一種模塊化及飛可擴(kuò)展的飛輪的發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及環(huán)保發(fā)電領(lǐng)域,具體涉及一種模塊化及可擴(kuò)展的飛輪的發(fā)電裝置。它包括將人力轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的飛輪動(dòng)力驅(qū)動(dòng)組件,飛輪動(dòng)力驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)連接有至少一飛輪,飛輪驅(qū)動(dòng)連接有發(fā)電機(jī);還包括有監(jiān)測顯示裝置,監(jiān)測顯示裝置包括有光線檢測模塊,與光線檢測模塊電連接的微處理模塊,基于光線檢測模塊輸入的飛輪轉(zhuǎn)速信號(hào)判斷飛輪運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),并向提醒輸出模塊輸出狀態(tài)提醒信號(hào),以及提醒輸出模塊,基于接收的狀態(tài)提醒信號(hào)輸出狀態(tài)提醒。本發(fā)明依靠機(jī)械力推動(dòng)飛輪,并通過飛輪與發(fā)電機(jī)相結(jié)合提供可再生電能,產(chǎn)生的電能可用于烹飪,手機(jī)充電,平板電腦充電,LED燈充電,以及運(yùn)行風(fēng)扇、燈和其他電器,并且能通過多個(gè)裝置并聯(lián)或串聯(lián)成發(fā)電系統(tǒng)。
【專利說明】—種模塊化及飛可擴(kuò)展的飛輪的發(fā)電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)保發(fā)電領(lǐng)域,具體涉及一種模塊化及模塊化可擴(kuò)展的飛輪的發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]飛輪是在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中用于存儲(chǔ)旋轉(zhuǎn)動(dòng)能的一種機(jī)械裝置。飛輪傾向于抵抗轉(zhuǎn)速的改變,當(dāng)動(dòng)力源對(duì)旋轉(zhuǎn)軸作用有一個(gè)變動(dòng)的力矩時(shí)(例如往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)),或是應(yīng)用在間歇性負(fù)載時(shí)(例如活塞或沖床),飛輪可以減小轉(zhuǎn)速的波動(dòng),使旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)更加平順。通常用飛輪的特性來進(jìn)行儲(chǔ)存能量并穩(wěn)定輸出能量,如使用風(fēng)能,太陽能,水能驅(qū)動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電?,F(xiàn)有技術(shù)中飛輪一般用于發(fā)電機(jī)中,當(dāng)有電力供應(yīng)時(shí)啟動(dòng),儲(chǔ)存能量,當(dāng)遇到電力供應(yīng)出現(xiàn)問題,則還可通過飛輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作一段時(shí)間,即不間斷電源。
[0003]現(xiàn)有采用飛輪發(fā)電的技術(shù)一般為工業(yè)使用大型發(fā)電設(shè)備或是采用手動(dòng)驅(qū)動(dòng)飛輪方式的小型發(fā)電裝置,工業(yè)用大型發(fā)電設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜且造價(jià)昂貴且難以日常民用,而小型發(fā)電裝置多采用較小的飛輪,不僅無法提供一般日常民用電壓,而且其實(shí)際在達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時(shí)由于飛輪較小,其并不能持續(xù)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行供電,從而在發(fā)電時(shí)需要不停為飛輪提供動(dòng)力,使得這種發(fā)電裝置的實(shí)際使用效果比較差,亟待一種能夠僅通過人力驅(qū)動(dòng)發(fā)電供日常使用的發(fā)電裝置。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明提出了一種模塊化及模塊化可擴(kuò)展的飛輪的發(fā)電裝置,以此來解決現(xiàn)有技術(shù)中小型飛輪發(fā)電設(shè)備需要,持續(xù)施加動(dòng)力才能持續(xù)供電,無法供應(yīng)日常用電,一般飛輪發(fā)電設(shè)備僅用于應(yīng)急發(fā)電且發(fā)電規(guī)模固定無法轉(zhuǎn)換的問題。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種模塊化可擴(kuò)展飛輪發(fā)電裝置,包括將人力轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的飛輪動(dòng)力驅(qū)動(dòng)組件,所述飛輪動(dòng)力驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)連接有至少一飛輪,所述飛輪驅(qū)動(dòng)連接有發(fā)電機(jī);還包括有監(jiān)測顯示裝置,所述監(jiān)測顯示裝置包括有光線檢測模塊,設(shè)在飛輪側(cè)邊用于檢測飛輪轉(zhuǎn)速與光線檢測模塊電連接的微處理模塊,基于光線檢測模塊輸入的飛輪轉(zhuǎn)速信號(hào)判斷飛輪運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),并向所述微處理模塊上電連接有的提醒輸出模塊輸出狀態(tài)提醒信號(hào),以及提醒輸出模塊,基于接收的狀態(tài)提醒信號(hào)輸出狀態(tài)提醒。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0007]進(jìn)一步,所述提醒輸出模塊包括音頻單元和顯示單元,所述狀態(tài)提醒包括通過音頻單元播放的人力輸入提醒,還包括通過顯示單元顯示的飛輪剩余能量和剩余發(fā)電時(shí)間;
