本发明涉及节能发电,尤其涉及一种动能势能发电装置及其并联装置。
背景技术:
1、在现有的运动设备技术中,能量转换输送系统作为一种广泛使用的健身器材,其动能生成和转换效率问题一直是行业内关注的焦点,而目前市面上的能量转换输送系统,其提供的动能并未能有效通过倍速装置进行提升,这意味着能量转换输送系统产生的能量并未得到最大化利用,能量转换输送系统无法达到我们预期的高转速效果,从而限制了其在高效能量转换方面的应用,且在大型健身场所或专业训练中心,多个能量转换输送系统常常需要并联工作以满足更多做功体的需求,而现有的技术在多个能量转换输送系统并联工作时,其动能传递并未得到优化设置,导致了在并联工作过程中,各个能量转换输送系统之间的动能传递不够协调,产生能量损耗和浪费,最终影响了电能转换效率,使得能量转换输送系统的能量转换效果并不理想,如何提升能量转换输送系统的动能转换效率和并联工作时的协调性,是当前行业亟待解决的问题。
2、中国专利公开号:cn117839154a公开了一种可调阻力值的自发电能量转换输送系统,包含有:一基座;一发电机;一跑带传动装置,具有两个滚筒、一循环跑带及一动力传输单元;一控制器,与发电机电性连接;一电池,与控制器电性连接;一护栏架;一显示及控制单元,设置于护栏架上,用以供使用者观看讯息及以触碰显示及控制单元的方式来控制控制器调整发电机的发电功率,借由调整发电机的发电功率,便可同时控制由发电机传导至循环跑带上的阻力值。但该方案未对单个能量转换输送系统动能发电的传动过程进行倍速设置,也未对多个能量转换输送系统并联时的动能传动过程进行设置,未解决能量转换输送系统动能势能发电过程的协调性差,电能转换效率低的问题。
技术实现思路
1、为此,本发明提供一种动能势能发电装置及其并联装置,用以克服现有技术中通过能量转换输送系统提供动能,并根据动能进行发电时,未对单个能量转换输送系统动能发电的传动过程进行倍速设置,无法达到预期转速,单个能量转换输送系统无法调整高度,且未对多个能量转换输送系统并联时的动能传动过程进行设置导致借助能量转换输送系统动能势能发电过程的协调性差,电能转换效率低的问题。
2、为实现上述目的,一方面,本发明提供一种动能势能发电装置,包括:
3、发电机组,其由变速飞轮组、发电机和发电机固定架构成,其中变速飞轮组设置于发电机固定架上,与发电机连接,变速飞轮组中的介轮组件穿过调心联轴器,并通过调心联轴器与主动轮组单向传动装置连接,变速飞轮组用于对主动轮组单向传动装置传输的动能进行变速处理,并将变速处理后的动能传输至发电机中进行电能转换,发电机用于对传输得到的动能进行电能转换,发电机固定架用于固定变速飞轮组和发电机;
4、调心联轴器,设置于变速飞轮组和主动轮组单向传动装置之间,用于传输主动轮组单向传动装置提供的动能;
5、主动轮组单向传动装置,设置于能量传输履带中,与调心联轴器连接,用于传输能量传输履带提供的动能,并通过调心联轴器将传输能量传输履带提供的动能传输至发电机组;
6、能量传输履带,设置于履带框架上端,其一端内部设有主动轮组单向传动装置,远离主动轮组单向传动装置的一端的内部设有从动轮组制动装置,用于承载做功体做功并传输做功体做功产生的动能;
7、履带框架,设置于能量传输履带下方,用于固定能量传输履带、主动轮组单向传动装置、从动轮组制动装置、前护罩组和后护罩组,所述履带框架根据铰链装置分为前履带框架和后履带框架,所述前履带框架是指通过升降装置可以升高降低的前端履带框架,所述后履带框架是指不进行升高降低的后端履带框架,其位于后护罩组的下方;
8、前护罩组,设置于履带框架上,由前护罩左侧护栏、前护罩右侧护栏、前护罩左侧挡板和前护罩右侧挡板构成,用于向做功体提供做功过程中的安全防护和辅助支撑,其中前护罩左侧护栏设置于前护罩左侧挡板上方,与前护罩左侧挡板进行固定连接,前护罩右侧护栏设置于前护罩右侧挡板上方,与前护罩右侧挡板进行固定连接,前护罩左侧挡板和前护罩右侧挡板通过插销与履带框架连接;
9、后护罩组,设置于履带框架上,通过插销与履带框架连接,用于向做功体提供做功过程中的安全防护和辅助支撑;
10、从动轮组制动装置,设置于能量传输履带中远离主动轮组单向传动装置的一端,用于配合主动轮组单向传动装置进行动能传输;
11、铰链装置,设置于履带框架上,用于在履带框架进行升降时连接履带框架的前端和后端;
12、升降装置,设置于靠近从动轮组制动装置的履带框架的一端,用于以铰链装置为升降顶点提供升降动力,对履带框架进行升高和降低。
