一种多元结构往复动力发电装置的制作方法

本发明涉及往复动力发电技术领域，特别是涉及一种多元结构往复动力发电装置。

背景技术：

船舶航行在水中，车子行驶在路上，随着船体或车身的晃动，都会产生大量的动能，现在一般采用一种多元结构往复动力发电装置对这部分动能进行回收再利用，取代船用光伏发电或三浆叶风力发电、甚至可以代替船用燃油动力发电机照明用电、生活用电。然而传统出海捕鱼的渔船大多数采用光伏发电照明和生活用电，但都存在光伏电池板占地面积大、光转化率低、抗风能力差、一旦遇到雾天光伏发电基本就无能为力。那么三浆叶风力发电存在需要启动风速大、运行时对船舶行进阻力增大、同时以消耗船舶能耗，体现得不偿失。一种多元结构往复动力发电装置的成功研发，不但不消耗任何能源，可广泛应用于船舶，还可以应用于车辆等有颠簸动能石油采油机等领域。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种多元结构往复动力发电装置，其能量转化效率高，不消耗任何能源且能量输出稳定。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种多元结构往复动力发电装置，包括发电机构、动力获取机构以及用于安装固定发电机构和动力获取机构的固定机构，所述发电机构包括发电机和传动轮，所述发电机的输入轴上安装有棘轮，所述传动轮上安装有与所述棘轮配合的棘爪，传动轮与所述动力获取机构的输出端连接，所述动力获取机构为自由球体式动力获取机构、摇摆水箱式动力获取机构或摆锤式动力获取机构。

将本发明的多元结构往复动力发电装置安装在车身或船体上，当车或船行驶时，动力获取机构获取车或船震动或晃动而产生的动力，并将动力通过传动轮和棘轮传输给发电机，通过棘轮和棘爪的啮合，可以使发电机的输入轴始终沿同一旋向旋转，进而进行发电。

优选的，所述固定机构包括底座，所述底座上固定有呈l型的第一安装架，所述安装架的端部固定有摇杆支架，所述摇杆支架上固定有偏心轮座支架，所述偏心轮座支架的上方固定有第一安装板；所述发电机安装在所述第一安装板上，发电机的输入轴竖直设置，且发电机的输入轴的底端穿过第一安装板并与所述棘轮同轴固连；所述自由球体式动力获取机构包括摇杆和半球偏心轮，所述摇杆的底端固定有自由球体，摇杆的顶端安装有连接轴承，所述半球偏心轮偏离中心的位置开有与所述连接轴承配合的滑槽，半球偏心轮的顶部中心处固定有转轴，所述偏心轮座支架上安装有轴承座，所述转轴的顶端穿过所述轴承座并与所述传动轮同轴固连，转轴通过轴承座支撑固定；所述摇杆支架上开有供所述摇杆穿过的通孔。

半球偏心轮为半球面形的传动轮盘，并在该半球面上偏离中心的位置开有滑槽，形成偏心传动。

本发明的多元结构往复动力发电装置通过底座安装在车身或船体上，当车或船行驶时，车身或船体发生震动或晃动，此时，自由球体周向无规摆动来获取动力，并通过摇杆顶端的连接轴承与半球偏心轮上的滑槽的配合，将动力传输给半球偏心轮，使半球偏心轮旋转，半球偏心轮通过转轴带动传动轮旋转，通过传动轮上的棘爪与发电机输入轴上的棘轮的啮合，将获取的动力传输给发电机进行发电。与现有技术中采用的单摆式的多元结构往复动力发电装置相比，本发明的自由球体可以沿四周任意方向摆动，进而可以获取四周产生的动力，能量的转化效率更高，能量输出更加稳定。

