專利名稱：無用功采集氣動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及回收運(yùn)動物體散失能量的裝置，它能將運(yùn)動中的人或車輛作用 于地面的無效能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械動力。
背景技術(shù)：
社會發(fā)展至今，人類對能源的需求以每年2%的速度在增長，而能源的生產(chǎn) 和使用對環(huán)境造成的污染破壞也在不斷增大，這一問題越來越強(qiáng)烈地引起人們 的關(guān)注。因此，開發(fā)新的無污染能源和高效使用現(xiàn)有能源，已成為一個世界性 的重要課題。人類行走和車輛行駛在地面(含軌道)上，在位移中對地面所作 功散失于大地表層中，是一種無用功。由于人和車輛的運(yùn)動是頻繁和大量的， 所散失的能量也是極大的。目前對這種無用功只能任其散失，而未能加以有效 的利用。據(jù)1998年報載美國一工程師曾在人員密集的商場、火車站等處地毪 下設(shè)一排踏板，當(dāng)行人走過時與踏板相連的搖桿不停被壓下，使中心軸不停地 旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電；也有利用轉(zhuǎn)動門之轉(zhuǎn)動力轉(zhuǎn)換成電力的。此種無用功 發(fā)電裝置的缺點(diǎn)是機(jī)械能損耗較大，并難以保證動力的連續(xù)性。中國專利 200520021100.9號，名為"便攜式氣體動力發(fā)電機(jī)"，通過手動充氣泵(打氣筒) 向儲氣罐充氣，用壓縮空氣推動葉輪轉(zhuǎn)動，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。此產(chǎn)品的發(fā)明目 的是為流動和野外作業(yè)提供便于攜帶的發(fā)電機(jī)，其動力為手動打氣，不屬于無 用功的回收利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種無用功采集裝置，該裝置能將人類行走及車輛 行駛時作用于地面的無用功采集并儲存起來，通過再次釋放推動氣動馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)， 以供發(fā)電或他用。
本發(fā)明無用功采集氣動裝置是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的以帶有復(fù)位彈簧 的往復(fù)式活塞泵為基本集能元件，每個集能元件的進(jìn)氣口和出氣口均設(shè)單向閥， 并且在活塞桿的外端安設(shè)承壓器；將多個集能元件的承壓器與受力面連接在一 起，并將全部集能元件的出氣口與蓄能器的進(jìn)氣口連接；所說蓄能器是一個壓 縮空氣儲氣罐，蓄能器的出氣口通過減壓閥與氣動馬達(dá)的進(jìn)氣口連接；所述受 力面是平面踏板，或是鋼軌，或是橡膠輪輞。
人類的行走是永遠(yuǎn)不會停止的行動，特別是行人擁擠的商場、火車站等蘊(yùn) 藏著大量未利用的能量，加上體育鍛煉中人類散失的能量，如能提取出來，是 一種取之不盡，廉價而又無污染的可再生能源。將本裝置的集能元件鋪設(shè)在地 面上，集能元件數(shù)量視現(xiàn)場狀況而定，數(shù)個集能元件的承壓器，連接在一塊踏 板上，多個踏板拼接成一個平面，上面覆蓋地毯，行人踏在踏板上，使活塞下 沉，缸內(nèi)空氣被壓縮并通過單向閥進(jìn)入蓄能器中。人體離開踏板后，活塞靠彈 力復(fù)位，開始承受下一次人體壓力。這樣雖然一個元件每次輸出的壓縮空氣有 限，但因其頻繁的運(yùn)動，且多個元件不斷動作，將使蓄能器集取可觀的壓縮空 氣。打開截止閥，壓縮空氣通過減壓閥調(diào)整壓力后進(jìn)入氣動馬達(dá)，帶動氣動馬 達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)。氣動馬達(dá)可帶動高效發(fā)電機(jī)發(fā)電，也可為某些設(shè)備提供動力。在人員 稀少時，蓄能器存儲的壓力仍然能為氣動馬達(dá)提供動力，保證其運(yùn)轉(zhuǎn)。此外， 將集能元件裝于某些運(yùn)動器械上，如設(shè)在跑步機(jī)上，同樣可以獲得一定的電能
