开口的喇叭状结构使得该固定件在以不同的角度穿出该开口时，可以沿着该开口的喇叭状内缘向外延伸。

其中，该驱动件为多个滚珠，其中各滚珠的一边埋入该螺杆的该螺纹内，而各滚珠的另一边埋入该驱动柱内壁上配置的沟槽内，并通过该驱动柱内壁上配置的回流管形成各滚珠的循环流动路径，而形成滚珠螺杆的带动方式。

其中，该多个螺杆传动组中分为两组，使得当各螺杆传动组的螺杆旋转时，其中一组的螺杆传动组的螺杆齿轮的旋转方向与另一组的螺杆传动组的螺杆齿轮的旋转方向相反；

其中，只有当该螺杆齿轮与该单向齿轮啮合的方向为该单向齿轮的旋转方向时，才能够驱动该单向齿轮，而反向时则不驱动单向齿轮；当其中一组的螺杆传动组的该螺杆齿轮能够驱动该单向齿轮时，则在反方向转动的另一组螺杆传动组的该螺杆齿轮并不会啮合该单向齿轮，所以不会驱动该单向齿轮，反之亦然。

其中，该应用波浪的螺杆式动能产生装置还包括：

多个配重件，环绕于该发电机的周围；该多个配重件通过一旋转盘组连接该发电机；该旋转盘组包括一连接该发电机的第一旋转盘；其中该第一旋转盘连接该多个配重件；

当该发电机的心轴旋转时，即带动该第一旋转盘旋转，而带动该多个配重件以该发电机的心轴为旋转轴而环绕该发电机旋转。

其中，在该盘体连接该固定件处形成一套筒结构，为具有中空结构的柱状型态，而往该盘体的下方延伸，该固定件的一端穿入该盘体的该套筒结构的中空结构而固接于该盘体上；且

在该下座的中央穿孔周围形成一套筒结构，为具有中空结构的柱状型态，而往该下座的上方延伸，该固定件的另一端以可移动的方式穿出该下座的该套筒结构的中空结构。

其中，该应用波浪的螺杆式动能产生装置还包括：

一防水机构，位于该浮球座及该螺杆传动机构的该下座之间，该防水机构用于封闭该浮球座及该螺杆传动机构的该下座的连接处，使得该开口被封闭，防止外部的水由该浮球座及该螺杆传动机构的连接处渗入该浮球的内部；以及

一气阀，安装于该浮球上，用于对该浮球进行充气或漏气；该气阀连接一气阀管，该气阀管与外部的空间连通，使得该气阀能够吸入外部的空气对该浮球进行充气而使该浮球浮于水面；或者使得该气阀能够排出该浮球内部的空气而使该浮球沉入水底；以及

