流体动能转换设备的制作方法

1.本实用新型涉及能源转化技术领域，尤其涉及流体动能转换设备。


背景技术：

2.自古以来，自然界已经有诸多类型流体的动能通过转化设备加以利用，例如，以水流动能替代牛马之力推碾拉磨、以气流动能推帆替代人力划桨摇橹行舟。
3.以水流动能的利用为例，依据地势、地形、地质及水路交通、投入产出等诸多因素，目前很多大江长河中依势构建了一地一片形体的高坝蓄水储能、开闸放水的动力发电系统，但是目前对于水流动能的利用依赖于高坝蓄水储能，其成本非常高并且占用空间大。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种流体动能转化设备，其不依赖于高坝蓄水，且不影响江河流道的正常使用。
5.本实用新型还提出一种一种流体动能转换设备，包括互相作用的多组动力转化组件，每组所述动力转化组件包括：
6.多根导轨，适于设置在江河流道中；
7.卷帘组件，安装于所述导轨，且适于沿着所述导轨的长度方向顺流或者逆流运动；所述卷帘组件包括卷轴和适于随着所述卷轴转动收放的卷帘本体；
8.链带，连接所述卷帘组件，适于随着放卷状态下且朝着所述导轨的下游端部运动的所述卷帘组件运动，或者适于带动收卷状态下的所述卷帘组件朝着所述导轨的上游端部运动，沿着所述链带设置有若干啮合于所述链带的第一齿轮；
9.若干储能组件，动力耦合于所述第一齿轮，以转化所述第一齿轮的动能；
10.互相作用的所述动力转化组件的所述链带之间设置有齿轮组，顺流的所述卷帘组件通过所述齿轮组带动互相作用的另一个所述动力转化组件的所述卷帘组件逆流而上。
11.根据本实用新型实施例的流体动能转换设备，通过多种相互作用的动力转化组件存储江河流道中流体的能量，进而可以对自然中的流体动能加以利用。其中，对于每组动力转化组件而言：当其卷帘组件沿着导轨从其上游端部运动至下游端部的时候，可以实现流体动能的转化；当卷帘组件运动至下游端部的时候，此时互相作用的其他动力转化组件的链带会通过齿轮组带动当前动力转化组件的链带，以使得卷帘组件重新运动至导轨的上游端部，以进行下一次流体动能的转化。该种流体动能转化设备无需设置高坝蓄水储能。此外，由于导轨、卷帘组件和储能组件等可以基于江河流道的界面尺寸进行设计，进而可以保证不影响江河流道的正常使用。例如，江河流道中船只的通行或者鱼虾的游动等均不会受到流体动能转换设备的影响。
12.根据本实用新型的一个实施例，所述储能组件包括重力储能组件，所述重力储能组件包括对应所述上游端部设置的第一重力储能组件，以及对应所述下游端部设置的第二重力储能组件；所述第一重力储能组件用于在其中一个所述第一齿轮的作用下带动所述卷
轴放卷，所述第二重力储能组件用于在另外一个所述第一齿轮的作用下带动所述卷轴收卷；
13.所述动力转化组件还包括离合部件，所述离合部件包括：
14.第一离合部件，对应所述第一重力储能组件设置，适于在所述卷帘组件沿着所述导轨朝所述上游端部运动的过程中动力耦合所述第一重力储能组件以及与之对应的所述第一齿轮，且在所述卷帘组件到达所述上游端部的情况下脱开所述第一齿轮和所述第一重力储能组件，以使得所述第一重力储能组件带动所述卷轴放卷；
15.第二离合部件，对应所述第二重力储能组件设置，适于在所述所述卷帘组件沿着所述导轨朝着所述下游端部运动的过程中动力耦合所述第二重力储能组件以及与之对应的所述第一齿轮，且在所述卷帘组件到达所述下游端部的情况下脱开所述第一齿轮和所述第二重力储能组件，以使得所述第二重力储能组件带动所述卷轴收卷。
16.根据本实用新型的一个实施例，所述动力转化组件还包括：
17.第一行程控制组件，安装于所述链带或所述卷帘组件，适于随所述链带或所述卷帘组件运动，且所述第一行程控制组件运动至所述离合部件位置的情况下，用于控制所述离合部件在耦合或者脱开的位置之间切换；
18.所述第一行程控制组件包括：
19.两个第一楔形件，安装于所述卷帘组件，适于随着所述卷帘组件运动，且所述第一楔形件形成有第一楔形面；
20.所述离合部件包括：
21.第二齿轮；
22.两根齿条，位于所述第二齿轮的两侧且做反向直线运动，两根所述齿条的第一端和分别与运动中的所述第一楔形件的所述第一楔形面配合，并在所述第一楔形面的作用下做直线运动；所述齿条的第二端设置有第二楔形件，所述第二楔形件形成有第二楔形面；
23.第三齿轮；
24.第三楔形件，形成有与所述第二楔形面配合的第三楔形面，所述第三楔形件通过传动轴与所述第一齿轮单向同步转动，且所述第三楔形件适于随所述第二楔形面和所述第三楔形面的配合运动至耦合位置或者脱离位置，在所述耦合位置，所述第一齿轮通过所述传动轴连接所述第三齿轮；
25.所述重力储能组件包括：
26.竖杆；
27.配重件，安装于所述竖杆，且适于沿着所述竖杆升降，所述配重件设置有位于不同平面的第一齿段和第二齿段，所述第一齿段对应所述第三齿轮设置，所述第二齿段通过单向传动组件动力耦合于所述卷轴；
28.所述第二楔形面和所述第三楔形面配合，以带动所述传动轴耦合或者脱离所述第三齿轮；
29.所述传动轴耦合于所述第三齿轮的情况下，所述第一齿轮通过所述传动轴和所述第三齿轮带动所述配重件上升；所述传动轴脱离所述第三齿轮的情况下，所述配重件下降以带动所述卷轴放卷或者收卷。
30.根据本实用新型的一个实施例，还包括：
31.止挡组件，基于放卷的起止在锁止位置和解锁位置之间切换，放卷开始前，所述止挡组件切换至所述锁止位置，以将所述卷帘组件锁止于所述上游端部；放卷完成后，所述止挡组件切换至所述解锁位置，以避让所述卷帘组件随流体朝所述下游端部运动。
