CN111654157A - 一种发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发电装置，包括动力输入部、动力输出部、摆杆与发电机，所述摆杆上具有第一转动支点，所述动力输入部与所述摆杆之间具有第一连接点，所述动力输入部用于带动所述摆杆绕所述第一转动支点摆动，所述动力输出部与所述摆杆之间具有第二连接点，所述第一转动支点位于所述第一连接点与所述第二连接点之间，所述第一连接点与所述第一转动支点的距离大于所述第二连接点与所述第一转动支点的距离，所述摆杆通过所述动力输出部使所述发电机的输入端转动，本发明有效解决了传统的动力输入部件由于输入功率不够无法适配发电机发电的问题，增强机械部件的通用性。

Description

一种发电装置
技术领域
本发明涉及一种电能产生装置，尤其涉及一种发电装置。
背景技术
发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成，发电机的输入端输入动力，使转子能在定子中旋转，作切割磁感线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。带动发电机的输入端转动方式有很多种，如通过人工带动其转动，或者通过内能转化为机械能等方式带动其转动，为达到可推动发电机转动的所需力度，需要人工或者动力设备产生相对应的驱动力，如所需驱动力较大时，人们难以直接使发电机的输入端转动，而对于动力设备，由于其所需要产生的瞬时驱动力较大，该设备的硬件要求也会相对应地提高。
发明内容
本发明目的在于提供一种发电装置，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
本发明解决其技术问题的解决方案是：
一种发电装置，包括动力输入部、动力输出部、摆杆与发电机，所述摆杆上具有第一转动支点，所述动力输入部与所述摆杆之间具有第一连接点，所述动力输入部用于带动所述摆杆绕所述第一转动支点摆动，所述动力输出部与所述摆杆之间具有第二连接点，所述第一转动支点位于所述第一连接点与所述第二连接点之间，所述第一连接点与所述第一转动支点的距离大于所述第二连接点与所述第一转动支点的距离，所述摆杆通过所述动力输出部使所述发电机的输入端转动。
该技术方案至少具有如下的有益效果：摆杆上可绕第一转动支点转动，动力输入部与动力输出部位于第一转动支点的两侧，动力输入部用于提供驱动力，使摆杆摆动，而摆杆则通过动力输出部将摆动转化为转动，并带动发电机的输入端转动，由于第一连接点与第一转动支点的距离大于第二连接点与第一转动支点的距离，整体形成一个杠杆***，动力输入部所在的力臂为动力臂，动力输出部所在的力臂为阻力臂，如此使得动力输入部提供驱动力较小情况下也能使动力输出部带动发电机的输入端转动，在使发电机转动相同转数而产生同样的电力的情况下，如人工发电时可更加省力，而使用其他能源发电时减少了输入驱动力部件的硬件要求，有效解决了传统的动力输入部件由于输入功率不够无法适配发电机发电的问题，增强机械部件的通用性。
作为上述技术方案的进一步改进，所述动力输出部与所述发电机设置有两个，两个所述动力输出部分别位于所述摆杆的摆动方向的两侧，两个所述动力输出部分别与两个所述发电机一对一地传动连接。摆杆在摆动时带动位于其摆动方向两侧的动力输出部同时动作，使两个动力输出部分别带动与其连接的发电机发电，提高发电效率，将摆杆摆动的机械能更充分地转化为电能。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第一连接点与所述第一转动支点之间的距离为第一力臂长度，所述第二连接点与所述第一转动支点之间的距离为第二力臂长度，所述第一力臂长度与所述第二力臂长度的比值等于9。根据杠杆的平衡条件，第一力臂长度与动力输入部提供驱动力的乘积等于第二力臂长度与动力输出部输出驱动力的乘积，此时动力输出部若需要90牛的力带动发电机的输入端转动，动力输入部需要输入10牛的力即可，在实际应用中第一力臂长度与第二力臂长度在此比值下更为实用。
