CN103867405A - 微型机械储能发电装置 - Google Patents

Abstract

微型机械储能发电装置，主要由安装盒、储能装置、发电装置及电源输出接口组成；安装盒又由互相扣合的底盒和顶盖组成，储能装置及发电装置安置在安装盒里；电源输出接口安置在安装盒上，所述的安装盒外壁设有动力旋钮，动力旋钮与储能装置相连，储能装置与发电装置相连，发电装置与照明装置相连；人工旋转动力旋钮时，动力旋钮将动能传递给储能装置，储能装置存储了机械能后，再将机械能传递给与其相连的发电装置发电，将机械能转化为电能，再将电能供给电源输出接口输出。

Description

微型机械储能发电装置

技术领域

本发明涉及一种微型的能够利用人工旋转动力旋钮上紧发条从而实现机械储能，再通过发条的复位过程将机械能传递给发电装置转化为电能后再输出电能的装置，属于人工发电的应用技术。

背景技术

当出现停电或在外面没有电源的地方，但又需要照明时，通常用电筒或蜡烛来照明，但是，它们的使用周期都有限，当电池用光就不能再发光，当蜡烛燃尽就不会再燃烧。

有时还需要给手机或其他小型电器充电，虽然现在市场上有充电宝等能够储存小量电的设备，但储存的电能一旦用尽，如果不能够充电补充电能，就无法再提供电源。因此，需要寻找一种容易实现的，能够提供源源不断的电源的供电方式。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够通过人工旋转动力旋钮来发电的微型机械储能发电装置。

本发明的技术方案是：一种微型机械储能发电装置，主要由安装盒1、储能装置、发电装置及电源输出接口组成；安装盒又由互相扣合的底盒11和顶盖12组成，储能装置及发电装置安置在安装盒里；电源输出接口安置在安装盒上，所述的安装盒外壁设有动力旋钮13，动力旋钮与储能装置相连，储能装置与发电装置相连，发电装置与电源输出接口相连；人工旋转动力旋钮时，动力旋钮将动能传递给储能装置，储能装置存储了机械能后，再将机械能传递给与其相连的发电装置发电，将机械能转化为电能，再将电能供给电源输出接口。

所述的储能装置主要由齿轮盘2、发条3、盘轴4、棘轮5、棘爪51和轴销6组成；轴销的上部设有压板，位于压板上方的轴销与动力旋钮形成咬合关系，压板下方的轴销主体为六角柱形，远离压板的末端为圆柱形；底盒内壁设有轴座14，轴座上设有圆孔用于固定轴销；齿轮盘2中心设有圆孔，盘轴4插入发条的中心，将发条靠近盘轴的一端固定在盘轴外壁，发条的另一端固定在齿轮盘2的内侧壁，再将齿轮盘2压到轴座14上；沿盘轴的中轴线设有六角通孔；在齿轮盘2四周的底盒内壁设有向上突起的固定柱15，在固定柱的顶端安置隔板16，棘轮5安置在隔板顶壁上，棘爪51安置在棘轮旁的隔板顶壁上，两者形成咬合；棘轮的中心设有六角通孔，相应的，隔板上也设有与棘轮上的六角通孔同轴的圆孔，隔板上的圆孔大于棘轮上的六角通孔的最大直径；轴销自上而下依次穿过棘轮的六角通孔、隔板的圆孔、盘轴的六角通孔、齿轮盘的中心圆孔，轴销末端的圆柱形部分进入轴座上的圆孔，轴销的外壁与上述所有的六角通孔形成配合关系，轴销能够在上述所有的圆孔内自由旋转；旋转动力旋钮时，动力旋钮带动轴销转动，轴销带动棘轮、轴座转动，轴座转动时拉紧发条；停止转动动力旋钮时，棘爪51在弹簧的弹力作用下压紧棘轮，防止棘轮倒转，使轴销不能反转，使盘轴固定不动；发条由于被拉紧而产生回弹力，发条的一端因为固定在盘轴上不会发生转动，另一端固定在齿轮盘外壁，就会带动齿轮盘转动，从而将动力传递给与其外壁咬合的发电装置，直至发条复位。

盘轴外壁设有向外突起的突缘，发条靠近中心的一端上设有固定孔，使突缘进入发条上的固定孔中，将两者卡合在一起；在发条3的另一端设有向外翻折的挂钩，发条通过挂钩挂在固定在齿轮盘2底壁或内侧壁的挂板21上。