進(jìn)一步,所述發(fā)電機(jī)的輸出端還連接有用于將發(fā)電機(jī)輸出的電能轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電能輸出的輸出電路,所述輸出電路包括與發(fā)電機(jī)的輸出端相連接的整流器,所述整流器上還連接有自適應(yīng)升降調(diào)壓器,所述自適應(yīng)升降調(diào)壓器還連接有穩(wěn)壓器和/或逆變器,所述自適應(yīng)升降調(diào)壓器與穩(wěn)壓器和/或逆變器之間還設(shè)有隔離二極管; 進(jìn)一步,所述輸出電路上還設(shè)有一組以上的基于電池組充電狀態(tài)進(jìn)行切換充電的電池組,所述電池組并聯(lián)在自適應(yīng)升降調(diào)壓器與穩(wěn)壓器和/或逆變器之間;
進(jìn)一步,所述飛輪及發(fā)電機(jī)均通過支架固定于底座之上,所述飛輪動(dòng)力驅(qū)動(dòng)組件包括與飛輪配合的傳動(dòng)帶,所述傳動(dòng)帶的一端與底座之間連接有彈簧,所述傳動(dòng)帶的另一端連接有彈性踏板,所述飛輪與彈性踏板之間設(shè)有配合傳動(dòng)帶的滑輪,所述滑輪設(shè)置在固定于底座上的彈性支架上,所述飛輪與彈簧之間也設(shè)有配合傳動(dòng)帶的滑輪,所述的滑輪設(shè)置在固定于底座上的固定支架上,所述設(shè)置在固定支架或彈性支架上的滑輪的高度高于飛輪;進(jìn)一步,所述飛輪及發(fā)電機(jī)均通過支架固定于底座之上,所述飛輪動(dòng)力驅(qū)動(dòng)組件包括通過固定于底座之上的驅(qū)動(dòng)輪支架固定的驅(qū)動(dòng)輪,所述飛輪上還連接有與所述飛輪通過離合機(jī)構(gòu)相連接的從動(dòng)輪,所述從動(dòng)輪通過支架固定于底座之上,所述飛輪與發(fā)電機(jī)之間通過離合機(jī)構(gòu)相連接,所述離合機(jī)構(gòu)上設(shè)有控制所述離合機(jī)構(gòu)結(jié)合與分離的離合控制桿,所述驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)連接從動(dòng)輪,所述驅(qū)動(dòng)輪內(nèi)還設(shè)有單向驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪的單向轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu),所述驅(qū)動(dòng)輪的兩側(cè)還分別連接有轉(zhuǎn)動(dòng)桿;
進(jìn)一步,所述飛輪外部設(shè)有殼體,所述飛輪動(dòng)力驅(qū)動(dòng)組件包括設(shè)置于所述飛輪內(nèi)部的單向驅(qū)動(dòng)飛輪的自由輪機(jī)構(gòu),所述自由輪機(jī)構(gòu)上設(shè)有自由輪轉(zhuǎn)軸,所述自由輪轉(zhuǎn)軸上與所述殼體之間相接觸處設(shè)有雙滾珠軸承,所述發(fā)電機(jī)設(shè)置于殼體的另一側(cè),所述飛輪驅(qū)動(dòng)連接發(fā)電機(jī)處還設(shè)有雙滾珠軸承。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明模塊化可擴(kuò)展發(fā)電裝置可根據(jù)發(fā)電需求進(jìn)行組合,當(dāng)需求小規(guī)模供電,如移動(dòng)設(shè)備的充電燈,僅通過一個(gè)人力發(fā)電設(shè)備即可滿足,當(dāng)需求規(guī)模供電時(shí),可通過多個(gè)人力發(fā)電進(jìn)行組合,再通過輸出電路輸出需求功率,可通過設(shè)置在飛輪兩側(cè)的滑輪配合彈性踏板驅(qū)動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng),并通過設(shè)置的彈性支架在飛輪達(dá)到需求速度時(shí)松開踏板時(shí),皮帶或鏈條帶與飛輪分離,飛輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)持續(xù)發(fā)電,還可通過轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)桿帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng),通過皮帶或鏈條帶帶動(dòng)從動(dòng)輪,從動(dòng)輪通過離合機(jī)構(gòu)帶動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng),本發(fā)明通過飛輪與發(fā)電機(jī)相結(jié)合提供可再生電能,產(chǎn)生的電能可用于烹飪,手機(jī)充電,平板電腦充電,LED燈充電,以及運(yùn)行風(fēng)扇、燈和其他電器,并且能減少電力貧乏地區(qū)對(duì)木柴或煤炭的依賴;在電能輸出端通過設(shè)置的整流器/或穩(wěn)壓器直接輸出交流電或直流電以適應(yīng)于不同電器,增強(qiáng)發(fā)電裝置的適用范圍;通過監(jiān)測顯示裝置監(jiān)測飛輪運(yùn)轉(zhuǎn)速度,并根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)速度顯示飛輪剩余能量以及剩余電量使用時(shí)間,進(jìn)一步增加發(fā)電裝置的易用性,還可通過多個(gè)發(fā)電裝置進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)成發(fā)電系統(tǒng)得到需求的應(yīng)用功率,模塊化的飛輪發(fā)電機(jī)也能與風(fēng)能發(fā)電和太陽能發(fā)電機(jī)通過功率逆變器連接到電網(wǎng)。