32.根据本实用新型的一个实施例，所述卷帘本体设置有第二行程控制组件，放卷完成的情况下，所述第二行程控制组件控制所述止挡组件由所述锁止位置切换至所述解锁位置；
33.所述卷帘组件设置有第三行程控制组件，所述第三行程组件安装于所述链带或所述卷帘组件，适于随所述链带或所述卷帘组件运动，所述第三行程控制组件适于在所述放卷开始前，控制所述止挡组件由所述锁止位置切换至所述解锁位置。
34.根据本实用新型的一个实施例，所述流体动能转换设备还包括：
35.网罩，形成有安装空间，多组所述动力转化组件安装于所述安装空间。
36.根据本实用新型的一个实施例，所述动力转化组件还包括：
37.网框，位于所述卷帘本体的下游，形成有所述卷帘本体的容纳空间，放卷完成的情况下，所述卷帘本体位于所述容纳空间。
38.根据本实用新型的一个实施例，所述网框的上游和下游分别设置有牵引架，所述牵引架包括多个连接于所述网框的安装臂，所有所述安装臂相交于安装接口，所述安装接口连接所述链带。
39.根据本实用新型的一个实施例，所述卷帘组件还包括：
40.传动方向相反的第一单向棘轮和第二单向棘轮，均安装于所述卷轴；
41.导向轴，安装于所述卷轴的下方；
42.张紧柔索，一端连接所述卷帘本体的底部，另一端绕过所述导向轴之后绕设于所述第二单向棘轮；
43.所述第一单向棘轮动力耦合于所述重力储能组件的第二齿段，且所述第一单向棘轮用于带动所述张紧柔索张紧，并带动所述第二单向棘轮朝着所述第一单向棘轮的反向运动，且所述第一单向棘轮通过所述第二单向棘轮带动所述卷轴转动。
44.根据本实用新型的一个实施例，所述储能组件包括第三储能组件，所述第三储能组件包括：
45.动力输出轴；
46.第五齿轮，啮合于部分所述第一齿轮；
47.第三单向棘轮，啮合于所述第一齿轮；
48.第四单向棘轮，啮合于所述第五齿轮；
49.所述第三单向棘轮和所述第四单向棘轮同向，且所述第三单向棘轮和所述第四单向棘轮均安装于所述动力输出轴；
50.所述动力输出轴的两端形成有动力输出接口，和/或，所述动力输出轴的两端设置有第一配件和第二配件。
51.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
52.为了更清楚地说明本实用新型实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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实用新型的一些实施例，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。
53.图1是本实用新型实施例的互相作用的多组动力转化组件的结构示意图；
54.图2是本实用新型实施例的动力转化组件沿着江河流道延伸方向的向视图，其中，卷帘本体部分放卷；
55.图3是本实用新型实施例的动力转化组件沿着江河流道延伸方向的向视图，其中，卷帘本体完全放卷；
56.图4是本实用新型实施例的动力转化组件的侧视示意图，其中，卷帘组件位于轨道的下游端部；
57.图5是本实用新型实施例的动力转化组件的侧视示意图，其中，卷帘组件位于轨道的上游端部；
58.图6是本实用新型实施例的第一楔形件和齿条之间的装配关系示意图；
59.图7是本实用新型实施例的离合部件和第一齿轮之间的装配关系示意图；
60.图8是本实用新型实施例的重力储能组件的结构示意图；
61.图9是本实用新型实施例的止挡组件的结构示意图；
62.图10是本实用新型实施例的止挡组件的爆炸示意图；
63.图11是本实用新型实施例的止挡组件的带透视效果的俯视示意图；
64.图12是本实用新型实施例的止挡组件的互相作用的多组动力转化组件的带有透视效果的结构示意图，其中，动力转化组件设置于网罩内；
65.图13是本实用新型实施例的滑动组件的正视示意图；
66.图14是本实用新型实施例的滑动组件的俯视示意图；
67.图15是本实用新型实施例的网框的正视示意图，其中，网框安装有滑动组件、第一楔形件等部件；
68.图16是本实用新型实施例的网框的侧视示意图，其中，网框安装有滑动组件、第一楔形件等部件；
69.图17是本实用新型实施例的网框的俯视示意图，其中，网框安装有滑动组件、第一楔形件等部件；
70.图18是本实用新型实施例的卷帘组件和网框的装配正视示意图，其中，卷帘本体处于完全放卷状态；
71.图19是本实用新型实施例的卷帘组件和网框的装配侧视示意图；
72.图20是本实用新型实施例的卷帘组件和网框的装配俯视示意图；
73.图21是本实用新型实施例的卷帘组件和网框的装配正视示意图，其中，卷帘本体处于完全收卷状态，且图中显示有牵引架；
74.图22是本实用新型实施例的卷帘组件的正视示意图，其中，卷帘本体处于完全放卷状态；
75.图23是本实用新型实施例的卷帘组件的正视示意图，其中，卷帘本体处于部分放
卷状态；
76.图24是本实用新型实施例的卷轴、第一单向棘轮和第二单向棘轮之间的装配关系示意图；
77.图25是本实用新型实施例的卷轴的结构示意图；
78.图26是本实用新型实施例的第一单向棘轮的结构示意图；
79.图27是本实用新型实施例的第二单向棘轮的结构示意图；
80.图28是本实用新型实施例的第一单向棘轮、第二单向棘轮、卷帘本体和张紧柔索的装配关系示意图；
81.图29是本实用新型实施例的卷帘组件和网框的装配正视示意图，其中，卷帘本体处于完全收卷状态，且图中未显示有牵引架；
