用于產(chǎn)生電能的便攜式設(shè)備制造技術(shù)

提供一種用于產(chǎn)生電能的便攜式設(shè)備，所述設(shè)備包括：電能產(chǎn)生裝置，其響應(yīng)于輸入機械動作而發(fā)電；重力驅(qū)動的驅(qū)動器，其用于通過懸掛質(zhì)量塊在重力作用下的下降來將所述機械動作供應(yīng)到所述電能產(chǎn)生裝置；以及重激勵機構(gòu)，其適于使所述重力驅(qū)動的驅(qū)動器在所述質(zhì)量塊升高的同時進行操作。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及用于通過重力作用下的質(zhì)量塊下降來產(chǎn)生電能的便攜式設(shè)備。
技術(shù)介紹
可從Deciwatt有限公司(公司編號08589358)獲得并在WO2011/045606和WO2014/195681中描述的GravityLightTM產(chǎn)品是便攜式電能產(chǎn)生裝置，其被設(shè)計為向不能接入電力網(wǎng)的客戶提供照明。具體地說，GravityLightTM被設(shè)想為取代在發(fā)展中國家使用的有害煤油燈，其中這種設(shè)備的低成本對于其接受和了解至關(guān)重要。通過以下步驟操作該設(shè)備：由用戶提起質(zhì)量塊(通過抓握質(zhì)量塊或拉動配重)，然后釋放質(zhì)量塊，于是該質(zhì)量塊在其下降時為發(fā)電機提供動力，從而產(chǎn)生足夠的電能來提供光源，或者為諸如無線電設(shè)備或充電電池等電子裝置提供電力。然而，與其它照明和電力系統(tǒng)相比，該設(shè)備具有缺點，例如，它不提供連續(xù)的電力。當(dāng)質(zhì)量塊被提起時，驅(qū)動皮帶(鏈輪帶)經(jīng)由棘輪系統(tǒng)在相反方向上重新卷繞，從而導(dǎo)致發(fā)電機解耦并且暫時不產(chǎn)生電力。因此，用戶可能需要在完全黑暗的環(huán)境下安全地(經(jīng)過配重)提起重質(zhì)量塊。這僅在每二十分鐘左右發(fā)生幾秒鐘，并且已被用戶普遍接受作為這種新型自由運行照明的不可避免的特征
技術(shù)實現(xiàn)思路
根據(jù)本專利技術(shù)的第一方面，提供一種用于產(chǎn)生電能的便攜式設(shè)備，所述設(shè)備包括：電能產(chǎn)生裝置，其響應(yīng)于輸入機械動作而發(fā)電；重力驅(qū)動的驅(qū)動器，其用于通過懸掛質(zhì)量塊在重力作用下的下降來將所述機械動作供應(yīng)到所述電能產(chǎn)生裝置；以及重激勵機構(gòu)，其適于使所述重力驅(qū)動的驅(qū)動器能夠在所述質(zhì)量塊升高的同時進行操作。因此，提供了一種設(shè)備，該設(shè)備通過如下方式克服了現(xiàn)有技術(shù)中的所述缺陷：輸出連續(xù)動力，而不管質(zhì)量塊是在重力作用下下降還是被用戶升高(相對于地面)。這種連續(xù)系統(tǒng)為設(shè)備的用戶開創(chuàng)了不同的使用模式。當(dāng)操作現(xiàn)有技術(shù)的GravityLightTM時，因為光/電力在重繞過程期間將停止輸出，因此用戶通常不會在質(zhì)量塊撞擊地面之前提起質(zhì)量塊，并且這增加了重激勵操作的頻率。然而，本文描述的系統(tǒng)允許用戶通過部分地提升質(zhì)量塊來定期“加滿動力”，例如，每當(dāng)用戶使質(zhì)量塊移動時不會失去光/電力。這種方式還為無線電或充電電池等產(chǎn)生了更有用的連續(xù)電力。本申請人已經(jīng)設(shè)想了能夠使該裝置連續(xù)運行的各種方法。一種這樣的方法是使用發(fā)電機對電池進行充電，然后可以在提升期間為燈供電。除了提供充電電池(以及適當(dāng)?shù)碾娐?相對昂貴之外，該方法還具有額外的缺點，即所產(chǎn)生的能量高達(dá)一半通過電池充電和放電循環(huán)而損失。實現(xiàn)連續(xù)運行的另一種可能方式是使用彈簧來存儲足夠量的能量以在提升期間(例如，約五秒)為燈提供電力。然而，這增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。此外，它在設(shè)備中產(chǎn)生了額外的故障點，并且向用戶施加壓力以快速地提升質(zhì)量塊。另一種方法是將兩個GravityLightTM裝置一起使用，使得當(dāng)一個裝置的質(zhì)量塊被提升時，另一個裝置仍在工作。