[0009]本發(fā)明還提供一種模塊化可擴(kuò)展飛輪發(fā)電裝置,包括 至少一個(gè)飛輪,所述飛輪上驅(qū)動(dòng)連接有發(fā)電機(jī),
每個(gè)所述飛輪邊緣均設(shè)有至少一個(gè)通過直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)飛輪的超級(jí)電容驅(qū)動(dòng)組件;分別與超級(jí)電容驅(qū)動(dòng)組件相連接的供電控制組件,控制超級(jí)電容驅(qū)動(dòng)組件同步驅(qū)動(dòng)飛輪并為超級(jí)電容驅(qū)動(dòng)組件供電。
[0010]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0011]進(jìn)一步,所述發(fā)電裝置設(shè)置于底座之上,所述飛輪、發(fā)電機(jī)及超級(jí)電容驅(qū)動(dòng)組件均固定于底座之上;所述超級(jí)電容驅(qū)動(dòng)組件包括與供電控制組件相連接的超級(jí)電容,所述超級(jí)電容兩端上并聯(lián)有至少一個(gè)通過超級(jí)電容放電驅(qū)動(dòng)的直流電機(jī),所述直流電機(jī)上連接有與飛輪邊緣相接觸并通過與飛輪摩擦驅(qū)動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的滾輪;所述供電控制組件包括電源和控制芯片組,所述控制芯片組用于向所有超級(jí)電容驅(qū)動(dòng)組件同步發(fā)出脈沖控制所述兩個(gè)以上的超級(jí)電容組件同步運(yùn)行,所述電源為蓄電池、手動(dòng)發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)或供電設(shè)備之中的至少一種;
進(jìn)一步,所述飛輪上還連接有監(jiān)測顯示裝置,所述監(jiān)測顯示裝置包括有設(shè)在飛輪側(cè)邊用于檢測飛輪轉(zhuǎn)速光線檢測模塊,與光線檢測模塊電連接的微處理模塊,用于通過對(duì)比輸入的飛輪運(yùn)轉(zhuǎn)速度與內(nèi)設(shè)于微處理模塊內(nèi)正常運(yùn)轉(zhuǎn)閾值判斷飛輪運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),當(dāng)輸入的飛輪運(yùn)轉(zhuǎn)速度高于正常運(yùn)轉(zhuǎn)閾值時(shí),判斷飛輪為足能狀態(tài);當(dāng)輸入的飛輪運(yùn)轉(zhuǎn)速度低于或在正常運(yùn)轉(zhuǎn)閾值時(shí),判斷飛輪為缺能狀態(tài),向所述微處理模塊上電連接有的提醒輸出模塊輸出狀態(tài)提醒信號(hào),以及基于接收的狀態(tài)提醒信號(hào)輸出狀態(tài)提醒的提醒輸出模塊,所述提醒輸出模塊包括音頻單元和顯示單元,所述狀態(tài)提醒包括通過音頻單元播放的人力輸入提醒,還包括通過顯示單元顯示的飛輪剩余能量和剩余發(fā)電時(shí)間;
進(jìn)一步,所述發(fā)電機(jī)的輸出端還連接有用于將發(fā)電機(jī)輸出的電能轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電能輸出的輸出電路,所述輸出電路包括與發(fā)電機(jī)的輸出端相連接的整流器,所述整流器上還連接有自適應(yīng)升降調(diào)壓器,所述自適應(yīng)升降調(diào)壓器還連接有穩(wěn)壓器和/或逆變器,所述自適應(yīng)升降調(diào)壓器與穩(wěn)壓器和/或逆變器之間還設(shè)有隔離二極管;所述輸出電路上還設(shè)有一組以上的基于電池組充電狀態(tài)進(jìn)行切換充電的電池組,所述電池組并聯(lián)在自適應(yīng)升降調(diào)壓器與穩(wěn)壓器和/或逆變器之間。
[0012]采用上述方案的技術(shù)的有益效果是:本發(fā)明模塊化發(fā)電裝置可根據(jù)發(fā)電需求進(jìn)行組合,當(dāng)需求小規(guī)模供電,如移動(dòng)設(shè)備的充電燈,僅通過一個(gè)人力發(fā)電設(shè)備即可滿足,當(dāng)需求規(guī)模供電時(shí),可通過多個(gè)人力發(fā)電進(jìn)行組合,再通過輸出電路輸出需求功率,本發(fā)明通過設(shè)置內(nèi)置電池、手動(dòng)發(fā)電機(jī),發(fā)電機(jī)或供電設(shè)備中的至少一種電源為超級(jí)電容驅(qū)動(dòng)組件供電,通過超級(jí)電容驅(qū)動(dòng)直流直流電機(jī)帶動(dòng)滾輪運(yùn)動(dòng),滾輪通過摩擦力帶動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng),由于超級(jí)電容放電的特性,直流電機(jī)短時(shí)間內(nèi)快速轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng),重復(fù)此過程使飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)至發(fā)電需求速度,通過手動(dòng)發(fā)電機(jī)供電時(shí),可無需任何電力的情況下使飛輪發(fā)電裝置運(yùn)轉(zhuǎn),本發(fā)明通過飛輪與發(fā)電機(jī)相結(jié)合提供可再生電能,熱能,產(chǎn)生的電能可用于烹飪,手機(jī)充電,平板電腦充電,LED燈充電,以及運(yùn)行風(fēng)扇、燈和其他電器,并且能減少電力貧乏地區(qū)對(duì)木柴或煤炭的依賴;在電能輸出端通過設(shè)置的整流器/或穩(wěn)壓器直接輸出交流電或直流電以適應(yīng)于不同電器,增強(qiáng)發(fā)電裝置的適用范圍;通過監(jiān)測顯示裝置監(jiān)測飛輪運(yùn)轉(zhuǎn)速度,并根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)速度顯示飛輪剩余能量以及剩余電量使用時(shí)間,進(jìn)一步增加發(fā)電裝置的易用性,還可通過多個(gè)發(fā)電裝置進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)成發(fā)電系統(tǒng)得到需求的應(yīng)用功率。
