專(zhuān)利名稱(chēng)：畜力驅(qū)動(dòng)穩(wěn)速發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種畜力驅(qū)動(dòng)穩(wěn)速發(fā)電裝置。
在無(wú)電網(wǎng)供電的山區(qū)、牧場(chǎng)、海島以及偏遠(yuǎn)地區(qū)，迫切需要解決供電問(wèn)題。風(fēng)力、水力和太陽(yáng)能發(fā)電裝置，不但成本高，而且受自然條件制約，其應(yīng)用受到限制。近年來(lái)，發(fā)明了幾種畜力發(fā)電裝置，采用我國(guó)豐富的畜力資源進(jìn)行發(fā)電，克服了上述幾種發(fā)電方式的缺點(diǎn)。如中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利″畜力充電機(jī)組″(CN87208791.U)，″畜力發(fā)電機(jī)″(CN88201399.U)和″畜力發(fā)電機(jī)組″(CN8520141.U)等。這幾種畜力發(fā)電裝置，都是用畜力通過(guò)增速裝置帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。由于牲畜行走速度不穩(wěn)定，所以這幾種裝置發(fā)出的電不適合直接使用。為了解決穩(wěn)速問(wèn)題，CN85201141.U和CN88201399.U都是采用直接在電機(jī)軸上安裝飛輪的方法。由于飛輪轉(zhuǎn)速低，穩(wěn)速效果較差，CN85201141.U還采用了電鞭裝置，迫使牲畜行走速度均勻。但這種工業(yè)用的自動(dòng)控制裝置，不僅成本高，而且按牲畜的習(xí)性，是不適應(yīng)的，還可能出現(xiàn)相反的效果。上述幾種發(fā)電裝置，由于轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，所以，一般都須與穩(wěn)壓、整流、逆變、蓄電瓶等配套，才能使用。由于蓄電瓶?jī)r(jià)格昂貴，維護(hù)技術(shù)要求較高，往往成為這種發(fā)電裝置推廣使用的障礙和失敗的重要原因。
本發(fā)明的任務(wù)尋求一種在牲畜這種不穩(wěn)定動(dòng)力驅(qū)動(dòng)下，仍能穩(wěn)速運(yùn)行的發(fā)電裝置，所發(fā)出的電能可直接使用。若與電子穩(wěn)壓、整流、逆變裝置等聯(lián)合使用，則能獲得高質(zhì)量的電源。
本發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明的畜力驅(qū)動(dòng)穩(wěn)速發(fā)電裝置，由變矩拉桿(1)、主傳動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)(3)、慣性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以及協(xié)調(diào)兩個(gè)系統(tǒng)工作的超越離合器(5)所組成。變矩拉桿(1)上畜力拉環(huán)(15)的位置可隨負(fù)載大小而在桿上移動(dòng)，改變主動(dòng)力臂的長(zhǎng)短，使牲畜負(fù)載均衡，運(yùn)行穩(wěn)定。主傳動(dòng)系統(tǒng)系指變矩拉桿(1)輸入的動(dòng)力，經(jīng)齒輪組成的齒輪主傳動(dòng)增速器(2)，超越離合器(5)，輸出軸(25)和聯(lián)軸結(jié)(26)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(3)發(fā)電的系統(tǒng)。與主傳動(dòng)系統(tǒng)并聯(lián)的還有一個(gè)慣性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它是由超越離合器(5)帶動(dòng)由齒輪組成的飛輪增速器(4)，使飛輪(41)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，儲(chǔ)以較高的動(dòng)能。當(dāng)牲畜運(yùn)行變慢或短暫停駛時(shí)，超越離合器(5)自動(dòng)使主傳動(dòng)系統(tǒng)分離，改由飛輪(41)輸出動(dòng)力，經(jīng)飛輪增速器(4)逆向傳動(dòng)而減速，仍由輸出軸(25)、聯(lián)軸結(jié)(26)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。慣性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能在主傳動(dòng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，吸收并儲(chǔ)存過(guò)剩的動(dòng)力。輸入動(dòng)力不足時(shí)，能隨時(shí)自動(dòng)回輸，起到較好的調(diào)節(jié)和穩(wěn)定作用。