82.图30是本实用新型实施例的卷帘组件和网框的装配侧视示意图，其中，卷帘本体处于完全收卷状态，且图中未显示有牵引架；
83.图31是本实用新型实施例的卷帘组件和网框的装配俯视示意图，其中，卷帘本体处于完全收卷状态，且图中未显示有牵引架；
84.图32是本实用新型实施例的单向传动组件的正视示意图；
85.图33是本实用新型实施例的单向传动组件的俯视示意图；
86.图34是本实用新型实施例的运动变速器件的正视示意图；
87.图35是本实用新型实施例的运动变速器件的俯视示意图；
88.图36是本实用新型实施例的第三储能组件的俯视示意图；
89.图37是本实用新型实施例的第三单向棘轮的结构示意图；
90.图38是本实用新型实施例的第四单向棘轮的结构示意图；
91.图39是本实用新型实施例的动力输出轴的结构示意图；
92.图40是本实用新型实施例的第三储能组件的部分结构和第一齿轮之间的装配关系示意图；
93.图41是本实用新型实施例的又一种第三储能组件的结构示意图；
94.图42是本实用新型实施例的又一种动力输出轴的结构示意图；
95.附图标记：
96.1、链带；2、卷帘组件；201、卷轴；202、卷帘本体；203、张紧柔索；204、第一单向棘轮；205、第二单向棘轮；206、导向轴；3、第一齿轮；4、导轨；5、齿轮组；6、第一重力储能组件；601、竖杆；602、配重件；6021、配重块；6022、多面柱齿条；60221、第一齿段；60222、第二齿段；7、第二重力储能组件；8、止挡组件；801、重力平衡件；802、锁栓；803、第四齿轮；804、固定桩；9、离合部件；901、第二齿轮；902、齿条；903、第二楔形件；9031、第二楔形面；904、第三楔形件；9041、第三楔形面；905、传动轴；906、第三齿轮；907、第一轴承；10、第一楔形件；101、第一楔形面；102、穿装孔；11、运动变速器件；12、网罩；121、前护网；122、侧护网；13、滑动组件；131、轮套；132、转轴；133、第二轴承；14、网框；1401、容纳空间；15、牵引架；151、安装臂；152、安装接口；16、单向传动组件；161、连接轴；162、单向棘轮本体；17、第三储能组件；1701、第三单向棘轮；1702、第四单向棘轮；1703、第三轴承；1704、动力输出轴；1705、输出接口；1706、第五齿轮；1707、第一配件；1708、第二配件。
具体实施方式
97.下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。
98.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
99.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
100.在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
101.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
102.请参见图1至图42，根据本实用新型实施例的流体动能转换设备，包括互相作用的多组动力转化组件，每组动力转化组件包括多根导轨4、卷帘组件2、链带1和若干储能组件。
103.多根导轨4用于设置在江河流道中。如图2和图3中所示，导轨4的数量可以为四根，进而在四根导轨4之间形成卷帘组件2的运动空间。当然，导轨4的数量和分布方式不受此处举例的限制，具体视卷帘组件2中卷帘本体202的结构以及其他相关因素而定。例如，导轨4也可以采用六根、八根、或者其他任意数量，只要满足卷帘组件2的安装需求，并使得卷帘组件2可以通过导轨4安装于江河流道，以对江河流道当中的流体动能加以利用即可。并且，对于导轨4的结构和材质也不做特殊要求。当然，由于导轨4设置于江河流道中，因此，导轨4可以尽量选择防锈的材质。
104.卷帘组件2安装于导轨4，且可以沿着导轨4的长度方向顺流或者逆流运动。其中，导轨4的长度方向对应于江河流道的延伸方向。导轨4可以采用直线结构，也可以采用曲线结构。为了保证流体动能转化设备的结构简单，流体动能转化设备尽可能选择江河流道的
直线段或者近似直线段进行安装，并且导轨4也尽可能选择直线结构。
105.卷帘组件2包括卷轴201和适于随着卷轴201转动收放的卷帘本体202。其中，卷帘本体202一般采用柔性卷帘板或者卷帘布的形式以便于收卷。当然，卷帘本体202的具体形式不受限制，只要卷帘本体202可以随着卷轴201的转动实现收卷和放卷即可。由于卷帘组件2是安装于江河流道当中，因此放卷的时候，卷帘本体202会受到一定的浮力。为了保证卷帘组件2顺利放卷，可以考虑卷帘组件2采用密度大于水的材质，也可以考虑卷帘组件2底部采用张紧结构，其中，张紧结构在下文当中会具体描述。
106.链带1连接卷帘组件2。其中，链带1用于在放卷状态下(包括完全放卷或者未完全放卷)且朝着导轨4的下游端部运动的卷帘组件2带动下顺流而下，或者链带1用于带动收卷状态下(包括完全收卷或者未完全收卷)的卷帘组件2朝着导轨4的上游端部运动。导轨4的下游端部指代的是导轨4对应江河流道下游的端部；导轨4的上游端部指代的是导轨4对应江河流道上游的端部，其中，“上游”和“下游”对于江河流道而言只是相对概念。当卷帘组件2顺着江河流道中的流体从上游向下游运动的时候，此时卷帘组件2可以带动链带1朝着导轨4的下游端部运动。当卷帘组件2要逆着流体从下游往上游运动的时候，链带1带动卷帘组件2朝着导轨4的上游端部运动，此时链带1的动力来源于另外一个卷帘组件2顺着流体运动的动力转化组件。链带1指代的是可以和齿轮结构啮合的链条或者传送带。