所述的挂板为带有开口的围绕齿轮盘内壁的环形板或一侧固定在齿轮盘内壁的块状板。

所述的盘轴与发条的高度相同。

所述的发电装置由传动齿轮7、动力齿轮、发电机8及整流稳压器件组成；传动齿轮及动力齿轮分别安置在底盘底壁向上突起的安置轴上，传动齿轮分别与齿轮盘及动力齿轮咬合，动力齿轮旋转时将动力传递给发电机的动力输入轴驱动发电机发电，发电机发出的电流经整流稳压器件整流成稳定的电流后输出给照明装置或经电源输出接口输出。

所述的电源输出接口与设在安装盒外壁的LED灯或指示灯相连。

所述的电源输出接口通过USB接口将电源输出。

在顶盖上设有向下凹陷的固定孔，动力旋钮安置在固定孔里，固定孔底壁设有通孔，动力旋钮通过通孔与轴销的上部咬合。

有益效果

1、通过人工旋转动力旋钮上紧发条从而实现机械储能，再通过发条的复位过程

将机械能传递给发电装置转化为电能供照明或通过USB接口输出电源。

附图说明

图1是本发明的外观示意图；

图2是本发明除去顶盖后的结构示意图；

图3是图1的爆开图；

图4是动力旋钮和轴销的结构示意图；

图5是齿轮盘的结构示意图；

图6是发条的结构示意图；

图7是盘轴的结构示意图；

图8是棘轮的结构示意图。

具体实施方式

如图1到图3所示，一种微型机械储能发电装置，主要由安装盒1、储能装置、发电装置及电源输出接口组成；安装盒又由互相扣合的底盒11和顶盖12组成，储能装置及发电装置安置在安装盒里；电源输出接口安置在安装盒上，所述的安装盒外壁设有动力旋钮13，动力旋钮与储能装置相连，储能装置与发电装置相连，发电装置与照明装置相连；人工旋转动力旋钮时，动力旋钮将动能传递给储能装置，储能装置存储了机械能后，再将机械能传递给与其相连的发电装置发电，将机械能转化为电能，再将电能供给电源输出接口。

当储能装置储存的能量快要用尽或用尽后，继续旋转动力旋钮，动力旋钮就继续源源不断地将动能传递给储能装置，储能装置再将机械能传递给发电装置发电，因此，通过人工在需要时旋转动力旋钮，就能够使微型机械储能发电装置提供源源不断地电源，操作简单，不受时间和地点的限制，随时需要随时发电即可，完全由使用者根据自己的需要控制发电量及发电时间。

所述的储能装置主要由齿轮盘2、发条3、盘轴4、棘轮5、棘爪51和轴销6组成，用于将动力旋钮传递过来的能量通过收紧发条储存起来，再通过发条的复位将储存起来的能量传递给齿轮盘，通过齿轮盘传递给发电装置发电。

底盒内壁设有轴座14，轴座顶上设有向下凹陷的圆孔。

如图5和图6所示，齿轮盘2中心设有圆孔，由于发条具有弹性，搬开发条的中心孔，将盘轴4插入发条的中心孔，将发条靠近盘轴的一端固定在盘轴外壁，发条的另一端固定在齿轮盘2的内侧壁，使盘轴、发条和齿轮盘组合为一套储能机构，再利用齿轮盘的中心圆孔将组装好的储能机构压到轴座14上，使齿轮盘能够围绕轴座旋转。

齿轮盘与轴座连接的方式有多种，下面列出两种优选方式，一种是将齿轮盘直接放置在轴座顶部，使两者的圆孔对齐；一种是在齿轮盘底壁上围绕圆孔设有向下突出的轴套，通过将轴套套进轴座上的圆孔内定位，轴套与轴座间留有空隙。无论采用上述哪种连接方式，齿轮盘都要能够在发条的带动下不受轴套影响地旋转。