优选的，所述摇杆上设有球形连接部，所述摇杆支架上安装有与该球形连接部配合的关节轴承。

通过球形连接部与关节轴承的配合，可以使自由球体的摆动更加顺畅稳定，使能量的输出更加稳定。

优选的，所述固定机构包括一对第二安装架和一对滑轨摇摆弹簧；所述摇摆水箱式动力获取机构包括水箱底座和一对滑轨底座，所述滑轨底座上安装有滑轨，所述水箱底座上固定有滑轨水箱，滑轨水箱内填充有水或沙粒，且半满，充水或沙量的多少可以实现调节往复动能力和频率，水箱底座的底部通过直线轴承与所述滑轨滑动连接，一对所述滑轨摇摆弹簧的顶端分别与一对滑轨底座固连，滑轨摇摆弹簧的底端用于与车体或船体固定连接，一对所述第二安装架分别固定在一对所述滑轨底座的侧边上，所述第二安装架(第二安装架包括水平设置的顶板和底板，顶板和底板通过连接板连接固定，顶板与水箱底座固连)上安装有所述发电机，发电机的输入轴竖直设置，所述棘轮固定安装在发电机的输入轴上，所述传动轮为第一齿轮，所述第一齿轮通过轴承与发电机的输入轴转动连接，所述滑轨底座的侧边安装有与所述第一齿轮配合的齿条，两个第一齿轮上的棘爪的朝向相同。

本发明的多元结构往复动力发电装置通过滑轨摇摆弹簧安装在车身或船体上，当车或船行驶时，车身或船体发生震动或晃动，此时，滑轨摇摆弹簧摆动，滑轨水箱通过直线轴承沿滑轨滑动，齿条带动第一齿轮转动，齿轮上的棘爪与发电机输入轴上的棘轮啮合，将滑轨水箱运动获取的动力传输给发电机进行发电，因为两个第一齿轮上的棘爪的朝向相同，而两个第一齿轮的旋转方向相反，当滑轨水箱向一个方向滑动时，其中一个第一齿轮上的棘爪与对应的发电机输入轴上的棘轮啮合，进行动力传递，另一个则不啮合，其动力传递中断，反之亦然，如此，滑轨水箱在两个方向上往复滑动时，可以分别为两个发电机传输动力，使两个发电机发电，这样滑轨水箱在两个方向上的运动的动力均能被利用，提高了能量的利用率，能量的转化效率高。

优选的，所述固定机构包括第三安装架，所述第三安装架上固定有第二安装板，所述发电机安装在所述第二安装板上，发电机的输入轴横向设置，所述棘轮固定安装在发电机的输入轴上，所述传动轮为第二齿轮，所述第二齿轮通过轴承与发电机的输入轴转动连接；所述摆锤式动力获取机构包括摆杆和摆动齿轮，所述摆杆的底端固连有重锤，摆杆的顶端与所述摆动齿轮固定连接，且摆动齿轮的轴线与摆杆的轴线垂直，摆动齿轮通过支架支撑，支架上设有供摆动齿轮转动的转动轴，摆动齿轮与第二齿轮啮合。

本发明的多元结构往复动力发电装置通过第三安装架安装在车身或船体上，当车或船行驶时，车身或船体发生震动或晃动，此时，重锤摆动获取动力，并将动力通过摆动齿轮传递给第二齿轮，通过第二齿轮上的棘爪与发电机输入轴上的棘轮的啮合，将动力传输给发电机进行发电。

优选的，所述第三安装架上对称固定有两个第二安装板，两个所述第二安装板上均安装有所述发电机，且两个发电机的输入轴相对设置并均固定安装有所述棘轮，其中一个发电机的输入轴上通过轴承转动安装有所述第二齿轮，第二齿轮的两侧均安装有棘爪，且两个所述棘爪的朝向相反。