107.沿着链带1设置有若干啮合于链带1的第一齿轮3。若干储能组件动力耦合于第一齿轮3以存储第一齿轮3的动能。其中，当第一齿轮3采用带轮的结构形式的时候，此时链带1指代的是可以和带轮配合的传送带；当第一齿轮3采用普通齿轮的结构形式的时候，此时链带1指代的是可以和普通齿轮配合的链条。链带1一般设置呈环状，此时，链带1的运动方向指代的是连接于卷帘组件2的链带1段的运动方向。需要说明的是，图中有很多第一齿轮3并没有显示出，具体第一齿轮3沿着链带1的设置可以视需求而定。例如，需要取出流体动能的位置可以设置第一齿轮3；再例如，后续提及的第一重力储能组件6和第二重力储能组件7对应的位置可以设置第一齿轮3。
108.互相作用的动力转化组件的链带1之间设置有齿轮组5。其中，顺流的卷帘组件2通过齿轮组5带动互相作用的另一个动力转化组件的卷帘组件2逆流。当然，互相作用的动力转化组件的链带1之间之间除了设置有齿轮组5，显然还可以设置有其他传动部件。互相作用的动力转化组件的链带1分别朝着导轨4的上游端部和下游端部运动。图1中，链带1呈矩形环状，包括四段首尾连接的链带1段，下文以底部链带段(也即连接卷帘组件2的链带段)的运动方向表示链带1的运动方向以方便表述。如图1所示，假设互相作用的动力转化组件包括第一动力转化组件a和第二动力转化组件b(当然互相作用的动力转化组件还可以为三个甚至三个以上，下面仅以两个互相作用的动力转化组件为例进行说明)，第一动力转化组件a的卷帘组件2在流体作用下从江河流道的上游朝着下游运动，进而卷帘组件2带动第一动力转化组件a的链带1朝着导轨4的下游端部a2运动。第一动力转化组件a的链带1通过齿轮组5带动第二动力转化组件b的链带1，使得第二动力转化组件b的链带1朝着导轨4的上游端部a1运动，进而链带1可以带动卷帘组件2朝着导轨4的上游端部运动。其中，由于顺着流体运动的卷帘组件2处于放卷状态，而逆着流体运动的卷帘组件2处于收卷状态，进而对于多个互相作用的动力转化组件而言，其中一个卷帘组件2受到流体的推力远远大于另外一个卷帘组件2受到流体的阻力，由此多个互相作用的卷帘组件2整体受到顺着流体的推力，
以对流体的动能加以转化，其中，流体动能的转化包括先予以存储的情况，也包括直接利用的情况，也即储能组件既可以暂存流体动能，也可以对流体动能直接加以利用。
109.在互相作用的多组动力转化组件之间，除了设置有齿轮组5，还可以设置有任意其他传动部件，具体可以视多组动力转化组件之间的位置关系而定。例如多组动力转化组件可以并排设置在江河流道中，也即多组动力转化组件沿着江河流道的宽度方向分布。或者，多组动力转化组件也可以沿着江河流道的长度方向设置，此时，第一动力转化组件a的链带1的下游端和第二动力转化组件b的上游端之间通过齿轮组5动力耦合。对于第一动力转化组件a和第二动力转化组件b而言，假设第一动力转化组件a的卷帘组件2朝着下游运动，则第二动力转化组件b的卷帘组件2朝着上游运动，第一动力转化组件a的链带1通过齿轮组5给第二动力转化组件b的逆流运动提供动力；反之，假设第一动力转化组件a的卷帘组件2朝着上游运动，则第二动力转化组件b的卷帘组件2朝着下游运动，第二动力转化组件b的链带1通过齿轮组5给第一动力转化组件a的逆流运动提供动力。
110.根据本实用新型实施例的流体动能转换设备，通过多种相互作用的动力转化组件存储江河流道中流体的能量，进而可以对自然中的流体动能加以利用。其中，对于每组动力转化组件而言：当其卷帘组件2沿着导轨4从其上游端部运动至下游端部的时候，可以实现流体动能的转化；当卷帘组件2运动至下游端部的时候，此时互相作用的其他动力转化组件的链带1会通过齿轮组5带动当前动力转化组件的链带1，以使得卷帘组件2重新运动至导轨4的上游端部，以进行下一次流体动能的转化。该种流体动能转化设备无需设置高坝蓄水储能。此外，由于导轨4、卷帘组件2和储能组件等可以基于江河流道的界面尺寸进行设计，进而可以保证不影响江河流道的正常使用。例如，江河流道中船只的通行或者鱼虾的游动等均不会受到流体动能转换设备的影响。
111.根据本实用新型实施例的流体动能转换设备，导轨4设计为直线段，相应的尽可能选择直线段的江河流道。此时导轨4的长度可以由江河流道的条件选定。例如，导轨4的长度可以选择为5米左右，或者也可以远大于5米(例如20米、30米、50米甚至更长)，进而沿着导轨4的长度方向，可以设置多个啮合于链带1的第一齿轮3。由此，通过任何第一齿轮3都可以取出流体动能，以实现流体动能的最大转化。
112.根据本实用新型的实施例，储能组件包括重力储能组件，重力储能组件包括对应上游端部设置的第一重力储能组件6，以及对应下游端部设置的第二重力储能组件7；第一重力储能组件6用于在其中一个第一齿轮3的作用下带动卷轴201放卷，第二重力储能组件7用于在另外一个第一齿轮3的作用下带动卷轴201收卷。此时，流体动能转换设备中卷帘组件2的收卷和放卷通过流体动能的转化实现，无需额外设置其他控制部件。当然，也可以设置具有自动升降效果的卷帘组件2，进而卷帘组件2运动到上游端部的时候可以自动放卷，运动到下游端部的时候可以自动收卷。其中，对于具有自动升降效果的卷帘组件2而言，其可以在导轨4、卷帘组件2和链带1中的至少其中一个的相关位置设置传感器，进而通过传感器感应卷帘组件2的位置，并基于卷帘组件2的位置控制卷帘组件2自动升降。
