專利名稱：手動旋轉(zhuǎn)門剩余動能發(fā)電阻尼系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種基于手動旋轉(zhuǎn)門的能量收集以及阻尼裝置，通過把人經(jīng)過旋轉(zhuǎn)門后旋轉(zhuǎn)門的剩余動能轉(zhuǎn)化為電能利用起來，并且起到電磁阻尼作用使旋轉(zhuǎn)門安全性得到提高，裝置引入反饋系統(tǒng)減輕對人推門的阻礙，裝置屬于發(fā)電設(shè)備以及安全裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
節(jié)能和環(huán)保是現(xiàn)在社會面臨的兩大重要議題，隨著煤、石油等能源的不斷枯竭，發(fā)展清潔可再生能源是大勢所趨。有創(chuàng)意的新型能源回收利用裝置也越來越受到重視，它們的發(fā)展前景以及社會效益遠(yuǎn)大于眼前的經(jīng)濟(jì)效益，而旋轉(zhuǎn)門剩余動能發(fā)電就被專家列為節(jié)能、環(huán)保的最有價值創(chuàng)意之一。手動旋轉(zhuǎn)門本身是省力裝置，具有慣性大阻尼小的特點，人通過旋轉(zhuǎn)門時所消耗的能量大部分都轉(zhuǎn)化為了旋轉(zhuǎn)門的動能，所以這部分剩余動能是一筆可觀的能源。有很多人都有過用旋轉(zhuǎn)門發(fā)電的設(shè)想，但中國市場目前沒有這樣的裝置應(yīng)用，也沒有人做過深入研究。而且大多數(shù)人設(shè)想的旋轉(zhuǎn)門發(fā)電是利用人力推門發(fā)電而沒有關(guān)注到旋轉(zhuǎn)門剩余動能，從根本上說這樣消耗人力，不是節(jié)能減排，也違背了旋轉(zhuǎn)門省力的初衷。目前有關(guān)旋轉(zhuǎn)門發(fā)電裝置的設(shè)計和專利，基本都是利用帶有皮帶輪組或齒輪組的變速裝置的直流電機(jī)發(fā)電，其中的傳動裝置穩(wěn)定性差、機(jī)械阻尼大、噪音大，且壽命低，缺乏實用性。大多數(shù)的旋轉(zhuǎn)門發(fā)電裝置的設(shè)計都是主要基于發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)的設(shè)計，并沒有結(jié)合旋轉(zhuǎn)門的機(jī)械結(jié)構(gòu)，和實物應(yīng)用的可對接性不好。手動旋轉(zhuǎn)門阻尼小、慣性大，速度過快時有安全隱患，目前有關(guān)旋轉(zhuǎn)門阻尼設(shè)備的設(shè)計和專利，并沒有把這部分能量利用起來，并且阻尼裝置沒有反饋系統(tǒng)，沒有考慮到對人推門的阻礙作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是收集手動旋轉(zhuǎn)門的剩余動能并轉(zhuǎn)化為電能利用，同時可以提供阻尼以提高旋轉(zhuǎn)門安全性。在裝置中引入反饋部分以實現(xiàn)充分利用剩余動能發(fā)電，同時不影響人的正常通行。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下上述手動旋轉(zhuǎn)門剩余動能發(fā)電阻尼系統(tǒng)，其電機(jī)部分為直驅(qū)式永磁同步發(fā)電機(jī)，定子和轉(zhuǎn)子部分無接觸，沒有變速裝置，轉(zhuǎn)子由偶數(shù)個N、S極間隔分布的永磁鐵組成，定子由相同數(shù)目的線圈組成，定轉(zhuǎn)子均為均勻分布，靜止時，裝置定、轉(zhuǎn)子之間的作用力為零。旋轉(zhuǎn)門轉(zhuǎn)動時帶動轉(zhuǎn)子部分轉(zhuǎn)動，形成旋轉(zhuǎn)磁場，從而在定子部分產(chǎn)生電壓以及功率輸出，把原本應(yīng)該變成內(nèi)能耗散的旋轉(zhuǎn)門的剩余動能轉(zhuǎn)換為電能。上述手動旋轉(zhuǎn)門剩余動能發(fā)電阻尼系統(tǒng)，其發(fā)電機(jī)在發(fā)電同時起到電磁阻尼作用，增加旋轉(zhuǎn)門自身阻尼，使人通過后旋轉(zhuǎn)門能夠快速減速，不至于轉(zhuǎn)速過快對人產(chǎn)生安全隱患，上述手動旋轉(zhuǎn)門剩余動能發(fā)電阻尼系統(tǒng)，其電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子間距可調(diào)，通過調(diào)整定子轉(zhuǎn)子間距可以調(diào)節(jié)裝置的發(fā)電以及阻尼效果。