[0013]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)框圖;
圖2為本發(fā)明裝置第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖;
圖3為本發(fā)明裝置第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖;
圖4為本發(fā)明裝置第二實(shí)施例中驅(qū)動(dòng)輪結(jié)構(gòu)圖;
圖5為本發(fā)明裝置第二實(shí)施例中從動(dòng)輪與飛輪第一狀態(tài)圖; 圖6為本發(fā)明裝置第二實(shí)施例中從動(dòng)輪與飛輪第二狀態(tài)圖;
圖7為本發(fā)明裝置第三實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖;
圖8為本發(fā)明裝置第三實(shí)施例中自由輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖;
圖9為本發(fā)明裝置第四實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖;
圖10為本發(fā)明裝置第四實(shí)施例中超級(jí)電容驅(qū)動(dòng)組件結(jié)構(gòu)圖;
圖11為本發(fā)明裝置中監(jiān)測顯示裝置第一狀態(tài)圖;
圖12為本發(fā)明裝置中監(jiān)測顯示裝置第二狀態(tài)圖;
圖13為本發(fā)明裝置中顯示元件狀態(tài)圖;
圖14是本發(fā)明裝置中提醒輸出模塊結(jié)構(gòu)圖;
圖15為本發(fā)明裝置中輸出電路連接圖;
圖16為本發(fā)明裝置中多路發(fā)電裝置實(shí)施例圖。
[0015]附圖中,各標(biāo)號(hào)所代表的部件如下:
1、飛輪動(dòng)力驅(qū)動(dòng)組件,101、傳動(dòng)帶,102、固定支架,103、滑輪,104、彈性支架,105、彈簧,106、彈性踏板,107、驅(qū)動(dòng)輪,108、從動(dòng)輪,109、單向轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu),110、驅(qū)動(dòng)輪支架,111、轉(zhuǎn)動(dòng)桿,112、轉(zhuǎn)動(dòng)柄,113、自由輪機(jī)構(gòu),114、自由輪轉(zhuǎn)軸,115、手柄,116、雙滾珠軸承,2、飛輪,201、通孔,202、反射貼,3、發(fā)電機(jī),4、輸出電路,401、整流器,402、自適應(yīng)升降調(diào)壓器,403、隔離二極管,404、穩(wěn)壓器,405、逆變器,406、電池組,5、監(jiān)測顯示裝置,51、光線檢測模塊,5101、光源,5102、探測器,52、微處理模塊,53、提醒輸出模塊,5301顯示元件,5302、音頻元件,5303、能量剩余顯示框,5304、發(fā)電剩余時(shí)間顯示框,6、殼體,7、底座,8、供電控制組件,801、電源,802、控制芯片組,9、超級(jí)電容驅(qū)動(dòng)組件,901、超級(jí)電容,902、直流電機(jī),903、滾輪。
[0016]
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述,所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明,并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0018]如圖1所示發(fā)明飛輪發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)框圖,包括將人力轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的飛輪動(dòng)力驅(qū)動(dòng)組件1,所述飛輪動(dòng)力驅(qū)動(dòng)組件I驅(qū)動(dòng)連接有至少一飛輪2,所述飛輪2驅(qū)動(dòng)連接有發(fā)電機(jī)3 ;還包括有監(jiān)測顯示裝置5,所述監(jiān)測顯示裝置5包括有光線檢測模塊51,設(shè)在飛輪2側(cè)邊用于檢測飛輪2轉(zhuǎn)速,與光線檢測模塊51電連接的微處理模塊52,基于光線檢測模塊51輸入的飛輪轉(zhuǎn)速信號(hào)判斷飛輪2運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),并向所述微處理模塊52上電連接有的提醒輸出模塊53輸出狀態(tài)提醒信號(hào),以及提醒輸出模塊53,基于接收的狀態(tài)提醒信號(hào)輸出狀態(tài)提醒。
[0019]其中所述微處理模塊52通過對(duì)比輸入的飛輪2運(yùn)轉(zhuǎn)速度與內(nèi)設(shè)于微處理模塊52內(nèi)正常運(yùn)轉(zhuǎn)閾值判斷飛輪2運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),當(dāng)輸入的飛輪2運(yùn)轉(zhuǎn)速度高于正常運(yùn)轉(zhuǎn)閾值時(shí),判斷飛輪2為足能狀態(tài);當(dāng)輸入的飛輪2運(yùn)轉(zhuǎn)速度低于或在正常運(yùn)轉(zhuǎn)閾值時(shí),判斷飛輪2為缺能狀態(tài),向所述微處理模塊52上電連接有的提醒輸出模塊53輸出狀態(tài)提醒信號(hào);
如圖14所示為本發(fā)明裝置中提醒輸出模塊53結(jié)構(gòu)圖,所述提醒輸出模塊53包括音頻單元5301和顯示單元5302,所述狀態(tài)提醒包括通過音頻單元5301播放的人力輸入提醒,還包括通過顯示單元5302顯示的飛輪剩余能量和剩余發(fā)電時(shí)間。