设置两个相对的发电机，摆锤摆动时，将动力通过摆动齿轮传递给第二齿轮，第二齿轮的两侧均安装有棘爪，因为两个棘爪的朝向相反，当摆锤向一个方向摆动时，第二齿轮一侧的棘爪与相应一侧的发电机的输入轴上的棘轮啮合，进行动力传递，该侧的发电机接受动力发电，另一侧的不啮合，无动力传递，当摆锤向另一个方向摆动时，两个发电机的工作状态则相反，如此，在摆锤向两个方向摆动时可以分别对两个发电机传输动力，使两个发电机分别发电，提高了能量的利用率，能量的转化效率高。

优选的，所述第二齿轮的齿数小于所述摆动齿轮的齿数。

第二齿轮的齿数小于摆动齿轮的齿数，重锤摆动时，第二齿轮的转速更快，可以提高能量的利用率和转化效率。

优选的，所述发电机的输入轴上固定安装有飞轮。

在发电机的输入轴上安装飞轮，可以减少发电机输入轴运转过程的速度波动，进而使能量的输出更加稳定。

本发明的有益效果是：

1、本发明的多元结构往复动力发电装置采用自由球体和半球偏心轮来获取动力，自由球体可以沿四周任意方向摆动，进而可以获取四周产生的动力，能量的转化效率更高，另外，通过球形连接部与关节轴承的配合，可以使自由球体的摆动更加顺畅稳定，使能量的输出更加稳定。

2、本发明的多元结构往复动力发电装置采用装有半满水的滑轨水箱来获取动力，在滑轨水箱双向滑动时均可获取动力，能量的利用率高。

3、本发明的多元结构往复动力发电装置采用摆锤和摆动齿轮来获取动力，在摆锤双向滑动时均可获取动力，能量的利用率高，且摆动齿轮的齿数大于第二齿轮的齿数，重锤摆动时，第二齿轮的转速更快，可以提高能量转化效率。

4、本发明的多元结构往复动力发电装置在发电机的输入轴上安装飞轮，可以减少发电机输入轴运转过程的速度波动，进而使能量的输出更加稳定。

附图说明

图1为本发明实施例1所述多元结构往复动力发电装置的立体结构示意图；

图2为本发明实施例1所述多元结构往复动力发电装置的侧视图；

图3为本发明实施例2所述多元结构往复动力发电装置的立体结构示意图；

图4为本发明实施例2所述多元结构往复动力发电装置的侧视图；

图5为图3中a处的放大图；

图6为本发明实施例2所述摇杆的立体结构示意图；

图7为本发明实施例3所述多元结构往复动力发电装置的立体结构示意图；

图8为本发明实施例3所述多元结构往复动力发电装置的正视图；

图9为本发明实施例4所述多元结构往复动力发电装置的正视图。

附图标记：

1、发电机；2、传动轮；3、棘轮；4、飞轮；5、底座；6、第一安装架；7、摇杆支架；8、偏心轮座支架；9、第一安装板；10、摇杆；11、半球偏心轮；12、自由球体；13、连接轴承；14、滑槽；15、转轴；16、轴承座；17、球形连接部；18、关节轴承；19、第二安装架；20、滑轨摇摆弹簧；21、水箱底座；22、滑轨底座；23、滑轨；24、滑轨水箱；25、直线轴承；26、第一齿轮；27、齿条；28、第三安装架；29、第二安装板；30、第二齿轮；31、摆杆；32、摆动齿轮；33、重锤；34、输入轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

