CN201162632Y - 机械式储能电池 - Google Patents
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Abstract
机械式储能电池，包括弹簧储能装置、变形驱动装置、永磁发电机和外壳，弹簧储能装置包括可通过变形而储存机械能的弹簧，该弹簧具有一变形驱动释放端，变形驱动装置与上述弹簧的变形驱动释放端通过一第一传动装置连接，永磁发电机的转子通过一第二传动装置与上述弹簧的变形驱动释放端连接，其电输出端形成该机械式储能电池的正负极，上述弹簧的变形驱动释放端设有制动装置，外壳将上述各部分组装为一体。其弹簧储能装置中的弹簧的变形驱动释放端设有制动装置，在弹簧恢复形变的过程中，可随时阻止弹簧的复位动作，从而达到使弹簧一次形变储存的机械能分多次使用的目的，该制动装置相当于为电池提供了一个开关，使其具有实用价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及供电装置，具体地说是指一种机械式储能电池。
背景技术
电池是一种能量转化与储存的装置，通常所说的电池主要通过化学反应将化学能转化为电能，它是一种化学电源，由两种不同成分的电化学活性电极分别组成正负极，两电极浸泡在能提供媒体传导作用的电解质中，当连接在某一外部载体上时，通过转换其内部的化学能来提供电能。化学电池主要含有贡、镉、铅、镍、锌、铜等重金属，废旧电池若随意抛弃，则将对土壤、水源等人类赖以生存的环境条件产生极其严重的污染和破坏。
为此，人们积极研究新的无污染的电池。机械式储能发电装置就是其中的一种，主要原理是使弹簧变形储存机械能，再通过弹簧恢复形变时释放机械能驱动永磁发电机的转子转动而发电，完全排除了以往化学电池的污染因素。例如手摇式手电筒就是一个典型的例子。然而，目前存在的机械式储能发电装置的缺点是一次弹簧变形储存的机械能只能一次性使用完毕，下次使用前必须再次通过外力使弹簧变形，而无法将一次弹簧变形储存的机械能分多次使用。因此，就使用方便性来说，此种机械式储能发电装置显然无法与传统化学电池相比，不具有实用价值。
实用新型内容
本实用新型提供一种机械式储能电池，其主要目的在于克服化学电池的污染问题，同时也是为了克服现有机械式储能发电装置只能一次性将弹簧存储的机械能消耗完毕，因而不具实用价值的缺点。
本实用新型采用如下技术方案：机械式储能电池，包括弹簧储能装置、变形驱动装置、永磁发电机和外壳，弹簧储能装置包括可通过变形而储存机械能的弹簧，该弹簧具有一变形驱动释放端，变形驱动装置与上述弹簧的变形驱动释放端通过一第一传动装置连接，永磁发电机的转子通过一第二传动装置与上述弹簧的变形驱动释放端连接，其电输出端形成该机械式储能电池的正负极，上述弹簧的变形驱动释放端设有制动装置，外壳将上述各部分组装为一体。
前述机械式储能电池，其弹簧储能装置中的弹簧为一螺旋卷曲式弹簧，所述变形驱动释放端为一齿轮，该齿轮的侧面设有沿圆周排列的制动孔，所述外壳上设有与该制动孔配合而制止该齿轮转动的制动插销。
所述变形驱动装置为一旋钮，所述第一传动装置为一齿轮转动装置。
所述变形驱动装置为一滑设于所述外壳上的滑块，所述第一传动装置为一齿轮齿条转动装置，滑块与第一传动装置的齿条连接。
前述机械式储能电池，其弹簧储能装置中的弹簧为一伸缩式压簧，所述变形驱动释放端为一齿条，该齿条上排列有制动孔，所述外壳上设有与该制动孔配合而制止该齿条移动的制动插销。