其中该浮球由橡胶材质构成。

附图说明

图1为本发明的螺杆传动机构的立体图。

图2为本发明的螺杆传动机构的立体图底部视角。

图3为本发明的螺杆传动机构的组件分解图。

图4为本发明的局部组件组合立体图。

图5为本发明的局部组件组合立体图。

图6的局部组件组合立体图显示本发明的螺杆传动组、盘体及下座的连接关系。

图7的局部组件组合立体图的底部视角显示本发明的发电机、配重件、旋转盘组及单向齿轮的连接关系。

图8的局部组件组合立体图显示本发明的螺杆传动组、上座及下座的连接关系。

图9为图8的组件分解图。

图10为图8的侧面视角。

图11的示意图显示本发明的驱动件、驱动柱及螺杆的连接关系。

图12为本发明的浮球座示意图。

图13为本发明的组件组合示意图。

图14为图13的局部放大示意图。

图15为本发明的应用示意图。

具体实施方式

由下文的说明可更进一步了解本发明的特征及其优点，阅读时并请参考附图。

现就本发明的结构组成，及所能产生的功效与优点，配合附图，列举本发明的一较佳实施例详细说明如下。

请参考图1至图15所示，为本发明的应用波浪的螺杆式动能产生装置，包括下列组件：

一螺杆传动机构200，如图1及图2所示，用于接收外部的线性施力并转换为环形转动的形式，以带动发电机发电。如图3所示，该螺杆传动机构200包括：

一座体1，分为一上座10及一下座11。该上座10形成多个通孔100。该下座11形成多个穿孔110。其中该下座11中央形成一中央穿孔111。

多个支撑杆2，固定连接在该上座10及该下座11之间。

至少一螺杆传动组50。

如图8至图10所示，各螺杆传动组50包括：

一螺杆3，该螺杆3的上端以可转动且可相对于该上座10移动的方式伸出该上座10的对应的通孔100；该螺杆3的下端以可转动的方式固定于该下座11的对应的穿孔110上。该螺杆3的螺身形成螺纹30。

一螺杆齿轮31，连接于该螺杆3穿出该上座10的上端。

一驱动柱4，具有中空结构，该驱动柱4位于该上座10及该下座11之间。该螺杆3以可相对于该驱动柱4移动的方式通过该驱动柱4的中空结构。

其中该驱动柱4包括一驱动件41，用于连接该螺杆3，该驱动件41连接该螺杆3处深入该螺杆3的该螺纹30，该驱动件41用于将该螺杆3相对于该驱动柱4的线性移动转换成该螺杆3的环形转动。

图11显示该驱动件41、该驱动柱4及该螺杆3的连接示意图，其中该驱动件41为多个滚珠412，其中各滚珠412的一边埋入该螺杆3的该螺纹30内，而各滚珠412的另一边埋入该驱动柱4内壁上配置的沟槽42内，并通过该驱动柱4内壁上配置的回流管43形成各滚珠412的循环流动路径，而形成一般所谓滚珠螺杆的带动方式。

一弹性机构5，连接于该驱动柱4及该下座11之间，该弹性机构5用于恢复该驱动柱4在该螺杆3上的原先位置。

当该螺杆3相对于该驱动柱4移动时，由于该驱动件41深入该螺杆3的该螺纹30，所以该螺杆3会因此而转动，而带动该螺杆齿轮31旋转。其中该至少一螺杆传动组50可以为多个螺杆传动组50。

一单向齿轮80，位于该上座10的上方，该单向齿轮80啮合各螺杆传动组50的该螺杆齿轮31，如图5所示。各螺杆传动组50的该螺杆齿轮31用于带动该单向齿轮80旋转。

其中，该多个螺杆传动组50中分为两组，使得当各螺杆传动组50的螺杆3旋转时，其中一组的螺杆传动组50的螺杆齿轮31的旋转方向与另一组的螺杆传动组50的螺杆齿轮31的旋转方向相反。

其中，只有当该螺杆齿轮31与该单向齿轮80啮合的方向为该单向齿轮80的旋转方向时，才可以驱动该单向齿轮80，而反向时则不驱动单向齿轮80，如一般的棘齿。当其中一组的螺杆传动组50的该螺杆齿轮31可驱动该单向齿轮80时，则在反方向转动的另一组螺杆传动组50的该螺杆齿轮31并不会啮合该单向齿轮80，所以不会驱动该单向齿轮80，反之亦然。

因此当各螺杆传动组50的螺杆3相对于对应的驱动柱4往上滑动时，仅有其中一组的螺杆传动组50的螺杆齿轮31会带动该单向齿轮80。同样的，当各螺杆传动组50的螺杆3相对于对应的驱动柱4往下滑动时，仅有另一组的螺杆传动组50的螺杆齿轮31会带动该单向齿轮80。因此各螺杆传动组50的螺杆3相对于该驱动柱4向上或向下滑动时，都会驱动该单向齿轮80。

本发明中该多个螺杆传动组50的螺杆齿轮31也可以均为同一旋转方向，而仅在同一方向驱动该单向齿轮80。

一发电机6，用于产生电力，该发电机6的心轴(图中未显示)耦合该单向齿轮80的轴心，当该单向齿轮80的轴心旋转时，将会带动该发电机6的心轴旋转，而带动该发电机6发电，并使得整个发电机6一起旋转。该发电机6的电力输出端连接一导线60而将该发电机6产生的电力向外传送。