113.根据本实用新型的实施例，在具有第一重力储能组件6和第二重力储能组件7的情况下，动力转化组件还包括离合部件9，也即对应第一重力储能组件6的第一离合部件，以及对应第二重力储能组件7的第二离合部件。
114.也即，在第一齿轮3通过第一重力储能组件6带动卷轴201放卷的情况下，第一离合
部件对应第一重力储能组件6设置，用于在卷帘组件2沿着导轨4朝上游端部运动的过程中动力耦合第一重力储能组件6以及与之对应的第一齿轮3，且在卷帘组件2到达上游端部的情况下脱开第一齿轮3和第一重力储能组件6，以使得第一重力储能组件6带动卷轴201放卷。也即，通过第一离合部件的作用，可以保证第一齿轮3的动能转化成第一重力储能组件6的重力势能，且第一重力储能组件6的重力势能用于带动卷轴201转动实现放卷。其中，可以在卷帘组件2位于导轨4的上游端部附近，且开始朝着下游端部运动的过程中，耦合第一重力储能组件6以及与之对应的第一齿轮3，以使得下次卷帘组件2由下游端部朝着上游端部运动的过程可以实现储能。当卷帘组件2沿着导轨4由上游端部开始朝着下游端部的过程中，请参见图7，由于对应的第一齿轮3采用的是单向棘轮的结构形式(参考图32和图33)，进而卷帘组件2顺流而下的过程中不会带动第一重力储能组件6运动；只有卷帘组件2逆流而上的时候，此时对应第一离合部件的第一齿轮3可以带动第一重力储能组件6储能。
115.同样的，第一齿轮3也可以通过第二重力储能组件7带动卷轴201收卷。并且，此时动力转化组件还包括对应第二重力储能组件7设置的第二离合部件，第二离合部件适于在卷帘组件2沿着导轨4朝着下游端部运动的过程中动力耦合第二重力储能组件7以及与之对应的第一齿轮3，且在卷帘组件2到达下游端部的情况下脱开第一齿轮3和第二重力储能组件7，以使得第二重力储能组件7带动卷轴201收卷。当卷帘组件2在下游端部附近，且开始朝着上游端部运动的过程中，可以触发第二离合部件动力耦合第二重力储能组件7。不过在卷帘组件2朝着上游端部运动的过程中，由于对应第二重力储能组件7的第一齿轮3，其也如图7所示采用的是单向棘轮机构(参考图32和图33)，因此该过程第二重力储能组件7不运动。
116.以上离合部件9可以采用自动离合，进而离合部件9可以基于卷帘组件2的位置切换位置，当然离合部件9也可以由第一行程控制组件控制。具体的，动力转化组件还包括第一行程控制组件，第一行程控制组件安装于链带1或卷帘组件2，且第一行程控制组件随链带1或卷帘组件2运动。当第一行程控制组件运动至离合部件9位置的情况下，用于控制离合部件9在耦合或者脱开的位置之间切换。
117.请参见图3和图6至图8，第一行程控制组件包括两个第一楔形件10，第一楔形件10安装于卷帘组件2且随着卷帘组件2运动，第一楔形件10形成有第一楔形面101。此外，离合部件9包括第二齿轮901、两根齿条902、第三楔形件904和第三齿轮906。其中，两根齿条902位于第二齿轮901的两侧且做反向直线运动，也即当其中一根齿条902向下运动的时候，则另外一根齿条902向上运动，反之也一样。齿条902的第一端安装有第一轴承907，两根齿条902第一端的第一轴承907和分别和两个第一楔形件10的第一楔形面101配合，并在第一楔形面101的作用下做直线运动；齿条902的第二端设置有第二楔形件903，第二楔形件903形成有第二楔形面9031；第三楔形件904形成有与第二楔形面9031配合的第三楔形面9041，第三楔形件904通过传动轴905与第一齿轮3连接，且第一齿轮3只可以带动第三楔形件904朝着一个设定方向转动，也即传动轴905与第一齿轮3单向同步转动。第二楔形面9031和第三楔形面9041之间的配合，可以带动第三楔形件904运动。第三楔形件904具有耦合位置和脱离位置。在耦合位置，第一齿轮3通过传动轴905连接第三齿轮906；在脱离位置，第一齿轮3虽然可以和传动轴905耦合，但是传动轴905随着第三楔形件904运动而脱离第三齿轮906，进而此时第一齿轮3和第三齿轮906互相独立。
118.第一楔形件10可以设置有穿装孔102，进而第一楔形件10可以通过穿设于穿装孔
102的穿装件安装至卷帘组件2。通过穿装件的设置，可以使得第一楔形件10的安装角度可调，进而保证第一楔形面101和齿条902之间的配合。
119.通过图1至图5发现，每个第一行程控制组件包括两个朝向相反的第一楔形件10，其两个第一楔形件10前后设置。进而第一行程控制组件中的其中一个第一楔形件10可以和图7中其中一个齿条902作用，以控制传动轴905连接第三齿轮906；另外一个第一楔形件10可以和图7中另外一个齿条902作用，以控制传动轴905脱离第三齿轮906。当然，两个第一楔形件10的位置关系不受附图的限制，只要随着卷帘组件2和链带1运动的过程中，可以在不同时候，分别和第二齿轮901两侧的齿条902配合，以带动离合部件实现状态切换即可。重力储能组件包括竖杆601和配重件602。其中，配重件602安装于竖杆601，且配重件602可以沿着竖杆601升降。此处的配重件602指代的是具有一定重力，进而可以在离合部件9处于脱离位置的时候下降以带动卷帘组件2收卷或者放卷的任何结构。其中，配重件602设置有位于不同平面的第一齿段60221和第二齿段60222。第一齿段60221对应第三齿轮906设置，第二齿段60222通过单向传动组件16动力耦合于卷轴201。
