RU2635201C2 - Electricity machine with muscular drive - Google Patents
Electricity machine with muscular drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2635201C2 RU2635201C2 RU2014146292A RU2014146292A RU2635201C2 RU 2635201 C2 RU2635201 C2 RU 2635201C2 RU 2014146292 A RU2014146292 A RU 2014146292A RU 2014146292 A RU2014146292 A RU 2014146292A RU 2635201 C2 RU2635201 C2 RU 2635201C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- axis
- gear
- passenger
- seat
- rotor shaft
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63G—MERRY-GO-ROUNDS; SWINGS; ROCKING-HORSES; CHUTES; SWITCHBACKS; SIMILAR DEVICES FOR PUBLIC AMUSEMENT
- A63G9/00—Swings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K19/00—Synchronous motors or generators
Landscapes
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к средствам выработки электрического тока и сфере удовлетворения жизненных потребностей человека, в частности - к спортивным тренажерам.The invention relates to a means of generating electric current and the field of meeting the vital needs of a person, in particular, to sports simulators.
Известна электроэнергетическая машина в виде качели, содержащей стойки, соединенные сверху перекладиной, на которой установлены с возможностью качания стержни с прикрепленным к ним сиденьем, а с одной или с двух боковых сторон качели, на ее стержнях, или на стойках, или на перекладине установлен сектор ведущего зубчатого колеса, центр которого связан с центром качания стержней, а с его зубьями введена в зацепление шестерня, связанная с валом ротора электрического генератора, закрепленного на перекладине, или на стойках, или на стержнях, при этом сектор ведущего зубчатого колеса может иметь внутренний или наружный зубчатый венец (см. патент на изобретение Российской Федерации №2492902. МПК A63G 9/00. Качели и их варианты. Заявка №2011139937/20 от 30.09.11. Авт. изобрет. Настасенко В.А. // БИ №26 от 20.10.2013).A known electric power machine in the form of a swing, containing racks connected from above by a crossbar, on which rods with a seat attached to them are mounted with a possibility of swing, and on one or both sides of the swing, on its rods, or on racks, or on the crossbar, is equipped with a sector drive gear, the center of which is connected to the center of swing of the rods, and a gear connected to the rotor shaft of the electric generator mounted on the bar, or on racks, or rods, is engaged with its teeth and this sector of the driving gear may have an internal or external gear ring (see patent for the invention of the Russian Federation No. 2492902. IPC A63G 9/00. Swings and their variants. Application No. 20111139937/20 from 09.30.11. Aut. invention. Nastasenko V.A. // BI No. 26 of 10.20.2013).
Недостатком данной электроэнергетической машины является малая мощность при малых углах раскачивания сиденья с пассажиром.The disadvantage of this electric power machine is its low power at low swing angles of the seat with the passenger.
Известно также устройство для тренировки гребцов, содержащее смонтированную на колесах раму, неподвижно закрепленные к ней стойки, на которые подвижно установлена спинка поясничного упора, подвижное сиденье, подвижные упоры для рук с рукоятками для ног, а рукоятки упоров для рук установлены на концах стоек, жестко закрепленных к тележке, перемещающейся по направляющим, расположенным под направляющими для подвижного упора для ног (см. патент на изобретение Российской Федерации №2153909. МПК А63В 69/06. Устройство для тренировки гребцов. Заявка №99119678/12 от 10.09.1999. Авт. изобрет. Луговой С.И. // БИ №18 от 10.08.2000).A device for training rowers is also known, comprising a frame mounted on wheels, stands fixed to it, on which the back of the lumbar support is movably mounted, a movable seat, movable palm rests with handles for the legs, and the arms of the palm rests are mounted on the ends of the racks, rigidly fixed to the trolley moving along the rails located under the rails for the movable foot rest (see patent for the invention of the Russian Federation No. 2153909. IPC A 63B 69/06. Device for training rowers. 99119678/12 from 10.09.1999. Auto. Inventing. Lugovoi SI BI //
Недостатком данного устройства является отсутствие возможности преобразования энергии движимого спортсменом сиденья в электрическую энергию.The disadvantage of this device is the inability to convert the energy of an athlete-driven seat into electrical energy.
Задачей данной заявки на изобретение является устранение указанных недостатков путем выполнения электроэнергетической машины с мышечным приводом, имеющей раму, на которую подвижно установлено пассажирское сиденье, закрепленное на остове с боковыми отверстиями или опорами с подшипниками, в которые введены оси, с возможностью их свободного вращения поперек остова, а на концах осей закреплены пары опорных колес, имеющих возможность свободного вращения и возвратно-поступательного движения в параллельно спаренных полозьях рамы, при этом оси опорных колес кинематически связаны с валами роторов генераторов электрического тока, статоры которых закреплены на остове.The objective of this application for the invention is to eliminate these drawbacks by creating an electric power machine with a muscular drive having a frame on which the passenger seat is movably mounted, mounted on a skeleton with side openings or bearings with axles inserted into them, with the possibility of their free rotation across the skeleton and, at the ends of the axles, pairs of support wheels are fixed, having the possibility of free rotation and reciprocating motion in parallel paired runners of the frame, while the axles of the support wheels are kinematically connected with the shafts of the rotors of the electric current generators, the stators of which are fixed on the skeleton.
