一种机械能转换生电装置

本发明属于机械能转化生电，特别涉及一种机械能转换生电装置。

背景技术：

1、在当今社会，追求可再生能源和提高能源利用效率一直是科技发展的核心目标。尤其是在门频繁开合的场景下，如家庭、商场和工厂，利用开关门的机械能进行高效发电备受瞩目。

2、传统智能门锁存在一个致命的缺陷：一般家用智能门锁都是通过干电池供电，当电池电量耗尽时，可能会导致设备宕机，甚至出现户主无法开门出入的情况。若能够利用门频繁开合的机械能进行发电，基于可再生能源利用至智能门锁上，可有效的解决传统智能门锁存在使用干电池供电带来的缺陷。

3、然而，现有的机械能发电设备存在着能量损失大、结构复杂、制造维护成本高、难以有效利用门的运动等诸多问题。

技术实现思路

1、针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种机械能转换生电装置，通过简化结构有效的提高了能量传递效率。

2、本发明的技术方案是：一种机械能转换生电装置，包括：

3、滚筒，转动设置在壳体内，所述壳体固定在门板或门框的其中一个上；

4、拉线，一端设置在所述滚筒上且另一端缠绕滚筒并贯穿壳体固定在门板或门框的另一个上，当开门时，门板与门框发生相对位移后拉扯拉线，进而带动滚筒转动；

5、齿轮轴，设置在所述滚筒上且随滚筒同轴转动；

6、发条储能组件，具有第一输入端和第一输出端，所述第一输入端能够通过第一动齿轮与齿轮轴连接，所述第一动齿轮滑动设置在壳体上；当齿轮轴随滚筒正向转动时，带动第一动齿轮滑动直至与第一输入端接触，并带动第一输入端转动；

7、转子发电组件，具有机械输入端，所述机械输入端能够通过第二动齿轮与第一输出端连接，所述第二动齿轮滑动设置在壳体上；发条储能组件释放能量时，第一输出端转动并带动第二动齿轮滑动直至与机械输入端接触，并带动机械输入端转动，转子发电组件用于将转动的机械能转化为电能。

8、进一步地，所述发条储能组件包括：

9、发条轴，转动设置在壳体上；第一输入端和第一输出端均为齿轮，均设置在发条轴上；

10、第一发条，内侧端设置在所述发条轴上，外侧端设置在壳体上。

11、进一步地，所述滚筒上设置有第二发条，所述第二发条的内侧端设置在滚筒上，外侧端设置在壳体上，第二发条用于带动滚筒反向转动以回收拉线。

12、更进一步地，所述滚筒、齿轮轴、第二发条同轴设置。

13、进一步地，所述壳体内部由挡板分割为多个工作腔体，工作腔体用于安装各部件。

14、更进一步地，所述工作腔体内侧壁上设置有两个相对分布的第一滑槽，所述第一动齿轮包括：

15、第一安装轴，两端一一对应卡接在两个所述第一滑槽上，且能够沿第一滑槽滑动；

16、第一齿轮本体，设置在所述第一安装轴上，与齿轮轴连接。

17、更进一步地，所述工作腔体内侧壁上设置有两个相对分布的第二滑槽，所述第二动齿轮包括：

18、第二安装轴，两端一一对应卡接在两个所述第二滑槽上，且能够沿第二滑槽滑动；

19、第二齿轮本体，设置在所述第二安装轴上，与第一输出端连接。

20、更进一步地，所述工作腔体内设置有传动齿轮，第二齿轮本体通过传动齿轮与第一输出端连接。

21、进一步地，所述转子发电组件包括：

22、中轴，转动设置在壳体内，中轴的一端延伸至靠近第二动齿轮处，机械输入端为齿轮，其设置在中轴上，且能够与第二动齿轮啮合；

23、转子，设置在所述中轴上，且随中轴同轴转动；

24、永磁体，设置在壳体内，与转子位置对应并位于转子的外侧。

25、本发明的工作方法：当装置处于静止状态时，第一动齿轮与齿轮轴接触、第二动齿轮与传动齿轮接触。

26、开门时，门板与门框产生相对位移，门板拉扯拉线，拉线带动滚筒转动，进而带动齿轮轴转动，齿轮轴带动第一动齿轮转动，并促使第一动齿轮在第一滑槽内向靠近第一输入端的一侧滑动，直至与第一输入端接触将旋转角传递给第一输入端，第一发条上紧并存储机械能。同时，滚筒转动促使第二发条上紧。

