專利名稱：可調(diào)自控并網(wǎng)畜力發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種小功率的發(fā)電設(shè)備。是一種適合飼養(yǎng)有大型家畜，如牛、馬、驢、騾等的農(nóng)戶使用。具有可以遠(yuǎn)距離調(diào)節(jié)和自動控制功能，能夠?yàn)橛脩綦S時單獨(dú)提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)，或者通過用戶所在電力供應(yīng)網(wǎng)并網(wǎng)有效地使用電力。能夠滿足農(nóng)戶每天的能源需求；不受時空地域的約束和限制。在各種可再生能源中，是農(nóng)戶合適的選擇之一。
背景技術(shù)：
目前，在廣大的農(nóng)村地區(qū)，能源供應(yīng)主要有二種途徑，一是向外購入，如煤、油、電、氣等，這對農(nóng)戶是每年所需的一筆不小的開支。在邊遠(yuǎn)山區(qū)，這些能源的供應(yīng)是不能滿足需要的。二是向周圍環(huán)境索取。利用各種秸桿、畜糞等，甚至不得不砍伐森林，刨取草根，破壞植被。這就容易造成對周圍生態(tài)環(huán)境的破壞。對農(nóng)村來說，由于經(jīng)濟(jì)的原因使農(nóng)民更愿意向所在地的周圍環(huán)境索取低價能源供應(yīng)。在我國有上億農(nóng)村人口需要依靠柴草作為生活能源，每年因此需要砍伐數(shù)千萬畝森林。
現(xiàn)有的可再生能源中，太陽能發(fā)電、水力發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電受地域、時空和投資的限制約束，是不能滿足廣大農(nóng)村的能源需求。沼氣只適合部分地方使用，并不能滿足農(nóng)戶的對電力的需求。
我國農(nóng)村有過億頭的大型家畜，每頭家畜能為農(nóng)戶提供1-2千瓦的電力供應(yīng)。充分利用這一資源，就能為農(nóng)村提供一簡單可靠的能源供應(yīng)，滿足農(nóng)戶每天的能源需求。為農(nóng)戶增加收入。是改變農(nóng)民生產(chǎn)和生活方式的一種有效手段。使農(nóng)戶能更好地充分利用周圍的生態(tài)資源，保護(hù)好生態(tài)環(huán)境。為每個農(nóng)戶充分使用使用各種家用電器和工具而創(chuàng)造有利條件。
現(xiàn)有市場上沒有能滿足農(nóng)村需要的此項(xiàng)產(chǎn)品。國家知識產(chǎn)權(quán)局已公開的相關(guān)專利有二十多件。已有的畜力發(fā)電專利發(fā)明在設(shè)計上過于簡單，以離網(wǎng)型為主；產(chǎn)生的電力功率、電壓不穩(wěn)定。電力并網(wǎng)的方式為現(xiàn)有的蓄電池加逆變器。因此，還不能為市場接受。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要技術(shù)措施如下；一種可調(diào)自控并網(wǎng)畜力發(fā)電機(jī)。主要包括一同步發(fā)電機(jī)、機(jī)架、傳動機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)。該傳動機(jī)構(gòu)包括一主動齒輪，一從動齒輪和一變速箱。在變速箱上安裝有單向離合器。同步發(fā)電機(jī)及變速箱固定于機(jī)架上。變速箱通過單向離合器與同步發(fā)電機(jī)連接。主動齒輪安裝于機(jī)架齒輪軸上并與從動齒輪嚙合。在主動齒輪上固定一家畜拉力桿和家畜牽引桿。在拉力桿上安裝有功率自動控制器。功率自動控制器能在拉力桿上根據(jù)拉力的大小進(jìn)行移動，使電流電壓得到穩(wěn)定的輸出。功率自動控制器內(nèi)是由數(shù)組彈簧和二個單向離合器等部件完成自動控制功能。在同步發(fā)電機(jī)的輸出線路上安裝有電流和電壓表等電路控制設(shè)施。還安裝有牽引繩和停止繩等作為家畜操縱機(jī)構(gòu)，可依據(jù)電流的變化進(jìn)行遠(yuǎn)距離調(diào)控。