Для накопления выработанной электрической энергии использованы аккумуляторы и/или конденсаторы, имеющие возможность разрядки импульсами синусоидальной формы в заданном режиме частот, образованном инверторами или дополнительными электронными приборами, а кинематическая связь оси опорных колес и вала ротора генератора электрического тока создана зубчатой передачей, имеющей закрепленное на этой оси ведущее зубчатое колесо, введенное в зацепление с закрепленной на валу ротора ведомой шестерней.To accumulate the generated electric energy, batteries and / or capacitors were used, which can be discharged by sinusoidal pulses in a given frequency mode, formed by inverters or additional electronic devices, and the kinematic connection of the axis of the support wheels and the rotor shaft of the electric current generator is created by a gear train having axis driving gear engaged in engagement with a driven gear fixed to the rotor shaft.
Для фиксации межосевого расстояния, ось и вал введены, с возможностью свободного их вращения, в отверстия соединительной планки, или кинематическая связь создана цепной передачей, которая имеет закрепленную на этой оси ведущую звездочку, введенную в зацепление цепью с ведомой звездочкой, закрепленной на валу ротора, или клиноременной передачей, имеющей закрепленный на этой оси ведущий шкив, введенный в зацепление клиновым ремнем с ведомым шкивом, закрепленным на валу ротора, или зубчатой ременной передачей, которая имеет закрепленный на этой оси ведущий зубчатый шкив, введенный в зацепление зубчатым ремнем с ведомым зубчатым шкивом, закрепленным на валу ротора.To fix the center distance, the axis and shaft are inserted, with the possibility of their free rotation, into the holes of the connecting bar, or the kinematic connection is created by a chain transmission, which has a drive sprocket mounted on this axis, engaged by a chain with a driven sprocket mounted on the rotor shaft, or a V-belt drive having a drive pulley fixed to this axis, engaged by a V-belt with a driven pulley mounted on the rotor shaft, or a toothed belt drive which has of this axis, a drive gear pulley engaged with a gear belt with a driven gear pulley mounted on the rotor shaft.
Для улучшения условий работы пассажира на конце рамы установлены стойки, служащие ограничителем хода пассажирского сиденья, а на стойках закреплена поперечина, служащая опорой для толкания ногами пассажира.To improve the working conditions of the passenger, racks are installed at the end of the frame, which serve as a travel limiter for the passenger seat, and a cross member is fixed on the racks, which serves as a support for pushing the passenger's legs.
Для улучшения условий работы пассажирами с различными антропологическими параметрами поперечина выполнена с возможностью регулировки высоты ее установки на этих стойках, или в количестве большем, чем одна и эти поперечины установлены на стойках на разной высоте.To improve the working conditions for passengers with various anthropological parameters, the cross-member is made with the possibility of adjusting the height of its installation on these racks, or in an amount greater than one and these cross-brackets are mounted on the racks at different heights.
Для увеличения энергетического потенциала машины на раме установлены дополнительные стойки с рукоятками для толкания и/или подтягивания сиденья руками пассажира.To increase the energy potential of the machine, additional racks with handles are installed on the frame for pushing and / or pulling the seat with the passenger's hands.
Для улучшения условий работы пассажиров с различными антропологическими параметрами рукоятки имеют возможность регулировки высоты их установки на этих стойках, или в количестве, большем чем одна пара, рукоятки на этих стойках установлены на разной высоте, сами стойки выполнены с возможностью смещения вдоль полозьев рамы с последующим их закреплением, а к сиденью подвешены и/или закреплены на нем дополнительные грузы. Кроме этого, сиденья установлены попарно, спинками друг к другу, с соответствующим выполнением дополнительных поперечин для ног и рукояток для рук пассажира.To improve the working conditions of passengers with various anthropological parameters, the handles have the ability to adjust the height of their installation on these racks, or in an amount greater than one pair, the handles on these racks are installed at different heights, the racks themselves are capable of displacement along the skids of the frame, followed by fixing, and to the seat are suspended and / or fixed on it additional loads. In addition, the seats are installed in pairs, with backs to each other, with the corresponding implementation of additional crossbars for the legs and hand grips for the passenger's hands.
Для облегчения условий качения сиденья на этапе подтягивания руками ведущее зубчатое колесо или передающая вращение валу ротора электрогенератора ведомая шестерня связаны с кулачковой или обгонной муфтой, которые имеют возможность автоматического выведения их из зацепления в этом направлении движения сиденья и вращения ведущего колеса или шестерни и автоматического введения ее в зацепление при противоположном направлении движения сиденья и вращения ведущего колеса или шестерни, или с такими же муфтами связаны ведущая или ведомая звездочки, или ведущий или ведомый шкивы клиноременной или зубчатой ременной передач, или с возможностью такого же автоматического отключения и включения, выполнены катушки для возбуждения магнитного поля электрогенератора.To facilitate the rolling conditions of the seat at the stage of hand-pulling the driving gear or the drive gear transmitting rotation to the rotor shaft of the electric generator, the driven gear is connected to a cam or freewheel, which can automatically disengage them in this direction of movement of the seat and rotate the drive wheel or gear and automatically introduce it in engagement with the opposite direction of movement of the seat and rotation of the drive wheel or gear, or with the same couplings are connected leading or driven ezdochki or master or slave pulleys, V-belt or toothed belt transmission, or the chance of the same automatic opening and closing are formed to excite the coil of the magnetic field generator.