实施例1

如图1和图2所示，一种多元结构往复动力发电装置，包括发电机构、动力获取机构和固定机构，发电机构包括发电机1、传动轮2和棘轮3，发电机1的输入轴34上固定安装有飞轮4，传动轮2上安装有与棘轮3配合的棘爪，动力获取机构为摇摆水箱式动力获取机构，固定机构包括一对第二安装架19和一对滑轨摇摆弹簧20；摇摆水箱式动力获取机构包括水箱底座21和一对滑轨底座22，滑轨底座22上安装有滑轨23，水箱底座21上固定有滑轨水箱24，滑轨水箱24内填充有水，且半满，水箱底座21的底部通过直线轴承25与滑轨23滑动连接，在滑轨23的两端还套接有复位弹簧(复位弹簧可以活动套置在滑轨23上，也可固定在滑轨23的端部)，方便滑轨水箱24在往复摆动时的复位，同时减少能量的损失，提高能量的转化效率，一对滑轨摇摆弹簧20的顶端分别与一对滑轨底座22固连，滑轨摇摆弹簧20的底端用于与车体或船体固定连接，一对第二安装架19分别固定在一对滑轨底座22的左右两侧边上，第二安装架19顶部安装有发电机1，发电机1的输入轴34竖直设置，棘轮3固定安装在发电机1的输入轴34上，传动轮2为第一齿轮26，第一齿轮26通过轴承与发电机1的输入轴34转动连接，滑轨底座22的侧边安装有与第一齿轮26配合的齿条27，两个第一齿轮26上的棘爪的朝向相同。

本发明的多元结构往复动力发电装置通过滑轨摇摆弹簧20安装在车身或船体上，当车或船行驶时，车身或船体发生震动或晃动，此时，滑轨摇摆弹簧20摆动，滑轨水箱24通过直线轴承25沿滑轨23滑动，齿条27带动第一齿轮26转动，齿轮上的棘爪与发电机1输入轴34上的棘轮3啮合，将滑轨水箱24运动获取的动力传输给发电机1进行发电，因为两个第一齿轮26上的棘爪的朝向相同，而两个第一齿轮26的旋转方向相反，当滑轨水箱24向一个方向滑动时，其中一个第一齿轮26上的棘爪与对应的发电机1输入轴34上的棘轮3啮合，进行动力传递，另一个则不啮合，其动力传递中断，反之亦然，如此，滑轨水箱24在两个方向上往复滑动时，可以分别为两个发电机1传输动力，使两个发电机1发电，这样滑轨水箱24在两个方向上的运动的动力均能被利用，提高了能量的利用率，能量的转化效率高。

实施例2

如图3-图6所示，本实施例在实施例1的基础上，一种多元结构往复动力发电装置，包括发电机构、动力获取机构和固定机构，发电机构包括发电机1、传动轮2和棘轮3，发电机1的输入轴34上固定安装有飞轮4，传动轮2上安装有与棘轮3配合的棘爪，动力获取机构为自由球体12式动力获取机构。

固定机构包括底座5，底座5上固定有呈l型的第一安装架6，第一安装架6的右端固定有摇杆支架7，摇杆支架7右侧固定有偏心轮座支架8，偏心轮座支架8的上方固定有第一安装板9；发电机1安装在第一安装板9上，发电机1的输入轴34竖直设置，且发电机1的输入轴34的底端穿过第一安装板9并与棘轮3同轴固连；自由球体12式动力获取机构包括摇杆10和半球偏心轮11，摇杆10的底端固定有自由球体12，摇杆10的顶端安装有连接轴承13，半球偏心轮11偏离中心的位置开有与连接轴承13配合的滑槽14，半球偏心轮11的顶部中心处固定有转轴15，偏心轮座支架8上安装有轴承座16，转轴15通过轴承座16支撑固定，转轴15的顶端与传动轮2同轴固连；摇杆10上设有球形连接部17，摇杆支架7上安装有与该球形连接部17配合的关节轴承18，通过球形连接部17与关节轴承18的配合，可以使自由球体12的摆动更加顺畅稳定，使能量的输出更加稳定。

本发明的多元结构往复动力发电装置通过底座5安装在车身或船体上，当车或船行驶时，车身或船体发生震动或晃动，此时，自由球体12周向无规摆动来获取动力，并通过摇杆10顶端的连接轴承13与半球偏心轮11上的滑槽14的配合，将动力传输给半球偏心轮11，使半球偏心轮11旋转，半球偏心轮11通过转轴15带动传动轮2旋转，通过传动轮2上的棘爪与发电机1输入轴34上的棘轮3的啮合，将获取的动力传输给发电机1进行发电，棘轮3和棘爪的啮合，可以使发电机1的输入轴34始终沿同一旋向旋转。与现有技术中采用的单摆式的多元结构往复动力发电装置相比，本发明的自由球体12可以沿四周任意方向摆动，进而可以获取四周产生的动力，能量的转化效率更高，能量输出更加稳定。