用戶將機(jī)架固定在地面上，安排好家畜。通過操縱機(jī)構(gòu)，驅(qū)使家畜，在家畜的拉動下，主齒輪做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而驅(qū)動與主動齒輪嚙合的從動齒輪轉(zhuǎn)動，通過變速箱后驅(qū)動同步發(fā)電機(jī)發(fā)電，依據(jù)電流電壓表的指示使用操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行啟動、調(diào)節(jié)和暫停。在運(yùn)行過程中，功率自動控制器能依據(jù)家畜的行走速度和拉力大小，調(diào)整功率自動控制器在拉力桿上的位置，使同步發(fā)電機(jī)的能輸出相對穩(wěn)定的電流和電壓。作為一獨(dú)立的小型發(fā)電站隨時為用戶提供合適的電力。滿足用戶每天對能源的需求。若是需要并網(wǎng)發(fā)電進(jìn)行更有效地使用電力，則在安排好家畜后，應(yīng)先在電控箱上將同步發(fā)電機(jī)同電網(wǎng)聯(lián)接，啟動同步發(fā)電機(jī)，由于同步發(fā)電機(jī)是通過單向離合器同變速箱連接，所以，此時只有同步發(fā)電機(jī)在電網(wǎng)電力的作用下成為同步電動機(jī)空轉(zhuǎn)(同步發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)與家畜行走方向一致)，同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)與電網(wǎng)同頻同相；電壓相等。然后，通過操縱機(jī)構(gòu)，驅(qū)動家畜。在家畜的拉動下，主齒輪做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而驅(qū)動與主動齒輪嚙合的從動齒輪轉(zhuǎn)動，帶動變速箱；由于變速箱是由單向離合器與同步發(fā)電機(jī)相連接，當(dāng)變速箱內(nèi)轉(zhuǎn)速低于同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速時，電流表上只有同步發(fā)電機(jī)維持轉(zhuǎn)動的電流顯示，即沒有進(jìn)入發(fā)電過程，此時，應(yīng)使用操縱機(jī)構(gòu)，對家畜增大牽引力，同時，調(diào)整功率自動控制器在拉力桿上的位置。增大轉(zhuǎn)速，當(dāng)變速箱轉(zhuǎn)速從相等到大于同步發(fā)電機(jī)時，此時同步發(fā)電機(jī)由電網(wǎng)輸入電流成為同步電動機(jī)的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)入同步發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)，并對電網(wǎng)輸出電流。供應(yīng)用戶的需要。在此運(yùn)行過程中，當(dāng)家畜的行走速度和拉力變化時，自動功率控制器能夠相應(yīng)沿拉力桿移動，使同步發(fā)電機(jī)輸出相對穩(wěn)定的電流和電壓。并可依據(jù)需要使用操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)和暫停。
圖1是自控并網(wǎng)畜力發(fā)電機(jī)的俯視圖。圖中1機(jī)架 2主動齒輪 3同步發(fā)電機(jī) 5變速箱 6從動齒輪 7牽引繩 8自控牽引繩 9牽引桿 10停止繩 11家畜 12拉力繩 13功率自動控制器 14拉力桿圖2是自控并網(wǎng)畜力發(fā)電機(jī)的主視圖。圖中1機(jī)架 2主動齒輪 3同步發(fā)電機(jī) 4單向離合器 5變速箱 6從動齒輪 7牽引繩10停止繩 15電控箱 16活套環(huán)圖3是功率自動控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中21轉(zhuǎn)動桿A 22復(fù)位彈簧 23單向離合器A 14拉力桿 24推桿 25轉(zhuǎn)動桿拉繩B 26轉(zhuǎn)動桿B 8自控牽引繩 27單向離合器B 28支架 29拉力彈簧 30活動拉桿 12拉力繩 31導(dǎo)向桿 32彈簧 33頂桿 34推桿受力塊 35限位桿 36限位塊 37轉(zhuǎn)動桿拉繩A圖4是活套環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中7牽引繩子 10停止繩 19外套環(huán) 20內(nèi)套環(huán)具體實(shí)施方式
