阅读说明：本技术 一种用于发电设备的省力装置 (Labor-saving device for power generation equipment ) 是由 夏善胜 于 2019-10-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于发电设备的省力装置,包括相对设置的固定支架、偶数组相对设置并绕有线圈的磁铁、若干个动磁体、曲柄摇杆机构和驱动电机,各组磁铁间隔设置于固定支架上,各组磁铁为同极相对设置或异极相对设置,于各组磁铁间均设置动磁体,各组磁铁和各动磁体上均开设中心通孔,若干根导杆分别贯穿各组磁铁和各动磁体的中心通孔。本发明通过相对设置的若干组磁铁,实现装置整体吸引力和排斥力的平衡,使动磁体在做切割磁感线运动时,只需考虑直线运动本身的功耗,不需要提供用于克服磁铁间吸引力的驱动外力,大幅提高发电效率,体现省力效果,节省能源,绿色清洁。(The invention relates to a labor-saving device for power generation equipment, which comprises fixed supports, an even number of groups of magnets, a plurality of moving magnets, a crank rocker mechanism and a driving motor, wherein the fixed supports are oppositely arranged, coils are wound on the magnets, the groups of magnets are arranged on the fixed supports at intervals, the groups of magnets are oppositely arranged in the same poles or oppositely arranged in the opposite poles, the moving magnets are arranged among the groups of magnets, central through holes are formed in the groups of magnets and the moving magnets, and a plurality of guide rods respectively penetrate through the central through holes of the groups of magnets and the moving magnets. According to the invention, through the plurality of groups of magnets which are oppositely arranged, the balance of the whole attraction and the repulsion of the device is realized, when the moving magnet performs the cutting magnetic induction line motion, only the power consumption of the linear motion is considered, and the driving external force for overcoming the attraction among the magnets is not required to be provided, so that the power generation efficiency is greatly improved, the labor-saving effect is embodied, the energy is saved, and the device is green and clean.)

一种用于发电设备的省力装置

技术领域

本发明涉及发电机技术领域，尤其是一种用于发电设备的省力装置。

背景技术

发电机一般利用导线切割磁力线感应出电势的电磁感应原理，将原动机的机 械能变为电能输出。传统的交流发电机由定子和转子两部分组成。定子是发出 电力的电枢，转子是磁极。定子由电枢铁芯、均匀排放的三相绕组、机座和端 盖等组成。转子通常为隐极式，由励磁绕组、铁芯和轴、护环和中心环等组成。 转子的励磁绕组通入直流电流，产生接近于正弦分布磁场，其有效励磁磁通与 静止的电枢绕组相交链。转子旋转时，转子磁场随同一起旋转、每转一周，磁 力线顺序切割定子的每相绕组，在三相定子绕组内感应出三相交流电势。发电 机带对称负载运行时，三相电枢电流合成产生一个同步转速的旋转磁场。而直 流发电机的工作原理是把电枢线圈中感应产生的交变电动势，靠换向器配合电 刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势，电刷端能引出方向不变 但大小变化的脉动电动势。

可以看出传统的发电结构主要是通过旋转来切割磁感线，而不是靠平移来 切割磁感线。若采用平移运动来切割磁感线，磁铁需很强的驱动力克服吸引或 排斥力做功，这一过程会产生很高的能耗，大幅降低发电效率。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的一种用于 发电设备的省力装置，能够平衡做切割磁感线运动的磁铁(动磁体)所受的磁 力，从而只需很小的驱动力即可使动磁体在两相对磁极间运动发电，且本发明 采用直线运动的方式切割磁感线，运动过程更加稳定可控，契合省力装置工作 原理，能实现高效发电。

本发明所采用的技术方案如下：

一种用于发电设备的省力装置，包括相对设置的固定支架、偶数组相对设 置并绕有线圈的磁铁、若干个动磁体、曲柄摇杆机构和驱动电机，各组磁铁间 隔设置于固定支架上，各组磁铁为同极相对设置或异极相对设置，于各组磁铁 间均设置动磁体，各组磁铁和各动磁体上均开设中心通孔，若干根导杆分别贯 穿各组磁铁和各动磁体的中心通孔。

本发明的有益效果如下：

同极相对设置的磁铁组数与异极相对设置的磁铁组数相同；

于驱动电机的电机轴上固接旋盘，旋盘为圆盘状结构；

各动磁体均套接于导杆上，磁铁的组数为两组；

各导杆均设置于固定支架之间，各导杆的两端分别固接于相邻侧固定支架 的表面；

于固定支架之间、自固定支架一端的中部向固定支架另一端的中部延伸形 成中间柱，于固定支架之间还设置平衡杆，平衡杆包括中空圆柱结构的固定杆 和实心圆柱结构的活动杆，于固定杆的两端分别插接活动杆，于固定杆与活动 杆连接部、在固定杆外周还向外凸起形成凸台，固定杆的中部与中间柱的中部 铰接，于两侧动磁体上分别设置连接件，各活动杆分别与相邻侧的连接件铰接；