120.图8中，第二齿段60222和第一齿段60221的齿形不同。其中，第一齿段60221较密，第二齿段60222较梳。随着卷帘组件2沿着导轨4的一端运动至另外一端，第三齿轮906由第一齿段60221的底端运动至顶端；随着配重件602由竖杆601的上极限位置运动至下极限位置，卷轴201完成收卷或者放卷。配重件602包括上下两个配重块6021以及位于两个配重块6021之间的多面柱齿条6022，多面柱齿条6022形成有第一齿段60221和第二齿段60222。
121.传动轴905耦合于第三齿轮906的情况下，第一齿轮3通过传动轴905和第三齿轮906带动配重件602上升；传动轴905脱离第三齿轮906的情况下，配重件602下降以带动卷轴201放卷或者收卷。
122.具体的，当第一齿轮3通过离合部件9和第三齿轮906耦合的时候，此时第一齿轮3可以带动第三齿轮906转动，第三齿轮906转动的时候和第一齿段60221配合，以使得配重件602沿着竖杆601上升。该过程配重件602存储重力势能。当卷帘组件2运动至导轨4的上游端部，此时第一齿轮3和第三齿轮906脱离，此时在配重件602的重力作用下，配重件602下降以带动单向传动组件16运动，进而带动卷轴201收卷或者放卷。
123.由于第一重力储能组件6的第一离合部件和第一行程控制组件，其工作原理和第二重力储能组件7的第二离合部件和第二行程控制组件的工作原理类似，因此此处仅仅以第一重力储能组件6的第一离合部件和第一行程控制组件为例进行说明。具体的，当第一重力储能组件6的第一行程控制组件的其中一个第一楔形件10处于导轨4的上游端部附近，且由上游端部朝着下游端部运动的时候，此时该第一楔形件10作用于图7中第一离合部件的左侧的齿条902，左侧的齿条902向下运动并带动第二齿轮901逆时针转动，第二齿轮901逆时针转动带动右侧的齿条902向上运动。与此同时，左侧齿条902连接的第二楔形件903，其第二楔形面9031作用于第三楔形件904左侧的第三楔形面9041，使得第三楔形件904向右运动，此时传动轴905和第三齿轮906耦合，以使得下次卷帘组件2由下游端部朝着上游端部运动的时候，此时离合部件9处于耦合状态，进而第一齿轮3可以带动第一重力储能组件6储能。
124.当第一重力储能组件6的第一行程控制组件，其另外一个第一楔形件10随着卷帘组件2朝着导轨4的上游端部运动，且处于上游端部附近的时候，此时，第一楔形件10作用于
第一离合部件的右侧的齿条902，右侧的齿条902向下运动并带动第二齿轮901顺时针转动，第二齿轮901顺时针转动带动左侧的齿条902向上运动。与此同时，右侧齿条902连接的第二楔形件903，其第二楔形面9031作用于第三楔形件904右侧的第三楔形面9041，使得第三楔形件904向左运动，此时传动轴905和第三齿轮906脱离，以使得第一重力储能组件6在重力作用下带动处于上游端部的卷帘组件2实现放卷。
125.根据本实用新型的实施例，流体动能转换设备还包括止挡组件8。其中，止挡组件8基于放卷的起止在锁止位置和解锁位置之间切换，放卷开始前，止挡组件8切换至锁止位置，以将卷帘组件2锁止于上游端部；放卷完成后，止挡组件8切换至解锁位置，以避让卷帘组件2，使得卷帘组件2可以随流体朝下游端部运动。
126.此处的止挡组件8可以采用自动控制组件，也即，可以基于传感器的设置检测卷帘组件2的位置和状态。具体的，当传感器检测到卷帘组件2运动到上游端部，此时可以基于检测结果控制止挡组件8转动，使得止挡组件8切换至锁止位置，以将卷帘组件2锁止于当前的位置；当传感器检测到卷帘组件2在上游端部且卷帘本体202完成了放卷，此时可以基于检测结果控制止挡组件8转动，使得止挡组件8切换至解锁位置，进而放卷完成之后的卷帘组件2可以随着流体再次朝着下游运动。其中，止挡组件8的作用在于防止放卷完成之前卷帘组件2在流体冲刷下朝向下游运动。并且，只有充分放卷，才可以使得卷帘本体202和流体的接触面积更大，进而更大程度的利用流体的动能。
127.当然，止挡组件8也可以通过第二行程控制组件和第三行程控制组件控制切换位置。具体的，卷帘本体202设置有第二行程控制组件，放卷完成的情况下，第二行程控制组件控制止挡组件8由锁止位置切换至解锁位置；卷帘组件2设置有第三行程控制组件，第三行程组件安装于链带1或卷帘组件2，适于随链带1或卷帘组件2运动，第三行程控制组件适于在放卷开始前，控制止挡组件8由锁止位置切换至解锁位置。该种情况下，止挡组件8的位置切换可以直接在流体动能的作用下由卷帘组件2或者链带1确定，无需额外设置动力源。
128.第二行程控制组件和第三行程控制组件的结构可以参考前文中的第一楔形件10、齿条902和第二齿轮901的结构。具体的，第二行程控制组件的第一楔形件10形成有第一楔形面，第一楔形面作用于第二齿轮901其中一侧的齿条902(参考离合部件9的结构)。齿条902带动第二齿轮901正向转动的时候，第二齿轮901可以带动止挡组件8的第四齿轮803正向转动。同样的，第三行程组件的第一楔形件10的楔形面可以作用于第二齿轮901另外一侧的齿条902。齿条902带动第二齿轮901反向转动的时候，第二齿轮901可以带动止挡组件8的第四齿轮803反向转动。
129.图9至图11中，止挡组件8包括重力平衡件801、锁栓802、第四齿轮803和固定桩804。重力平衡件801、锁栓802和锁栓802都安装于固定桩804，且可以绕着固定桩804转动。当第二行程控制组件的楔形面带动第四齿轮803正向转动，第四齿轮803带动重力平衡件801转动，进而只需要很小的外力就可以带动锁栓802转动至锁止位置，请参考图5，锁栓802的锁止位置也即对应止挡组件8的锁止位置，也即，止挡组件8的锁止是通过锁栓802实现的。当第三行程控制组件的楔形面带动第四齿轮803反向转动，第四齿轮803带动重力平衡件801转动，同样只需要很小的外力就可以带动锁栓802转动至解锁位置，请参考图4，锁栓802的解锁位置也即对应止挡组件8的解锁位置。锁栓802可以通过转动90