然而，這具有一些缺點：除非所有附接設(shè)備(例如，外圍作業(yè)燈或無線電)在GravityLightTM裝置之一達(dá)到下降周期盡頭時也被同樣地接管，但這增加了成本，另外，需要額外電路來處理在兩個GravityLightTM發(fā)電機的輸出電連接時必須避免的回流電流，這降低了效率和/或增加了成本。改進方法于是在于：將單個發(fā)電機與兩個單獨的質(zhì)量塊和驅(qū)動器組合，以降低一些成本。然而，這種方法的缺點在于：需要安裝點來雙重支撐質(zhì)量塊，或者當(dāng)僅一個重物驅(qū)動系統(tǒng)而另一個重物正在等待被提起或正被提起時，電力輸出減少至僅一半。這還因允許兩個質(zhì)量塊順暢地經(jīng)過彼此所需的間隙而增加了尺寸。然而，在本文中這些問題因重激勵機構(gòu)的設(shè)置而被解決，該重激勵機構(gòu)適于使重力驅(qū)動的驅(qū)動器能夠在質(zhì)量塊升高的同時進行操作。重激勵機構(gòu)可以使重力驅(qū)動的驅(qū)動器在重激勵過程期間在質(zhì)量塊被提升的同時受到質(zhì)量塊的重力。例如，質(zhì)量體可以懸掛在回路上，并通過縮短所述回路的一側(cè)而升高。另外，即使質(zhì)量塊本身被提升，質(zhì)量塊也可以通過其重量經(jīng)由所述回路的另一側(cè)的持續(xù)行進來對重力驅(qū)動的驅(qū)動器持續(xù)施加機械動作/力。該重激勵過程(或重激勵動作)涉及將機械功輸入到設(shè)備中，該設(shè)備將所述功轉(zhuǎn)換成已被升高的質(zhì)量塊形式的一定量重力勢能，該重力勢能然后逐漸轉(zhuǎn)換成驅(qū)動電能產(chǎn)生裝置的動能。這具有這樣的優(yōu)點：與其它來源(例如，煤油或太陽能)不同，重力勢能可以在一天中的所有時間自由地產(chǎn)生。因此，該裝置可以以最小成本進行生產(chǎn)，然后運行而無需持續(xù)的成本。此外，與充電電池(例如)不同，裝置的效率將不會隨時間而顯著惡化。為了向電能產(chǎn)生裝置供應(yīng)機械動作，特別有利的是，其中，重力驅(qū)動的驅(qū)動器包括驅(qū)動機構(gòu)和細(xì)長柔性部件，其中，在使用時，所述細(xì)長柔性部件與驅(qū)動機構(gòu)和質(zhì)量塊聯(lián)接，以便提供操作用的重力。細(xì)長柔性部件優(yōu)選地為鏈輪帶、鏈條、皮帶或繩。合適的繩的實例是串珠簾線。驅(qū)動機構(gòu)可以包括例如鏈輪、齒輪、齒形輪、無齒輪或轂盤。細(xì)長柔性部件可以是閉合環(huán)形回路。為了實現(xiàn)裝置的重激勵或“重加載”，重力驅(qū)動器的細(xì)長柔性部件還優(yōu)選地與重激勵機構(gòu)聯(lián)接。細(xì)長柔性部件有利地在重激勵過程期間保持質(zhì)量塊與重力驅(qū)動機構(gòu)之間的繃緊。這允許來自質(zhì)量塊重量的驅(qū)動在質(zhì)量塊被提升的同時被傳遞到發(fā)電裝置。還優(yōu)選地，細(xì)長柔性部件在重激勵過程期間保持質(zhì)量塊與重激勵機構(gòu)之間的繃緊。提供了這樣的進一步益處：其中，重激勵機構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu)中的每一者在沿著細(xì)長柔性部件的不同位置處同時串聯(lián)聯(lián)接。在這種情況下，設(shè)備優(yōu)選地構(gòu)造為：在重激勵過程期間，所述不同位置之間的細(xì)長柔性部件的長度被改變。還優(yōu)選地，在重激勵過程期間，用戶抓握細(xì)長柔性部件的所述長度的一部分且對細(xì)長柔性部件施加力，以便改變所述長度并提起質(zhì)量塊。有利的是，細(xì)長柔性部件形成第一回路和第二回路，所述質(zhì)量塊僅懸掛在第一回路上，其中，通過拉動第二回路從而增加所述第二回路的長度并減小第一回路的長度來提升所述質(zhì)量塊。第一回路和第二回路形成相同細(xì)長柔性部件的相應(yīng)懸掛部分。這相對于現(xiàn)有技術(shù)具有特別的優(yōu)點：質(zhì)量塊可以提升到比用戶自然可達(dá)到的高度高的高度，因此質(zhì)量塊可以下降更長時間，從而在需要重激勵系統(tǒng)之前允許在更長持續(xù)時間內(nèi)產(chǎn)生電力。此外，如果用戶向下拉動細(xì)長柔性部件來提升質(zhì)量塊，而不是通過抓握和提升質(zhì)量塊本身來直接提升質(zhì)量塊，則發(fā)生不拉緊的機會較少。重激勵機構(gòu)優(yōu)選地設(shè)置有重激勵部件。該重激勵部件可以是細(xì)長柔性部件的形式，例如鏈輪帶、鏈條、皮帶或繩，并且通常設(shè)置為環(huán)形回路。與重力驅(qū)動的驅(qū)動器的細(xì)長柔性部件不同，重激勵機構(gòu)的細(xì)長柔性部件的可被拉動以提升質(zhì)量塊的長度通常始終保持恒定。