Для исключения реверса вала ротора электрогенератора при прямом и обратном движении сиденья и вращении оси опорных колес, связанное с ней ведущее зубчатое колесо, и/или установленные на валу ротора ведомые шестерни, связаны с кулачковыми или обгонными муфтами противоположного зацепления, направление вращения которых обеспечено введенными с ними в зацепление промежуточными паразитными шестернями, при этом на оси опорных колес закреплены два ведущих зубчатых колеса, сдвоенные по ширине, а на валу ротора или на дополнительной оси, связанной с ним соединительной муфтой, установлены две кулачковые или обгонные муфты с одинаковым зацеплением, связанные с ведомыми шестернями, одна из которых введена в зацепление с первым ведущим зубчатым колесом, а вторая - вынесена за ширину ведущих зубчатых колес и введена в зацепление с закрепленной на промежуточной оси второй паразитной шестерней. Первая паразитная шестерня закреплена на той же оси и введена в зацепление со вторым ведущим зубчатым колесом, а между этими шестернями выполнен зазор для соединительной Г-образной планки, в отверстия которой с возможностью свободного вращения введены: ось ведущих зубчатых колес, конец вала ротора или ось ведомых шестерен и ось паразитных шестерен.To exclude the reverse of the rotor shaft of the generator during forward and reverse movement of the seat and rotation of the axis of the support wheels, a drive gear connected to it and / or driven gears mounted on the rotor shaft are connected to cam or overrunning clutches of the opposite gear, the direction of rotation of which is provided by they are meshed by intermediate parasitic gears, while on the axis of the supporting wheels are fixed two leading gear wheels, doubled in width, and connected on the rotor shaft or on the additional axis coupled with it, two cam or overrunning clutches with the same gear are installed, connected to the driven gears, one of which is engaged with the first driving gear, and the second is placed beyond the width of the driving gears and engaged with fixed on the intermediate axis of the second spurious gear. The first spurious gear is fixed on the same axis and engaged with the second drive gear, and between these gears a clearance is made for the connecting L-shaped plate, into the holes of which are introduced with the possibility of free rotation: the axis of the drive gears, the end of the rotor shaft or axis driven gears and spurious gear axis.
Для регулировки мощности электрогенератора, катушки для возбуждения магнитного поля выполнены в парном количестве, с возможностью их подключения в комбинациях по 2, или по 3, или по 4, или по 6, или по 8, или по 12, или по 16, или по 24 и т.д.To adjust the power of the electric generator, the coils for exciting the magnetic field are made in pairs, with the possibility of connecting them in combinations of 2, or 3, or 4, or 6, or 8, or 12, or 16, or 24 etc.
Конструкции предлагаемых электроэнергетических машин с мышечным приводом и их варианты исполнений показаны на чертежах.The design of the proposed electric power machines with muscle drive and their versions are shown in the drawings.
На фиг. 1 показана электроэнергетическая машина, содержащая раму 1 с параллельно спаренными полозьями 2, на которой подвижно установлено пассажирское сиденье 3, закрепленное на остове 4 с парами опорных колес 5, жестко закрепленных на осях 6, которые введены с возможностью свободного вращения в боковые отверстия в остове или в опоры 7 с подшипниками. Опорные колеса имеют возможность свободного вращения в полозьях рамы при возвратно-поступательном движении пассажирского сиденья, а их оси кинематически связаны с валами роторов генераторов электрического тока, статоры которых закреплены на поперечинах остова пассажирского сиденья.In FIG. 1 shows an electric power machine comprising a
Для накопления выработанного электрогенераторами электрического тока использованы аккумуляторы 8 и/или конденсаторы с устройством 9 для его разделения и выпрямления, а возможность их разрядки импульсами синусоидальной формы в заданном режиме частот создана инверторами 10 или другими электронными приборами.To accumulate the electric current generated by the electric generators,
В исполнении 1 кинематическая связь оси 6 опорных колес 5 и вала 11 ротора генератора 12, закрепленного на поперечинах 13, создана зубчатой передачей, которая имеет закрепленное на оси 6 ведущее зубчатое колесо 14, введенное в зацепление с закрепленной на валу ротора ведомой шестерней 15.In
В исполнении 2, для фиксации межосевого расстояния между осью 16 опорных колес и валом 11 ротора электрогенератора 12, они введены с возможностью свободного вращения в отверстия соединительной планки 17.In
В исполнении 3, для повышения частоты вращения вала 11 ротора генератора электрического тока 12 между ведущим зубчатым колесом 14 и ведомой шестерней 15 установлен введенный с ними в зацепление блок 18 зубчатых колес, связанный осью 19, введенной с возможностью свободного вращения в опору 20, Количество сдвоенных блоков может быть увеличено или использован заменяющий их мультипликатор.In
В исполнении 4 кинематическая связь оси опорных колес и вала ротора генератора электрического тока создана цепной передачей, которая имеет закрепленную на оси 6 ведущую звездочку 21, введенную адекватной ей цепью 22 в зацепление с ведомой звездочкой 23, закрепленной на валу 11 ротора. Цепи могут быть втулочно-роликовыми, зубчатыми пластинчатыми и др. Для них возможен менее точный монтаж, чем для зубчатых передач.In
В исполнении 5 кинематическая связь оси опорных колес и вала ротора генератора электрического тока создана клиноременной передачей, которая имеет закрепленный на оси 6 ведущий шкив 24, введенный в зацепление клиновым ремнем 25 с ведомым шкивом 26, закрепленным на валу 11 ротора.In
В исполнении 6 кинематическая связь оси опорных колес и вала ротора генератора электрического тока создана зубчатой ременной передачей, которая имеет закрепленный на оси 6 ведущий зубчатый шкив 27, введенный в зацепление адекватным ему зубчатым ремнем 28 с ведомым зубчатым шкивом 29, закрепленным на валу 11 ротораIn
Принцип работы машины заключается в следующем. За счет веса Ρ пассажира с сиденьем 3, его остовом 4, четырьмя опорными колесами 5, двумя осями 16, двумя генераторами электрического тока 12, двумя ведущими зубчатыми колесами 14 и введенными с ними в зацепление двумя ведомыми шестернями 15 и соединительными планками 17, их перемещение ногами пассажира на расстояние l создает работу A, которая преобразуется в энергию вращения роторов 11, а ей противодействует энергия электромагнитного поля, создаваемого катушками статоров электрических генераторов 12, что ведет к выработке электрического тока, который далее преобразуется электронными устройствами 9 и накапливается в аккумуляторах 8 или в конденсаторах, с синхронизацией его на выходе инверторами 10 по частоте, амплитуде, форме и другим параметрам. Силы трения качения в подшипниках осей 16 ведут к минимальным потерям в работе А, поэтому она на 98…97% переходит в полезную работу. Ввод в зацепление промежуточных блоков сдвоенных зубчатых колес 18 или мультипликатора увеличивает частоту оборотов ротора электрогенератора, что также повышает эффективность его работы.The principle of operation of the machine is as follows. Due to the weight Ρ of the passenger with the
Аналогична работа машины - при замене зубчатых передач цепными, клиноременными, зубчатыми ременными и другими подобными передачами.The operation of the machine is similar - when replacing gears with chain, V-belt, gear belt and other similar gears.