图13显示本发明的组件组合示意图，图14为图13的局部放大示意图。其中本发明还包括：

一浮球7，具有一中空空间(如图13所示)，为可充气的结构，用于容置该螺杆传动机构200及该发电机6，并且为该螺杆传动机构200及该发电机6提供浮力，使得该螺杆传动机构200及该发电机6可以浮于水面上。

较佳者，该浮球7由橡胶材质构成。

其中，该浮球7包括一浮球座70(如图12所示)，位于该浮球7底部，该浮球座70具有一开口71，该开口71由该浮球7的表面向内凹陷，使得该浮球座70呈现一喇叭状结构。该浮球座70向该浮球7内的一端连接该螺杆传动机构200的下座11。

如图3及图6所示，其中该螺杆传动机构200还包括一盘体500，位于该上座10及该下座11之间，该盘体500上形成多个穿孔501，各螺杆传动组50的驱动柱4个别贯穿该盘体500上对应的穿孔501而固接于该盘体500上。

一固定件12，其一端连接该盘体500(如图13所示)，该固定件12的另一端向下延伸贯穿该下座11的中央穿孔111，而穿出该浮球座70的开口71。该固定件12穿出该浮球座70的一端连接于一安装于水底的固定座300，使得该盘体500与水底之间具有大致上固定的距离，也使得该盘体500连接的驱动柱4与水底之间具有大致上固定的距离，并且使得该固定件12将该浮球7的飘浮区域限制于一固定范围内。该固定件12可以是绳子或竿体。较佳者，该固定座300为水泥材质构成。

本发明的操作方式如图15所示，当该浮球7充气后，将应用浮力而漂浮于水面。当水面被水流带动而产生高低起伏时，该浮球7会产生上下移动，而一起带动该螺杆传动机构200的下座11也上下移动，使得各螺杆传动组50的该螺杆3一起移动，并且使得该单向齿轮80及该发电机6也一起移动。由于该盘体500与水底之间的距离大致上固定，因此该盘体500及其连接的各螺杆传动组50的该驱动柱4的位置也大致上固定，所以各螺杆传动组50的该螺杆3将会相对于对应的驱动柱4作移动，使得该螺杆3同时被对应的驱动柱4驱动旋转，而带动该发电机6发电，并将产生的电力通过该导线60传送至地面。其中当该下座11上下移动时，由于该盘体500与水底之间的距离大致上固定，因此使得该弹性机构5产生压缩及伸展，而可以带动该下座11产生往复式运动，而可以持续驱动各螺杆传动组50的该螺杆3。

如图3、图4及图7所示，本发明还可包括多个配重件600，环绕于该发电机6的周围。该多个配重件600通过一旋转盘组610连接该发电机6。

其中，该旋转盘组610包括一连接该发电机6的第一旋转盘601；其中该第一旋转盘601连接该多个配重件600；当该发电机6的心轴旋转时，即带动该第一旋转盘601旋转，而带动该多个配重件600以该发电机6的心轴为旋转轴而环绕该发电机6旋转。

该旋转盘组610还可包括一第二旋转盘602，其中该第一旋转盘601位于该发电机6上方，该第二旋转盘602位于该发电机6下方。

其中，该第一旋转盘601的外侧连接该多个配重件600的上端，该第一旋转盘601的中央处连接该发电机6的上端。其中该第二旋转盘602的外侧连接该多个配重件600的下端，该第二旋转盘602的中央处上侧连接该发电机6的下端，该第二旋转盘602的中央处下侧连接该单向齿轮80的上端。

其中该发电机6的上端穿出该第一旋转盘601的中央形成的一中央穿孔603。该第一旋转盘601的中央穿孔603周围形成多个连接孔604，用于连接该发电机6的上端。

其中，该第二旋转盘602的中央形成多个中央穿孔605用于连接该单向齿轮80的上端。该第二旋转盘602的该多个中央穿孔605周围形成多个连接孔606，用于连接该发电机6的下端。