°
或者其他任意角度实现锁止或者解锁。
130.根据本实用新型的实施例，流体动能转换设备还包括网罩12，网罩12形成有安装空间，多组动力转化组件安装于安装空间。网罩12的作用在于防止外部的杂物进入安装空间，避免影响动力转化组件的正常工作。例如，网罩12包括前护网121和侧护网122。其中，前护网121安装于江河流道中动力转化组件的上游。前护网121可以设计呈弧形，进而对流经前护网121的杂物有一定的导向作用，使得杂物可以沿着弧形前护网121向两侧流动。在此基础上，侧护网122可以进一步保护动力转化组件，避免杂物基础动力转化组件。
131.图12中，前护网121的高度高于侧护网122。当然，也可以将侧护网122设计的和前护网121一样高。
132.根据本实用新型的实施例，动力转化组件还包括网框14，网框14位于卷帘本体202的下游，形成有卷帘本体202的容纳空间1401，放卷完成的情况下，卷帘本体202位于容纳空间1401。该种情况下，通过网框14的设置，可以对卷帘本体202的结构起到加强作用，防止卷帘本体202在流体冲击下变形甚至损坏。并且，由于流体可以正常通过网框14，进而网框14的设置不影响卷帘组件2的运动。其中，网框14的材质选择要保证其具有一定的结构强度。此外，网框14的细密程度不宜太大，以防止收卷的情况下，网框14和卷帘组件2一起逆着流体运动的时候受到的阻力过大。为了使得网框14和卷帘组件2一起运动，可以将卷帘组件2的卷轴201安装于网框14的边缘。当然，网框14和卷帘组件2也可以采用其他配合方式。当然，当卷帘本体202强度足够的情况下，也可以不设置网框14。
133.在设置有网框14的情况下，将网框14安装于导轨4，且卷帘组件2安装于网框14，进而卷帘组件2通过网框14沿着导轨4运动。其中，为了保证网框14沿着导轨4顺畅运动，可以在网框14的边缘安装滑动组件13。请参见图13和图14，滑动组件13包括轮套131和安装于轮套131的转轴132，转轴132通过第二轴承133安装于轮套131，且转轴132的两端呈球状或者球缺状。在此基础上，轮套131的一端固定于网框14，轮套131的另一端和转轴132均位于导轨4的导槽中。轮套131和转轴132与导槽内部的接触面积均较小，进而可以保证滑动组件13和导轨4之间摩擦阻力较小。
134.图15至图21中，网框14呈矩形盒状。前述第一楔形件10可以安装于网框14的边缘。此外，滑动组件13的数量可以为四个，且对应四根导轨4设置。
135.根据本实用新型的实施例，请参见图18至图21，网框14的上游和下游分别设置有牵引架15，牵引架15包括多个连接于网框14的安装臂151，所有安装臂151相交于安装接口152，安装接口152连接链带1。通过牵引架15的设置，可以保证链带1运动的平稳。
136.根据本实用新型的实施例，结合图22至图28，卷帘组件2还包括传动方向相反的第一单向棘轮204和第二单向棘轮205，此外卷帘组件2还包括导向轴206和张紧柔索203。第一单向棘轮204和第二单向棘轮205均安装于卷轴201；导向轴206安装于卷轴201的下方；张紧柔索203一端连接卷帘本体202的底部，另一端绕过导向轴206之后绕设于第二单向棘轮205。第一单向棘轮204动力耦合于重力储能组件的第二齿段60222，且第一单向棘轮204用于带动张紧柔索203张紧，并带动第二单向棘轮205朝着第一单向棘轮204的反向运动，且第一单向棘轮204通过第二单向棘轮205带动卷轴201转动。假设第一单向棘轮204在外力作用下顺时针转动，此时张紧柔索203带动第二单向棘轮205逆时针转动，以保证张紧柔索203处于张紧状态，进而保证卷帘本体202放卷或者收卷的顺畅。反之，如果第一单向棘轮204在外力作用下逆时针转动，此时张紧柔索203带动第二单向棘轮205顺时针转动，以保证张紧柔
索203处于张紧状态。张紧柔索203可以采用张紧绳、张紧钢丝或者张紧链条等形式。
137.根据本实用新型的实施例，当流体动能转换设备包括重力储能组件的时候，第一单向棘轮204动力耦合于重力储能组件的第二齿段60222。进而，第二齿段60222可以通过单向传动组件16带动第一单向棘轮204转动。其中，单向传动组件16同样可以采用单向棘轮的结构形似，请参见图32和图33，包括连接轴161以及安装于连接轴161的单向棘轮本体162。当然，单向传动组件16的具体结构形式不受限制，只要重力储能组件的配重件602上升的时候无法带动卷轴201转动，而重力储能组件的配重件602下降的时候可以带动卷轴201转动即可。此外，请参见图34和图35，在本实用新型实施例中，多处均可以设置运动变速器件11，通过运动变速器件11中多级传动齿实现传动比的设置。例如，在第二齿段60222和重力储能组件之间可以设置以上运动变速器件11。