這使用戶能夠抓握重激勵部件來旋轉(zhuǎn)重激勵機構(gòu)從而提升質(zhì)量塊，而與質(zhì)量塊下降的距離無關(guān)。在一些實施方式中，重激勵部件本身還可以包括踏板系統(tǒng)或踏板。此外，重激勵部件可以設(shè)置為重繞部件。另外作為選擇，重激勵機構(gòu)可以包括單向棘輪和/或手搖曲柄。提供了這樣的明顯益處：其中，重激勵機構(gòu)布置成提供就由下降質(zhì)量塊提供的力而言的機械優(yōu)點，使得提升質(zhì)量塊所需的力小于由質(zhì)量塊產(chǎn)生的重力。這使用戶能夠更容易地提起質(zhì)量塊(使老年人、兒童和殘疾人受益)，并且使用戶能夠潛在提起比它們通過抓握質(zhì)量塊本身能夠提升的重量更重的質(zhì)量塊。目前，如果使用現(xiàn)有技術(shù)的GravityLightTM裝置，則用戶通常更喜歡抓握和提起質(zhì)量塊本身而不是拉動配重。然而，通過提供上述布置本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種用于產(chǎn)生電能的便攜式設(shè)備，所述設(shè)備包括：電能產(chǎn)生裝置，其響應(yīng)于輸入機械動作而發(fā)電；重力驅(qū)動的驅(qū)動器，其用于通過懸掛質(zhì)量塊在重力作用下的下降來將所述機械動作供應(yīng)到所述電能產(chǎn)生裝置；以及重激勵機構(gòu)，其適于使所述重力驅(qū)動的驅(qū)動器能夠在所述質(zhì)量塊升高的同時進行操作。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2014.04.28 GB 1407447.01.一種用于產(chǎn)生電能的便攜式設(shè)備，所述設(shè)備包括：電能產(chǎn)生裝置，其響應(yīng)于輸入機械動作而發(fā)電；重力驅(qū)動的驅(qū)動器，其用于通過懸掛質(zhì)量塊在重力作用下的下降來將所述機械動作供應(yīng)到所述電能產(chǎn)生裝置；以及重激勵機構(gòu)，其適于使所述重力驅(qū)動的驅(qū)動器能夠在所述質(zhì)量塊升高的同時進行操作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式設(shè)備，其中，所述重激勵機構(gòu)使所述重力驅(qū)動的驅(qū)動器能夠在重激勵過程期間在所述質(zhì)量塊被提升的同時受到所述質(zhì)量塊的重力。3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的便攜式設(shè)備，其中，所述重力驅(qū)動的驅(qū)動器包括驅(qū)動機構(gòu)和細(xì)長柔性部件，其中，在使用時，所述細(xì)長柔性部件與所述驅(qū)動機構(gòu)和所述質(zhì)量塊聯(lián)接，以便提供操作用的重力。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜式設(shè)備，其中，所述細(xì)長柔性部件是鏈輪帶、鏈條、皮帶或繩。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的便攜式設(shè)備，其中，所述細(xì)長柔性部件還與所述重激勵機構(gòu)聯(lián)接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的便攜式設(shè)備，其中，所述重激勵機構(gòu)和所述驅(qū)動機構(gòu)中的每一者在沿著所述細(xì)長柔性部件的不同位置處同時串聯(lián)聯(lián)接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的便攜式設(shè)備，還適于使得：其中，在重激勵過程期間，所述不同位置之間的細(xì)長柔性部件的長度被改變。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的便攜式設(shè)備，還適于使得：其中，在重激勵過程期間，用戶抓握所述細(xì)長柔性部件的所述長度的一部分且對所述細(xì)長柔性部件施加力，以便改變所述長度并提起所述質(zhì)量塊。9.根據(jù)權(quán)利要求3至8中任一項所述的便攜式設(shè)備，其中，所述細(xì)長柔性部件被設(shè)置為閉合環(huán)形回路。