專利名稱：無能源應(yīng)急發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種依賴彈簧的照明裝置，確切地說它是一種人力驅(qū)動的電能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。
科學(xué)技術(shù)發(fā)展已經(jīng)造就發(fā)達(dá)的能源結(jié)構(gòu)和照明裝置，但在特殊的場合或應(yīng)急狀態(tài)人們?nèi)匀徊幻庖栌迷嫉恼彰魇侄巍灎T。這對于生活在現(xiàn)代化社會則顯得不協(xié)調(diào)。為解決這一問題發(fā)明家設(shè)計了許多種應(yīng)急式照明裝置，如充電式應(yīng)急燈。然而應(yīng)急燈必竟還要充電，而且攜帶不便。如果遇上長時間的無電力補(bǔ)充的情況，則就成為一個廢物。要想無限制擴(kuò)大應(yīng)急燈的使用時間也是不實際的，因而人們轉(zhuǎn)向高儲能式電池的研究，但其價格昂貴，且目前還不能達(dá)到實用化程度。如何在無任何能源情況解決應(yīng)急照明問題已成為人們所熱心的一個課題。
本實用新型的目的即是提供一種靠人力驅(qū)動儲能，可以在較長時間內(nèi)反復(fù)應(yīng)用的應(yīng)急發(fā)電裝置。
本實用新型的基本構(gòu)思是利用人力把能量儲存于強(qiáng)力彈簧之中，然后依賴彈簧的緩慢釋放轉(zhuǎn)化為電能。這樣構(gòu)思實現(xiàn)的最關(guān)鍵的問題是兩個一個是如何調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，另一個是如何穩(wěn)速，且結(jié)構(gòu)又不能過于復(fù)雜，以保證其實用性和便攜。為實現(xiàn)以上的構(gòu)思，本實用新型中巧妙地借用鐘表機(jī)構(gòu)中的擒縱器調(diào)節(jié)釋放速度，并借用慣性輪穩(wěn)速，從而可以實現(xiàn)本實用新型的目的。具體結(jié)構(gòu)中包括以下幾部分彈性儲能機(jī)構(gòu)，它依靠人力驅(qū)動使彈性勢能存貯下來；調(diào)速機(jī)構(gòu)，它主要用來控制彈性勢能的釋放速度，并可實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)使其達(dá)到與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速相匹配；升速機(jī)構(gòu)，它把彈性勢能引起的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動提高到發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)數(shù)范圍；穩(wěn)速機(jī)械，它主要使機(jī)械傳動中的間歇產(chǎn)生速度彌補(bǔ)；還包括微型發(fā)電機(jī)和支撐各機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動部件的殼體；各機(jī)構(gòu)之間依靠齒輪嚙合實現(xiàn)傳動連接。這樣可以用人力把彈性勢能存貯并在調(diào)速機(jī)械協(xié)調(diào)和穩(wěn)定機(jī)構(gòu)的作用下將彈性勢能穩(wěn)定釋放出來驅(qū)動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動，發(fā)出照明電力，從而產(chǎn)生較長時間的照明效果。每次使用時間可達(dá)30－45分鐘，中間如恰當(dāng)補(bǔ)充即可連續(xù)使用。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步來說明本實用新型的目的是如何實現(xiàn)的。


圖1為本設(shè)計的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1為本裝置的殼體，2為帶狀卷簧，3為卷簧軸，4為卷簧軸上的棘輪，5為棘軸逆止器，6為卷簧軸上的傳動齒輪，7為定位軸，8為游絲，9為游絲調(diào)節(jié)片，10為擒縱擺輪，10A，10B為擺輪上的擒縱桿，11－15為升速機(jī)構(gòu)各級齒輪軸，16為慣性輪，17為穩(wěn)速小齒輪軸，17A為穩(wěn)速軸上的小齒輪，18為升速機(jī)構(gòu)中的小齒輪，19為升速機(jī)構(gòu)中的大齒輪，20為動力輪，21為微型發(fā)電機(jī)，22為發(fā)電機(jī)的從動輪。
從
圖1可以看出彈性儲能機(jī)構(gòu)由帶狀卷簧2、卷簧軸3、定位軸7、固定卷簧軸及傳動輪6上的棘輪機(jī)構(gòu)(棘輪4，棘輪逆止器5)和傳動齒輪6組成。卷簧軸3的一端加工一個缺口，以便與搖把配套，搖把轉(zhuǎn)動可以方便地使帶狀卷簧儲存一定的彈性勢能。
調(diào)速裝置是本設(shè)計的一個關(guān)鍵部件，它實際上用來控制彈性勢能釋放速度。否則，卷簧會不可控加速釋放能量，從而難以達(dá)到實用程度。這里的調(diào)速機(jī)構(gòu)借用了類似鐘表機(jī)構(gòu)中的游絲擺輪式擒縱器，具體結(jié)構(gòu)中包括游絲8，游絲調(diào)節(jié)片9，擒縱擺輪10。游絲與擺輪軸固定在一起，擺輪軸則固定在殼體1上，擺輪上有兩個擒縱桿10A，10B，與變速機(jī)構(gòu)中第一級升速轉(zhuǎn)動齒輪相配合，依靠擒縱桿的往復(fù)起落控制第一級傳動軸轉(zhuǎn)速從而控制卷簧釋放的速度，這與擺輪10的頻率有關(guān)，調(diào)節(jié)片9可改變游絲的固有頻率，用來實現(xiàn)釋放速度的調(diào)節(jié)。
發(fā)電裝置中的升速機(jī)構(gòu)主要是將轉(zhuǎn)速調(diào)至到發(fā)電機(jī)21的額定轉(zhuǎn)速。這個機(jī)構(gòu)可做成3－6級升速齒輪組構(gòu)成，每級升速比為14－16，每級由大小兩個同軸齒輪組成，固定在殼體1上。11－15即為各級齒輪軸。