27、关门时，第二发条释放能量，促使滚筒反转，收回拉线，滚筒带动齿轮轴反向转动，第一动齿轮随齿轮轴反向转动并在第一滑槽内向远离第一输入端的一侧滑动，与第一输入端脱离接触。同时，第一发条释放能量，带动第一输出端反向转动，第一输出端通过传动齿轮带动第二动齿轮转动，并促使第二动齿轮在第二滑槽内向靠近机械输入端的一侧滑动，直至与机械输入端接触将旋转角传递给机械输入端，机械输入端带动中轴转动，促使转子在永磁体产生的磁场中转动并切割磁感线，实现生电。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

29、本发明通过滚筒、拉线和齿轮轴构成结构较为简单的传动组件，能够有效的将开门时门板与门框产生的相对位移转化为转动的机械能，并利用发条储能组件有效的对转动的机械能进行暂时存储，在关门时又将暂时存储的机械能传递给转子发电组件实现发电，通过简化结构，有效的提高了能量传递效率。

30、装置适用于门的开合运动，实现了对门运动的机械能高效转化为电能的目的，为可再生能源的利用提供了一种创新的解决方案，可广泛应用至家庭、商场、工厂中，适用范围较广。

技术特征：

1.一种机械能转换生电装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种机械能转换生电装置，其特征在于，所述发条储能组件(3)包括：

3.如权利要求1所述的一种机械能转换生电装置，其特征在于，所述滚筒(21)上设置有第二发条(24)，所述第二发条(24)的内侧端设置在滚筒(21)上，外侧端设置在壳体(1)上，第二发条(24)用于带动滚筒(21)反向转动以回收拉线(22)。

4.如权利要求3所述的一种机械能转换生电装置，其特征在于，所述滚筒(21)、齿轮轴(23)、第二发条(24)同轴设置。

5.如权利要求1所述的一种机械能转换生电装置，其特征在于，所述壳体(1)内部由挡板分割为多个工作腔体(10)，工作腔体(10)用于安装各部件。

6.如权利要求5所述的一种机械能转换生电装置，其特征在于，所述工作腔体(10)内侧壁上设置有两个相对分布的第一滑槽(101)，所述第一动齿轮(11)包括：

7.如权利要求5所述的一种机械能转换生电装置，其特征在于，所述工作腔体(10)内侧壁上设置有两个相对分布的第二滑槽(102)，所述第二动齿轮(12)包括：

8.如权利要求7所述的一种机械能转换生电装置，其特征在于，所述工作腔体(10)内设置有传动齿轮(13)，第二齿轮本体通过传动齿轮(13)与第一输出端(302)连接。

9.如权利要求1所述的一种机械能转换生电装置，其特征在于，所述转子发电组件(4)包括：

技术总结本发明属于机械能转化生电技术领域，具体公开了一种机械能转换生电装置，包括壳体、传动组件、发条储能组件和转子发电组件，传动组件包括滚筒、拉线和齿轮轴，开门时，门板与门框发生相对位移后拉扯拉线，进而带动滚筒转动，齿轮轴设置在滚筒上且随滚筒同轴转动，发条储能组件具有第一输入端和第一输出端，第一输入端能够通过第一动齿轮与齿轮轴连接，转子发电组件具有机械输入端，机械输入端能够通过第二动齿轮与第一输出端连接。本发明传动组件能够有效的将门开合时产生的相对位移转化为转动的机械能，并利用发条储能组件对机械能进行暂时存储并在关门时释放机械能并传递给转子发电组件实现发电，通过简化结构，有效的提高了能量传递效率。技术研发人员：郭海兵,朱江林,杨耀,韦奕城,姜耀星,陶文杰,谷松洋,孙硕,宋成文,陆子凯,周鑫受保护的技术使用者：江苏海洋大学技术研发日：技术公布日：2024/7/18