所述变形驱动装置为一旋钮，所述第一传动装置为一齿轮转动装置。
所述变形驱动装置为一滑设于所述外壳上的滑块，所述第一传动装置为一齿轮齿条转动装置，滑块与第一传动装置的齿条连接。
进一步地，所述第二传动装置为一齿轮传动装置。
前述的机械式储能电池，其弹簧储能装置为一螺旋卷曲式的发条弹簧，其中心端固定于一发条轴上，该发条轴形成所述的变形驱动释放端；所述变形驱动装置为一摆动杆，所述第一传动装置为一第一超越离合器，所述摆动杆的摆动中心端通过该超越离合器与所述发条轴连接；所述第二传动装置包括一齿轮传动组和一第二超越离合器，该齿轮传动组的初级齿轮固定于所述发条轴上，其末级齿轮的转轴通过该第二超越离合器与所述永磁发电机的转子连接；所述制动装置为一棘轮卡爪机构，该棘轮卡爪机构的棘轮固定于所述发条轴上，其卡爪具有一枢接部和一体连接于该枢接部上的卡爪端和扳手端，该卡爪端与棘轮的棘齿配合制动。
由上述对本实用新型结构的描述可知，和现有技术相比，本实用新型具有如下优点：一，完全排除了以往化学电池的污染因素；二，其弹簧储能装置中的弹簧的变形驱动释放端设有制动装置，在弹簧恢复形变的过程中，可随时阻止弹簧的复位动作，从而达到使弹簧一次形变储存的机械能分多次使用的目的，该制动装置相当于为电池提供了一个开关，使其具有实用价值。
附图说明
图1为本实用新型实施例一的结构示意图；
图2为本实用新型实施例三的结构示意图；
图3为本实用新型实施例四的结构示意图；
图4为本实用新型实施例五的弹簧储能装置的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图说明本实用新型的具体实施方式。
具体实施例一
参照图1，一种机械式储能电池，主要结构包括弹簧储能装置1、变形驱动装置3、永磁发电机5和外壳10。该弹簧储能装置1包括可通过变形而储存机械能的弹簧，该弹簧具有一变形驱动释放端11，该变形驱动释放端11用于通过外力驱动弹簧变形，并且弹簧形变的恢复也通过该变形驱动释放端11释放出去。该变形驱动装置3与上述弹簧储能装置1的弹簧的变形驱动释放端11通过一第一传动装置2连接。永磁发电机5的转子通过一第二传动装置4与上述弹簧储能装置1的弹簧的变形驱动释放端11连接，其电输出端形成该机械式储能电池的正负极101、102，该正负级设于外壳10上，用于连接负载。上述弹簧储能装置1的弹簧的变形驱动释放端11设有制动装置7。外壳10将上述各部分组装为一体。
上述弹簧储能装置1中的弹簧为一螺旋卷曲式弹簧，所述变形驱动释放端11为一齿轮，当外力驱动该齿轮转动时，该齿轮可使螺旋卷曲式弹簧产生变形，而当螺旋卷曲式弹簧恢复形变时，又可带动该齿轮转动。该齿轮的侧面设有沿圆周排列的制动孔110，所述制动装置7为设于外壳上的可与该制动孔110配合而制止该齿轮转动的制动插销，当制动插销插设于制动孔110时，弹簧储能装置1无法动作。
上述变形驱动装置3为一安装于外壳10上的旋钮，该第一传动装置2为一齿轮转动装置，该旋钮的转动通过第一传动装置2使上述变形驱动释放端11，从而使弹簧储能装置1中的弹簧产生变形，实现储存机械能。
该第二传动装置4也是一个齿轮传动装置。
当弹簧储能装置1中的弹簧在其自身弹力作用下复原过程中，则可通过第二传动装置4带动永磁发电机5发电，并通过正负极101、102对负载供电，同时，变形驱动释放端11还通过第一传动装置2带动变形驱动装置3反转，通过观察变形驱动装置3的反转情况，可得知弹簧储能装置1中的弹簧储存的机械能的释放情况。在上述过程中，通过制动装置7可实现使弹簧储能装置1中的弹簧停止复位，从而使弹簧储能装置1中一次变形储存的机械能可以分成多次使用。