對照附圖及實(shí)施例說明如下在地面上固定機(jī)架(1)，在機(jī)架上垂直固定好同步發(fā)電機(jī)(3)。變速箱(5)一端安裝好單向離合器(4)和同步發(fā)電機(jī)(3)相連接，并在機(jī)架(1)上固定。在變速箱(5)上端安裝好從動齒輪(6)。將主動齒輪(2)安裝在機(jī)架齒輪軸上并與從動齒輪(6)嚙合。在主動齒輪(2)上安裝牽引桿(9)，并在其上安裝牽引繩(7)。在主動齒輪上另一側(cè)安裝拉力桿(14)，拉力桿安裝有停止繩(10)和功率自動控制器(13)。功率自動控制器上有自控牽引繩(8)與牽引桿上的牽引繩連接，連接為活套。拉力繩(12)與功率自動控制器連接。功率自動控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3支架(28)固定安裝上單向離合器A(23)和單向離合器B(27)，在單向離合器的軸上分別安裝上轉(zhuǎn)動桿A(21)和轉(zhuǎn)動桿B(26)。二根轉(zhuǎn)動桿上各有一根恢復(fù)彈簧(22)與支架連接。單向離合器A在向圖示方向移動時，單向離合器為嚙合狀態(tài)，當(dāng)家畜拉力過大時，活動拉桿(30)與支架的距離加大；使轉(zhuǎn)動桿拉繩A(37)拉動轉(zhuǎn)動桿A(21)轉(zhuǎn)動。即可使功率自動控制器向圖示方向移動。反之，則只有單向離合器A的外圈在轉(zhuǎn)動。單向離合器B的作用是與單向離合器A相反(在家畜的拉力通過拉力繩作用于功率自動控制器時，二個單向離合器將功率自動控制器鎖定在拉力桿上，使拉力在拉力桿上作用點(diǎn)得到固定)。在支架上固定有二根導(dǎo)向桿(31)。導(dǎo)向桿上套有活動拉桿(30)，可在導(dǎo)向桿上自由移動?；顒永瓧U和支架之間由數(shù)組拉力彈簧(29)連接。在活動拉桿上有頂桿(33)，頂桿是使用螺紋安裝在活動拉桿上，可以調(diào)節(jié)頂桿的長短。在支架固定有限位桿(35)，在限位桿上安裝有限位塊(36)，可在限位桿上移動和固定。在限位桿上還安裝有推桿受力塊(34)，可在限位桿上自由移動。在推桿受力塊上安裝有推桿(24)，是用螺紋連接，可調(diào)節(jié)推桿的長度。推桿上有轉(zhuǎn)動桿拉繩B(25)與轉(zhuǎn)動桿B(26)連接。轉(zhuǎn)動桿拉繩的一端安裝有一彈簧(32)，此彈簧的拉力大于恢復(fù)彈簧(22)的拉力。轉(zhuǎn)動桿B上還連接有自控牽引繩(8)。轉(zhuǎn)動桿A(21)上有轉(zhuǎn)動桿拉繩A(37)與活動拉桿(30)連接。功率自動控制器能在拉力桿上移動。圖中安裝牽引繩和停止引繩從機(jī)架中軸孔中向下穿過，在中間安裝有活套環(huán)(16)?；钐篆h(huán)結(jié)構(gòu)如圖4所示，是由外套環(huán)(19)和內(nèi)套環(huán)(20)組成。外套環(huán)連接在停止繩之間，內(nèi)套環(huán)連接在牽引繩之間。牽引繩和停止繩各拐彎處應(yīng)安裝定滑輪，是為延長使用壽命。牽引繩和停止引繩連接至電控箱(15)旁邊，在牽引繩的端點(diǎn)連接一彈簧和設(shè)有固定點(diǎn)。電控箱上安裝有電流、電壓表和電路控制設(shè)施。
用戶在使用時，先將家畜(11)安排在牽引桿(9)和拉力桿(14)之間，將牽引繩(7)和拉力繩(12)與家畜連接好。然后在電控箱(15)旁邊，拉動牽引繩，使家畜感受到拉力，開始行走；在家畜的拉動下，主動齒輪(2)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而驅(qū)動與主動齒輪嚙合的從動齒輪(6)轉(zhuǎn)動，通過變速箱(5)后驅(qū)動同步發(fā)電機(jī)(3)發(fā)電，電控箱上的則有電流和電壓的顯示，若達(dá)到了用戶對電壓和電流的需求，則可將牽引繩連接在固定點(diǎn)上，并具有一定的張力。使家畜在拉力的作用下，繼續(xù)前行。若沒有達(dá)到需求，即同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速過小則可加大牽引繩的拉力，使家畜提高前行速度；同時，牽引繩拉動自控牽引繩(8)，使轉(zhuǎn)動桿B(26)轉(zhuǎn)動一角度，因單向離合器B(27)往此方向是分離狀態(tài)。此時再放松牽引繩，則轉(zhuǎn)動桿B在彈簧(32)的作用下，使轉(zhuǎn)動桿轉(zhuǎn)向復(fù)位，而單向離合器B(27)往此方向是嚙合狀態(tài)，則可使功率自控器沿拉力桿向發(fā)電機(jī)方向移動，使家畜的在拉力桿上的拉力點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)半徑減少，就是增大了發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到加大電流和電壓的目的。在工作過程中，當(dāng)電流和電壓能滿足用戶需求時，則功率自動控制器內(nèi)部狀態(tài)如圖三所示。