在CN87208971和CN88201399兩項(xiàng)專(zhuān)利中，也采用了飛輪來(lái)起穩(wěn)速的作用，但飛輪是直接安裝在發(fā)電機(jī)的軸上，轉(zhuǎn)速較低，慣性動(dòng)能很小，只能起到很小的調(diào)節(jié)穩(wěn)定作用。而且，飛輪與畜力傳動(dòng)系統(tǒng)直接相聯(lián)，沒(méi)有超越離合器來(lái)協(xié)調(diào)，一旦畜力減慢或停止，整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)均成為飛輪的負(fù)載，此時(shí)發(fā)電機(jī)很快減速，不能正常發(fā)電。如果飛輪矩較大，還會(huì)出現(xiàn)對(duì)牲畜的″反打″現(xiàn)象，即牲畜停止后，發(fā)電裝置由于慣性的作用而繼續(xù)前進(jìn)，從后面反推牲畜，成為不安全因素。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明采用了變矩拉桿(1)和慣性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，能使發(fā)電機(jī)在不穩(wěn)定畜力驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)出穩(wěn)定的電壓，可以直接用于照明等一般用電。如與電子穩(wěn)壓、整流、逆變等裝置聯(lián)合使用，可以得到更高質(zhì)量的電源，供看彩色電視之用。本裝置也可以配備蓄電瓶，在電能有余時(shí)向電瓶充電，供平時(shí)之用，或作為充電站，供多戶充電之用。


圖1是本發(fā)明畜力驅(qū)動(dòng)穩(wěn)速發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明中變矩拉桿(1)的結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明的最佳實(shí)施例圖1和圖2所示是本發(fā)明的最佳實(shí)施例。
變矩拉桿(1)的主體是一根彎成一定角度的弓形拉桿(11)，弓形拉桿(11)的一頭有夾持器(12)，以它來(lái)與主傳動(dòng)系統(tǒng)增速器(2)的輸入軸的方頭固結(jié)。為了增強(qiáng)拉桿(11)的剛性，在其上焊有撐桿(13)。拉桿(11)一般用槽鋼彎成，在其上開(kāi)有長(zhǎng)槽(14)。畜力拉環(huán)(15)穿過(guò)長(zhǎng)槽(14)與滾輪(16)中的軸(17)連接，拉力彈簧(18)一頭鉤在軸(17)上，另一頭鉤在銷(xiāo)軸(19)上。在拉桿(11)上開(kāi)有若干個(gè)孔(20)，銷(xiāo)軸(19)可根據(jù)所用牲畜的種類(lèi)及強(qiáng)壯程度而插在不同的孔中。變矩拉桿的功用在于，當(dāng)啟動(dòng)或使用負(fù)載力矩增大而牲畜用力拉拽時(shí)，力臂自動(dòng)增大，以減小牲畜的負(fù)擔(dān)；反之，負(fù)載變輕，牲畜拉力減小，力臂自動(dòng)減小，牲畜不致″拉空″，使系統(tǒng)仍保持″輸入動(dòng)力″的狀態(tài)，并使慣性系統(tǒng)充能。這種調(diào)節(jié)力臂的過(guò)程是自動(dòng)進(jìn)行的。它對(duì)本發(fā)電裝置的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)起到初級(jí)的調(diào)節(jié)作用。
主傳動(dòng)系統(tǒng)的工作，是由變矩拉桿輸入動(dòng)力后，由齒輪(21)、(22)、(23)、(24)組成的增速器(2)增速，再經(jīng)超越離合器(5)、輸出軸(25)和聯(lián)軸(26)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(3)發(fā)電。增速器中齒輪的數(shù)目和速比的大小以及齒輪的種類(lèi)，應(yīng)根據(jù)所選發(fā)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速和結(jié)構(gòu)來(lái)決定。