当该发电机6的心轴旋转时，即带动该第一旋转盘601及该第二旋转盘602旋转，而带动该多个配重件600以该发电机6的心轴为旋转轴而环绕该发电机6旋转。

当该多个配重件600旋转时，将产生惯性力，使得该发电机6的心轴及所连接的该单向齿轮80也具有惯性力。当各螺杆传动组50的螺杆3没有相对于对应的驱动柱4移动而无法被对应的驱动柱4驱动时，该单向齿轮80将应用惯性力驱动各螺杆传动组50的该螺杆齿轮31，而驱动对应的螺杆3持续旋转。因此通过该多个配重件600的旋转惯性力，可以降低该单向齿轮80及该发电机6的心轴的转速变化量，而可以使该发电机6的电力输出保持在一个稳定的范围内，而不会产生过大的电力输出变化量，因此可以使该发电机6以稳定的方式输出电力。

本发明还可包括一顶座700，位于该上座10的上方。其中该发电机6位于该顶座700及该上座10之间。该顶座700通过多个第二支撑杆701连接该上座10。其中该发电机6的上端以可转动的方式穿出该顶座700的上方。

其中在该盘体500连接该固定件12处可以形成一套筒结构502，为具有中空结构的柱状型态，而往该盘体500的下方延伸，该固定件12的一端穿入该盘体500的该套筒结构502的中空结构而固接于该盘体500上。

其中在该下座11的中央穿孔111周围可以形成一套筒结构112，为具有中空结构的柱状型态，而往该下座11的上方延伸，该固定件12的另一端以可移动的方式穿出该下座11的该套筒结构112的中空结构。

其中，该浮球座70的该开口71的喇叭状结构可使该固定件12在以不同的角度穿出该开口71时，可以沿着该开口71的喇叭状内缘向外延伸，而不会造成该固定件12的磨损。当该浮球7受到水波推移而产生水平方向的移动时，会改变该固定件12与该开口71的夹角，此时该固定件12可以沿着该开口71的喇叭状内缘作360度的环状转动，而不会造成该固定件12的磨损。

一防水机构8，位于该浮球座70及该螺杆传动机构200的该下座11之间，该防水机构8用于封闭该浮球座70及该螺杆传动机构200的该下座11的连接处，使得该开口71被封闭，防止外部的水由该浮球座70及该螺杆传动机构200的连接处渗入该浮球7的内部。

一气阀9安装于该浮球7上，用于对该浮球7进行充气或漏气。该气阀9连接一气阀管90，该气阀管90与外部的空间连通，使得该气阀9可以吸入外部的空气对该浮球7进行充气而使该浮球7浮于水面；或者使得该气阀9可以排出该浮球7内部的空气而使该浮球7沉入水底。

较佳者，该导线60及该气阀管90在该浮球7的外部与该固定件12汇集于一处，而以相同的路径连接至该固定座300再连接至地面上。

当天候不佳时(例如遭遇台风)，可使用该气阀9将该浮球7内的空气排出，使得该浮球7向下沉入水底，避免该浮球7、该螺杆传动机构200及该发电机6受到恶劣天候的影响而损坏，待天候恢复良好时，再使用该气阀9对该浮球7充气，使该浮球7重新浮出水面。

本发明的优点为利用一螺杆式传动机构连接一发电机，并容置于一浮球中。其中该螺杆式传动机构用于接收线性方向的外部施力并转换为环形转动的形式，而带动该螺杆式传动机构内部的螺杆转动，该螺杆也驱动该发电机。其中该浮球用于将该螺杆式传动机构及该发电机浮于水面上，并应用一固定件将该浮球连接于水底，当水面受到水流带动而产生高低起伏时，该螺杆式传动机构会受到垂直线性方向的外部施力带动，而转动该螺杆，并驱动该发电机发电而产生电能。因此本发明的装置可以将水位高低差的位能转换为电能。

上述详细说明是针对本发明的一可行实施例的具体说明，但该实施例并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所为的等效实施或变更，均应包含于本发明的保护范围中。