于异极相对设置的磁铁一侧、在固定支架顶部设置驱动电机，曲柄摇杆机 构包括曲杆、直杆、短轴和滑块，短轴固接于旋盘上，于固定支架顶端开设锥 形孔，沿锥形孔下端开口向外延伸形成摇杆导槽，曲杆的一端通过短轴连接旋 盘，曲杆的另一端穿过锥形通孔与直杆的一端铰接，直杆的另一端与滑块的中 心铰接，于固定杆的凸台上开设用于安装滑块的导轨槽；

各动磁体均固接于导杆的中部；

各导杆的两端均贯穿相邻侧的固定支架，于固定支架两端的外侧分别设置 横杆，各导杆的端部分别与同侧的横杆固接形成一体式框架结构；

于一体式框架的一端设置电机，曲柄摇杆机构包括曲杆、直杆和短轴，短 轴固接于旋盘上，曲杆的一端通过短轴连接旋盘，曲杆的另一端与直杆铰接， 于直杆的外侧设置摇杆导槽，直杆的另一端固接于一体式框架一侧横杆的中部。

本发明结构紧凑、合理，安装、操作方便，通过相对设置的若干组磁铁， 实现装置整体吸引力和排斥力的平衡，使动磁体在做切割磁感线运动时，只需 考虑直线运动本身的功耗，不需要提供用于克服磁铁间吸引力的驱动外力，大 幅提高发电效率，体现省力效果，节省能源，绿色清洁。

附图说明

图1为本发明的一类结构示意图(动磁体套接于导杆上)。

图2为图1中曲杆转过90°时的示意图。

图3为图1中曲杆转过180°时的示意图。

图4为本发明的二类结构示意图(动磁体固接于导杆上)。

图5为图4中曲杆转过90°时的示意图。

图6为图4中曲杆转过180°时的示意图。

图7为图2中A处后视图。

图8为图2中B处侧视图。

图9为本发明两种不同的线圈绕组方向示意图。

其中：1、固定支架；101、锥形孔；2、磁铁；201、线圈；3、动磁体；4、 导杆；401、横杆；5、中间柱；6、平衡杆；601、固定杆；602、活动杆；603、 导轨槽；7、连接件；8、曲柄摇杆机构；801、曲杆；802、直杆；803、短轴； 804、滑块；805、摇杆导槽；9、驱动电机；901、电机轴；902、旋盘；903、 电机机身。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1～9所示，本发明包括相对设置的固定支架1、偶数组相对设置并绕 有线圈201的磁铁2、若干个动磁体3、曲柄摇杆机构8和驱动电机9，所述磁 铁2为永磁体(例如钕铁硼磁铁)或导磁体，各组磁铁2间隔设置于固定支架 1上，各组磁铁2为同极相对设置或异极相对设置，于各组磁铁2间均设置动 磁体3，各组磁铁2和各动磁体3上均开设中心通孔，若干根导杆4分别贯穿 各组磁铁2和各动磁体3的中心通孔。

同极相对设置的磁铁2组数与异极相对设置的磁铁2组数相同，于驱动电 机9的电机轴901上固接旋盘902，旋盘902为圆盘状结构。

如图1～3所示，各动磁体3均套接于导杆4上，磁铁2的组数为两组，各 导杆4均设置于固定支架1之间，各导杆4的两端分别固接于相邻侧固定支架 1的表面，于固定支架1之间、自固定支架1一端的中部向固定支架1另一端 的中部延伸形成中间柱5，于固定支架1之间还设置平衡杆6，平衡杆6包括中 空圆柱结构的固定杆601和实心圆柱结构的活动杆602，于固定杆601的两端 分别插接活动杆602，于固定杆601与活动杆602连接部、在固定杆601外周 还向外凸起形成凸台，固定杆601的中部与中间柱5的中部铰接，于两侧动磁 体3上分别设置连接件7，各活动杆602分别与相邻侧的连接件7铰接，于异 极相对设置的磁铁2一侧、在固定支架1顶部设置驱动电机9，曲柄摇杆机构8 包括曲杆801、直杆802、短轴803和滑块804，短轴803固接于旋盘902上， 于固定支架1顶端开设锥形孔101，沿锥形孔101下端开口向外延伸形成摇杆 导槽805，曲杆801的一端通过短轴803连接旋盘902，曲杆801的另一端穿过 锥形通孔与直杆802的一端铰接，直杆802的另一端与滑块804的中心铰接， 于固定杆601的凸台上开设用于安装滑块804的导轨槽603。