慣性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是由齒輪(42)、(43)、(45)、(46)所組成的飛輪增速器(4)和飛輪(41)構(gòu)成。當(dāng)牲畜正常運(yùn)行時(shí)，慣性系統(tǒng)由輸出軸(25)獲得動(dòng)力，經(jīng)齒輪(46)、(45)、(43)、(42)增速，帶動(dòng)飛輪(41)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，向飛輪充能。當(dāng)牲畜由于懶惰或自然需要而行走變慢，甚至短時(shí)停止時(shí)，慣性系統(tǒng)成為主動(dòng)狀態(tài)，動(dòng)力由飛輪(41)輸出，被齒輪(42)、(43)、(44)、(45)減速后，經(jīng)輸出軸(25)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)維持正常運(yùn)行。由于飛輪(41)原來(lái)是經(jīng)過(guò)飛輪增速器(4)增速后處于高速轉(zhuǎn)動(dòng)而儲(chǔ)有較高能量，因此主傳動(dòng)系統(tǒng)失去驅(qū)動(dòng)作用時(shí)，慣性系統(tǒng)可以在一定的時(shí)間內(nèi)維持發(fā)電機(jī)在額定的范圍內(nèi)運(yùn)行。維持正常運(yùn)行的時(shí)間稱(chēng)為維持時(shí)間，其長(zhǎng)短由牲畜役使需要而定，然后根據(jù)這個(gè)時(shí)間的長(zhǎng)短和發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速的范圍來(lái)決定飛輪(41)的飛輪矩大小。一般正常運(yùn)行時(shí)使發(fā)電機(jī)處于最高額定轉(zhuǎn)速，主傳動(dòng)失去驅(qū)動(dòng)作用時(shí)，由慣性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)。此時(shí)發(fā)電機(jī)的正常負(fù)載成為慣性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的阻力，使轉(zhuǎn)速逐漸降低，直至發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速降到最低額定轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)電機(jī)才失去正常發(fā)電能力。一般維持時(shí)間以20～90秒為宜。維持時(shí)間愈長(zhǎng)，穩(wěn)速效果愈好，但所需飛輪矩則更大，也使啟動(dòng)負(fù)載增大，啟動(dòng)時(shí)間增長(zhǎng)。
超越離合器(5)是選用的單向滾柱式超越離合器，其內(nèi)轉(zhuǎn)子星輪(51)與主傳動(dòng)增速器(2)的輸出軸聯(lián)接，外轉(zhuǎn)子(52)與輸出軸(25)、飛輪增速器(4)的齒輪(46)聯(lián)成一體。當(dāng)主傳動(dòng)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，超越離合器內(nèi)轉(zhuǎn)子星輪(51)和外轉(zhuǎn)子(52)被滾柱(珠)(53)卡死，形成一體。通過(guò)輸出軸(25)一方面帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(3)發(fā)電，同時(shí)又帶動(dòng)飛輪增速器(4)的齒輪(46)、(45)、(43)、(42)增速傳動(dòng)，向飛輪(41)充能，使飛輪達(dá)到并維持高速運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)畜力運(yùn)行減慢，主傳動(dòng)增速器(2)的轉(zhuǎn)速降低時(shí)，超越離合器的內(nèi)轉(zhuǎn)子星輪(51)的轉(zhuǎn)速低于外轉(zhuǎn)子(52)的轉(zhuǎn)速，滾柱(珠)自動(dòng)松開(kāi)，此時(shí)，輸出軸(25)改由慣性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)主傳動(dòng)系統(tǒng)與慣性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的自動(dòng)切換。