[0020]圖2為本發(fā)明裝置第一實(shí)施例圖,所述飛輪2發(fā)電機(jī)3通過支架固定于底座7上,所述飛輪動(dòng)力驅(qū)動(dòng)組件I括與飛輪2配合的傳動(dòng)帶101,所述傳動(dòng)帶101的一端與底座之間連接有彈簧105,所述傳動(dòng)帶101的另一端連接有彈性踏板106,所述飛輪2與彈性踏板106之間設(shè)有配合傳動(dòng)帶101的滑輪103,所述滑輪103設(shè)置在固定于底座7上的彈性支架104上,所述飛輪2與彈簧105之間也設(shè)有配合傳動(dòng)帶101的滑輪103,所述的滑輪103設(shè)置在固定于底座7上的固定支架102上,所述設(shè)置在固定支架102或彈性支架104上的滑輪103的高度高于飛輪2。
[0021]圖3至圖4為本發(fā)明裝置第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖以及裝置中驅(qū)動(dòng)輪結(jié)構(gòu)圖,所述飛輪2及發(fā)電機(jī)3均通過支架固定于底座7之上,所述飛輪動(dòng)力驅(qū)動(dòng)組件I包括通過固定于底座7之上的驅(qū)動(dòng)輪支架110固定的驅(qū)動(dòng)輪107,所述飛輪2上還連接有與所述飛輪2通過離合機(jī)構(gòu)相連接的從動(dòng)輪108,所述從動(dòng)輪108通過支架固定于底座7之上,所述飛輪2與發(fā)電機(jī)3之間通過離合機(jī)構(gòu)相連接,所述離合機(jī)構(gòu)上設(shè)有控制所述離合機(jī)構(gòu)結(jié)合與分離的離合控制桿,所述驅(qū)動(dòng)輪107驅(qū)動(dòng)連接從動(dòng)輪,所述驅(qū)動(dòng)輪107內(nèi)還設(shè)有單向驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪107的單向轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)109,所述驅(qū)動(dòng)輪107的兩側(cè)還分別連接有轉(zhuǎn)動(dòng)桿111 ;
圖5及圖6為本發(fā)明裝置第二實(shí)施例中從動(dòng)輪與飛輪第一狀態(tài)圖和第二狀態(tài)圖,其中圖5為操縱離合控制桿使從動(dòng)輪108與飛輪2相連接,以驅(qū)動(dòng)飛輪2運(yùn)轉(zhuǎn),當(dāng)飛輪2運(yùn)轉(zhuǎn)至需求速度時(shí),如圖6所示操作離合控制桿使從動(dòng)輪108與飛輪2分離,并使飛輪2與發(fā)電機(jī)3相連接,此時(shí)飛輪2驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)3進(jìn)行發(fā)電。
[0022]圖7至圖8所示為本發(fā)明第三實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖以及裝置中自由輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖,所述飛輪2外部設(shè)有殼體6,所述飛輪動(dòng)力驅(qū)動(dòng)組件I包括設(shè)置于所述飛輪2內(nèi)部的單向驅(qū)動(dòng)飛輪的自由輪機(jī)構(gòu)113,所述自由輪機(jī)構(gòu)113上設(shè)有自由輪轉(zhuǎn)軸114,所述自由輪轉(zhuǎn)軸114上與所述殼體6之間相接觸處設(shè)有雙滾珠軸承116,所述發(fā)電機(jī)3設(shè)置于殼體6的另一側(cè),所述飛輪2驅(qū)動(dòng)連接發(fā)電機(jī)3處還設(shè)有雙滾珠軸承116。
[0023]圖9至圖10所示為本發(fā)明第四實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖及裝置中超級(jí)電容驅(qū)動(dòng)組件結(jié)構(gòu)圖,至少一個(gè)飛輪2,所述飛輪2上驅(qū)動(dòng)連接有發(fā)電機(jī)3,每個(gè)所述飛輪2邊緣均設(shè)有至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)飛輪2的超級(jí)電容驅(qū)動(dòng)組件9 ;分別與超級(jí)電容驅(qū)動(dòng)組件9相連接的供電控制組件8,控制超級(jí)電容驅(qū)動(dòng)組件9同步驅(qū)動(dòng)飛輪2并為超級(jí)電容驅(qū)動(dòng)組件9供電;
所述發(fā)電裝置設(shè)置于底座7之上,所述飛輪2、發(fā)電機(jī)3及超級(jí)電容驅(qū)動(dòng)組件9均固定于底座之上;所述超級(jí)電容驅(qū)動(dòng)組件9包括與供電控制組件8相連接的超級(jí)電容901,所述超級(jí)電容901兩端上并聯(lián)有至少一個(gè)通過超級(jí)電容901放電驅(qū)動(dòng)的直流電機(jī)902,所述直流電機(jī)902上連接有與飛輪2邊緣相接觸并通過與飛輪2摩擦驅(qū)動(dòng)飛輪2轉(zhuǎn)動(dòng)的滾輪903 ;所述供電控制組件8包括電源801和控制芯片組802,所述控制芯片組802用于向所有超級(jí)電容驅(qū)動(dòng)組件9同步發(fā)出脈沖控制所述兩個(gè)以上的超級(jí)電容組件9同步運(yùn)行,所述電源801為蓄電池、手動(dòng)發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)或供電設(shè)備之中的至少一種。
[0024]圖11和圖12為本發(fā)明裝置中監(jiān)測顯示裝置第一使用狀態(tài)圖和第二使用狀態(tài)圖,本發(fā)明中的光線檢測模塊51為對(duì)照式或反射式,所述光線檢測模塊包括光源5101與探測器5102,若所述光線檢測模塊51為對(duì)照式,則所述光源5101與探測器5102設(shè)置于飛輪2的兩側(cè),且所述飛輪2上設(shè)有一個(gè)以上與光源5101及探測器5102對(duì)應(yīng)的通孔201 ;若所述光線檢測模塊51為反射式,則所述光源5101與探測器5102設(shè)置于飛輪2的一側(cè),且所述飛輪2上設(shè)有一個(gè)以上與光源5101及探測器5102對(duì)應(yīng)的反射貼202。