На фиг. 2 показан новый вариант исполнения 1 электроэнергетической машины с мышечным приводом, имеющей раму 1 с параллельно спаренными полозьями 2, в которых на опорных колесах 5 установлено пассажирское сиденье 3 с возможностью его возвратно-поступательного движения, а для улучшения условий работы пассажира на конце рамы установлены стойки 30, служащие ограничителем хода сиденья, а на этих стойках закреплена поперечная опора 31, служащая упором для толкания ногами пассажира.In FIG. 2 shows a
В исполнении 2 установленная на стойках 30 поперечная опора 32 для толкания ногами пассажира выполнена с возможностью регулировки высоты ее установки, для чего на концах поперечной опоры выполнены отверстия, а в стойках - продольные прорези 33, в которых поперечная опора закреплена болтами 34 с шайбами 35 и гайками 36.In
В исполнении 3 поперечные опоры 31 для толкания ногами пассажира и поперечные опоры 37, в количестве одна и больше, закреплены на стойках 30 на разной высоте, что позволяет изменять положение ног пассажиру и повышать удобства толкания в зависимости от реальных условий работы.In
Принцип работы данной машины отличается от предыдущего только улучшением условий работы пассажира, за счет удобного расположения на стойках 30 поперечин 31, 32 или 37, служащих ему опорой для толкания ногами.The principle of operation of this machine differs from the previous one only in the improvement of the passenger's working conditions, due to the convenient location on the
На фиг. 3 показан новый вариант исполнения 1 электроэнергетической машины с мышечным приводом, имеющей раму 1 с параллельно спаренными полозьями 2, в которых на опорных колесах 5 установлено пассажирское сиденье 3 с возможностью его возвратно-поступательного движения, а для увеличения энергетического потенциала машины с рамой 1 связана пара дополнительных стоек 38 с рукоятками 39, служащими для толкания и/или подтягивания сиденья руками пассажира, а для улучшения условий работы пассажиров с разными антропологическими параметрами дополнительные стойки 38 установлены с возможностью их продольного смещения вдоль полозьев 2 рамы, для чего у основания стоек выполнена перекладина 40 с прорезью 41, для последующего ее крепления винтами 42 и гайками 43.In FIG. 3 shows a
В исполнении 2, для регулировки высоты установки при работе пассажиров с разными антропологическими параметрами на вершине стоек 38 выполнен вырез 44, а рукоятки 45 выполнены Г-образными и введены через вырез внутрь профиля стоек, а через боковое отверстие, выполненное у выреза на профиле, они закреплены болтами 46, которые завинчены в гайки 47, закрепленные у этих отверстий, и могут быть зажаты контргайками.In
В исполнении 3 рукоятки 39 установлены на стойках 38 в количестве, большем чем одна пара и на разной высоте, что позволяет менять положение рук и повышать удобства толкания или подтягивания, в зависимости от реальных условий работы пассажира.In the execution of 3
Принцип работы предлагаемой машины отличается от предыдущего вводом дополнительных стоек 38 с рукоятками 39 или 45 для толкания и/или подтягивания сиденья руками пассажира, что не только увеличивает ее энергетический потенциал при прямом ходе сиденья с пассажиром, но и улучшает условия их возврата в исходное положение при обратном ходе.The principle of operation of the proposed machine differs from the previous one by the introduction of
На фиг. 4 показан новый вариант исполнения 1 электроэнергетической машины с мышечным приводом, в котором для облегчения условий работы пассажира на этапе обратного хода и подтягивания руками сиденья 3 с колесами 5 ведущее зубчатое колесо 14 или ведомая шестерня 15 связаны с промежуточной кулачковой муфтой 48, которая с помощью пружины 49 имеет возможность автоматического выведения из зацепления ее кулачков 50 в этом направлении ее вращения и введения в зацепление ее кулачков на этапе толкания ногами и в противоположном направлении ее вращения.In FIG. 4 shows a
В исполнении 2 для облегчения условий работы пассажира на этапе обратного хода с подтягиванием сиденья руками ведущее зубчатое колесо 14 или ведомая шестерня 15 связаны с промежуточной обгонной муфтой 51, например с храповыми зубьями 52 и шариками 53, введенными в их полости, которые обеспечивают возможность автоматического выведения муфты из зацепления в этом направлении движения сиденья и ее вращения и введения муфты в зацепление на этапе противоположного направления ее вращения при толкании пассажиром сиденья ногами.In
Аналогичная установка кулачковых или обгонных муфт возможна, как на ведущей, так и на ведомой звездочках или на ведущем, или на ведомом шкивах клиноременной и зубчатой ременных передач. При этом применение маховиков на роторах электрогенераторов позволяет замедлить снижение частот вращения на этапе холостого хода при возврате пассажиром сиденья.A similar installation of cam or overrunning clutches is possible both on the drive and on the driven sprockets or on the drive or on the driven pulleys of V-belt and gear belt drives. At the same time, the use of flywheels on the rotors of electric generators allows you to slow down the decrease in rotational speeds at the idle stage when the passenger returns the seat.
