一種機(jī)械能存儲(chǔ)和釋放的裝置及其系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能量存儲(chǔ)和釋放的裝置，尤其涉及一種機(jī)械能存儲(chǔ)和釋放的裝置，并涉及包括了該機(jī)械能存儲(chǔ)和釋放的裝置的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有機(jī)械能釋放系統(tǒng)大多依靠手動(dòng)操作，或通過(guò)電磁鐵或步進(jìn)電機(jī)等進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。手動(dòng)操作雖然穩(wěn)定可靠，但效率較低，人力成本高；電磁鐵消耗電流大，同樣機(jī)械能的釋放，需要的驅(qū)動(dòng)電流相當(dāng)大且需要維持電流;步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的控制器成本比較高，且后兩者擺脫不了市電供電的約束。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是需要提供一種低功耗、低成本和小體積的機(jī)械能存儲(chǔ)和釋放裝置。
[0004]對(duì)此，本發(fā)明提供一種機(jī)械能存儲(chǔ)和釋放的裝置，包括:減速電機(jī)、定位凸輪、止動(dòng)桿和主滑輪，所述主滑輪與所述止動(dòng)桿活動(dòng)連接，所述定位凸輪通過(guò)止動(dòng)桿實(shí)現(xiàn)對(duì)所述主滑輪的定位控制，所述定位凸輪分別與所述止動(dòng)桿和減速電機(jī)相連接;其中，所述主滑輪順著第一方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)械儲(chǔ)能，在所述主滑輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)結(jié)束儲(chǔ)能，此時(shí)，所述定位凸輪通過(guò)止動(dòng)桿鎖定所述主滑輪，并在減速電機(jī)接收到觸發(fā)指令后，所述定位凸輪通過(guò)止動(dòng)桿實(shí)現(xiàn)主滑輪的解鎖，所述主滑輪順著第二方向轉(zhuǎn)動(dòng)釋放機(jī)械能，所述第一方向和第二方向的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。
[0005]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，還包括前蓋板，所述前蓋板上設(shè)置有用于實(shí)現(xiàn)鎖定動(dòng)作的定位凹槽。
[0006]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，還包括與所述前蓋板配套的后殼體;所述減速電機(jī)和主滑輪分別設(shè)置于所述前蓋板上，所述定位凹槽設(shè)置于所述主滑輪的下方;所述減速電機(jī)、定位凸輪、止動(dòng)桿和主滑輪均設(shè)置于所述前蓋板與后殼體之間。
[0007]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述定位凸輪設(shè)置有定位轉(zhuǎn)軸、定位圓盤(pán)和定位凸臺(tái)，所述定位圓盤(pán)通過(guò)定位轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)設(shè)置于前蓋板上;所述定位凸臺(tái)為突出于所述定位圓盤(pán)的圓角條形荊條，用于實(shí)現(xiàn)固定限位的動(dòng)作。
[0008]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述主滑輪上設(shè)置有內(nèi)圈軌道槽、連接斜槽和外圈軌道槽，所述內(nèi)圈軌道槽設(shè)置于所述主滑輪的中心轉(zhuǎn)軸的外圍，所述外圈軌道槽設(shè)置于所述主滑輪的外圍，所述內(nèi)圈軌道槽通過(guò)連接斜槽與所述外圈軌道槽相連接。
[0009]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述止動(dòng)桿設(shè)置有連接柱，所述止動(dòng)桿通過(guò)連接柱與所述主滑輪活動(dòng)連接，其中，所述主滑輪順著第一方向轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)機(jī)械儲(chǔ)能時(shí)，所述連接柱在內(nèi)圈軌道槽內(nèi)運(yùn)動(dòng);在所述主滑輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)結(jié)束儲(chǔ)能，此時(shí)，所述主滑輪停止旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生第二方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力，進(jìn)而使得連接柱進(jìn)入連接斜槽，所述止動(dòng)桿向外圈軌道槽的方向運(yùn)動(dòng)，使得與之相連接的定位凸輪運(yùn)行至所述定位凹槽內(nèi)鎖定所述主滑輪;等待直到所述減速電機(jī)接收到觸發(fā)指令后，所述定位凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)使得止動(dòng)桿失去支撐以實(shí)現(xiàn)所述主滑輪的解鎖，所述主滑輪順著第二方向轉(zhuǎn)動(dòng)釋放機(jī)械能，所述連接柱順著連接斜槽進(jìn)入外圈軌道槽運(yùn)轉(zhuǎn)，直到機(jī)械能釋放完全。
