[发明专利]一种多级变扭矩输出发电系统及其方法

权利要求书

1.一种多级变扭矩输出发电系统，其特征在于：包括设备支架(35)，所述设备支架(35)上转动设置有动力输入曲轴(23)、第一传动曲轴(9)、第二传动曲轴(12)和动力输出曲轴(6)；

所述动力输入曲轴(23)与第一传动曲轴(9)之间通过第一连杆组件传动连接；第一传动曲轴(9)与第二传动曲轴(12)之间通过第一传动齿轮(3)和第二传动齿轮(10)同步啮合传动连接；所述第二传动曲轴(12)和动力输出曲轴(6)通过第二连杆组件传动连接；所述第一传动曲轴(9)上安装有第一级变扭距机构，所述第二传动曲轴(12)上安装有第二级变扭距机构；

所述动力输出曲轴(6)上同步设置有输出齿轮(20)；还包括发电机(31)，所述发电机(31)的发电机转轴(32)上同步安装有发电机齿轮(33)，所述输出齿轮(20)与所述发电机齿轮(33)啮合。

2.根据权利要求1所述的一种多级变扭矩输出发电系统，其特征在于：所述第一级变扭距机构包括第一主齿轮(15)和第一变矩齿轮(13)；所述第一主齿轮(15)通过单向轴承与第一传动曲轴(9)同步连接，所述第一主齿轮(15)与第一变矩齿轮(13)啮合连接，所述第一主齿轮(15)与第一变矩齿轮(13)的传动比为1:2；还包括第一曲柄(38)，所述第一变矩齿轮(13)的转轴上还固定所述第一曲柄(38)的一端，第一曲柄(38)的另一端固定连接有横向的第一偏心轴(40)，所述第一偏心轴(40)上转动套接有第一活动环(39)，还包括第一蓄力弹簧(18)，所述第一蓄力弹簧(18)的一端连接所述第一活动环(1)；还包括第一弹簧支撑(41)，所述第一蓄力弹簧(18)的另一端连接所述第一弹簧支撑(41)；所述第一蓄力弹簧(18)的长度方向与所述第一变矩齿轮(13)的轴线垂直。

3.根据权利要求1所述的一种多级变扭矩输出发电系统，其特征在于：所述第二级变扭距机构包括第二主齿轮(35)和第二变矩齿轮(50)；所述第二主齿轮(35)通过单向轴承与动力输出曲轴(6)同步连接，所述第二主齿轮(35)与第二变矩齿轮(50)啮合连接，第二主齿轮(35)与第二变矩齿轮(50)的传动比为2:1；还包括第二曲柄(26)，所述第二变矩齿轮(50)的转轴上还固定所述第二曲柄(26)的一端，第二曲柄(26)的另一端固定连接有横向的第二偏心轴(27)，所述第二偏心轴(27)上转动套接有第二活动环(37)，还包括第二蓄力弹簧(25)，所述第二蓄力弹簧(25)的一端连接所述第二活动环(37)；还包括第二弹簧支撑(24)，所述第二蓄力弹簧(25)的另一端连接所述第二弹簧支撑(24)；所述第二蓄力弹簧(25)的长度方向与所述第二变矩齿轮(50)的轴线垂直。

4.根据权利要求1所述的一种多级变扭矩输出发电系统，其特征在于：所述动力输入曲轴(23)、第一传动曲轴(9)、第二传动曲轴(12)和动力输出曲轴(6)上分别设置有第一曲柄臂(21)、第二曲柄臂(14)、第三曲柄臂(11)和第四曲柄臂(5)。

5.根据权利要求4所述的一种多级变扭矩输出发电系统，其特征在于：所述第一连杆组件包括设备支架(35)上固定的第一摇臂支撑(20)，还包括第一摇臂(17)，所述第一摇臂(17)的上端与第一摇臂支撑(20)铰接连接，所述第一摇臂(17)的下端分别铰接连接有第一连杆(36)的一端和第二连杆(16)的一端；所述第一连杆(36)的另一端铰接连接动力输入曲轴(23)的第一曲柄臂(21)，所述第二连杆(16)的另一端铰接连接所述第一传动曲轴(9)上的第二曲柄臂(14)。

