一种弹力发电装置及该装置的应用

技术领域

本申请涉及一种发电装置，尤其涉及一种弹力发电装置，还涉及利用该装置的应用。

背景技术

随着社会的发展，能源的需求越来越大，传统能源虽然还是能源的主要组成，但随着传统能源持续开采，储量的降低，以及相关的环境问题，需要增强电能、风能等无污染新能源的开发和利用，以在部分领域利用新能源取代传统能源。

人们常接触的新能源是汽车动力领域，随着新能源汽车的逐步开发、升级，尤其是电动汽车中电能的合理利用，机械能向电能的转换已经在该领域取得了一定的技术积累。

现有技术中的能量转化装置大多采用在主动力轴上分离出一部分动力，分离出的动力再通过发电装置转化为电能，该动力转化方式势必有损主动力输出，且在能力转化过程中必然有动力损耗，其实反而是增大了整体能量的浪费。

发明内容

本申请的目的在于提出一种可将势能合理转化成电能的一种弹力发电装置；在此目的的基础上，本申请的另一目的是，提出一种弹力发电装置的应用。

本申请的目的是这样实现的：一种弹力发电装置，包括向转子施压的悬挂单元，在悬挂单元下吊挂有转子，驱动装置驱动转子转动，转子驱动发电装置发电；所述转子包括若干同轴间隔设置的转盘，每一个转盘的圆周面上设置有一个动力转化单元；所述若干转盘套于同一转轴上，转盘与驱动装置联动，转轴与发电装置联动；

所述动力转化单元包括设置于转盘上可位移的杆体，杆体外端一体连接有底座；所述杆体侧设置有斜连杆，所述斜连杆与一从动轮联动，所述从动轮通过单向轴承套接于前述转轴上。

转轴两端与内框架转动相连，并伸出内框架，所述内框架通过悬挂单元吊挂在外框架内，在外框架底部设置有承压辊，所述承压辊与前述动力转化单元的底座滚动接触；外框架为框架结构，包括顶部横梁和两侧壁，在两侧壁上开设有限位孔，前述转轴两端由限位孔伸出；转轴的伸出一端上设置有动力输出轮；在顶部横梁上开设有若干螺孔。

所述悬挂单元包括若干设置在外框架顶部横梁处的弹簧，所述弹簧下端与前述内框架顶部相连；所述悬挂单元还包括设置在外框架顶部横梁下的压板，压板下端面与所述弹簧的上端固定相连，弹簧下端与内框架顶部相连；压板上端面固定连接有螺杆，螺杆上部与外框架的顶部横梁处螺孔旋接并伸出，伸出部上装设有手轮。

所述转子还包括套接在转轴动力输入端的动力输入轮，动力输出端的动力输出轮，所述动力输入轮由驱动装置驱动，所述动力输出轮与发电装置的动力输入端联动；在外框架内或外设置有若干蓄电单元，蓄电单元与所述的发电装置的电流输出端电路相连。

在所述动力输入轮圆周面上设置有若干动力输入杆，所述动力输入杆与其相邻的转盘相连，并带动该转盘转动；各转盘间通过连杆相连联动，连杆贯穿各转盘3-2；在转盘、动力输入轮与转轴间设置有轴承。

所述动力转化单元包括通过单向轴承套接于转轴外的齿轮，固定于转盘圆面上的导向环，导向环内侧的转盘圆面上设置有插座；杆体穿插于导向环内；在杆体下端一体连接有底座，在杆体上端设置有插头，所述插头插入前述插座内；在插头和插座间设置有复位弹簧；在杆体侧面连接有斜连杆，斜连杆内端连接有齿条，齿条与前述齿轮啮合联动；在齿条侧设置有限位桩；所述底座下端面为圆弧面，其上设置有防滑橡胶层。

所述动力转化单元包括通过单向轴承套接于转轴外的凸轮，固定于转盘圆面上的导向环，导向环内侧的转盘圆面上设置有插座；杆体穿插于导向环内；在杆体下端一体连接有底座，在杆体上端设置有插头，所述插头插入前述插座内；在插头和插座间设置有复位弹簧；在杆体侧面连接有斜连杆，斜连杆内端与前述凸轮铰接联动；所述底座下端面为圆弧面，其上设置有防滑橡胶层。

在各转盘间连接有支撑环，在支撑环上开设有通孔，前述杆体由所述通孔伸出，伸出端一体连接有底座；支撑环与转盘间形成空腔，在最左侧的转盘上开设有注油孔，最右侧的转盘上不开设注油孔，其余各转盘上开设有流通孔。