实施例3

如图7和图8所示，本实施例在实施例1的基础上，一种多元结构往复动力发电装置，包括发电机构、动力获取机构和固定机构，发电机构包括发电机1、传动轮2和棘轮3，发电机1的输入轴34上固定安装有飞轮4，传动轮2上安装有与棘轮3配合的棘爪，动力获取机构为摆锤式动力获取机构，固定机构包括第三安装架28，第三安装架28上固定有第二安装板29，发电机1安装在第二安装板29右侧，发电机1的输入轴34横向设置，棘轮3固定安装在发电机1的输入轴34上，传动轮2为第二齿轮30，第二齿轮30通过轴承与发电机1的输入轴34转动连接；摆锤式动力获取机构包括摆杆31和摆动齿轮32，摆杆31的底端固连有重锤33，摆杆31的顶端与摆动齿轮32固定连接，且摆动齿轮32的轴线与摆杆31的轴线垂直，摆动齿轮32通过支架支撑，支架上设有供摆动齿轮32转动的转动轴，第二齿轮30与摆动齿轮32啮合，且第二齿轮30的齿数小于摆动齿轮32的齿数，重锤33摆动时，第二齿轮30的转速更快，可以提高能量的利用率和转化效率。

本发明的多元结构往复动力发电装置通过第三安装架28安装在车身或船体上，当车或船行驶时，车身或船体发生震动或晃动，此时，重锤33摆动获取动力，并将动力通过摆动齿轮32传递给第二齿轮30，通过第二齿轮30上的棘爪与发电机1输入轴34上的棘轮3的啮合，将动力传输给发电机1进行发电。

实施例4

如图9所示，本实施例在实施例3的基础上进行改进，第三安装架28左右对称固定有两个第二安装板29，两个第二安装板29上均安装有发电机1，且两个发电机1的输入轴34相对设置并均固定安装有棘轮3，位于右侧的发电机1的输入轴34上通过轴承转动安装有第二齿轮30，第二齿轮30的两侧均安装有棘爪，且两个棘爪的朝向相反。

设置两个相对的发电机1，摆锤摆动时，将动力通过摆动齿轮32传递给第二齿轮30，第二齿轮30的两侧均安装有棘爪，因为两个棘爪的朝向相反，当摆锤向一个方向摆动时，第二齿轮30一侧的棘爪与相应一侧的发电机1的输入轴34上的棘轮3啮合，进行动力传递，该侧的发电机1接受动力发电，另一侧的不啮合，无动力传递，当摆锤向另一个方向摆动时，两个发电机1的工作状态则相反，如此，在摆锤向两个方向摆动时可以分别对两个发电机1传输动力，使两个发电机1分别发电，提高了能量的利用率，能量的转化效率高。

实施例5

本发明的多元结构往复动力发电装置不限于在车体或船体上使用，还可用作健身器材。本实施例在实施例1的基础上，取消底座5，将整个多元结构往复动力发电装置倒置，并通过支撑架固定支撑在地面上，将自由球体12取代为把手，在装置外部设置保护壳，即可用于老年人健身锻炼，同时发电。本实施例的其余结构及工作原理与实施例1相同。

实施例6

本实施例在实施例4的基础上，将整个多元结构往复动力发电装置倒置，并通过支撑架固定支撑在地面上，将重锤33取代为把手，在装置外部设置保护壳，即可用于老年人健身锻炼，同时发电。本实施例的其余结构及工作原理与实施例4相同。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。