如图4～6所示，各动磁体3均固接于导杆4的中部，各导杆4的两端均贯 穿相邻侧的固定支架1，于固定支架1两端的外侧分别设置横杆401，各导杆4 的端部分别与同侧的横杆401固接形成一体式框架结构，于一体式框架的一端 设置电机，曲柄摇杆机构8包括曲杆801、直杆802和短轴803，短轴803固接 于旋盘902上，曲杆801的一端通过短轴803连接旋盘902，曲杆801的另一 端与直杆802铰接，于直杆802的外侧设置摇杆导槽805，直杆802的另一端 固接于一体式框架一侧横杆401的中部。

本发明的具体装配与工作过程如下：

将各组磁铁2安装于固定支架1上，本实施例中，各组磁铁2等间隔排列， 根据采用的磁铁2磁性不同，可以按照需求调节间距、平衡磁力。在采用同种 磁体或磁力相当的材料时，动磁体3的大小应小于磁铁2。磁铁2安装至固定 支架1上后，能上下微调，可以根据实际需求精确的调节磁力平衡。在本实施 例中，磁铁2的大小基本一致，需通过磁铁2的上下微调功能，使各组同极相 对安装的磁铁2的上下间距小于各组异极相对安装的磁铁2。在特定应用场合， 若各组磁铁2需均上下等距安装，则各组同极相对安装的磁铁2大小应大于各组异极相对安装的磁铁2。当磁铁2较大时，也可伸出固定支架1安装，依然 符合本发明的描述和工作原理。将旋盘902安装至电机轴901上，旋盘902不 和电机机身903产生干涉。将短轴803固定至旋盘902上，将曲杆801与短轴 803铰接，将曲杆801与直杆802铰接。

如图1～3所示，对于一类结构：

动磁体3套接于导杆4上，两侧的动磁体3通过平衡杆6连接，平衡杆6 的两端分别与动磁体3上的连接件7铰接，将平衡杆6的中心铰接于中间柱5 上。平衡杆6的固定杆601和活动杆602构成套杆，当动磁体3在导杆4上上 下滑动时，连接动磁体3的平衡杆6长度是实时变化的，因而需要平衡杆6具 有实时伸缩功能。将驱动电机9安装于固定支架1的顶端，固定支架1上开设 锥形孔101，使得固定支架1不会对曲杆801的运动过程产生干涉，锥形孔101 的下端开口处设置摇杆导槽805用于直杆802的定位，防止直杆802摆动导致 无法推动平衡杆6。在固定杆601外侧设置凸台，并与凸台上开设导轨槽603 用于安装滑块804，将直杆802的一端铰接于滑块804中心，当平衡杆6摆动 时，直杆802受摇杆导槽805的导向，与中间柱5的直线距离始终保持不变， 因而直杆802端部与平衡杆6中心的距离在不断变化，通过滑块804可以消除 所述距离变化的影响。

中心的动磁体3为永磁铁或者导磁体材料，本实施例中，位于曲柄连杆机 构一侧的动磁体3两端的磁极与磁铁2相对面的磁极相反，且该侧的一组磁铁 2为异极相对设置，即动磁体3在靠近两端磁铁2时始终受吸引力的影响，位 于另一侧的动磁体3两端的磁极与磁铁2相对面的磁极相同，且该侧的一组磁 铁2为同级相对设置，即动磁体3靠近两端磁铁2是始终受排斥力的影响，通 过平衡杆6可以使两侧磁力相互平衡，平衡后只需要很小的驱动力即能使该装 置摆动，驱动电机9足以产生适用的驱动力。于磁铁2上绕有线圈201，如图9 所示，线圈201可以选择沿磁铁2的表面周向或纵向缠绕。

驱动电机9旋转时，曲柄摇杆机构8将电机轴901的运动转换为往复式直 线运动，推动平衡杆6摆动，带动动磁体3切割磁感线发电。

如图4～6所示，对于二类结构：

其磁铁2的安装方式类似于一类结构，需要保持同级相对安装的磁铁2组 数于异极相对安装的磁铁2组数相同，但磁铁2的总组数不限于两组，所有的 动磁体3的磁极沿同一方向安装，即所有动磁体3的正极朝上或所有动磁体3 的负极朝上。导杆4不仅贯穿各组磁铁2和动磁体3，也贯穿两侧固定支架1， 横杆401分布在固定支架1两端的外侧，各导杆4的两端分别通过焊接或其他 的连接方式固接于相邻侧的横杆401上，形成一体式框架。由于二类结构中动 磁体3固接在导杆4的中部，因而动磁体3会随着所述一体式框架而运动。通 过曲柄摇杆机构8将驱动电机9的旋转运动转化成直线运动，直杆802固接在 一体式框架一侧的中部，在直杆802外侧设置用于使直杆802沿固定方向运动 的摇杆导槽805，摇杆导槽805的长度适于曲杆801摆动而不会产生干涉。通 过驱动电机9的驱动，使一体式框架在固定支架1限制的范围内做直线往复运 动，动磁体3在运动的过程中切割磁感线发电。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参 见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。