作为上述技术方案的进一步改进，所述动力输入部包括动力输入轮与传动杆，所述传动杆的一端转动连接于所述动力输入轮上，所述传动杆的另一端转动连接于所述摆杆上，所述传动杆与摆杆的连接处为所述第一连接点，所述传动杆位于所述动力输入轮上的旋转轴线、所述传动杆位于所述摆杆上的旋转轴线与所述动力输入轮的旋转轴线相互平行。利用外力转动动力输入轮，动力输入轮通过传动杆带动摆杆实现往复摆动。
作为上述技术方案的进一步改进，所述动力输入部还包括电机，所述电机用于驱动所述动力输入轮转动。利用电机提供动力驱动，使摆杆摆动，从而使发电机发电，可实现在特殊场景下的应用，如实现直流交流的转换。
作为上述技术方案的进一步改进，所述动力输入部还包括蒸汽涡轮机，所述蒸汽涡轮机用于驱动所述动力输入轮转动。蒸汽涡轮机产生的蒸汽推动涡轮转动，涡轮同时带动动力输入轮实现转动，利用内能转化为机械能，实现动力输入。
作为上述技术方案的进一步改进，所述动力输出部包括第一连杆、第二连杆、第三连杆与动力输出轮，所述第一连杆的一端转动连接于所述第二连杆上，所述第一连杆的另一端转动连接于所述摆杆上，所述第一连杆与所述摆杆的连接处为所述第二连接点，所述第二连杆的一端具有第二转动支点，所述第二连杆的另一端转动连接于所述第三连杆的一端，所述第三连杆的另一端带动所述动力输出轮转动，所述动力输出轮通过皮带与所述发电机的输入端传动连接，所述第一连杆位于所述摆杆上的旋转轴线、所述第一连杆位于所述第二连杆上的旋转轴线、所述第二连杆位于所述第三连杆上的旋转轴线与所述动力输出轮的旋转轴线相互平行。第一连杆、第二连杆、第三连杆与动力输出轮形成一个曲柄摇杆机构，摆杆摆动时通过第一连杆带动第二连杆围绕第二转动支点来回摆动，第二连杆在摆动的同时通过第三连杆带动动力输出轮转动，从而利用动力输出轮带动发电机的输入端转动。
作为上述技术方案的进一步改进，所述动力输出部还包括过渡轮，所述过渡轮与所述动力输出轮同轴传动连接，所述过渡轮的直径小于所述动力输出轮的直径，所述第三连杆远离所述第二连杆的一端转动连接于所述动力输出轮上，所述第三连杆位于所述过渡轮上的旋转轴线与所述动力输出轮的旋转轴线相互平行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本发明的整体结构示意图。
附图中：110-动力输入轮、120-传动杆、200-摆杆、210-第一转动支点、310-第一连杆、320-第二连杆、321-第二转动支点、330-第三连杆、340-动力输出轮、350-过渡轮、400-发电机。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少连接辅件，来组成更优的连接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
参照图1，一种发电装置，包括动力输入部、动力输出部、摆杆200与发电机400，所述摆杆200上具有第一转动支点210，所述动力输入部与所述摆杆200之间具有第一连接点，所述动力输入部用于带动所述摆杆200绕所述第一转动支点210摆动，所述动力输出部与所述摆杆200之间具有第二连接点，所述第一转动支点210位于所述第一连接点与所述第二连接点之间，所述第一连接点与所述第一转动支点210的距离大于所述第二连接点与所述第一转动支点210的距离，所述摆杆200通过所述动力输出部使所述发电机400的输入端转动。
由上述可知，摆杆200上可绕第一转动支点210转动，动力输入部与动力输出部位于第一转动支点210的两侧，动力输入部用于提供驱动力，使摆杆200摆动，而摆杆200则通过动力输出部将摆动转化为转动，并带动发电机400的输入端转动，由于第一连接点与第一转动支点210的距离大于第二连接点与第一转动支点210的距离，整体形成一个杠杆***，动力输入部所在的力臂为动力臂，动力输出部所在的力臂为阻力臂，如此使得动力输入部提供驱动力较小情况下也能使动力输出部带动发电机400的输入端转动，在使发电机400转动相同转数而产生同样的电力的情况下，如人工发电时可更加省力，而使用其他能源发电时减少了输入驱动力部件的硬件要求，有效解决了传统的动力输入部件由于输入功率不够无法适配发电机400发电的问题，增强机械部件的通用性。