一种弹力发电装置的应用，包括以下步骤：

步骤一、转子的安装：根据权利要求1、2所述，在外框架内通过悬挂单元吊挂内框架，并在内框架内安装转子，转子的动力输入端与驱动装置联动，动力输出端与发电装置联动；

步骤二、压力的调节：根据权利要求3所述，通过手轮调节压板的高度，从而调节弹簧对内框架的压力，也即调节转子的高度，使得转子内的转轴处于限位孔的最下端；

步骤三、发电：通过驱动装置带动转子的转盘转动，使得转盘上的动力转化单元依次通过承压辊受压，动力转化单元的底座受压向内移动，从而带动杆体、斜连杆向上移动，进而驱动从动轮转动，带动转轴转动；后续的动力转化单元依次受压，依次驱动转轴，将压力转变为对转轴的连续驱动力，最终带动发电装置持续发电；

步骤四、电能的储存、使用：发电装置将电能传输到蓄电单元内进行储存，蓄电单元内的电能可供驱动装置使用，也可供外接的负载使用。

进一步的，在最外侧的转盘上设置有随转盘转动的主动力输出轮；主动力输出轮将驱动装置的动力向外提供。

由于实行上述技术方案，本申请通过若干动力转化单元依次带动转轴，并带动发电装置进行发电，产生的电能可存储在蓄电单元内以待使用，实现了在转子转动过程中将势能转化为电能的目的。

本申请整体结构合理，故障率很低，在转动过程中不是利用动力源的动力进行发电，而是利用转子在转动过程中压迫动力转化单元，并带动发电装置进行发电，虽然转子的自重及传动势必会损耗一部分动力输出，但从整体上看损耗的动力远小于通过动力转化单元转化的电能，从而实现在动力输入、输出所受影响很小的前提下，进行电能的转换，能量转化率高效。

附图说明

本发明的具体结构由以下的附图和实施例给出：

图1是本申请的结构示意图；

图2是本申请的侧视结构示意图；

图3是转子的结构示意图；

图4是带有齿条传动的动力转化装置结构示意图；

图5是偏心轮传动的动力转化装置结构示意图；

图6是带有齿条传动的动力转化单元结构示意图；

图7是带有偏心轮传动的动力转化单元结构示意图；

图8是A部放大图；

图9是带有支撑环的转子结构示意图。

图例：1、外框架，2、悬挂单元，3、转子，3-1、动力输入杆，3-2、转盘，3-3、连杆，3-4、动力转化单元，3-411、限位桩，3-412、齿条，3-413、斜连杆，3-414、杆体，3-415、底座，3-416、导向环，3-417、复位弹簧，3-418、插头，3-419、插座，3-420、单向轴承，3-421、齿轮，3-422、凸轮，3-5、分隔圈，3-6、注油孔，3-7、支撑环，4、转轴，5、承压辊，6、内框架，7、蓄电单元，8、发电装置，9、驱动装置，10、动力输出轮，11、限位孔，12、动力输入轮。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

实施例1：如图1至8所示，一种弹力发电装置包括向转子3施压的悬挂单元2，在悬挂单元2下吊挂有转子3，驱动装置9驱动转子3转动，转子3驱动发电装置8发电；所述转子3包括若干同轴间隔设置的转盘3-2，每一个转盘3-2的圆周面上设置有一个动力转化单元3-4；所述若干转盘3-2套于同一转轴4上，转盘3-2与驱动装置1联动，转轴4与发电装置6联动；

所述动力转化单元3-4包括设置于转盘3-2上可位移的杆体3-414，杆体3-414外端一体连接有底座3-415；所述杆体3-414侧设置有斜连杆3-413，所述斜连杆3-413与一从动轮联动，所述从动轮通过单向轴承3-420套接于前述转轴4上。

进一步的，如图1、2所示，转轴4两端与内框架6转动相连，并伸出内框架6，所述内框架6通过悬挂单元2吊挂在外框架1内，在外框架1底部设置有承压辊5，所述承压辊5与前述动力转化单元3-4的底座3-415滚动接触。

进一步的，外框架1为框架结构，包括顶部横梁和两侧壁，在两侧壁上开设有限位孔11，前述转轴4两端由限位孔伸出；转轴4的伸出一端上设置有动力输出轮10。在顶部横梁上开设有若干螺孔。限位孔11限制了转轴4的上下移动距离，也即限制了转子3的上下移动距离，也即限制了悬挂单元2对转子施压的力，从而防止施压过大而导致转子3与承压辊5摩擦力过大而损耗过多的动能。