Принцип работы данной машины отличается от предыдущего вводом кулачковых 48 или обгонных муфт 51, которые на этапе подтягивания пассажирского сиденья руками автоматически выводят из зацепления либо ведущие, либо ведомые зубчатые колеса или шестерни, или звездочки, или шкивы для клиноременной и зубчатой ременных передач.The principle of operation of this machine differs from the previous one by the introduction of
Возможно также облегчение условий работы пассажира на этапе его подтягивания руками путем автоматического отключения питания катушек для возбуждения магнитного поля при этом направлении движения сиденья, вращения оси опорных колес и кинематически связанных с нею роторов электрогенераторов и автоматического их включения при противоположном направлении движения сиденья и вращения оси опорных колес и связанных с ними зубчатых колес, звездочек цепных и шкивов ременных передач.It is also possible to alleviate the passenger’s working conditions at the stage of pulling it by hand by automatically turning off the power of the coils to excite the magnetic field in this direction of movement of the seat, rotation of the axis of the support wheels and kinematically connected to it rotors of the electric generators and automatically turn them on in the opposite direction of movement of the seat and rotation of the axis of the support wheels and associated gears, chain sprockets and belt pulleys.
На фиг. 5 показан новый вариант исполнения 1 электроэнергетической машины с мышечным приводом, имеющей раму 1 с параллельно спаренными полозьями 2, в которых на опорных колесах 5 установлено с возможностью его возвратно-поступательного движения пассажирское сиденье 3, а на нем, и/или на его остове, для увеличения энергетического потенциала подвешены и/или установлены и закреплены дополнительные грузы 54, 55, которыми могут быть выпрямители, аккумуляторы, конденсаторы и инверторы.In FIG. 5 shows a
В исполнении 2 для увеличения энергетического потенциала машины, сиденья 3 на остове 56 установлены попарно, спинками друг к другу, а на раме 57 дополнительно установлены стойки 30 с поперечинами 31 для ног и стойки 38 с рукоятками 39 для рук пассажира. Аккумуляторы 8, выпрямители 9 и инверторы 10 могут быть размещены на остове 56 или вынесены за него.In
В исполнении 3, для исключения реверса ротора электрогенератора при прямом и обратном движении сиденья и вращении опорных колес, связанных общей осью 16, на ней закреплены два ведущих зубчатых колеса 14, сдвоенных по ширине, а на валу 11 ротора, или на дополнительной оси 58, связанной с ним соединительной муфтой 59, установлены две кулачковые или обгонные муфты 51 с одинаковым направлением их зацепления, а на них выполнены ведомые шестерни 15, одна из которых введена в зацепление с первым ведущим зубчатым колесом, а вторая муфта с шестерней вынесена за ширину этих зубчатых колес и введена в зацепление с закрепленной на промежуточной оси 60 второй паразитной шестерней 61, а первая паразитная шестерня жестко закреплена на той же оси и введена в зацепление со вторым ведущим зубчатым колесом 14, а между этими шестернями выполнен зазор для соединительной Г-образной планки 62, в отверстия которой введены с возможностью свободного вращения ось спаренных ведущих зубчатых колес, ось ведомых шестерен, конец вала ротора или ось паразитных шестерен.In
Удвоение ведущих колес 14, по сравнению с ранее известной системой исключения реверса, улучшает условия выбора межцентрового расстояния при установке паразитной шестерни за счет возможности доворота второго ведущего колеса в процессе монтажа и крепления его по месту доворота с первым ведущим колесом путем сверления сквозных отверстий в дисках обоих колес и зажима их введением в эти отверстия винтов 63 с гайками 64. Вторым преимуществом является установка Г-образной планки для фиксации осей колес и шестерен, симметрично первой и второй паразитных шестерен, что улучшает условия их контакта в зацеплении с первым ведущим колесом и второй ведомой шестерней.Doubling the
Принцип работы данной электроэнергетической машины в исполнении 1 отличается от предыдущего увеличением веса пассажирского сиденья и работы по его движению на величину, определяемую уровнем физических способностей пассажира, что повышает энергетический потенциал системы.The principle of operation of this electric power machine in
В исполнении 2 энергетический потенциал машины увеличивается не только за счет попарной установки сидений 3 спинками друг к другу и увеличения веса системы, но и за счет исключения ее обратного холостого хода (оба пассажира на этапах обратного хода сиденья по очереди отдыхают), что более чем в 2 раза повышает показатели мощности системы. Увеличение веса системы незначительно увеличит силы трения качения в подшипниках, поэтому работа А механического движения уменьшится лишь на 2…3%, а общий КПД системы будет близким к КПД генератора электрического тока.In
В исполнении 3 реверс вала 11 ротора генератора 12 электрического тока исключен, т.к. при прямом движении сиденья пассажиром и вращении пары опорных колес 5, связанных общей осью 16 с закрепленными на ней двумя ведущими зубчатыми колесами 14, противоположное направление действия кулачковых или обгонных муфт 51 ведомых шестерен 15 введет в зацепление, например, первую ведомую шестерню, которая контактирует со своим ведущим зубчатым колесом напрямую, и выведет из зацепления вторую ведомую шестерню, имеющую контакт с парным ведущим зубчатым колесом через паразитные шестерни 61, которые вращают ее в противоположном направлении. При обратном движении сиденья пассажиром и вращении в противоположном направлении пары опорных колес 5, связанных осью 16 с закрепленными на ней ведущими зубчатыми колесами 15, кулачковые или обгонные муфты 51 выведут из зацепления первую ведомую шестерню, которая контактирует с первым ведущим зубчатым колесом напрямую, и введет в зацепления вторую ведомую шестерню, которая контактирует с парным ведущим зубчатым колесом через паразитную шестерню 61, дающую ей противоположное направление вращения. Таким образом, направление движения обеих ведомых шестерен 15 и связанного с ними вала 11 ротора электрогенератора остается прежним, а инерция его вращения сглаживает изменение частот колебаний на переходных этапах изменения направления вращения ведущих зубчатых колес.In the execution of 3