另外，在上述永磁发电机5的第二传动装置4之间也可设置一离合器6，以便在变形驱动装置3转动时永磁发电机5的转子不会跟着反转。若没有该离合器6，则永磁发电机5的转子跟着反转，产生反向电压。
具体实施例二
本实施例的结构和实施例一基本相同，主要区别在于：其变形驱动装置3为一滑设于所述外壳10上的滑块，所述第一传动装置2为一齿轮齿条转动装置，滑块与第一传动装置2的齿条连接。也就是说，通过外力作用于该滑块上，使其做直线运动，再通过齿轮齿条传动装置转化为弹簧储能装置1中的弹簧的转动。反之，在弹簧储能装置1中的弹簧复位过程中，滑块会被带动向反方向做直线运动。
具体实施例三
参照图2，一种机械式储能电池，主要结构包括弹簧储能装置1、变形驱动装置3、永磁发电机5和外壳10。该弹簧储能装置1包括可通过变形而储存机械能的弹簧，该弹簧具有一变形驱动释放端11，该变形驱动释放端11用于通过外力驱动弹簧变形，并且弹簧形变的恢复也通过该变形驱动释放端11释放出去。该变形驱动装置3与上述弹簧储能装置1的弹簧的变形驱动释放端11通过一第一传动装置2连接。永磁发电机5的转子通过一第二传动装置4与上述弹簧储能装置1的弹簧的变形驱动释放端11连接，其电输出端形成该机械式储能电池的正负极101、102，该正负级设于外壳10上，用于连接负载。上述弹簧储能装置1的弹簧的变形驱动释放端11设有制动装置。外壳10将上述各部分组装为一体。
弹簧储能装置1中的弹簧为一伸缩式压簧，所述变形驱动释放端11为一齿条，该齿条11上排列有制动孔110，所述外壳10上设有与该制动孔配合而制止该齿条移动的制动插销，该制动插销在图中未示出。上述第一传动装置2、第二传动装置4均为齿轮传动装置，与变形驱动释放端11即一齿条配合。变形驱动装置3为一旋钮。
本实施例与前两个实施例的主要区别在于采用伸缩式压簧作为弹簧储能装置1的储能元件。
具体实施例四
参照图3，其主要结构与实施例三基本相同，主要区别在于：其变形驱动装置3为一滑设于所述外壳10上的滑块，所述第一传动装置2为一齿轮齿条转动装置，所述滑块与第一传动装置2的齿条21连接。
具体实施例五
一种机械式储能电池，包括弹簧储能装置、变形驱动装置、永磁发电机和外壳，该变形驱动装置与弹簧储能装置的弹簧的变形驱动释放端通过一第一传动装置连接，永磁发电机的转子通过一第二传动装置与弹簧储能装置的弹簧的变形驱动释放端连接，其电输出端形成该机械式储能电池的正负极，该正负级设于外壳上，用于连接负载。
参照图4，该弹簧储能装置为一螺旋卷曲式的发条弹簧1，其中心端1固定于一发条轴11上，该发条轴11形成发条弹簧1的变形驱动释放端，即可通过转动该发条轴11使发条弹簧1变形储存能量，发条弹簧1储存的能量也可通过驱使该发条轴11转动而释放出来。所述变形驱动装置为一摆动杆3，所述第一传动装置为一第一超越离合器2，所述摆动杆3的摆动中心端通过该超越离合器2与所述发条轴11连接。所述第二传动装置包括一齿轮传动组4和一第二超越离合器，该齿轮传动组4的初级齿轮41固定于所述发条轴11上，其末级齿轮42的转轴通过该第二超越离合器与所述永磁发电机的转子连接。
发条轴11上设有一制动装置，该制动装置为一棘轮卡爪机构，该棘轮卡爪机构的棘轮110固定于所述发条轴11上，其卡爪7具有一枢接部和一体连接于该枢接部上的卡爪端和扳手端，该卡爪端与棘轮110的棘齿配合制动。