沿盘轴的中轴线设有六角通孔；在齿轮盘2四周的底盒内壁设有向上突起的固定柱15，在固定柱的顶端安置隔板16，用于支撑棘轮及棘爪。

棘轮5安置在隔板顶壁上，棘爪51安置在棘轮旁的隔板顶壁上，两者形成咬合，棘爪带有弹簧，在弹簧的弹力作用下，棘爪压紧棘轮的齿，使棘轮只能在外力的作用下朝一个方向旋转，不能反转。棘轮每个齿的两条侧边，一边长一边短，棘爪的长边压紧棘轮一个齿的长边，棘爪的短边抵紧相邻的棘轮齿的短边，使棘轮被棘爪压紧不能反转，棘轮只能在人工旋转动力旋钮时，按棘轮齿的短边远离与之接触的棘爪的短边的方向旋转。

如图8所示，棘轮的中心设有六角通孔，相应的，隔板上也设有与棘轮上的六角通孔同轴的圆孔，隔板上的圆孔大于棘轮上的六角通孔的最大直径。

如图4所示，轴销的上部设有压板，位于压板上方的轴销与动力旋钮形成咬合关系，压板下方的轴销主体为六角柱形，远离压板的末端为圆柱形。

轴销的圆柱形末端自上而下依次穿过棘轮的六角通孔、隔板的圆孔、盘轴的六角通孔、齿轮盘的中心圆孔，轴销的末端进入轴座上的圆孔，轴销的外壁与上述所有的六角通孔形成配合，轴销能够在上述所有的圆孔内自由旋转。

旋转动力旋钮时，动力旋钮带动轴销转动，轴销带动棘轮、轴座转动，轴座转动时带动发条与其相连的一端旋转，从而拉紧发条。发条拉紧后，由于发条的另一端固定在齿轮盘上，因此，也会带动齿轮盘转动，齿轮盘将动力传递给与之咬合的发电装置发电。发条的最大外径小于齿轮盘的内孔直径。由于旋转动力旋钮的速度通常都比较快，齿轮盘不能即时将所有的能量输出给发电装置，当停止转动动力旋钮时，还会有部分能量储存在发条上。停止转动动力旋钮后，棘爪51就会在弹簧的弹力作用下压紧棘轮，防止棘轮倒转，使轴销不能反转，使盘轴固定不动。发条由于被拉紧存储了能量而产生回弹力，发条的一端因为固定在盘轴上不会发生转动，另一端固定在齿轮盘外壁，就会带动齿轮盘转动，从而将动力传递给与其外壁上的齿咬合的发电装置，直至发条复位。

如图7所示，盘轴外壁设有向外突起的突缘，发条靠近中心的一端上设有固定孔，使突缘进入发条上的固定孔中，将两者卡合在一起，使盘轴转动时能够使发条随着盘转旋转，从而接紧发条，使发条围绕盘轴的层数增加，弹性加强。发条的弹性越强，复位输出的动能也就越大，发电装置发出的电也就越多。在发条3的另一端设有向外翻折的挂钩，发条通过挂钩挂在固定在齿轮盘2底壁或内侧壁的挂板21上。

所述的挂板为带有开口的围绕齿轮盘内壁的环形板或一侧固定在齿轮盘内壁的块状板。

所述的盘轴与发条的高度相同。

所述的发电装置由传动齿轮7、动力齿轮、发电机8及整流稳压装置组成；传动齿轮及动力齿轮分别安置在底盘底壁向上突起的安置轴上，传动齿轮分别与齿轮盘及动力齿轮咬合，动力齿轮旋转时将动力传递给发电机的动力输入轴供发电机发电，发电机发出的电流经整流稳压器件整流后输出电源输出接口输出。工作时，传动齿轮将齿轮盘传递过来动力传递给动力齿轮，动力齿轮再将动力传递给发电机发电。

所述的电源输出接口与设在安装盒外壁的LED灯或指示灯相连。

所述的电源输出接口通过USB接口将电源输出。

在顶盖上设有向下凹陷的固定孔，动力旋钮安置在固定孔里，固定孔底壁设有通孔，动力旋钮通过通孔与轴销的上部咬合。

上述实施例仅是用来说明解释本发明的用途，而并非是对本发明的限制，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，做出各种变化或替代，也应属于本发明的保护范畴。

Claims (9)