6.根据权利要求5所述的一种多级变扭矩输出发电系统，其特征在于：所述第二连杆组件包括设备支架(35)上固定的第二摇臂支撑(4)，还包括第二摇臂(2)，所述第二摇臂(2)的上端与第二摇臂支撑(4)铰接连接，所述第二摇臂(2)的下端分别铰接连接有第三连杆(1)的一端和第四连杆(7)的一端；所述第三连杆(1)的另一端铰接连接第二传动曲轴(12)的第三曲柄臂(11)，所述第四连杆(16)的另一端铰接连接所述动力输出曲轴(6)上的第四曲柄臂(5)。

7.根据权利要求6所述的一种多级变扭矩输出发电系统的输出发电方法，其特征在于：

外部恒定扭矩的动力持续带动动力输入曲轴(23)旋转，进而动力输入曲轴(23)的旋转通过第一连杆组件同步传递给第一传动曲轴(9)，进而使第一传动曲轴(9)随动力输入曲轴(23)同步旋转，第一传动曲轴(9)的旋转通过第一传动齿轮(3)和第二传动齿轮(10)同步啮合传递给第二传动曲轴(12)，进而使第二传动曲轴(12)随第一传动曲轴(9)同步旋转，第二传动曲轴(12)的旋转通过第二连杆组件同步传递给动力输出曲轴(6)，进而使动力输出曲轴(6)与该第二传动曲轴(12)同步旋转，进而动力输出曲轴(6)的旋转通过输出齿轮(20)带动发电机(31)的发电机转轴(32)旋转，进而带动发电机的机芯旋转发电；

第一级变扭距机构的变矩方法和过程：

在上述过程中第一传动曲轴(9)的旋转通过单向轴承带动第一主齿轮(15)同步旋转，与此同时第一主齿轮(15)带动第一变矩齿轮(13)做啮合运动，第一变矩齿轮(13)的一个旋转周期内包括前半周期和后半周期，在前半周期内，该第一蓄力弹簧(18)会逐渐变长，进而该第一蓄力弹簧(18)的拉力对第一变矩齿轮(13)的旋转形成阻力，进而此时的第一变矩齿轮(13)对所啮合的第一主齿轮(15)形成阻力，进而形成上述传动系统的负载，进而暂时减弱了最终动力输出曲轴(6)输出扭矩，但是该过程的蓄力弹簧由于自身变长，进而在这个过程中蓄发了弹性势能；

随着第一变矩齿轮(13)的继续旋转，当第一变矩齿轮(13)进入后半周期内后，该第一蓄力弹簧(18)会逐渐变短，进而该状态下第一蓄力弹簧(18)的拉力对第一变矩齿轮(13)的旋转形成驱动力，进而此时的第一变矩齿轮(13)对所啮合第一主齿轮(15)形成驱动力，进而形成自行车中轴的驱动力，进而形成上述传动系统的驱动力，进而暂时瞬间提高了最终动力输出曲轴(6)输出扭矩，但是该过程的第一蓄力弹簧(18)由于自身变端，进而在这个过程中蓄发了弹性势能；

第二级变扭距机构的变矩方法和过程与上述的第一级变扭距机构的变矩过程完全相同；

随着第一级变扭距机构与第二级变扭距机构的同步呈周期性运转，进而使上述传动系统呈周期性产生驱动力和阻力，进而最终使动力输出曲轴(6)输出扭矩呈周期性的增大和降低；进而实现将平稳扭矩动力转变为呈周期性变化的扭矩动力给发电机(31)，在同等扭矩动力情况下，为发电机(31)提供呈周期性的爆发扭矩。