當(dāng)家畜前行速度過大時，則拉力增大，活動拉桿(30)與支架(28)的距離增大，同時轉(zhuǎn)動桿拉繩A(37)拉動轉(zhuǎn)動桿A(21)轉(zhuǎn)動一角度，由于單向離合器A(23)往此方向是嚙合狀態(tài)，因此，能使功率自動控制器在拉力桿上按圖示方向移動，增大拉力點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)半徑，降低轉(zhuǎn)速，使家畜的出力降低，達(dá)到穩(wěn)定電流電壓的目的。當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，拉力彈簧(29)將活動拉桿與支架距離縮小，轉(zhuǎn)動桿A(21)在復(fù)位彈簧(22)的作用下回轉(zhuǎn)，恢復(fù)到圖三所示的狀態(tài)。若家畜前行速度降低，使電流電壓降低，不能滿足設(shè)定的需求，則活動拉桿在拉力彈簧的作用下，縮短活動拉桿與支架的距離，頂桿(33)推動推桿受力塊(34)，使推桿(24)拉動轉(zhuǎn)動桿拉繩B(25)，而單向離合器B往此方向是嚙合狀態(tài)，則可使功率自動控制器沿拉力桿向同步發(fā)電機(jī)方向移動，達(dá)到減少拉力點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)半徑，增大轉(zhuǎn)速，同時轉(zhuǎn)動桿B(26)拉動自控牽引繩(8)增大對家畜的牽引力，使家畜提高前行速度。加大拉力，增大同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。使電流電壓能滿足用戶的需求。由于拉力加大，活動拉桿(30)與支架(28)距離加大，恢復(fù)彈簧(22)拉動推桿(24)及推桿受力塊(34)沿限位桿(35)移動，恢復(fù)到圖三所示狀態(tài)?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)限位塊(36)、推桿受力塊(34)和頂桿(33)的位置確定最小的電流電壓輸出。用戶當(dāng)需要停止發(fā)電時，可先將牽引繩從固定點(diǎn)上取下，放松對家畜的拉力，然后，拉動停止繩，家畜停止行進(jìn)，就可以達(dá)到停止發(fā)電的目的。
當(dāng)用戶是需要將輸出電流通過電網(wǎng)來經(jīng)濟(jì)有效地使用電力時，在將家畜安排和連接好之后，應(yīng)先在電控箱(15)上將同步發(fā)電機(jī)(3)同電網(wǎng)聯(lián)接，啟動同步發(fā)電機(jī)，由于同步發(fā)電機(jī)是通過單向離合器(4)同變速箱(5)連接，所以，此時只有同步發(fā)電機(jī)在電網(wǎng)電力的作用下成為同步電動機(jī)空轉(zhuǎn)(同步發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)與家畜行走方向一致)，同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)與電網(wǎng)同頻同相，電壓相等。然后，拉動牽引繩(7)，驅(qū)動家畜。在家畜的拉動下，主齒輪做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而驅(qū)動與主動齒輪嚙合的從動齒輪轉(zhuǎn)動，帶動變速箱，由于變速箱是由單向離合器與同步發(fā)電機(jī)相連接，當(dāng)變速箱內(nèi)轉(zhuǎn)速低于同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速時，電流表上只有同步發(fā)電機(jī)維持轉(zhuǎn)動的電流顯示，即沒有進(jìn)入發(fā)電過程，此時，應(yīng)繼續(xù)拉動牽引繩，對家畜增大牽引力，同時，調(diào)整功率自動控制器在拉力桿上的位置。增大轉(zhuǎn)速，當(dāng)變速箱轉(zhuǎn)速從相等到大于同步發(fā)電機(jī)時，此時同步發(fā)電機(jī)由電網(wǎng)輸入電流成為同步電動機(jī)的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)入同步發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)，并對電網(wǎng)輸出電流。供應(yīng)用戶的需要。此時，可將牽引繩固定，進(jìn)入發(fā)電工作的狀態(tài)。在此運(yùn)行過程中，當(dāng)家畜的行走速度和拉力變化時，自動功率控制器能夠相應(yīng)沿拉力桿移動，使同步發(fā)電機(jī)輸出相對穩(wěn)定的電流和電壓。并可依據(jù)需要使用操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)和暫停。
權(quán)利要求