上述手動旋轉(zhuǎn)門剩余動能發(fā)電阻尼系統(tǒng)，其反饋裝置有兩種方案，一種是紅外傳感，通過紅外線傳感器檢測旋轉(zhuǎn)門內(nèi)有無人通過，并通過兩個狀態(tài)的輸出控制發(fā)電裝置的工作與否。若檢測到旋轉(zhuǎn)門內(nèi)有人，則發(fā)電裝置開路不工作，因此裝置不會影響人的正常通行；若檢測到無人，則發(fā)電裝置工作并起到阻尼作用，不通過人力發(fā)電而實現(xiàn)利用旋轉(zhuǎn)門的剩余動能發(fā)電。上述手動旋轉(zhuǎn)門剩余動能發(fā)電阻尼系統(tǒng)，其反饋裝置的另一方案為加速度傳感器，若以旋轉(zhuǎn)門轉(zhuǎn)動方向為正，當(dāng)人推門時，旋轉(zhuǎn)門加速，加速度為正，人對門無作用力時旋轉(zhuǎn)門減速，加速度為負(fù)。通過傳感器兩種狀態(tài)的反饋來判斷有無人，有人時裝置不工作，無人時裝置工作。上述手動旋轉(zhuǎn)門剩余動能發(fā)電阻尼系統(tǒng)，其反饋裝置在檢測到信號后把信號通過無線傳感器反饋到電機(jī)控制電路，通過控制繼電器的通斷實現(xiàn)對電機(jī)的工作與否控制。上述手動旋轉(zhuǎn)門剩余動能發(fā)電阻尼系統(tǒng)，其電機(jī)發(fā)出的電能通過整流以及穩(wěn)壓電路處理后可以給儲能裝置充電，并給旋轉(zhuǎn)門上的LED燈供電，實現(xiàn)照明電路的自給自足。上述手動旋轉(zhuǎn)門剩余動能發(fā)電阻尼系統(tǒng)，其儲電部分為超級電容、蓄電池兩級儲電裝置，超級電容具有充、放電快的優(yōu)點，相比之下蓄電池具有容量大的優(yōu)點，通過兩級充電方式實現(xiàn)電能更高效的利用。


圖1是本發(fā)明一例三葉旋轉(zhuǎn)門側(cè)視2是本發(fā)明發(fā)電機(jī)部分俯視3是本發(fā)明電能處理及應(yīng)用流程圖
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中旋轉(zhuǎn)門以三葉手動旋轉(zhuǎn)門為例。圖1是本發(fā)明安置在旋轉(zhuǎn)門上的側(cè)視圖，傳感器I固定在旋轉(zhuǎn)門轉(zhuǎn)軸上，若使用紅外線傳感器，則每個系統(tǒng)有三個紅外線傳感器I分別分布在兩扇門之間，通過紅外線傳感器檢測有無人來控制電機(jī)工作電路的開閉；若使用加速度傳感器則只需將一個加速度傳感器放置于旋轉(zhuǎn)門外邊沿附近即可。有人時電機(jī)輸出電路斷開不對外輸出功率，只有電機(jī)的空載阻尼起作用，對人的正常通行影響很小。無人時，電機(jī)輸出電路接通，旋轉(zhuǎn)門因慣性旋轉(zhuǎn)，電機(jī)發(fā)電對外輸出功率，空載和負(fù)載阻尼一起作用于旋轉(zhuǎn)門，使得旋轉(zhuǎn)門盡快減速。電機(jī)部分2置于旋轉(zhuǎn)門下方，定子部分固定，轉(zhuǎn)子部分隨旋轉(zhuǎn)門同步轉(zhuǎn)動。圖2是本發(fā)明的發(fā)電機(jī)部分，是一種直驅(qū)式永磁發(fā)電機(jī)，屬于多極同步電機(jī)。它包括:轉(zhuǎn)子支架1，定子支架2，定子3，轉(zhuǎn)子4，與旋轉(zhuǎn)門轉(zhuǎn)軸的固定環(huán)5。轉(zhuǎn)子支架I為鋼板制成，定子支架2為娃鋼片疊合而成,轉(zhuǎn)子支架I與定子支架2均為與旋轉(zhuǎn)門轉(zhuǎn)軸同心的圓環(huán)；定子3為線圈繞組，轉(zhuǎn)子4為N、S極間隔分布的磁鐵，定子3與轉(zhuǎn)子4均為偶數(shù)個且數(shù)目相同，并且均勻分布在相應(yīng)支架上，旋轉(zhuǎn)門轉(zhuǎn)動時，門的轉(zhuǎn)軸帶動轉(zhuǎn)子支架I同步旋轉(zhuǎn)，使得定子3與轉(zhuǎn)子4相對運(yùn)動，從而在定子線圈上發(fā)出波形類似正弦波的交流電。因為定轉(zhuǎn)子的均勻分布及定子N、S極的間隔分布，相鄰線圈產(chǎn)生的交流電波形大小相等、方向相反，通過對線圈的串連以及并聯(lián)得到理想電壓，輸出端接整流及穩(wěn)壓電路得到理想直流電給LED燈供電或者通過儲電裝置儲存起來。圖3是本發(fā)明電能處理及應(yīng)用流程圖，它包括:發(fā)電機(jī)1、整流穩(wěn)壓裝置2、二極管