进一步的，在外框架1底部设置有一个承压辊5，底座3-415下侧圆周与承压辊5的上侧圆周面滚动接触。

优选的，承压辊5并排设置有两个，与转子3形成三角形排列。底座3-415下侧圆周两侧分别与两承压辊5的上侧圆周面滚动接触。

进一步的，所述悬挂单元2包括若干设置在外框架1顶部横梁处的弹簧，所述弹簧下端与前述内框架6顶部相连。所述弹簧提供向下的压力。

进一步的，所述悬挂单元2还包括设置在外框架1顶部横梁下的压板，压板下端面与所述弹簧的上端固定相连，弹簧下端与内框架6顶部相连；压板上端面固定连接有螺杆，螺杆上部与外框架1的顶部横梁处螺孔旋接并伸出，伸出部上装设有手轮。通过转动手轮可调节螺杆的伸缩，从而调节压板的高度，进而控制弹簧对内框架6的施压大小，也即控制了转子3所受压力的大小。

如图1、2、3所示，所述转子3还包括套接在转轴4动力输入端的动力输入轮12，动力输出端的动力输出轮10，所述动力输入轮12由驱动装置9驱动，所述动力输出轮10与发电装置8的动力输入端联动。所述驱动装置9为电动机或内燃机，所述发电装置8为发电机。

进一步的，在外框架1内或外设置有若干蓄电单元7，蓄电单元7与所述的发电装置8的电流输出端电路相连。

在转轴4的动力输出端侧的转盘3-2上设置主动力输出轮，做为整体的主动力输出端，可外接负载，做为负载的动力源，向外提供转动力。外接负载与主动力输出轮的具体连接结构非本申请发明点，可参考已有技术中的连接方式，本申请在此不做详细描述。

进一步的，在所述动力输入轮12圆周面上设置有若干动力输入杆3-1，所述动力输入杆3-1与其相邻的转盘3-2相连，并带动该转盘3-2转动；各转盘3-2间通过连杆3-3相连联动，连杆3-3贯穿各转盘3-2。

进一步的，在转盘3-2、动力输入轮12与转轴4间设置有轴承，使得转盘3-2、动力输入轮12不会直接驱动转轴4。

如图4、5所示，每一个转盘3-2的圆面上的动力转化单元3-4在任意一转盘3-2上的投影不重叠。若干动力转化单元3-4的投影以投影的转盘3-2的圆心为中心点均匀分布在同一圆面上。

如图6所示，所述动力转化单元3-4包括通过单向轴承3-420套接于转轴4外的从动轮，所述从动轮为齿轮3-421，在靠近齿轮3-421处的转盘3-2的圆面上设置有插座3-419；在杆体3-414下端一体连接有底座3-415，在杆体3-414上端和插座3-419间设置有复位弹簧3-417；在杆体3-414侧面连接有齿条3-412，齿条3-412与前述齿轮3-421啮合联动。

做为本申请的进一步优化，所述动力转化单元3-4包括通过单向轴承3-420套接于转轴4外的齿轮3-421，固定于转盘3-2圆面上的导向环3-416，导向环3-416内侧的转盘3-2圆面上设置有插座3-419；杆体3-414穿插于导向环3-416内；在杆体3-414下端一体连接有底座3-415，在杆体3-414上端设置有插头3-418，所述插头3-418插入前述插座3-419内；在插头3-418和插座3-419间设置有复位弹簧3-417；在杆体3-414侧面连接有斜连杆3-413，斜连杆3-413内端连接有齿条3-412，齿条3-412与前述齿轮3-421啮合联动。

进一步的，在齿条3-412侧设置有限位桩3-411；限位桩3-411的设置是为了齿条3-412在受力移动时与齿轮3-421紧密啮合，防止两者脱离而影响到传动。

进一步的，所述底座3-415下端面为圆弧面，其上设置有防滑橡胶层；在前述承压辊5表面也设置有防滑橡胶层。

如图9所示，在各转盘3-2间连接有支撑环3-7，在支撑环3-7上开设有通孔，前述杆体3-414由所述通孔伸出，伸出端一体连接有底座3-415。

支撑环3-7与转盘3-2间形成空腔，在左侧的转盘3-2上开设有注油孔，最右的转盘3-2上不开设注油孔，其余各转盘3-2上开设有流通孔。

在工作前，可通过注油孔向支撑环3-7与转盘3-2间的空腔注入润滑油，润滑油经流通孔可流至各个所述空间内，从而降低转子3内各部件的磨损。

实施例2：如图6所示，所述动力转化单元3-4包括通过单向轴承3-420套接于转轴4外的凸轮3-422，固定于转盘3-2圆面上的导向环3-416，导向环3-416内侧的转盘3-2圆面上设置有插座3-419；杆体3-414穿插于导向环3-416内；在杆体3-414下端一体连接有底座3-415，在杆体3-414上端设置有插头3-418，所述插头3-418插入前述插座3-419内；在插头3-418和插座3-419间设置有复位弹簧3-417；在杆体3-414侧面连接有斜连杆3-413，斜连杆3-413内端与前述凸轮3-422铰接联动。