138.根据本实用新型的实施例，请参见图36至图42，储能组件还可以包括第三储能组件17。其中，第三储能组件17包括和第一齿轮3啮合的第五齿轮1706，以及啮合于当前第一齿轮3的第三单向棘轮1701，和啮合于第五齿轮1706的第四单向棘轮1702。其中，第三单向棘轮1701和第四单向棘轮1702同向，且均安装于同一动力输出轴1704上。此处“第三单向棘轮1701和第四单向棘轮1702同向”指代的是：第三单向棘轮1701和第四单向棘轮1702均可以顺指针带动动力输出轴1704转动，而逆时针则无法带动动力输出轴1704转动；或者，第三单向棘轮1701和第四单向棘轮1702均可以逆时针带动动力输出轴1704转动，而顺时针则无法带动动力输出轴1704转动。由此，不论链带1朝着导轨4的什么方向运动，此时第一齿轮3只能带动动力输出轴1704单向运动。具体的，请参见图40至图42，假设链带1带动第一齿轮3顺时针转动，此时啮合于第一齿轮3的第五齿轮1706逆时针运动，进而第三单向棘轮1701逆时针转动，第四单向棘轮1702顺时针运动，此时第四单向棘轮1702带动动力输出轴1704转动，第三单向棘轮1701不作用；链带1带动第一齿轮3逆时针转动，此时啮合于第一齿轮3的第五齿轮1706顺时针运动，进而第三单向棘轮1701顺时针转动，第四单向棘轮1702逆时针运动，此时第三单向棘轮1701带动动力输出轴1704转动，第四单向棘轮1702不作用。由此，动力输出轴1704始终朝着一个方向连续转动，以实现流体动能的转化。
139.动力输出转轴132的两端可以设计呈非圆形的动力输出接口1705。进而，动力输出转轴132可以通过动力输出接口1705连接外部。例如，图41中，对应动力输出轴1704的两端分别设置有第一配件1707和第二配件1708。其中，第一配件1707和第二配件1708可以为动力输出齿轮。此外，通过图41发现，第三储能组件17通过第三轴承1703安装。
140.根据本实用新型的实施例，为了充分利用流体的动能，可以合理选择江河流道中卷帘组件2的安装深度。其中，江河流道中越深的地方流体的流速越低，进而对应流体的动能越小，因此在江河流道深度足够的情况下，尽可能将卷帘组件2对应江河流道的上部安装。并且，通过合理设置动力转化组件在江河流道中的位置，可以使得外部基本看不到流体动能转换设备。
141.根据本实用新型的实施例，沿着江河流道可以设置很多个互相作用的多组动力转化组件，进而可以对江河流道中的流体动能予以充分利用。并且，本实用新型实施例的流体动能转换设备，对于江河流道没有特殊要求，只要具有一定宽度、深度且包括相对平直的流段即可。
142.下面结合附图对本实用新型的其中一种实施例进行具体描述：
143.请参见图1至图42，流体动能转换设备包括沿着江河流道长度方向分布的若干互相作用的动力转化组件。对于互相作用的动力转化组件，其链条之间设置有齿轮组5，齿轮组5包括多个第一齿轮3，且齿轮组5的第一齿轮3对应链条的中部设置。链条呈矩形环状，网框14呈矩形盒状，在矩形盒状网框14的上游安装有卷帘组件2，卷帘组件2的卷轴201可相对网框14转动。网框14的上游和下游两侧分别安装有牵引架15，牵引架15包括四根安装臂151，其中，四根安装臂151上下对称且左右对称，且四根安装臂151相交于安装接口152。链条连接于安装接口152。此外，网框14上下边缘分别设置有第一楔形件10。在导轨4的上游端部位置安装有止挡组件8，止挡组件8在第二行程控制组件和第三行程控制组件的作用下切换位置。
144.当卷帘组件2运动至上游端部的时候，第二行程控制组件控制止挡组件8运动至锁止位置，将卷帘组件2和网框14锁止于上游端部。之后，卷帘组件2开始在第一重力储能组件6的作用下放卷，放卷完成的时候，第三行程控制组件控制止挡组件8运动至解锁位置，使得卷帘组件2和网框14在流体冲击下朝着下游端部运动。
145.在卷帘组件2和网框14从上游端部开始运动的时候，第二离合部件处于耦合的状态，使得对应第二重力储能组件7的第一齿轮3和第二重力储能组件7的第三齿轮906啮合。进而，在卷帘组件2和网框14朝着下游端部运动的过程中，第二重力储能组件7的配重件602存储重力势能。此外，该过程中，第一齿轮3通过第三储能组件17转换流体动能。当卷帘组件2和网框14运动至下游端部，此时第二重力储能组件7的配重件602，其第一齿段60221的第三齿轮906通过第二离合部件脱离于第一齿轮3，进而第二重力储能组件7的配重件602在重力作用下下降，并带动卷轴201收卷。
146.在卷帘组件2和网框14从下游端部开始运动的时候，第一离合部件处于耦合状态，使得对应第一重力储能组件6的第一齿轮3和第一重力储能组件6的第三齿轮906啮合。进而，在卷帘组件2和网框14朝着上游端部运动的过程中，第一重力储能组件6的配重件602存储重力势能。当卷帘组件2和网框14运动至上游端部，此时第一重力储能组件6的配重件602，其第一齿段60221的第三齿轮906通过第一离合部件脱离于第一齿轮3，进而第一重力储能组件6的配重件602在重力作用下下降，并带动卷轴201放卷。
147.如此往复，实现卷帘组件2在上游端部的放卷，以及卷帘组件2在下游端部的收卷。且第一动力转化组件a的卷帘组件2顺流而下的时候，带动第二动力转化组件b逆流而上；第二动力转化组件b顺流而下的时候，带动第一动力转化组件a逆流而上。由此，卷帘组件2持续不断的从上游端部往下游端部运动，以实现流体动能的持续转化。此外，重力储能组件不断实现重力势能的存储和释放。
148.本实用新型实施例的流体动能转换设备，其所有部件的位置或者状态切换完全自我实现，无需额外设置任何动力部件，可以自主完成从流体动能-往复旋转动形-连续旋转动力动形的全流程。且该种流体动能转换设备，其不排物、不散热、不震动也不产生噪音，可以在利用流体动能的同时，满足环保要求。
149.以上实施方式仅用于说明本实用新型，而非对本实用新型的限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。