为了提高发电效率，将摆杆200摆动的机械能更充分地转化为电能，所述动力输出部与所述发电机400设置有两个，两个所述动力输出部分别位于所述摆杆200的摆动方向的两侧，两个所述动力输出部分别与两个所述发电机400一对一地传动连接。两个动力输出部沿摆杆200相互对称设置，摆杆200在摆动时带动位于其摆动方向两侧的动力输出部同时动作，使两个动力输出部分别带动与其连接的发电机400发电。
在上述实施例中，第一力臂长度只要比第二力臂长度大，通过摆杆200即可实现更加省力地转动发电机400的输入端，而在本实施例中，所述第一连接点与所述第一转动支点210之间的距离为第一力臂长度，所述第二连接点与所述第一转动支点210之间的距离为第二力臂长度，所述第一力臂长度与所述第二力臂长度的比值等于9。根据杠杆的平衡条件，第一力臂长度与动力输入部提供驱动力的乘积等于第二力臂长度与动力输出部输出驱动力的乘积，此时动力输出部若需要90牛的力带动发电机400的输入端转动，动力输入部需要输入10牛的力即可，在实际应用中第一力臂长度与第二力臂长度在此比值下更为实用。
动力输入部的作用主要实现摆杆200的左右摆动，在本实施例中，所述动力输入部包括动力输入轮110与传动杆120，所述传动杆120的一端转动连接于所述动力输入轮110上，所述传动杆120的另一端转动连接于所述摆杆200上，所述传动杆120与摆杆200的连接处为所述第一连接点，所述传动杆120位于所述动力输入轮110上的旋转轴线、所述传动杆120位于所述摆杆200上的旋转轴线与所述动力输入轮110的旋转轴线相互平行。利用外力转动动力输入轮110，动力输入轮110通过传动杆120带动摆杆200实现往复摆动。
此发电装置的应用场景具有多种，实施例一，所述动力输入部还包括电机，所述电机用于驱动所述动力输入轮110转动。利用电机提供动力驱动，使摆杆200摆动，从而使发电机400发电，可实现在特殊场景下的应用，如实现直流交流的转换，作为教具演示直流转交流，亦不排除其他转换需求。
此发电装置的应用场景具有多种，实施例二，所述动力输入部还包括蒸汽涡轮机，所述蒸汽涡轮机用于驱动所述动力输入轮110转动。蒸汽涡轮机产生的蒸汽推动涡轮转动，涡轮同时带动动力输入轮110实现转动，利用内能转化为机械能，实现动力输入。当然还可以使用风力、水力等驱动方式使动力输入轮110实现转动，更加节能环保。
动力输出部的作用是将摆杆200的往复摆动转化为使动力输出轮340转动，其具有多种结构形态，如直接通过一条杆，两端分别转动连接在摆杆200与动力输出轮340上，又或者利用超越离合器结构，将摆动转换为转动，而在本实施例中，由于摆杆200的第二力臂一端的摆动幅度较小，因此本所述动力输出部包括第一连杆310、第二连杆320、第三连杆330与动力输出轮340，所述第一连杆310的一端转动连接于所述第二连杆320上，所述第一连杆310的另一端转动连接于所述摆杆200上，所述第一连杆310与所述摆杆200的连接处为所述第二连接点，所述第二连杆320的一端具有第二转动支点321，所述第二连杆320的另一端转动连接于所述第三连杆330的一端，所述第三连杆330的另一端带动所述动力输出轮340转动，所述动力输出轮340通过皮带与所述发电机400的输入端传动连接，所述第一连杆310位于所述摆杆200上的旋转轴线、所述第一连杆310位于所述第二连杆320上的旋转轴线、所述第二连杆320位于所述第三连杆330上的旋转轴线与所述动力输出轮340的旋转轴线相互平行。第一连杆310、第二连杆320、第三连杆330与动力输出轮340形成一个曲柄摇杆机构，摆杆200摆动时通过第一连杆310带动第二连杆320围绕第二转动支点321来回摆动，第二连杆320在摆动的同时通过第三连杆330带动动力输出轮340转动，从而利用动力输出轮340带动发电机400的输入端转动。