[0010]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，在需要再次儲(chǔ)能時(shí)，所述連接柱順著連接斜槽進(jìn)入內(nèi)圈軌道槽，所述定位凸輪再次運(yùn)行至鎖定位置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)下一個(gè)周期的機(jī)械能儲(chǔ)能和釋放。[0011 ] 本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，還包括鋼絲，當(dāng)需要儲(chǔ)能時(shí)，通過(guò)抽出鋼絲進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)械能的存儲(chǔ)，所述機(jī)械能的存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)方式包括使得所述主滑輪內(nèi)部的發(fā)條產(chǎn)生形變、使得與所述主滑輪相連接的外部設(shè)備產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)、使得與鋼絲相連的外部設(shè)備被抬高或者使得與鋼絲相連的外部設(shè)備實(shí)現(xiàn)形變中的任意一種;在機(jī)械能的釋放過(guò)程中，主滑輪會(huì)順著第二方向旋轉(zhuǎn)，此時(shí)，鋼絲自動(dòng)全部卷回，并帶動(dòng)外部設(shè)備做直線運(yùn)動(dòng)。
[0012]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，還包括凸輪定位開(kāi)關(guān)和運(yùn)動(dòng)反饋定位開(kāi)關(guān)，所述凸輪定位開(kāi)關(guān)與定位凸輪相連接，所述運(yùn)動(dòng)反饋定位開(kāi)關(guān)與所述鋼絲相連接。
[0013]本發(fā)明還提供一種機(jī)械能存儲(chǔ)和釋放的系統(tǒng)，包括了如上所述的機(jī)械能存儲(chǔ)和釋放的裝置。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:通過(guò)巧妙的機(jī)械設(shè)計(jì)，在較小的體積下實(shí)現(xiàn)了足夠長(zhǎng)的行程，通過(guò)工程塑料材質(zhì)做成的定位凸輪和止動(dòng)桿等零部件做出了盡量大的扭力承受能力，滿(mǎn)足了產(chǎn)品的小型化和工業(yè)外觀設(shè)計(jì)需求，并且能夠在盡量低的能量消耗下，觸發(fā)大量的存儲(chǔ)機(jī)械能的釋放。
[0015]本發(fā)明的功率消耗低，在上述基礎(chǔ)上，還能夠整合各種環(huán)境感知和信號(hào)處理模塊，免去市電布線施工、直流電源適配器和步進(jìn)電機(jī)控制器等成本，填補(bǔ)了低功耗基礎(chǔ)力控元件領(lǐng)域的空白，適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)低功耗、小體積和智能化的設(shè)計(jì)需求;通過(guò)小功率直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的減速電機(jī)作為動(dòng)作部件作為，并且驅(qū)動(dòng)電壓范圍寬，轉(zhuǎn)速兼容性高，全部機(jī)械邏輯控制，正反轉(zhuǎn)無(wú)要求，穩(wěn)定性好，經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試，本例能夠在幾秒周期的小驅(qū)動(dòng)電流下觸發(fā)儲(chǔ)能釋放，完全能夠滿(mǎn)足野外等無(wú)法提供電源的使用場(chǎng)景，甚至于，還可以在轉(zhuǎn)動(dòng)部分增加發(fā)電裝置，進(jìn)而避免了更換電池，如增加與主滑輪和減速電機(jī)相連接的自發(fā)電裝置。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明一種實(shí)施例的前蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明一種實(shí)施例的定位凸輪的剖面結(jié)構(gòu)圖；
圖4是本發(fā)明一種實(shí)施例的定位凸輪的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明一種實(shí)施例的定位凸輪的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明一種實(shí)施例的后殼體的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是本發(fā)明一種實(shí)施例的主滑輪的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8是本發(fā)明一種實(shí)施例的止動(dòng)桿的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9是本發(fā)明一種實(shí)施例的止動(dòng)桿的正面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的較優(yōu)的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]實(shí)施例1:
如圖1所示，本例提供一種機(jī)械能存儲(chǔ)和釋放的裝置，包括:減速電機(jī)1、定位凸輪2、止動(dòng)桿3和主滑輪4，所述主滑輪4與所述止動(dòng)桿3活動(dòng)連接，所述定位凸輪2通過(guò)止動(dòng)桿3實(shí)現(xiàn)對(duì)所述主滑輪4的定位控制，所述定位凸輪2分別與所述止動(dòng)桿3和減速電機(jī)I相連接;其中，所述主滑輪4順著第一方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)械儲(chǔ)能，在所述主滑輪4停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)結(jié)束儲(chǔ)能，此時(shí)，所述定位凸輪2通過(guò)止動(dòng)桿3鎖定所述主滑輪4，并在減速電機(jī)I接收到觸發(fā)指令后，所述定位凸輪2通過(guò)止動(dòng)桿3實(shí)現(xiàn)主滑輪4的解鎖，所述主滑輪4順著第二方向轉(zhuǎn)動(dòng)釋放機(jī)械能，所述第一方向和第二方向的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。當(dāng)所述第一方向?yàn)轫槙r(shí)針時(shí)，所述第二方向?yàn)槟鏁r(shí)針;當(dāng)所述第一方向?yàn)槟鏁r(shí)針時(shí)，所述第二方向?yàn)轫槙r(shí)針。
[0019]如圖1所示，本例還包括前蓋板5以及與所述前蓋板5配套的后殼體7，如圖1和圖2所示，所述前蓋板5上設(shè)置有用于實(shí)現(xiàn)鎖定動(dòng)作的定位凹槽6;所述減速電機(jī)I和主滑輪4分別設(shè)置于所述前蓋板5上，所述定位凹槽6設(shè)置于所述主滑輪4的下方;所述減速電機(jī)1、定位凸輪2、止動(dòng)桿3和主滑輪4均設(shè)置于所述前蓋板5與后殼體7之間。
[0020]本例所述減速電機(jī)I為通過(guò)小功率直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電機(jī);如圖3至圖5所示，所述定位凸輪2設(shè)置有定位轉(zhuǎn)軸201、定位圓盤(pán)202和定位凸臺(tái)203，所述定位圓盤(pán)202通過(guò)定位轉(zhuǎn)軸201旋轉(zhuǎn)設(shè)置于前蓋板5或其他構(gòu)件上，所述定位凸臺(tái)203為突出于所述定位圓盤(pán)202的圓角條形荊條，便于實(shí)現(xiàn)固定限位的動(dòng)作;如圖1和圖6所示，所述后殼體7上優(yōu)選設(shè)置有鋼絲孔8和止動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)槽10，所述鋼絲孔8用于實(shí)現(xiàn)鋼絲的引出，所述止動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)槽10用于引導(dǎo)止動(dòng)桿3的運(yùn)動(dòng)，避免不同機(jī)械之間的錯(cuò)位導(dǎo)致出現(xiàn)錯(cuò)誤；除此之外，所述后殼體7上還設(shè)置有用于引導(dǎo)鋼絲的旋轉(zhuǎn)柱體。
[0021]如圖1和圖7所示，本例所述主滑輪4上設(shè)置有內(nèi)圈軌道槽401、連接斜槽402和外圈軌道槽403，所述內(nèi)圈軌道槽401設(shè)置于所述主滑輪4的中心轉(zhuǎn)軸的外圍，所述外圈軌道槽403設(shè)置于所述主滑輪4的外圍，所述內(nèi)圈軌道槽401通過(guò)連接斜槽402與所述外圈軌道槽403相連接。
[0022]如圖1、圖8和圖9所示，所述止動(dòng)桿3設(shè)置有連接柱9，所述止動(dòng)桿3通過(guò)連接柱9與所述主滑輪4活動(dòng)連接，其中，所述主滑輪4順著第一方向轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)機(jī)械儲(chǔ)能時(shí)，所述連接柱9在內(nèi)圈軌道槽401內(nèi)運(yùn)動(dòng)，這一過(guò)程為機(jī)械能儲(chǔ)能過(guò)程，當(dāng)儲(chǔ)能時(shí)，所述主滑輪4優(yōu)選順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)的連接柱9會(huì)在軌道導(dǎo)引下一直在內(nèi)圈軌道槽運(yùn)動(dòng);在所述主滑輪4停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)結(jié)束儲(chǔ)能，此時(shí)，所述主滑輪4停止旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生第二方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力，進(jìn)而使得連接柱9進(jìn)入連接斜槽402，所述止動(dòng)桿3向外圈軌道槽403的方向運(yùn)動(dòng)，使得與之相連接的定位凸輪2運(yùn)行至所述定位凹槽6內(nèi)鎖定所述主滑輪4，從而鎖止所述主滑輪4的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械能的鎖定過(guò)程;本例能夠通過(guò)任何途徑接收到的觸發(fā)指令最終會(huì)反映在減速電機(jī)I收到的持續(xù)數(shù)秒的一個(gè)解鎖電流上，這個(gè)電流將會(huì)觸發(fā)系統(tǒng)中機(jī)械能的釋放，稱(chēng)之為觸發(fā)過(guò)程;等待直到