Для регулировки мощности электрогенератора во всех вариантах исполнения предлагаемой машины катушки для возбуждения магнитного поля могут быть выполнены в парном количестве, с возможностью их подключения в комбинациях по 2, или по 3, или по 4, или по 6, или по 8, или по 12, или по 16, или по 24 и т.д. и их включения по выбору пассажира.To adjust the power of the generator in all versions of the proposed machine, the coils for exciting the magnetic field can be made in pairs, with the possibility of connecting them in combinations of 2, or 3, or 4, or 6, or 8, or 12 , or 16, or 24, etc. and their inclusion at the choice of the passenger.
Дополнительным достоинством предлагаемой электроэнергетической машины является применение ее как спортивного тренажера.An additional advantage of the proposed electric power machine is its use as a sports simulator.
Реализация предлагаемых машин во всех вариантах их исполнения, возможна в рамках существующих технологий, электрогенераторы, зубчатые, цепные и ременные передачи также широко применимы в настоящее время, поэтому их изготовление возможно в реальном промышленном производстве. Таким образом, совокупность заявленных признаков машины и вариантов их исполнений являются новыми техническими решениями, которые имеют изобретательский уровень, что подтверждает возможность признания данной заявки изобретением и обеспечивает возможность его широкого внедрения.The implementation of the proposed machines in all versions of their execution is possible within the framework of existing technologies, electric generators, gear, chain and belt drives are also widely applicable at the present time, therefore, their manufacture is possible in real industrial production. Thus, the totality of the claimed features of the machine and their versions are new technical solutions that have an inventive step, which confirms the possibility of recognition of this application by the invention and provides the possibility of its widespread implementation.
Пример конкретного исполнения рассмотрен для двух вариантов, показанных на фиг. 3 и 5.An example of a specific embodiment is considered for the two options shown in FIG. 3 and 5.
При одном кресле с пассажиром их общая масса m в среднем составит 100 кг, а прямой ход l при отталкивании ногами составит 0,5 м. Тогда работа А составит величину:With one seat with a passenger, their total mass m will average 100 kg, and the direct course l when pushing away with their legs will be 0.5 m. Then work A will amount to:
При КПД подшипников η=0,98 энергетический потенциал составит:When the bearing efficiency η = 0.98, the energy potential will be:
При одном прямом движении сиденья за время t=1 секунду и КПД преобразования механической энергии в генераторе машины в электрическую ηэ=75% ее теоретическая мощность Nm составит:With one direct movement of the seat during t = 1 second and the efficiency of conversion of mechanical energy in the generator of the machine into electrical η e = 75%, its theoretical power N m will be:
При холостом обратном ходе сиденья за счет размыкания зубчатого зацепления обгонными муфтами и выполнения одного холостого хода за то же время tx=1 секунду, фактическая мощность Nф составит величину:When the seat is idle backward due to the open gearing by overrunning clutches and one idle during the same time t x = 1 second, the actual power N f will be:
Однако ограничителем мощности является физическая сила человека. При подъеме его одной ногой по лестнице на 1 ступеньку (n=1) высотой h=0,15 м за время t=1 с и его массе m=80 кг он развивает мощность Nч:However, the power limiter is the physical strength of a person. When lifting it one foot up the
Таким образом, при работе пассажира сидя и двумя ногами, с учетом КПД системы η=75%, ее реальна мощность Np составит величину:Thus, when the passenger is sitting and with two legs, taking into account the efficiency of the system η = 75%, its real power N p will be:
Эта величина удовлетворяет требуемой мощности Nф для системы, однако человек со средней физической подготовкой не сможет ее развивать длительное время. Поэтому считаем, что через 20 с работы он будет 20 с отдыхать, что приведет к снижению мощности Nчр до ½ от исходной:This value satisfies the required power N f for the system, however, a person with average physical training will not be able to develop it for a long time. Therefore, we believe that after 20 s of work he will rest for 20 s, which will lead to a decrease in power N cr to ½ from the original:
Данной энергии достаточно для питания 10 экономичных лампочек по 12 Вт, заменяющих лампы накаливания мощностью 60 Вт, что решает проблему освещения при отключении электроэнергии одной комнаты двумя лампочками и накопления в аккумуляторах или конденсаторах до 90 Вт для питания других бытовых электроприборов в остальное время суток.This energy is enough to power 10 economical 12 W bulbs, replacing 60 W incandescent bulbs, which solves the problem of lighting when one room is switched off by two bulbs and accumulates up to 90 W in batteries or capacitors to power other household appliances the rest of the day.