或動力。
除了人體的動能之外，車輛的行駛所作的無用功，將是一個更具有潛力的 可開發(fā)能源。因為車輛本身加上裝載物的重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于人體的重量，其作用于
集能元件的力量更為顯著。如火車在運(yùn)行時，車輪所軋之處的鋼軌要下沉3 5 公分，車輪離開后，鋼軌又靠其彈性恢復(fù)到原位。將集能元件置于鋼軌之下， 靠鋼軌的上下振動使活塞桿往復(fù)運(yùn)動，產(chǎn)生大量壓縮空氣，將壓縮空氣收集起 來，可供氣動馬達(dá)發(fā)電。如北京至天津，有120公里雙線鐵路，若每2米在鐵 路兩側(cè)各設(shè)一集能元件，按每列火車20節(jié)車廂，每車廂有4處輪子(實為8個)， 每節(jié)車廂50噸，每10分鐘一列火車，計算下來，每天這些火車所作的功，折 合成電能有三百萬度。設(shè)想全國大部分鐵路線的能量在全年所產(chǎn)生的電能是難 以估量的。采用本裝置所產(chǎn)生的電能或動能是使地球的環(huán)境無任何污染和破壞， 有利于自然環(huán)境的保護(hù)。
本裝置還可設(shè)于汽車停車場及高速公路收費(fèi)站等處，應(yīng)用范圍很廣。


圖1為本發(fā)明的構(gòu)成原理圖
圖2為踏板與集能元件連接示意圖
圖3為踏板俯視圖
圖4為集能元件與鋼軌的連接示意圖 圖5為汽車車輪內(nèi)置集能元件的示意圖
圖中1、集能元件；11、承壓器；111、球面夾；112、螺栓；113、球鉸
座；12、彈簧；13、活塞；14、進(jìn)氣口單向閥；15、氣缸；16、出氣口單向閥； 17、踏板；171、球頭；18、限位器；19、球鉸頭；2、蓄能器；21、壓力表； 22、溢流閥；23、截止閥；24、減壓閥；3、氣動馬達(dá)；4、發(fā)電機(jī)；5、地面； 6、鋼軌；61、枕木；7輪轂；71、內(nèi)鋼圈；72、輪胎
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明以帶有復(fù)位彈簧(12)的往復(fù)式活塞(13)的氣體壓 縮泵為基本集能元件(1),每個集能元件缸體(15)的進(jìn)氣口和出氣口均設(shè)有 單向閥(14、 16),并且在活塞桿的外端安設(shè)承壓器(11);將多個集能元件的 承壓器與受力面連接在一起，并將全部集能元件的出氣口與蓄能器(2)的進(jìn)氣 口連接；所說蓄能器是一個壓縮空氣儲氣罐，蓄能器的出氣口通過減壓閥(24) 與氣動馬達(dá)(3)連接；所述受力面視被集能對象不同而采用不同形式。如設(shè)在 商場，車站的進(jìn)出口處的，可采用平面踏板式，將數(shù)個集能元件頂部的承壓器 與一塊平面狀踏板連接在一起，再將多個受力板拼接在一個平面上。各個集能 器氣缸(15)底部固接在地面上或堅固的平面板材上，踏板上可覆蓋地毪。為 了行人和車輛行進(jìn)的方便，集能器可置于地槽中，以使其踏板與地面保持平坦。 用在停車場、收費(fèi)站采集機(jī)動車重力能的形式與采集人體腳踏能的形式基本相 同，只是活塞的行程和體積可加大。