[0025]圖13為本發(fā)明裝置中顯示裝置狀態(tài)圖,包括顯示元件以及設(shè)置于所述顯示元件5301之上的能量剩余顯示框5303,用于顯示飛輪剩余能量,和剩余發(fā)電時(shí)間顯示框5304,用于顯示剩余發(fā)電時(shí)間。
[0026]圖15為本發(fā)明為本發(fā)明裝置中輸出電路連接圖,所述發(fā)電機(jī)3的輸出端還連接有用于將發(fā)電機(jī)3輸出的電能轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電能輸出的輸出電路4,所述輸出電路4包括與發(fā)電機(jī)3的輸出端相連接的整流器401,所述整流器401上還連接有自適應(yīng)升降調(diào)壓器402,所述自適應(yīng)升降調(diào)壓器402還連接有穩(wěn)壓器404和/或逆變器405,所述自適應(yīng)升降調(diào)壓器402與穩(wěn)壓器404和/或逆變器405之間還設(shè)有隔離二極管403 ;所述輸出電路4上還設(shè)有一組以上的基于電池組充電狀態(tài)進(jìn)行切換充電的電池組406,所述電池組406并聯(lián)在自適應(yīng)升降調(diào)壓器402與穩(wěn)壓器404和/或逆變器405之間;其中所述整流器401的輸入端與發(fā)動(dòng)機(jī)3的輸出端相連接,所述整流器401的輸出端與自適應(yīng)升降調(diào)壓器402的輸入端相連接,所述自適應(yīng)升降調(diào)壓器402的第一輸出端與隔離二極管403的正極相連接,所述隔離二極管403的負(fù)極上與穩(wěn)壓器404和/或逆變器405的第一輸入端相連接,所述自適應(yīng)升降調(diào)壓器402的第二輸出端與穩(wěn)壓器404和/或逆變器405的第二輸入端相連接。
[0027]本發(fā)明中傳動(dòng)帶包括皮帶或鏈條帶;本發(fā)明中正常運(yùn)轉(zhuǎn)閾值為預(yù)設(shè)在微處理模塊52中的飛輪2轉(zhuǎn)速與所接發(fā)電機(jī)3配合時(shí),達(dá)到發(fā)電要求的最低值至至少還能持續(xù)發(fā)電一定時(shí)間的轉(zhuǎn)速區(qū)間,如設(shè)置為還能發(fā)電一分鐘以內(nèi),此時(shí)間為預(yù)留出當(dāng)發(fā)現(xiàn)飛輪2剩余能量較低或飛輪2處于缺能狀態(tài)時(shí),由于人力輸入會(huì)有一定的延時(shí),通過設(shè)置此閾值能保證發(fā)電裝置的持續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn);
本發(fā)明的工作原理為,如圖2所示第一實(shí)施例中,在彈性踏板106和彈性支架104均處于自由狀態(tài)時(shí),由于固定支架102上的滑輪103高于飛輪2,此時(shí)皮帶或鏈條帶與飛輪2處于分離狀態(tài),當(dāng)踩下彈性踏板106時(shí),皮帶或鏈條帶與所述飛輪2相結(jié)合,通過皮帶或鏈條帶的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)飛輪2轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)松開彈性踏板106時(shí)由于彈性踏板106及彈性支架104恢復(fù)原狀,皮帶或鏈條帶與飛輪2分離,重復(fù)踩下及松開彈性踏板106直至飛輪2速度達(dá)到發(fā)電需求時(shí),即可外接負(fù)載,當(dāng)從顯示元件5301上發(fā)現(xiàn)飛輪剩余能量較低或發(fā)電剩余時(shí)間較少時(shí),或聽到音頻元件5302發(fā)出的人力輸入提醒時(shí),可再次重復(fù)踩下及松開彈性踏板106進(jìn)行發(fā)電。
[0028]方式二,如圖3至圖6所示,所述轉(zhuǎn)動(dòng)桿111上還連接有轉(zhuǎn)動(dòng)柄112,通過轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)柄112帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪107轉(zhuǎn)動(dòng),驅(qū)動(dòng)輪107通過皮帶或鏈條或齒輪驅(qū)動(dòng)從動(dòng)輪108轉(zhuǎn)動(dòng),操縱離合控制桿使從動(dòng)輪108與飛輪2相連接,由轉(zhuǎn)動(dòng)的從動(dòng)輪108驅(qū)動(dòng)飛輪2運(yùn)轉(zhuǎn),當(dāng)飛輪2運(yùn)轉(zhuǎn)至需求速度時(shí),操作離合控制桿使從動(dòng)輪108與飛輪2分離,并使飛輪2與發(fā)電機(jī)3相連接,此時(shí)飛輪2驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)3進(jìn)行發(fā)電,由于所述單向轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)109 (可為相互配合的棘輪和棘爪),飛輪2繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)從顯示元件5301上發(fā)現(xiàn)飛輪剩余能量較低或發(fā)電剩余時(shí)間較少時(shí),或聽到音頻元件5302發(fā)出的人力輸入提醒時(shí),可再次轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)柄112進(jìn)行發(fā)電。
[0029]方式三,如圖7至圖8所示,轉(zhuǎn)動(dòng)手柄9,通過與手柄9連接的自由輪機(jī)構(gòu)7帶動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)飛輪2轉(zhuǎn)動(dòng)至發(fā)電需求速度時(shí),可外接負(fù)載,由于設(shè)置于飛輪2內(nèi)的自由輪機(jī)構(gòu)7為單向轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu),即手柄9停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不會(huì)影響飛輪2繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)從顯示元件5301上發(fā)現(xiàn)飛輪剩余能量較低或發(fā)電剩余時(shí)間較少時(shí),或聽到音頻元件5302發(fā)出的人力輸入提醒時(shí),可再次轉(zhuǎn)動(dòng)手柄9發(fā)電。