上述超越离合器为现有技术，俗称单向轴承，即仅能单一方向传动的机械传动基础件，当动力源驱动被动元件时只能单一方向传动，若动力源方向转变时，被动元件则会自动脱离，不产生任何动力传递。
在图4中，未示出外壳、永磁发电机和第二超越离合器，外壳用于将上述各部分装配为一体。
参照图4，当该机械式储能电池受到振动时，其摆动杆3上下摆动，通过超越离合器2，摆动杆3的摆动只能带动发条轴11沿顺时针方向转动，使发条弹簧1上紧，同时由于棘轮110和卡爪7的配合，使发条轴11不能反转而使发条弹簧1释放。而当按下该卡爪7的扳手端时，棘轮110失去与卡爪7的配合，发条弹簧1释放，带动发条轴11转动，并通过齿轮传动组4带动所述永磁发电机的转子转动而进行发电。
上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。
Claims (9)
1、机械式储能电池，其特征在于：包括弹簧储能装置、变形驱动装置、永磁发电机和外壳，弹簧储能装置包括可通过变形而储存机械能的弹簧，该弹簧具有一变形驱动释放端，变形驱动装置与上述弹簧的变形驱动释放端通过一第一传动装置连接，永磁发电机的转子通过一第二传动装置与上述弹簧的变形驱动释放端连接，其电输出端形成该机械式储能电池的正负极，上述弹簧的变形驱动释放端设有制动装置，外壳将上述各部分组装为一体。
2、如权利要求1所述的机械式储能电池，其特征在于：所述弹簧储能装置中的弹簧为一螺旋卷曲式弹簧，所述变形驱动释放端为一齿轮，该齿轮的侧面设有沿圆周排列的制动孔，所述外壳上设有与该制动孔配合而制止该齿轮转动的制动插销。
3、如权利要求2所述的机械式储能电池，其特征在于：所述变形驱动装置为一旋钮，所述第一传动装置为一齿轮转动装置。
4、如权利要求2所述的机械式储能电池，其特征在于：所述变形驱动装置为一滑设于所述外壳上的滑块，所述第一传动装置为一齿轮齿条转动装置，滑块与第一传动装置的齿条连接。
5、如权利要求1所述的机械式储能电池，其特征在于：所述弹簧储能装置中的弹簧为一伸缩式压簧，所述变形驱动释放端为一齿条，该齿条上排列有制动孔，所述外壳上设有与该制动孔配合而制止该齿条移动的制动插销。
6、如权利要求5所述的机械式储能电池，其特征在于：所述变形驱动装置为一旋钮，所述第一传动装置为一齿轮转动装置。
7、如权利要求5所述的机械式储能电池，其特征在于：所述变形驱动装置为一滑设于所述外壳上的滑块，所述第一传动装置为一齿轮齿条转动装置，滑块与第一传动装置的齿条连接。
8、如权利要求3、4、6或7所述的机械式储能电池，其特征在于：所述第二传动装置为一齿轮传动装置。
9、如权利要求1所述的机械式储能电池，其特征在于：所述弹簧储能装置为一螺旋卷曲式的发条弹簧，其中心端固定于一发条轴上，该发条轴形成所述的变形驱动释放端；所述变形驱动装置为一摆动杆，所述第一传动装置为一第一超越离合器，所述摆动杆的摆动中心端通过该超越离合器与所述发条轴连接；所述第二传动装置包括一齿轮传动组和一第二超越离合器，该齿轮传动组的初级齿轮固定于所述发条轴上，其末级齿轮的转轴通过该第二超越离合器与所述永磁发电机的转子连接；所述制动装置为一棘轮卡爪机构，该棘轮卡爪机构的棘轮固定于所述发条轴上，其卡爪具有一枢接部和一体连接于该枢接部上的卡爪端和扳手端，该卡爪端与棘轮的棘齿配合制动。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20081210 Termination date: 20111009 |