圖2所示實施例1,集能元件的活塞(13)的頂部設(shè)有球鉸頭(19)，在球 鉸頭上安裝匹配的球鉸座(113)，數(shù)個集能元件頂部的球鉸座固接在一個矩形 踏板(17)的底部；此球鉸座即是承壓器的一種改進(jìn)，它由2個對稱的帶內(nèi)球 面的拼接塊組成，兩側(cè)由螺栓(112)固接在一起，并設(shè)有球面夾(111)調(diào)整球鉸頭；踏板(17)的側(cè)面各設(shè)有球頭(171)及球窩，以維持各踏板間的平衡。
圖4所示的實施例2，鋼軌與集能元件的連接示意圖，在鐵路兩段枕木(61) 中間部位安設(shè)集能元件，其活塞頂部用球鉸座連接于鋼軌(6)的底部。
圖5所示實施例3，為集能元件與車輪結(jié)為一體的汽車車輪。該車輪以集能 元件的氣缸和活塞為輪輻，活塞外端的承壓器置于橡膠輪胎中，氣缸底部與輪 轂固接；當(dāng)輪胎接觸地面的承壓器(11)受汽車重力時，它推動活塞向氣缸內(nèi) 端擠壓產(chǎn)生壓縮空氣，通過出氣口向蓄能器輸送壓縮空氣，蓄能器向氣動馬達(dá) 送氣驅(qū)動馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生機(jī)械動力。此動力即可發(fā)電，亦可為車輪運(yùn)轉(zhuǎn)助力。
權(quán)利要求
1、一種無用功采集氣動裝置，其特征在于以帶有復(fù)位彈簧的往復(fù)式活塞泵為基本集能元件，每個集能元件的進(jìn)氣口和出氣口均設(shè)單向閥，并且在活塞桿的外端安設(shè)承壓器；將多個集能元件的承壓器與受力面連接在一起，并將全部集能元件的出氣口與蓄能器的進(jìn)氣口連接；所說蓄能器是一個壓縮空氣儲氣罐，蓄能器的出氣口通過減壓閥與氣動馬達(dá)的進(jìn)氣口連接；所述受力面是平面踏板或是鋼軌或是橡膠輪輞。
2. 根據(jù)權(quán)力要求1所述的無用功采集氣動裝置，其特征在于集能元件活 塞的頂部設(shè)有球鉸頭，在球鉸頭上安裝匹配的球鉸座，數(shù)個集能元件的球鉸座 固接在一個矩形踏板的底部，球鉸座由兩塊對稱的帶內(nèi)球面的拼接塊組成，兩 側(cè)由螺栓固接在一起，并設(shè)有球面夾，踏板的側(cè)面各設(shè)有球頭及球窩。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無用功采集氣動裝置，其特征在于在鐵路兩段枕木中間部位安設(shè)集能元件，其活塞頂部用球鉸座連接于鋼軌的底部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無用功采集氣動裝置，其特征在于該裝置的集能元件裝于汽車輪上，以集能元件為輪輻，活塞外端的承壓器置于橡膠輪胎中， 氣缸底部與輪轂固接。
全文摘要
本發(fā)明是一種無用功采集氣動裝置，它以帶有復(fù)位彈簧的往復(fù)式活塞泵為基本集能元件，在活塞桿的外端安設(shè)承壓器，將多個集能元件的承壓器與受力面連接在一起，并將全部集能元件的出氣口與蓄能器的進(jìn)氣口連接；該蓄能器是一個壓縮空氣儲氣罐，蓄能器的出氣口通過減壓閥與氣動馬達(dá)的進(jìn)氣口連接；所說受力面是平面踏板，或是鋼軌，或是橡膠輪輞。人類行走及車輛行駛在地面(含軌道)上，在位移中對地面所做的功散失于大地表層中，是一種無用功。本裝置能將這種普遍存在的大量無用功采集起來，由氣壓轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械動力或電能，給人類提供無污染的能源。
文檔編號F03G7/00GK101196179SQ200610161910
公開日2008年6月11日 申請日期2006年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月7日
發(fā)明者宋德榮, 朱耀鈞, 李明賢 申請人:北京華怡凈化科技研究所