[0030]方式四,如圖9至圖10所示,通過內(nèi)置、外置的電池或外接電源或手動(dòng)發(fā)電裝置等驅(qū)動(dòng)超級(jí)電容驅(qū)動(dòng)組件9,以圖7中手動(dòng)發(fā)電裝置為供電裝置為例,轉(zhuǎn)動(dòng)手柄9,產(chǎn)生電能驅(qū)動(dòng)超級(jí)電容901,由控制芯片組802發(fā)出脈沖控制超級(jí)電容901充放電,超級(jí)電容901放電控制電機(jī)移動(dòng),使電機(jī)上的滾輪與飛輪相接觸,并帶動(dòng)直流電機(jī)902轉(zhuǎn)動(dòng),直流電機(jī)902帶動(dòng)滾輪903轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)飛輪2轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)飛輪2轉(zhuǎn)動(dòng)至發(fā)電需求速度時(shí),可外接負(fù)載,當(dāng)從顯示元件5301上發(fā)現(xiàn)飛輪剩余能量較低或發(fā)電剩余時(shí)間較少時(shí),或聽到音頻元件5302發(fā)出的人力輸入提醒時(shí),可再次轉(zhuǎn)動(dòng)手柄9發(fā)電,帶動(dòng)飛輪發(fā)電裝置繼續(xù)運(yùn)行。
[0031 ] 本發(fā)明上述四種實(shí)施例的模塊化或模塊化可擴(kuò)展發(fā)電裝置均可單獨(dú)進(jìn)行小規(guī)模供電,如給家電、移動(dòng)設(shè)備等供電,自由串聯(lián)或并聯(lián)成發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電來供應(yīng)需求功率,以如圖16所示的本發(fā)明裝置中四路發(fā)電裝置的實(shí)施方式為例,通過這種并聯(lián)方式以獲得需求電壓或需求功率;本發(fā)明發(fā)電裝置還可在串聯(lián)或并聯(lián)方式后通過與太陽能發(fā)電或其他發(fā)電方式配合,通過逆變器405網(wǎng)接入220V、IlOV或380V等不同電壓的電網(wǎng)中。
[0032]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種模塊化可擴(kuò)展飛輪發(fā)電裝置,其特征在于:包括將人力轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的飛輪動(dòng)力驅(qū)動(dòng)組件,所述飛輪動(dòng)力驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)連接有至少一飛輪,所述飛輪驅(qū)動(dòng)連接有發(fā)電機(jī);還包括有監(jiān)測顯示裝置,所述監(jiān)測顯示裝置包括有光線檢測模塊,設(shè)在飛輪側(cè)邊用于檢測飛輪轉(zhuǎn)速,與光線檢測模塊電連接的微處理模塊,基于光線檢測模塊輸入的飛輪轉(zhuǎn)速信號(hào)判斷飛輪運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),并向所述微處理模塊上電連接有的提醒輸出模塊輸出狀態(tài)提醒信號(hào),以及提醒輸出模塊,基于接收的狀態(tài)提醒信號(hào)輸出狀態(tài)提醒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模塊化可擴(kuò)展飛輪發(fā)電裝置,其特征在于:所述提醒輸出模塊包括音頻單元和顯示單元,所述狀態(tài)提醒包括通過音頻單元播放的人力輸入提醒,還包括通過顯示單元顯示的飛輪剩余能量和剩余發(fā)電時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的一種模塊化可擴(kuò)展飛輪發(fā)電裝置,其特征在于:所述發(fā)電機(jī)的輸出端還連接有用于將發(fā)電機(jī)輸出的電能轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電能輸出的輸出電路,所述輸出電路包括與發(fā)電機(jī)的輸出端相連接的整流器,所述整流器上還連接有自適應(yīng)升降調(diào)壓器,所述自適應(yīng)升降調(diào)壓器還連接有穩(wěn)壓器和/或逆變器,所述自適應(yīng)升降調(diào)壓器與穩(wěn)壓器和/或逆變器之間還設(shè)有隔離二極管,所述輸出電路上還設(shè)有一組以上的基于電池組充電狀態(tài)進(jìn)行切換充電的電池組,所述電池組并聯(lián)在自適應(yīng)升降調(diào)壓器與穩(wěn)壓器和/或逆變器之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的一種模塊化可擴(kuò)展飛輪發(fā)電裝置,其特征在于:所述飛輪及發(fā)電機(jī)均通過支架固定于底座之上,所述飛輪動(dòng)力驅(qū)動(dòng)組件包括與飛輪配合的傳動(dòng)帶,所述傳動(dòng)帶的一端與底座之間連接有彈簧,所述傳動(dòng)帶的另一端連接有彈性踏板,所述飛輪與彈性踏板之間設(shè)有配合傳動(dòng)帶的滑輪,所述滑輪設(shè)置在固定于底座上的彈性支架上,所述飛輪與彈簧之間也設(shè)有配合傳動(dòng)帶的滑輪,所述的滑輪設(shè)置在固定于底座上的固定支架上,所述設(shè)置在固定支架或彈性支架上的滑輪的高度高于飛輪。