在本申请工作前，通过手轮调节转子3所受的压力大小，调节完毕后，启动驱动装置9，驱动装置9带动动力输入轮12转动，动力输入轮12带动与其相邻的转盘3-2转动，因各转盘3-2通过连杆3-3相连，从而带动各转盘3-2同速转动。

在转盘3-2转动过程中，仅有一个转盘3-2上的动力转化单元3-4与承压辊5进行接触，与承压辊5进行接触的动力转化单元3-4的底座3-415受压向内移动，从而带动杆体3-414、齿条3-412向上移动，进而驱动齿轮3-421转动，齿轮3-421形成对转轴4的驱动。依此类推，后续的动力转化单元3-4依次受压，依次驱动转轴4，从而实现将压力转变为对转轴4的连续驱动力，最终带动发电装置8持续发电。

当受压的动力转化单元3-4与承压辊5脱离后，底座3-415、杆体3-414在复位弹簧3-417的作用下向外侧伸出，以待下次的受压驱动转轴。在底座3-415、杆体3-414伸出过程中，会带动齿条3-412向下移动，齿轮3-421会反向转动，但是在单向轴承3-420的阻挡下，齿轮3-421的反向转动并不会带动转轴4反向转动。

单向轴承3-420的具体结构及原理为已有技术，是在一个方向上可以自由转动，而在另一个方向上锁死的一种轴承。单向轴承也叫超越离合器，只是根据行业不同，作用不同来命名的。单向轴承的金属外壳里，包含很多个滚轴，滚针或者滚珠，而其滚动座的形状使它只能向一个方向滚动，而在另一个方向上会产生很大的阻力而无法滚动。故单向轴承3-420的具体结构在此不做详细描述。

同理，当从动轮为凸轮3-422时，工作过程与前述的齿轮工作过程相似，由斜连杆3-413进行驱动，凸轮3-422会随着斜连杆3-413的上下移动而来回转动，从而驱动转轴4转动。

本申请在使用时，可不设置承压辊5，此时则需要调节好转子3与地面的距离，确保在转子3转动时，动力转化单元3-4的底座3-415能够与地面接触并受压向内移动。但与地面接触受压容易损坏底座3-415的表面，底座3-415的表面如果坑洼不平，则会导致底座3-415在受压过程中由单向的向内位移变为频繁的内、外位移，使得从动轮来回转动，降低了对转轴4的驱动效果，故此方案不是最优方案。

一种弹力发电装置的应用，包括以下步骤：

步骤一、转子3的安装：如前文所述，在外框架1内通过悬挂单元2吊挂内框架6，并在内框架6内安装转子3，转子3的动力输入端与驱动装置9联动，动力输出端与发电装置8联动；

步骤二、压力的调节：通过手轮调节压板的高度，从而调节弹簧对内框架6的压力，也即调节转子3的高度，使得转子3内的转轴4处于限位孔11的最下端；

步骤三、发电：通过驱动装置9带动转子3的转盘3-2转动，使得转盘3-2上的动力转化单元3-4依次通过承压辊5受压，动力转化单元3-4的底座3-415受压向内移动，从而带动杆体3-414、斜连杆3-413向上移动，进而驱动从动轮转动，带动转轴4转动；后续的动力转化单元3-4依次受压，依次驱动转轴4，将压力转变为对转轴4的连续驱动力，最终带动发电装置8持续发电；

步骤四、电能的储存、使用：发电装置8将电能传输到蓄电单元7内进行储存，蓄电单元7内的电能可供驱动装置9使用，也可供外接的负载使用。

进一步的，在最外侧的转盘3-2上设置有随转盘3-2转动的主动力输出轮。

本申请可通过转子3上的主动力输出轮将驱动装置9的动力向外提供，转子3内的动力转化单元3-4将悬挂单元2提供的压力转化为对转轴4的驱动力，进而驱动发电装置8发电，产生的电能可供驱动装置9使用，可最大程度的降低驱动装置9的能源消耗。

上述说明仅仅是为清楚地说明本申请所作的举例，而并非是对本申请的实施方式的限定。凡是属于本申请的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的保护范围之列。