1.一種可調(diào)自控并網(wǎng)畜力發(fā)電機(jī)。其特征在于具有一同步發(fā)電機(jī)(3)、傳動機(jī)構(gòu)和機(jī)架(1)。該傳動機(jī)構(gòu)由一主動齒輪(2)、一從動齒輪(6)和變速箱(5)組成。變速箱一端安裝有單向離合器(4)。同步發(fā)電機(jī)及變速箱固定在機(jī)架上。變速箱通過單向離合器與同步發(fā)電機(jī)連接。從動齒輪安裝在變速箱上。主動齒輪安裝在機(jī)架齒輪軸上并與從動齒輪嚙合。在主動齒輪上固定有牽引桿(9)和家畜拉力桿(14)。拉力桿上安裝有一功率自動控制器(13)。在同步發(fā)電機(jī)的電力輸出端安裝有一電控箱(15)，有電流、電壓表顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)自控并網(wǎng)畜力發(fā)電機(jī)，其特征還在于功率自動控制器是由支架(28)、單向離合器A(23)、單向離合器B(27)、恢復(fù)彈簧(22)、拉力彈簧(29)、彈簧(32)、活動拉桿(30)、轉(zhuǎn)動桿A(21)、轉(zhuǎn)動桿B(26)、頂桿(33)、推桿(24)、推桿受力塊(34)、限位桿(35)、限位塊(36)、導(dǎo)向桿(31)和轉(zhuǎn)動桿拉繩A(37)轉(zhuǎn)動桿拉繩B(25)組成。導(dǎo)向桿固定在支架上?；顒永瓧U套在導(dǎo)向桿上，可以在導(dǎo)向桿上移動。在活動拉桿和支架之間用拉力彈簧連接?；顒永瓧U上安裝有頂桿，是以螺紋連接。在支架上固定有限位桿，在限位桿上安裝有限位塊；限位塊可在限位桿上移動和固定。在限位桿上還安裝有推桿受力塊，可在限位桿上自由移動。推桿受力塊上安裝上推桿，是以螺紋連接；可調(diào)節(jié)推桿長短。在支架上固定有單向離合器A、單向離合器B。單向離合器A的軸上安裝上轉(zhuǎn)動桿A、單向離合器B的軸上安裝上轉(zhuǎn)動桿B。轉(zhuǎn)動桿A、B上有恢復(fù)彈簧同支架連接。轉(zhuǎn)動桿A用轉(zhuǎn)動桿拉繩A與活動拉桿連接。轉(zhuǎn)動桿B用轉(zhuǎn)動桿拉繩B通過彈簧與推桿連接。在轉(zhuǎn)動桿B上連接有自控牽引繩(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)自控并網(wǎng)畜力發(fā)電機(jī)，其特征還在于具有一活套環(huán)(16)、一根牽引繩(7)、一根停止繩(10)、一根自控牽引繩(8)組成的操縱機(jī)構(gòu)。活套環(huán)是由內(nèi)套環(huán)(20)和外套環(huán)(19)構(gòu)成。內(nèi)外套環(huán)的上、下部可在繩的拉動下自由轉(zhuǎn)動。牽引繩安裝在牽引桿上，在機(jī)架軸內(nèi)連接在內(nèi)套環(huán)上端，再由內(nèi)套環(huán)的下端連接在電控箱旁邊，在牽引繩的末端連接有一彈簧。自控牽引繩用活套在牽引桿上同牽引繩連接。停止繩安裝在拉力桿上，在機(jī)架軸內(nèi)連接在外套環(huán)上端再由外套環(huán)的下端連接在電控箱旁邊。
全文摘要
本發(fā)明是一種可調(diào)自控并網(wǎng)畜力發(fā)電機(jī)。具有可進(jìn)行遠(yuǎn)距離調(diào)節(jié)、使發(fā)電功率輸出穩(wěn)定和能經(jīng)濟(jì)有效地并網(wǎng)使用電能。主要由同步發(fā)電機(jī)和傳動機(jī)構(gòu)、操縱機(jī)構(gòu)組成。其傳動機(jī)構(gòu)包括一主動齒輪、一從動齒輪和一變速箱；同步發(fā)電機(jī)和變速箱安裝固定在機(jī)架上，變速箱通過單向離合器與同步發(fā)電機(jī)連接。主動齒輪裝在機(jī)架齒輪軸上，與從動齒輪嚙合。在主動齒輪上固定一拉力桿，拉力桿上安裝一功率自動控制器，根據(jù)家畜拉力的大小相應(yīng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，達(dá)到穩(wěn)定發(fā)電功率的輸出。在設(shè)備上安裝有牽引繩和停止繩?？蛇M(jìn)行調(diào)控。使農(nóng)民能更充分地利用周圍的生態(tài)資源；保護(hù)好生態(tài)環(huán)境；改變農(nóng)村生產(chǎn)和生活方式，能充分使用各種家用電器和電動工具的一種合適的選擇。
文檔編號H02K7/18GK1995748SQ20061016431
公開日2007年7月11日 申請日期2006年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月28日
發(fā)明者歐陽厚成 申請人:歐陽厚成