電動(dòng)機(jī)(3)可以用任何一種現(xiàn)有的產(chǎn)品，可以是直流發(fā)電機(jī)，也可以是交流發(fā)電機(jī)。本實(shí)施例使用的是交流永磁發(fā)電機(jī)。
另外，本發(fā)電裝置在啟動(dòng)時(shí)，畜力通過(guò)變矩拉桿(1)和主傳動(dòng)系統(tǒng)同時(shí)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(3)和慣性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，此時(shí)發(fā)電機(jī)(3)雖處于空載，但飛輪(41)的慣性矩較大，使啟動(dòng)較為困難。為了減輕啟動(dòng)時(shí)的負(fù)載，在聯(lián)軸節(jié)(26)上設(shè)計(jì)有手拉繩槽(27)，啟動(dòng)時(shí)先將繩頭卡在繩槽上并纏繞數(shù)圈，然后用力拉動(dòng)，使飛輪很快轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，這時(shí)再驅(qū)使畜力工作，能使啟動(dòng)更為輕快。
權(quán)利要求1.一種畜力驅(qū)動(dòng)穩(wěn)速發(fā)電裝置，由畜力拉桿，增速傳動(dòng)裝置和發(fā)電機(jī)組成，其特征在于主傳動(dòng)增速器(2)的輸入軸與變矩拉桿(1)相聯(lián)接，輸出軸與超越離合器(5)的輸入端相聯(lián)接，超越離合器(5)的輸出端有輸出軸(25)，再用聯(lián)軸節(jié)(26)將輸出軸(25)與發(fā)電機(jī)(3)相聯(lián)接，構(gòu)成本發(fā)明的主傳動(dòng)系統(tǒng)，在主傳動(dòng)系統(tǒng)上還并聯(lián)有慣性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它是由齒輪傳動(dòng)的飛輪增速器(4)和飛輪(41)組成，飛輪增速器的齒輪(45)就直接固定在輸出軸(25)上，而飛輪(41)則與飛輪增速器(4)的高速軸相聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的畜力驅(qū)動(dòng)穩(wěn)速發(fā)電裝置，其特征在于變矩拉桿(1)的主體為一彎成一定角度的弓形拉桿(11)，其上開(kāi)有長(zhǎng)槽(14)，畜力拉環(huán)(15)穿過(guò)長(zhǎng)槽(14)與滾輪(16)的銷(xiāo)軸(17)聯(lián)接，隨著滾輪(16)在弓形拉桿上滾動(dòng)，畜力拉環(huán)(15)在長(zhǎng)槽(14)中移動(dòng)，拉力彈簧(18)一頭鉤在銷(xiāo)軸(17)上。另一頭鉤在插入弓形拉桿(11)上所選定的孔(20)中的銷(xiāo)子(19)上。為調(diào)整彈簧的位置，開(kāi)有多個(gè)孔(20)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型屬于一種畜力驅(qū)動(dòng)的穩(wěn)速發(fā)電裝置。本裝置用變矩拉桿自動(dòng)調(diào)節(jié)牲畜的負(fù)載，用齒輪增速帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，同時(shí)帶動(dòng)慣性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，再增速，使該系統(tǒng)的飛輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)，儲(chǔ)存動(dòng)能。當(dāng)畜力運(yùn)行不穩(wěn)定，甚至短時(shí)停止時(shí)，由超越離合器自動(dòng)轉(zhuǎn)換成慣性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)。上述裝置能保證發(fā)電機(jī)穩(wěn)速運(yùn)行，發(fā)出穩(wěn)定的電壓，可直接使用，也可與充蓄電裝置并用。本裝置結(jié)構(gòu)緊湊，維護(hù)簡(jiǎn)單，使用方便，適于山區(qū)、牧場(chǎng)、邊塞等無(wú)電網(wǎng)供電的地區(qū)，為住戶、小型臺(tái)站和哨卡等供電。
文檔編號(hào)F03G5/04GK2106240SQ9122368
公開(kāi)日1992年6月3日 申請(qǐng)日期1991年8月27日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月27日
發(fā)明者陳智 申請(qǐng)人:陳智