Полезная работа An за 1 час (или 3600 с) выполнения двойных движений сиденья в режиме 50:50 составляет:The useful work A n for 1 hour (or 3600 s) of double seat movements in 50:50 mode is:
Обеспечивается выработка данной электроэнергии - энергией пищи. Работа An8 за время 4 часа в сутки (½ рабочей смены), составит величину:The generation of this electricity is provided - the energy of food. Work A n8 for 4 hours a day (½ work shift), will amount to:
Это удовлетворяет нормам питания работников тяжелого физического труда, составляющим 6000…8000 ккал/сутки, и позволяет использовать машину для снижения веса пассажира, а также как тренажер для качания мышц ног, рук, спины, ягодиц и брюшного пресса.This satisfies the nutritional standards of workers of heavy physical labor, amounting to 6000 ... 8000 kcal / day, and allows you to use the machine to reduce the weight of the passenger, as well as a simulator for shaking the muscles of the legs, arms, back, buttocks and abdominals.
При работе двух пассажиров в двух креслах, развернутых спинками друг к другу, холостой ход будет исключен, что при прочих условиях работы, равных предыдущим, доведет общую выработку электроэнергии до 0,18 кВт, однако дополнительным эффектом является то, что оба пассажира меньше устают, поскольку могут не работать руками при подтягивании кресла.When two passengers are working in two seats with their backs turned to each other, idling will be excluded, which, with other working conditions equal to the previous ones, will bring the total power generation to 0.18 kW, however, an additional effect is that both passengers are less tired, because they may not work with your hands when pulling up the chair.
Частота вращения ротора электрогенератора будет зависеть от частоты n вращения опорных колес и от передаточного отношения между ведущим зубчатым колесом и шестерней вала генератора. При диаметре опорных колес 150 мм или 0,15 м и ходе сиденья 0,5 м за 1 секунду частота составит:The rotational speed of the rotor of the generator will depend on the frequency n of the rotation of the support wheels and on the gear ratio between the drive gear and the gear shaft of the generator. With a diameter of the support wheels of 150 mm or 0.15 m and a seat travel of 0.5 m in 1 second, the frequency will be:
При 35 зубьях ведущего зубчатого колеса и 7 зубьях в шестерне вала ротора частота np его вращения составит:With 35 teeth of the driving gear and 7 teeth in the gear shaft of the rotor shaft, the frequency n p of its rotation will be:
Применение блока сдвоенных зубчатых колес позволяет повысить ее до 1500 мин-1, что приемлемо для эффективной работы электрогенератора.The use of a block of dual gears can increase it to 1500 min -1 , which is acceptable for the efficient operation of the generator.
При выработке от 0,09 до 0,18 кВт электроэнергии в час стоимостью С=0,2 у.е. по "зеленому" тарифу, суточный экономический эффект Эс будет зависеть от количества часов работы машины, и при 4 часах составит:When generating from 0.09 to 0.18 kW of electricity per hour at a cost of C = 0.2 cu according to the "green" tariff, the daily economic effect of E s will depend on the number of hours of operation of the machine, and at 4 hours it will be:
При 250 днях работы по 4 часа или 1000 часах в год и стоимости предлагаемой электроэнергетической машины с электрооборудованием в 100 у.е. годовой экономический эффект составит:With 250 days of work for 4 hours or 1000 hours per year and the cost of the proposed electric power machine with electrical equipment at 100 cu annual economic effect will be:
Поэтому срок ее окупаемости составит от 3 до 6 лет.Therefore, the payback period will be from 3 to 6 years.
Мощность 0,12 кВт развивают 1 м2 солнечных батарей, работающих только светлое время суток, в среднем 3000 часов в год, что обеспечивает экономический эффектA power of 0.12 kW is developed by 1 m 2 of solar panels operating only in daylight, an average of 3,000 hours per year, which ensures an economic effect
Поскольку их стоимость с электрооборудованием ≈500 у.е., срок их окупаемости составит 7 лет.Since their cost with electrical equipment is ≈500 cu, the payback period is 7 years.
Однако их размещение требует наличия наружных поверхностей, подверженных климатическим воздействиям, что затрудняет их применение жителями обычных многоквартирных домов, а предлагаемые - могут быть использованы в квартирах, поскольку их хранение возможно в разобранном виде и они не требует больше места, чем аналогичный тренажер. При этом наиболее важным является эффект получения электрического тока в нужное время при его отсутствии - аварийном или ином отключении, а также на даче без электрического тока, на пикнике, в охотничьих домиках или в других отдаленных и труднодоступных для подвода электрического тока местах, обсчет которого зависит от конкретных условий получения эффекта.However, their placement requires the presence of external surfaces subject to climatic influences, which makes it difficult for residents of ordinary apartment buildings to use them, and the proposed ones can be used in apartments, since their storage is possible in disassembled form and they do not require more space than a similar simulator. In this case, the most important is the effect of receiving electric current at the right time in the absence of it - an emergency or other shutdown, as well as in a cottage without electric current, at a picnic, in hunting lodges or in other places remote and inaccessible for supplying electric current, the calculation of which depends from the specific conditions for obtaining the effect.