为了使第三连杆330在摆动时更容易带动动力输出轮340转动，在本实施例中，所述动力输出部还包括过渡轮350，所述过渡轮350与所述动力输出轮340同轴传动连接，所述过渡轮350的直径小于所述动力输出轮340的直径，所述第三连杆330远离所述第二连杆320的一端转动连接于所述动力输出轮340上，所述第三连杆330位于所述过渡轮350上的旋转轴线与所述动力输出轮340的旋转轴线相互平行。第三连杆330先带动一个直径较小的过渡轮350转动，然后再通过过渡轮350将动力传递至与其同轴设置的动力输出轮340上，可更轻松地带动动力输出轮340转动，降低对整体结构设计的要求，并且由于动力输出轮340的外径比发电机400的输入端更大，动力输出轮340通过皮带带动发电机400输入端转动时，发电机400的输入端转速更快，提高发电效率。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种发电装置，其特征在于：包括动力输入部、动力输出部、摆杆(200)与发电机(400)，所述摆杆(200)上具有第一转动支点(210)，所述动力输入部与所述摆杆(200)之间具有第一连接点，所述动力输入部用于带动所述摆杆(200)绕所述第一转动支点(210)摆动，所述动力输出部与所述摆杆(200)之间具有第二连接点，所述第一转动支点(210)位于所述第一连接点与所述第二连接点之间，所述第一连接点与所述第一转动支点(210)的距离大于所述第二连接点与所述第一转动支点(210)的距离，所述摆杆(200)通过所述动力输出部使所述发电机(400)的输入端转动。
2.根据权利要求1所述的一种发电装置，其特征在于：所述动力输出部与所述发电机(400)设置有两个，两个所述动力输出部分别位于所述摆杆(200)的摆动方向的两侧，两个所述动力输出部分别与两个所述发电机(400)一对一地传动连接。
3.根据权利要求2所述的一种发电装置，其特征在于：所述第一连接点与所述第一转动支点(210)之间的距离为第一力臂长度，所述第二连接点与所述第一转动支点(210)之间的距离为第二力臂长度，所述第一力臂长度与所述第二力臂长度的比值等于9。
4.根据权利要求1所述的一种发电装置，其特征在于：所述动力输入部包括动力输入轮(110)与传动杆(120)，所述传动杆(120)的一端转动连接于所述动力输入轮(110)上，所述传动杆(120)的另一端转动连接于所述摆杆(200)上，所述传动杆(120)与摆杆(200)的连接处为所述第一连接点，所述传动杆(120)位于所述动力输入轮(110)上的旋转轴线、所述传动杆(120)位于所述摆杆(200)上的旋转轴线与所述动力输入轮(110)的旋转轴线相互平行。
5.根据权利要求4所述的一种发电装置，其特征在于：所述动力输入部还包括电机，所述电机用于驱动所述动力输入轮(110)转动。
6.根据权利要求4所述的一种发电装置，其特征在于：所述动力输入部还包括蒸汽涡轮机，所述蒸汽涡轮机用于驱动所述动力输入轮(110)转动。
7.根据权利要求1所述的一种发电装置，其特征在于：所述动力输出部包括第一连杆(310)、第二连杆(320)、第三连杆(330)与动力输出轮(340)，所述第一连杆(310)的一端转动连接于所述第二连杆(320)上，所述第一连杆(310)的另一端转动连接于所述摆杆(200)上，所述第一连杆(310)与所述摆杆(200)的连接处为所述第二连接点，所述第二连杆(320)的一端具有第二转动支点(321)，所述第二连杆(320)的另一端转动连接于所述第三连杆(330)的一端，所述第三连杆(330)的另一端带动所述动力输出轮(340)转动，所述动力输出轮(340)通过皮带与所述发电机(400)的输入端传动连接，所述第一连杆(310)位于所述摆杆(200)上的旋转轴线、所述第一连杆(310)位于所述第二连杆(320)上的旋转轴线、所述第二连杆(320)位于所述第三连杆(330)上的旋转轴线与所述动力输出轮(340)的旋转轴线相互平行。
8.根据权利要求7所述的一种发电装置，其特征在于：所述动力输出部还包括过渡轮(350)，所述过渡轮(350)与所述动力输出轮(340)同轴传动连接，所述过渡轮(350)的直径小于所述动力输出轮(340)的直径，所述第三连杆(330)远离所述第二连杆(320)的一端转动连接于所述动力输出轮(340)上，所述第三连杆(330)位于所述过渡轮(350)上的旋转轴线与所述动力输出轮(340)的旋转轴线相互平行。
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