[实用新型]势能存储式零散能量收集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及拾能(能量收集)的技术领域。具体而言涉及一种收集储存零散能量的势能存储式零散能量收集装置。

背景技术

人类日常生活中会产生大量的零散能量，如开门关门、运动健身等都会产生一定的机械能。在当今能源紧缺的国际形式下，许多国家都积极研发针对这些零散能量的回收利用（拾能）技术。目前，零散能量的收集技术主要是利用某些材料具有的压电效应，或是通过发电机把它们转换为电能储存和使用。生活中的零散能量主要是以人类活动产生的零散动能为主，具有不连续性和不稳定性的特点，如果把这些零散动能直接用于电能转换会存在许多缺点，如直接作用于压电材料则转换效率低，直接作用于发电机不易达到发电所需转速，发电电压不稳定等等。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种依据机械能守恒定律，通过一种机械装置把人类活动产生的零散动能转换为势能暂时保存，积累达到一定程度后再释放出连续稳定的动能，驱动电能转换装置；本发明把零散动能转换为势能，与采用飞轮作为储能单元的模式相比，可以在静态条件下实现长时间的能量储存；与直接发电的能量收集模式相比，能够克服直接发电存在的缺陷，大幅提高能量利用率和发电量的稳定性；本发明利用摩擦棘轮机构无级调节的特点可以实现大小不同甚至微量对零散动能进行收集的势能存储式零散能量收集装置。

本实用新型的解决方案是这样的：

本实用新型具有能量输入轴，所述能量输入轴通过减速机构连接前半轴，所述前半轴通过离合器的接合连接有后半轴，所述后半轴连接有势能储能单元，所述势能储能单元用于接收后半轴获得的动能，将动能转换为势能进行存储；离合器设置有能量转换控制系统，所述能量转换控制系统控制进行离合。

更具体的技术方案还包括：所述势能储能单元包括与后半轴连接的涡卷弹簧，所述涡卷弹簧在离合器接合前半轴时，将后半轴获得的动能转换成弹簧势能，在离合器分离时，将弹簧势能释放用于带动后半轴转动。

进一步的：所述势能储能单元包括与后半轴连接的鼓轮、缠绕鼓轮的软绳及吊接于软绳的配重块，所述鼓轮在离合器接合前半轴时，将后半轴获得的动能提升配重块储存势能，在离合器分离时，所述配重块向下落下，释放势能用于带动后半轴转动。

进一步的：所述能量转换控制系统包括正时齿轮机构，所述正时齿轮机构的输出轴固定有圆柱凸轮，所述圆柱凸轮从动件与离合器拨叉连接，带动离合器的工作。

进一步的：所述能量输入轴与减速机构的主动齿轮的连接采用摩擦棘轮连接结构。

本实用新型的优点是依据机械能守恒定律，通过一种机械装置把人类活动产生的零散动能转换为势能暂时保存，积累达到一定程度后再释放出连续稳定的动能，驱动电能转换装置；本实用新型把零散动能转换为势能，与采用飞轮作为储能单元的模式相比，可以在静态条件下实现长时间的能量储存；与直接发电的能量收集模式相比，能够克服直接发电存在的缺陷，大幅提高能量利用率和发电量的稳定性；本发明利用摩擦棘轮机构无级调节的特点可以实现对大小不同甚至微量的零散动能进行收集。

附图说明

图1是本实用新型的工作原理及流程示意图。

图2是本实用新型实施例1的结构示意图。

图3是本实用新型实施例2的结构示意图。

图中，1是能量输入轴，2是摩擦棘轮，3是主动齿轮，4是被动齿轮，5是前半轴，6是离合器，7是后半轴，8是涡卷弹簧，9是蓄电池，10是发电机，11、12、13和14为增速齿轮，15是正时齿轮，16是凸轮轴，17是圆柱凸轮，18是离合器拨叉，19是鼓轮，20是软绳，21是配重块。

具体实施方式

本实用新型由单向机械传动系统、动能-势能转换储存单元、能量转换控制系统和电能转换储存系统组成。系统工作模式是储能和发电两个阶段交替循环，工作原理及流程如图1所示。零散动能经单向机械传动系统作用于动能-势能转换储存单元，转变为等量的弹性势能或重力势能，单向传动机构使得这个过程不可逆，从而实现在储存单元中势能的累加。当势能储存单元中的势能达到容量上限时，触发能量转换控制自动开关，储存单元积累的能量以连续动能的形式释放，驱动电能转换并给蓄电池充电。

实施例1：