Предлагаемые энергетические машины значительно эффективнее всех известных в настоящее время электрогенераторов мышечного типа, в т.ч. велосипедных, применяющихся в бомбоубежищах.The proposed energy machines are much more efficient than all currently known muscle-type electric generators, including bicycle used in bomb shelters.
Побочный полезный эффект обеспечивает применение предлагаемых машин как тренажера для физического развития пассажира и для снижения его веса, поэтому их можно использовать в спортивных и тренажерных залах и фитнес-клубах. По принципу замены механической электродинамической нагрузки могут быть созданы другие тренажеры.A side beneficial effect is provided by the use of the proposed machines as a simulator for the physical development of a passenger and to reduce his weight, so they can be used in gyms and gyms and fitness clubs. By the principle of replacing the mechanical electrodynamic load, other simulators can be created.
Совокупность приведенных данных подтверждает целесообразность широкого применения предлагаемых электроэнергетических машин.The totality of the data confirms the feasibility of widespread use of the proposed electric power machines.
Claims (21)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014146292A RU2635201C2 (en) | 2014-11-18 | 2014-11-18 | Electricity machine with muscular drive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014146292A RU2635201C2 (en) | 2014-11-18 | 2014-11-18 | Electricity machine with muscular drive |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014146292A RU2014146292A (en) | 2016-06-10 |
| RU2635201C2 true RU2635201C2 (en) | 2017-11-09 |
Family
ID=56114848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014146292A RU2635201C2 (en) | 2014-11-18 | 2014-11-18 | Electricity machine with muscular drive |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2635201C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU206085U1 (en) * | 2021-03-10 | 2021-08-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)» ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)» | Reciprocating to Rotary Conversion Device with Power Generation Function |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1127791A1 (en) * | 1983-07-12 | 1984-12-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Тепловозный Институт | Group traction drive of locomotive vehicle |
| RU2153909C1 (en) * | 1999-09-10 | 2000-08-10 | Луговой Сергей Игоревич | Rower exercising apparatus |
| RU2201785C2 (en) * | 2000-11-24 | 2003-04-10 | Луговой Сергей Игоревич | Rower exercising apparatus |
| RU2308307C1 (en) * | 2005-12-29 | 2007-10-20 | Андрей Борисович Юрков | Exercising apparatus for recovery of leg's motor activity |
| RU2472557C2 (en) * | 2007-08-30 | 2013-01-20 | УИЛСОН Ян Джон | Ergometric simulator |
-
2014
- 2014-11-18 RU RU2014146292A patent/RU2635201C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1127791A1 (en) * | 1983-07-12 | 1984-12-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Тепловозный Институт | Group traction drive of locomotive vehicle |
| RU2153909C1 (en) * | 1999-09-10 | 2000-08-10 | Луговой Сергей Игоревич | Rower exercising apparatus |
| RU2201785C2 (en) * | 2000-11-24 | 2003-04-10 | Луговой Сергей Игоревич | Rower exercising apparatus |
| RU2308307C1 (en) * | 2005-12-29 | 2007-10-20 | Андрей Борисович Юрков | Exercising apparatus for recovery of leg's motor activity |
| RU2472557C2 (en) * | 2007-08-30 | 2013-01-20 | УИЛСОН Ян Джон | Ergometric simulator |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU206085U1 (en) * | 2021-03-10 | 2021-08-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)» ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)» | Reciprocating to Rotary Conversion Device with Power Generation Function |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014146292A (en) | 2016-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9457217B2 (en) | Body-building power generation apparatus and a method of generating power using the same | |
| RU2635201C2 (en) | Electricity machine with muscular drive | |
| CN201078311Y (en) | Power generation and energy supply device for body-building cycle | |
| US3212776A (en) | Exercising device | |
| CN109904979B (en) | Multistage torque-conversion output power generation system and method thereof | |
| CN205744316U (en) | A kind of clockwork spring is collected kinetic energy and is driven the device of electromotor converting electrical energy | |
| CN101956680B (en) | Gravity crank arm type body-building power generator | |
| CN204767154U (en) | Fitness equipment is elected in electricity generation | |
| CN103316449A (en) | Back pull-down training machine capable of generating electricity | |
| CN203548080U (en) | Forward pushing power generating body building device | |
| CN203548078U (en) | Back downward-pulling exercising machine capable of generating electric power | |
| WO2002063185A1 (en) | Bi-directional to unidirectional torque conversion method and apparatus | |
| CN2922889Y (en) | Automatic massage chair | |
| CN202867116U (en) | Tread power generation device | |
| CN201827030U (en) | Gravity crank type body-building generator | |
| DE102010010668A1 (en) | Arrangement for generating electrical energy | |
| CN201385747Y (en) | Bidirectional pedaling driving device | |
| CN111097135A (en) | Self-generating tension trainer device | |
| CN201367886Y (en) | Adjustable stroke and stroke frequency type combined oil extractor | |
| CN109026571B (en) | Pressing power generation device for household fitness equipment | |
| CN104373287B (en) | Reciprocating buoyancy promotes bent axle TRT | |
| CN207980281U (en) | A kind of transmission mechanism of machine for walking upper rocking bar | |
| CN104481796B (en) | A kind of linkage turning lifting formula power power generating device by conversion | |
| CN210599297U (en) | Power generation device installed on local muscle training equipment | |
| CN104564556A (en) | Generator of horizontal dynamical type fitness equipment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181119 |