[发明专利]一种发条发动机的充能装置

说明书

本发明属于发动机技术领域，公开了一种发条发动机的充能装置，包括用于与发条发动机定位对准的定位平台以及设于定位平台下方的升降平台，升降平台上安装有定位柱和充能电机，充能电机的转轴连接凸头杆，定位平台上开设有用于定位柱和凸头杆通过的穿孔，发条发动机上设有定位孔以及转动时可以使发条盒内的发条储能的齿轮杆，齿轮杆的端面上设有凹孔。本发明所提供的发条发动机的充能装置，当升降平台上移时，定位柱和凸头杆均可穿过定位平台，定位柱插入发条发动机的定位孔，凸头杆插入发条发动机的齿轮杆端面上的凹孔，充能电机带动凸头杆转动对发条发动机进行充能，充能时间短，安全可靠。

技术领域

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种发条发动机的充能装置。

背景技术

自然界中存在着各式各样的能量，大至我们身边流动的空气和水，小至生物体内分子的运动，但是这些能量往往需要转换成相应的势能才能实现存储。如果把风能或者流水转换成电能，进而利用蓄电池转化为化学能进行存储，在需要的时候，则把化学能转化为电能并进一步转换为机械能。显然这种多步能量存储与释放的效率是作常低的。在很多情况下，人们也可以把这些能量是对外界所做的功(机械能)转化为弹性能进而存储起来。例如各种弹簧装置、玩具以及钟表的发条等。这种机械能与弹性能之间的转换是通过弹簧材料内部原子间距的变化来实现的。也就是说，当外力作用到弹簧的时候，弹簧材料的原子间距被拉长或缩短，从而将外力所做的功转换成了弹簧的弹性能；而当弹簧被释放的时候，弹簧材料内部的原子间距则会恢复到原始距离，从而将弹性能释放为对外界所做的功。尽管机械能与弹性能之间的转换可以几乎没有损耗，但是弹性变形的材料所能存储的能是密度相对很低。

随着西安交通大学丁向东等关于纳米弹簧的研究，设计出了以表面能为媒介，高效存储和释放机械能的新装置——纳米弹簧。与块体弹簧不同，纳米弹簧是通过表面原子的重构来实现能量的存储与释放的。该装置在加载和卸载过程中的表现就像手风琴一样：在加载过程中，车孪晶界向表面能高的孪晶取向移动，从而把外力所做的功转换为纳米装置的表面能而存储起来；在卸载的时候，在存储的表面能的驱动下，孪晶界移向表面较低的孪晶取向，从面将存储表面能转换为机械能。这种纳米弹簧具有显著优于块体弹簧的性能，

以截面宽度为2.3nm的纳米弹簧为例，其存储的能量密度超过1000J/cm³。(是钟表发条的1600倍以上)，而且其能量转换效率高达98％，随着弹簧的横截面宽度的增大，装置的能量转换效率虽然有所减小，但是在纳米线的横截面宽度不大于5nm的条件下，其能量转换效率仍然可以保持在95％以上。

因此我们可以展望在不久的将来，纳米弹簧将在能量转换领域发挥巨大的作用，特别是在发动机技术领域，有望取代传统的发动机(如：内燃机、外燃机和电动机等)以及蓄电池。而针对应用了纳米弹簧的发条发动机，需要设计专用的充能装置。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种发条发动机的充能装置。

本发明所采用的技术方案为：

一种发条发动机的充能装置，包括用于与发条发动机定位对准的定位平台以及设于定位平台下方的升降平台，升降平台上安装有定位柱和充能电机，充能电机的转轴连接凸头杆，定位平台上开设有用于定位柱和凸头杆通过的穿孔，发条发动机上设有定位孔以及转动时可以使发条盒内的发条储能的齿轮杆，齿轮杆的端面上设有凹孔。

升降平台上移时，定位柱和凸头杆均可穿过定位平台，定位柱插入发条发动机的定位孔，凸头杆插入发条发动机的齿轮杆上的凹孔。

优选地，所述升降平台上设有信号传输插头，信号传输插头和充能电机均电性连接控制器，定位平台上开设有用于信号传输插头通过的穿孔，发条发动机上设有与发条发动机的控制单元电性连接的信号传输插口。

优选地，所述发条发动机还包括用于检测和记录发条盒的转动次数的计数单元，计数单元电性连接控制单元。