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的便攜式設(shè)備，其中，所述細(xì)長柔性部件形成第一回路和第二回路，所述質(zhì)量塊僅懸掛在所述第一回路上，其中，通過拉動所述第二回路從而增加所述第二回路的長度并減小所述第一回路的長度來提升所述質(zhì)量塊。11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的便攜式設(shè)備，其中，所述重激勵機構(gòu)布置成提供就由下降質(zhì)量塊提供的力而言的機械優(yōu)點，使得提升所述質(zhì)量塊所需的力小于由所述質(zhì)量塊產(chǎn)生的重力。12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的便攜式設(shè)備，其中，所述重激勵機構(gòu)設(shè)置有細(xì)長柔性部件形式的重激勵部件。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的便攜式設(shè)備，其中，所述重激勵部件被設(shè)置為鏈輪帶、鏈條、皮帶或繩。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的便攜式設(shè)備，其中，所述重激勵部件被設(shè)置為重繞部件或環(huán)形回路。15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的便攜式設(shè)備，其中，所述重激勵機構(gòu)包括棘爪鏈輪。16.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項所述的便攜式設(shè)備，其中，所述重激勵機構(gòu)包括扭簧離合器，所述扭簧離合器包括：重繞鏈輪，其具有與其同軸的中央心軸；以及螺旋彈簧，其卷繞在所述心軸上；其中，所述螺旋彈簧構(gòu)造為當(dāng)沿第一方向?qū)⒘恐翟谂ぞ仡A(yù)定操作范圍內(nèi)的扭矩施加在所述重繞鏈輪上時對所述心軸施加夾持力，所述夾持力足以防止所述重繞鏈輪沿所述第一方向的旋轉(zhuǎn)；并且其中，在重激勵過程期間，當(dāng)沿與所述第一方向相反的第二方向?qū)⑴ぞ厥┘釉谒鲋乩@鏈輪上時，所述螺旋彈簧進一步構(gòu)造為與所述心軸分離，以便允許所述重繞鏈輪沿所述第二方向的旋轉(zhuǎn)。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的便攜式設(shè)備，其中，根據(jù)沿所述第一方向施加在所述重繞鏈輪上的扭矩處于所述預(yù)定操作范圍內(nèi)且超過第一卷繞扭矩閾值的第一卷繞過載條件，所述螺旋彈簧的第一部分構(gòu)造為位移預(yù)定量；其中，所述扭簧離合器還包括第一開關(guān)形式的卷繞扭矩傳感器；并且其中，當(dāng)滿足所述第一卷繞過載條件時，所述第一開關(guān)響應(yīng)于所述螺旋彈簧的所述第一部分的所述位移而可操作地提供狀態(tài)的電變化。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的便攜式設(shè)備，其中，所述卷繞扭矩傳感器還包括報警裝置，所述報警裝置構(gòu)造為當(dāng)滿足所述第一卷繞過載條件時響應(yīng)于由所述第一開關(guān)提供的狀態(tài)的電變化來提示用戶。19.根據(jù)權(quán)利要求16至18中任一項所述的便攜式設(shè)備，其中，所述扭簧離合器包括卷繞過載保護器，所述卷繞過載保護器可操作地構(gòu)造為防止所述夾持力超過預(yù)定量值，夾持力的所述預(yù)定量值與根據(jù)第二卷繞過載條件的扭矩的所述操作范圍的上限對應(yīng)，其中，當(dāng)沿所述第一方向施加到所述重繞鏈輪上的扭矩超過扭矩的所述操作范圍的上限時，允許所述心軸相對于所述螺旋彈簧旋轉(zhuǎn)，從而引起所述質(zhì)量塊的受控下降。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的便攜式設(shè)備，其中，所述卷繞過載保護器包括止擋件和來自所述螺旋彈簧的突起，所述突起適于因所述心軸的旋轉(zhuǎn)而撞擊所述止擋件，從而所述止擋件防止所述夾持力超過所述預(yù)定量值。21.根據(jù)前述權(quán)利要求中...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬丁·菲利普·里迪福德，詹姆斯·威廉·里夫斯，T·A·波拉克，
申請(專利權(quán))人：德西沃特有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：英國;GB