3、儲電裝置4、LED照明燈5。發(fā)電機(jī)I輸出為類正弦波的交流電，通過整流穩(wěn)壓裝置2處理后可以得到所需電壓的直流電，通過二極管3整流后給儲能裝置4供電。儲能裝置4并接LED照明電路5，當(dāng)LED照明電路5工作時電機(jī)發(fā)出的電能直接給LED燈供電，多余的電能存入儲能電路，若電機(jī)發(fā)出的電能不夠則由儲能裝置4補(bǔ)充。當(dāng)LED照明電路5不工作時，電機(jī)輸出的電能直接存入儲能裝置4。
權(quán)利要求
1.一種手動旋轉(zhuǎn)門剩余動能發(fā)電阻尼裝置，其特征是:發(fā)電阻尼裝置為與旋轉(zhuǎn)門轉(zhuǎn)軸同軸的直驅(qū)式永磁發(fā)電機(jī)，裝置通過傳感器形成閉環(huán)反饋系統(tǒng)，電機(jī)輸出通過整流穩(wěn)壓電路給LED燈供電，多余的電能存入儲能裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手動旋轉(zhuǎn)門剩余動能發(fā)電阻尼裝置，其特征在于:其電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子為相同偶數(shù)個、均勻分布，定子為線圈，轉(zhuǎn)子為釹鐵硼磁體，定轉(zhuǎn)子支架均為與旋轉(zhuǎn)門轉(zhuǎn)軸同心的圓環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手動旋轉(zhuǎn)門剩余動能發(fā)電阻尼裝置，其特征在于:電機(jī)置于旋轉(zhuǎn)門下方，轉(zhuǎn)子支架與旋轉(zhuǎn)門轉(zhuǎn)軸同心固定，隨旋轉(zhuǎn)門同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，定子支架固定，與旋轉(zhuǎn)門地面相對靜止。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手動旋轉(zhuǎn)門剩余動能發(fā)電阻尼裝置，其特征在于:儲能裝置采用超級電容、蓄電池兩級儲能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手動旋轉(zhuǎn)門剩余動能發(fā)電阻尼裝置，其特征在于:通過傳感器檢測旋轉(zhuǎn)門內(nèi)有無人，并通過傳感器的輸出控制繼電器從而控制電機(jī)輸出電路的通斷，有人時電機(jī)電路斷開不工作，無人時接通并發(fā)電產(chǎn)生電磁阻尼。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的手動旋轉(zhuǎn)門剩余動能發(fā)電阻尼裝置，其特征在于，傳感器可選用紅外線傳感器及加速度傳感器兩種，通過紅外線傳感器檢測有無人來輸出兩種狀態(tài)；通過加速度傳感器感應(yīng)旋轉(zhuǎn)門加速度方向來判斷有無人推門從而輸出兩種狀態(tài)來控制電機(jī)的工作與否。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種把旋轉(zhuǎn)門的剩余動能轉(zhuǎn)化為電能儲存，同時起到阻尼作用的裝置。裝置包括發(fā)電機(jī)、反饋系統(tǒng)、整流穩(wěn)壓電路、儲能以及供電電路。旋轉(zhuǎn)門轉(zhuǎn)動時帶動置于下方的直驅(qū)式永磁發(fā)電機(jī)發(fā)電，發(fā)出的電能經(jīng)過儲能裝置儲存起來并給LED燈供電。發(fā)電機(jī)發(fā)電同時起到阻尼作用，使旋轉(zhuǎn)門制動更快，提高其安全性，另外，通過傳感器檢測有沒有人推門，通過傳感器控制電機(jī)輸出電路的通斷，有人推門時，裝置不工作，不對人的正常通行產(chǎn)生影響。
文檔編號H02K21/22GK103174609SQ20131010580
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者胡淦, 范瑜 申請人:胡淦, 范瑜