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的一種模塊化可擴(kuò)展飛輪發(fā)電裝置,其特征在于:所述飛輪及發(fā)電機(jī)均通過支架固定于底座之上,所述飛輪動(dòng)力驅(qū)動(dòng)組件包括通過固定于底座之上的驅(qū)動(dòng)輪支架固定的驅(qū)動(dòng)輪,所述飛輪上還連接有與所述飛輪通過離合機(jī)構(gòu)相連接的從動(dòng)輪,所述從動(dòng)輪通過支架固定于底座之上,所述飛輪與發(fā)電機(jī)之間通過離合機(jī)構(gòu)相連接,所述離合機(jī)構(gòu)上設(shè)有控制所述離合機(jī)構(gòu)結(jié)合與分離的離合控制桿,所述驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)連接從動(dòng)輪,所述驅(qū)動(dòng)輪內(nèi)還設(shè)有單向驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪的單向轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu),所述驅(qū)動(dòng)輪的兩側(cè)還分別連接有轉(zhuǎn)動(dòng)桿。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的一種模塊化可擴(kuò)展飛輪發(fā)電裝置,其特征在于:所述飛輪外部設(shè)有殼體,所述飛輪動(dòng)力驅(qū)動(dòng)組件包括設(shè)置于所述飛輪內(nèi)部的單向驅(qū)動(dòng)飛輪的自由輪機(jī)構(gòu),所述自由輪機(jī)構(gòu)上設(shè)有自由輪轉(zhuǎn)軸,所述自由輪轉(zhuǎn)軸上與所述殼體之間相接觸處設(shè)有雙滾珠軸承,所述發(fā)電機(jī)設(shè)置于殼體的另一側(cè),所述飛輪驅(qū)動(dòng)連接發(fā)電機(jī)處還設(shè)有雙滾珠軸承。
7.一種模塊化發(fā)電裝置,其特征在于:包括 至少一個(gè)飛輪,所述飛輪上驅(qū)動(dòng)連接有發(fā)電機(jī),每個(gè)所述飛輪邊緣均設(shè)有至少一個(gè)通過直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)飛輪的超級(jí)電容驅(qū)動(dòng)組件; 分別與超級(jí)電容驅(qū)動(dòng)組件相連接的供電控制組件,控制超級(jí)電容驅(qū)動(dòng)組件同步驅(qū)動(dòng)飛輪并為超級(jí)電容驅(qū)動(dòng)組件供電。
8.根據(jù)權(quán)利要求7述的一種模塊化可擴(kuò)展發(fā)電裝置,其特征在于:所述發(fā)電裝置設(shè)置于底座之上,所述飛輪、發(fā)電機(jī)及超級(jí)電容驅(qū)動(dòng)組件均固定于底座之上;所述超級(jí)電容驅(qū)動(dòng)組件包括與供電控制組件相連接的超級(jí)電容,所述超級(jí)電容兩端上并聯(lián)有至少一個(gè)通過超級(jí)電容放電驅(qū)動(dòng)的直流電機(jī),所述直流電機(jī)上連接有與飛輪邊緣相接觸并通過與飛輪摩擦驅(qū)動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的滾輪,所述供電控制組件包括電源和控制芯片組,所述控制芯片組用于向所有超級(jí)電容驅(qū)動(dòng)組件同步發(fā)出脈沖控制所述兩個(gè)以上的超級(jí)電容組件同步運(yùn)行,所述電源為蓄電池、手動(dòng)發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)或供電設(shè)備之中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的一種模塊化可擴(kuò)展發(fā)電裝置,其特征在于:所述飛輪上還連接有監(jiān)測顯示裝置,所述監(jiān)測顯示裝置包括有設(shè)在飛輪側(cè)邊用于檢測飛輪轉(zhuǎn)速光線檢測模塊, 與光線檢測模塊電連接的微處理模塊,用于通過對(duì)比輸入的飛輪運(yùn)轉(zhuǎn)速度與內(nèi)設(shè)于微處理模塊內(nèi)正常運(yùn)轉(zhuǎn)閾值判斷飛輪運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),當(dāng)輸入的飛輪運(yùn)轉(zhuǎn)速度高于正常運(yùn)轉(zhuǎn)閾值時(shí),判斷飛輪為足能狀態(tài);當(dāng)輸入的飛輪運(yùn)轉(zhuǎn)速度低于或在正常運(yùn)轉(zhuǎn)閾值時(shí),判斷飛輪為缺能狀態(tài),向所述微處理模塊上電連接有的提醒輸出模塊輸出狀態(tài)提醒信號(hào),以及 基于接收的狀態(tài)提醒信號(hào)輸出狀態(tài)提醒的提醒輸出模塊,所述提醒輸出模塊包括音頻單元和顯示單元,所述狀態(tài)提醒包括通過音頻單元播放的人力輸入提醒,還包括通過顯示單元顯示的飛輪剩余能量和剩余發(fā)電時(shí)間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種模塊化可擴(kuò)展發(fā)電裝置,其特征在于:所述發(fā)電機(jī)的輸出端還連接有用于將發(fā)電 機(jī)輸出的電能轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電能輸出的輸出電路,所述輸出電路包括與發(fā)電機(jī)的輸出端相連接的整流器,所述整流器上還連接有自適應(yīng)升降調(diào)壓器,所述自適應(yīng)升降調(diào)壓器還連接有穩(wěn)壓器和/或逆變器,所述自適應(yīng)升降調(diào)壓器與穩(wěn)壓器和/或逆變器之間還設(shè)有隔離二極管;所述輸出電路上還設(shè)有一組以上的基于電池組充電狀態(tài)進(jìn)行切換充電的電池組,所述電池組并聯(lián)在自適應(yīng)升降調(diào)壓器與穩(wěn)壓器和/或逆變器之間。
【文檔編號(hào)】H02K7/10GK103973029SQ201410197276
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】唐伯虎, 侯小閣 申請(qǐng)人:唐伯虎, 侯小閣