圖1給是5級升速比結(jié)構(gòu)。第一級與儲能機(jī)構(gòu)中的傳動齒輪相嚙合，最末一級的轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有動力輪20，最末級中的大齒輪與穩(wěn)速機(jī)構(gòu)中的小齒輪17A相嚙合。
由
圖1看出，穩(wěn)速機(jī)構(gòu)中包括一個慣性輪16和穩(wěn)速小齒輪軸17，慣性輪16設(shè)置在升速機(jī)構(gòu)中的第三級以后的任一轉(zhuǎn)動軸上。穩(wěn)速小齒輪軸17上設(shè)有一個穩(wěn)速小齒輪17A，它與最后一級升速級上的大齒輪相匹配。通過慣性和限速使得傳到發(fā)電機(jī)的最終速度不但具有額定的速度，而且有較小的波動。
發(fā)電機(jī)21與升速機(jī)構(gòu)中最后一級轉(zhuǎn)動軸上的動力輪20靠小皮帶連動，動力輪20與發(fā)電機(jī)上從動輪轉(zhuǎn)速比為13－15。
應(yīng)用時先將帶狀發(fā)條擰緊，在卷簧回復(fù)力的作用下機(jī)構(gòu)開始轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)好擺輪的頻率即可適當(dāng)控制住轉(zhuǎn)速，經(jīng)各級升速之后到達(dá)微型電機(jī)上的速度已達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，由于慣性輪的補(bǔ)充和穩(wěn)速軸的彌補(bǔ)，其轉(zhuǎn)速基本平穩(wěn)，使微型電機(jī)開始均勻轉(zhuǎn)動發(fā)出相應(yīng)的電能。用以上機(jī)構(gòu)制成樣品表明，選用適量的帶狀卷簧，一般用搖把搖10－15下即可保證8－12W燈泡正常發(fā)光30－45分鐘。每次加力都十分方便，因而在一般場合下，可理想實現(xiàn)不依靠任何能源的應(yīng)急照明，而其制作成本不及充電式應(yīng)急燈的1／5，可重復(fù)使用。顯然，這對電源不正常，或者是長時間野外作業(yè)是十分可靠的應(yīng)急照明裝置。
權(quán)利要求1.一種無能源應(yīng)急發(fā)電裝置，其特征在于結(jié)構(gòu)中包括彈性儲能機(jī)構(gòu)，調(diào)速機(jī)構(gòu)，升速機(jī)構(gòu)，穩(wěn)速機(jī)構(gòu)，微型發(fā)電機(jī)和支撐各機(jī)構(gòu)部件的殼體，各機(jī)構(gòu)之間用齒輪實現(xiàn)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的發(fā)電裝置，其特征在于彈性儲能機(jī)構(gòu)由帶狀卷簧2、卷簧軸3、定位軸7、棘輪機(jī)構(gòu)(4、5)和傳動齒輪6組成，卷簧軸3一端加工有與搖把匹配的缺口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說的發(fā)電裝置，其特征在于調(diào)速機(jī)構(gòu)為游絲擺輪式擒縱器，由游絲8，游絲調(diào)節(jié)片9和擒縱擺輪10組成，擺輪軸上固定有游絲，擺輪軸固定在殼體1上，擺輪10上的擒縱桿(10A，10B)與變速機(jī)構(gòu)中第一級升速傳動齒輪相配合，依靠擒縱桿(10A，10B)的往復(fù)動作控制第一級傳動軸轉(zhuǎn)速。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所說的發(fā)電裝置，其特征在于升速機(jī)構(gòu)由3－6級齒輪組構(gòu)成，每級升速比為14－16，每級由大小兩個齒輪(18，19)組成同軸固定在殼體1上，第一級與儲能機(jī)構(gòu)中的傳動齒輪相嚙合，最未一級的轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有動力輪20，其大齒輪與穩(wěn)速機(jī)構(gòu)中的小齒輪17A相嚙合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所說的發(fā)電裝置，其特征在于穩(wěn)速機(jī)構(gòu)包括一個慣性輪16和穩(wěn)速小齒輪軸17，慣性輪16設(shè)置在升速機(jī)構(gòu)中的第三級升速以后的任一轉(zhuǎn)動軸上，穩(wěn)速小齒軸軸17上設(shè)置有穩(wěn)速小齒輪17A并與最后一級升速機(jī)構(gòu)上的大齒輪相匹配。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所說的發(fā)電裝置，其特征在于微型發(fā)電機(jī)21與升速機(jī)構(gòu)最后一級傳動軸上的動力輪20靠小皮帶連動，動力輪20與發(fā)電機(jī)21上的從動輪之間升速比為13－15。
專利摘要本實用新型涉及到一種無能源人力儲能的發(fā)電裝置。具體結(jié)構(gòu)中包括一個彈簧式儲能機(jī)構(gòu)，靠彈力驅(qū)動的升速機(jī)構(gòu)，靠擒縱器控制的速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和設(shè)置有慣性輪與穩(wěn)速軸速度穩(wěn)定機(jī)構(gòu)。加上微型發(fā)電機(jī)支撐殼體組成一個完整的發(fā)電裝置，該裝置用人力將卷簧卷緊，儲存的彈性勢能在擒縱器控制下緩慢釋放彈力勢能，一般情況下可以帶動8—12W燈泡應(yīng)急照明30—45分鐘。有很強(qiáng)應(yīng)急性能和實用價值。
文檔編號F03G1/00GK2110720SQ9220064
公開日1992年7月22日 申請日期1992年1月15日 優(yōu)先權(quán)日1992年1月15日
發(fā)明者張維 申請人:張維