13、进一步地,所述变速飞轮组由介轮组件、从动飞轮型带轮和三角皮带构成,所述介轮组件中心穿过调心联轴器与主动轮组单向传动装置连接,所述介轮组件通过三角皮带与从动飞轮型带轮连接,所述三角皮带设置于介轮组件和从动飞轮型带轮的外侧,将介轮组件从主动轮组单向传动装置得到的动能传输至从动飞轮型带轮,所述从动飞轮型带轮设置于发电机上,所述从动飞轮型带轮将动能传输至发电机进行电能转换。
14、进一步地,所述主动轮组单向传动装置由主动轮组和单向传动轴组成,所述主动轮组由主动轮构成,其为节距、齿数和材质相同的两个圆形单向旋转轮盘,所述主动轮设置于单向传动轴两侧,与能量传输履带上的链条等宽,所述主动轮组的节距d和齿数na根据目标转速n和预设步速v进行设定,其中:c=d×na,n=v/c,d×na=v/n,c为主动轮周长。
15、进一步地,所述从动轮组制动装置由从动轮、从动轴和干式单片电磁制动器构成,所述从动轮的链条轮为圆形内置轴承的链轮,所述从动轮的分度圆的尺寸为d2,1.74×k2<k1,k1为主动轮的分度圆的尺寸,所述从动轮和从动轴间通过深沟球轴承连接,从动轴为固定轴,从动轮转动,从动轴不转动,所述干式单片电磁制动器为手动自动两型,所述干式单片电磁制动器的端面通过螺钉与从动轮的端面进行固定,所述干式单片电磁制动器的内孔通过键条与从动轴进行连接固定。
16、进一步地,所述能量传输履带由踏板、踏板链条、踏板托辊、托辊辊道和托辊轴承构成,将预设个数的踏板固定到踏板链条的侧耳上进行连接,将连接后的踏板安装到踏板托辊上形成能量传输履带。
17、进一步地,所述履带框架由框架内横梁和外框架构成。
18、进一步地,所述铰链装置设置于履带框架上,所述履带框架的前端和后端通过铰链装置连接,所述履带框架的前端通过绕铰链装置转动对动能势能发电装置进行升降。
19、进一步地,所述升降装置以铰链装置为升降顶点,并根据升降动力调整升降装置的高度,通过升降装置的高度变化对履带框架进行升高和降低。
20、另一方面,本发明还提供一种动能势能发电装置的并联装置,所述并联装置包括各动能势能发电装置能量转换输送系统、调心联轴器和发电机组,所述各动能势能发电装置能量转换输送系统包括第一动能势能发电装置能量转换输送系统、第二动能势能发电装置能量转换输送系统和第n动能势能发电装置能量转换输送系统,各动能势能发电装置能量转换输送系统之间通过调心联轴器进行连接,并通过调心联轴器与发电机组连接后将各动能势能发电装置能量转换输送系统产生的动能传输至发电机组中。
21、进一步地,所述发电机组的发电机功率p根据主动轮组的节距d、主动轮组的齿数na、预设做功体质量m、重力常数g、动能势能发电装置数量y、预设发电机组转速n0和增速系数β进行设定,p=(m×g×d×na×y×n0)/(2×9550×2×π×β)。
22、与现有技术相比,本发明的有益效果在于,所述动能势能发电装置通过发电机组对动能进行电能转换,并通过设置变速飞轮组对主动轮组单向传动装置传输的动能进行变速处理,以对动能发电过程进行优化,所述动能势能发电装置通过在变速飞轮组和主动轮组单向传动装置之间设置调心联轴器,以解决各动能势能发电装置能量转换输送系统之间的不同心问题,从而对多台能量转换输送系统并联时的动能传动过程进行设置,提高能量转换输送系统动能势能发电过程的协调性,进一步电能转换效率,所述动能势能发电装置通过主动轮组单向传动装置传输能量传输履带提供的动能,并通过调心联轴器将传输能量传输履带提供的动能传输至发电机组,所述动能势能发电装置通过能量传输履带承载做功体做功并传输做功体做功产生的动能,所述动能势能发电装置通过履带框架固定能量传输履带、主动轮组单向传动装置、从动轮组制动装置、前护罩组和后护罩组,以实现所述动能势能发电装置的稳定运行,所述动能势能发电装置通过前护罩组和后护罩组向做功体提供做功过程中的安全防护和辅助支撑,所述动能势能发电装置通过从动轮组制动装置配合主动轮组单向传动装置进行动能传输,所述动能势能发电装置通过铰链装置在履带框架进行升降时连接履带框架的前端和后端。
23、尤其,通过在发电机转速传入端加装一个4.3倍速的变速飞轮组,利用重量运转离心率产生的惯性减轻变速飞轮组中介轮组件和从动飞轮型带轮产生的负载,以使传输至发电机的动能的转速达到预期转速,从而通过对动能发电的传动过程进行设置,提高能量转换输送系统动能势能发电过程的协调性,从而提高电能转换效率。