1.一种微型机械储能发电装置，主要由安装盒（1）、储能装置、发电装置及电源输出接口组成；安装盒又由互相扣合的底盒（11）和顶盖（12）组成，储能装置及发电装置安置在安装盒里；电源输出接口安置在安装盒上，其特征在于：所述的安装盒外壁设有动力旋钮（13），动力旋钮与储能装置相连，储能装置与发电装置相连，发电装置与电源输出接口相连；人工旋转动力旋钮时，动力旋钮将动能传递给储能装置，储能装置存储了机械能后，再将机械能传递给与其相连的发电装置发电，将机械能转化为电能，再将电能供给电源输出接口。

2.根据权利要求1所述的微型机械储能发电装置，其特征在于：所述的储能装置主要由齿轮盘（2）、发条（3）、盘轴（4）、棘轮（5）、棘爪（51）和轴销（6）组成；轴销的上部设有压板，位于压板上方的轴销与动力旋钮形成咬合关系，压板下方的轴销主体为六角柱形，远离压板的末端为圆柱形；底盒内壁设有轴座（14），轴座上设有圆孔用于固定轴销；齿轮盘（2）中心设有圆孔，盘轴（4）插入发条的中心，将发条靠近盘轴的一端固定在盘轴外壁，发条的另一端固定在齿轮盘（2）的内侧壁，再将齿轮盘（2）压到轴座（14）上；沿盘轴的中轴线设有六角通孔；在齿轮盘（2）四周的底盒内壁设有向上突起的固定柱（15），在固定柱的顶端安置隔板（16），棘轮（5）安置在隔板顶壁上，棘爪（51）安置在棘轮旁的隔板顶壁上，两者形成咬合；棘轮的中心设有六角通孔，相应的，隔板上也设有与棘轮上的六角通孔同轴的圆孔，隔板上的圆孔大于棘轮上的六角通孔的最大直径；轴销自上而下依次穿过棘轮的六角通孔、隔板的圆孔、盘轴的六角通孔、齿轮盘的中心圆孔，轴销末端的圆柱形部分进入轴座上的圆孔，轴销的外壁与上述所有的六角通孔形成配合关系，轴销能够在上述所有的圆孔内自由旋转；旋转动力旋钮时，动力旋钮带动轴销转动，轴销带动棘轮、轴座转动，轴座转动时拉紧发条；停止转动动力旋钮时，棘爪（51）在弹簧的弹力作用下压紧棘轮，防止棘轮倒转，使轴销不能反转，使盘轴固定不动；发条由于被拉紧而产生回弹力，发条的一端因为固定在盘轴上不会发生转动，另一端固定在齿轮盘外壁，就会带动齿轮盘转动，从而将动力传递给与其外壁咬合的发电装置，直至发条复位。

3.根据权利要求2所述的微型机械储能发电装置，其特征在于：盘轴外壁设有向外突起的突缘，发条靠近中心的一端上设有固定孔，使突缘进入发条上的固定孔中，将两者卡合在一起；在发条（3）的另一端设有向外翻折的挂钩，发条通过挂钩挂在固定在齿轮盘（2）底壁或内侧壁的挂板（21）上。

4.根据权利要求3所述的微型机械储能发电装置，其特征在于：所述的挂板为带有开口的围绕齿轮盘内壁的环形板或一侧固定在齿轮盘内壁的块状板。

5.根据权利要求2所述的微型机械储能发电装置，其特征在于：所述的盘轴与发条的高度相同。

6.根据权利要求2所述的微型机械储能发电装置，其特征在于：所述的发电装置由传动齿轮(7)、动力齿轮、发电机(8)及整流稳压器件组成；传动齿轮及动力齿轮分别安置在底盘底壁向上突起的安置轴上，传动齿轮分别与齿轮盘及动力齿轮咬合，动力齿轮旋转时将动力传递给发电机的动力输入轴驱动发电机发电，发电机发出的电流经整流稳压器件整流成稳定的电流后输出给电源输出接口。

7.根据权利要求6所述的微型机械储能发电装置，其特征在于：所述的电源输出接口与设在安装盒外壁的LED灯或指示灯相连。

8.根据权利要求6所述的微型机械储能发电装置，其特征在于：所述的电源输出接口通过USB接口将电源输出。

9.根据权利要求2所述的微型机械储能发电装置，其特征在于：在顶盖上设有向下凹陷的固定孔，动力旋钮安置在固定孔里，固定孔底壁设有通孔，动力旋钮通过通孔与轴销的上部咬合。

Images