24、尤其,通过单向传动轴使得单向传动轴的链条带动主动轮与单向传动轴同步运动,从而在主动轮停止转动时,不影响单向传动轴单独转动,轴两端安装固定座轴承以实现单向传动轴单独转动。
25、尤其,所述干式单片电磁制动器的端面通过螺钉与从动轮的端面进行固定,所述干式单片电磁制动器的内孔通过键条与从动轴进行连接固定,以使所述干式单片电磁制动器在进行制动时,从动轮停止转动,从而使从动轮组制动装置停止运行,且不影响主动轮组单向传动装置中的单向传动轴按设计方向转动,通过设置主动轮的分度圆大于从动轮的分度圆1.74倍,以使主动轮作为输出端时,根据力矩理论,可减小施加在传动上的力,以使动能势能发电装置的运转更轻松,做功更省力。
26、尤其,所述前护罩组和后护罩组通过插销与履带框架连接,以便于在做功体运动过程中出现不适的情况时,前护罩组和后护罩组通过插销进行快速移动移除,且方便前护罩组和后护罩组装卸。
27、尤其,通过所述调心联轴器并联各动能势能发电装置能量转换输送系统,以解决各动能势能发电装置能量转换输送系统之间的不同心问题,从而对多台能量转换输送系统并联时的动能传动过程进行设置,提高能量转换输送系统动能势能发电过程的协调性,进一步电能转换效率。
1.一种动能势能发电装置,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的动能势能发电装置,其特征在于,所述变速飞轮组由介轮组件、从动飞轮型带轮和三角皮带构成,所述介轮组件中心穿过调心联轴器与主动轮组单向传动装置连接,所述介轮组件通过三角皮带与从动飞轮型带轮连接,所述三角皮带设置于介轮组件和从动飞轮型带轮的外侧,将介轮组件从主动轮组单向传动装置得到的动能传输至从动飞轮型带轮,所述从动飞轮型带轮设置于发电机上,所述从动飞轮型带轮将动能传输至发电机进行电能转换。
3.根据权利要求1所述的动能势能发电装置,其特征在于,所述主动轮组单向传动装置由主动轮组和单向传动轴组成,所述主动轮组由主动轮构成,其为节距、齿数和材质相同的两个圆形单向旋转轮盘,所述主动轮设置于单向传动轴两侧,与能量传输履带上的链条等宽,所述主动轮组的节距d和齿数na根据目标转速n和预设步速v进行设定,其中:c=d×na,n=v/c,d×na=v/n,c为主动轮周长。
4.根据权利要求1所述的动能势能发电装置,其特征在于,所述从动轮组制动装置由从动轮、从动轴和干式单片电磁制动器构成,所述从动轮的链条轮为圆形内置轴承的链轮,所述从动轮的分度圆的尺寸为d2,1.74×k2<k1,k1为主动轮的分度圆的尺寸,所述从动轮和从动轴间通过深沟球轴承连接,从动轴为固定轴,从动轮转动,从动轴不转动,所述干式单片电磁制动器为手动自动两型,所述干式单片电磁制动器的端面通过螺钉与从动轮的端面进行固定,所述干式单片电磁制动器的内孔通过键条与从动轴进行连接固定。
5.根据权利要求1所述的动能势能发电装置,其特征在于,所述能量传输履带由踏板、踏板链条、踏板托辊、托辊辊道和托辊轴承构成,将预设个数的踏板固定到踏板链条的侧耳上进行连接,将连接后的踏板安装到踏板托辊上形成能量传输履带。
6.根据权利要求1所述的动能势能发电装置,其特征在于,所述履带框架由框架内横梁和外框架构成。
7.根据权利要求1所述的动能势能发电装置,其特征在于,所述铰链装置设置于履带框架上,所述履带框架的前端和后端通过铰链装置连接,所述履带框架的前端通过绕铰链装置转动对动能势能发电装置进行升降。
8.根据权利要求1所述的动能势能发电装置,其特征在于,所述升降装置以铰链装置为升降顶点,并根据升降动力调整升降装置的高度,通过升降装置的高度变化对履带框架进行升高和降低。
9.一种应用于如权利要求1-8所述的动能势能发电装置的并联装置,其特征在于,所述并联装置包括各动能势能发电装置能量转换输送系统、调心联轴器和发电机组,所述各动能势能发电装置能量转换输送系统包括第一动能势能发电装置能量转换输送系统、第二动能势能发电装置能量转换输送系统和第n动能势能发电装置能量转换输送系统,各动能势能发电装置能量转换输送系统之间通过调心联轴器进行连接,并通过调心联轴器与发电机组连接后将各动能势能发电装置能量转换输送系统产生的动能传输至发电机组中。
10.根据权利要求9所述的动能势能发电装置的并联装置,其特征在于,所述发电机组的发电机功率p根据主动轮组的节距d、主动轮组的齿数na、预设做功体质量m、重力常数g、动能势能发电装置数量y、预设发电机组转速n0和增速系数β进行设定,p=(m×g×d×na×y×n0)/(2×9550×2×π×β)。