產(chǎn)生電功率的系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】產(chǎn)生電功率的系統(tǒng)
[0001]與相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求2012年8月21日提交的名稱為“發(fā)電站”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/691，550的益處和優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)整體通過(guò)引用而結(jié)合在本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本文公開(kāi)的主題涉及產(chǎn)生電功率的系統(tǒng)，并且具體而言，涉及使用重力作為能源來(lái)產(chǎn)生電功率。
【背景技術(shù)】
[0003]近年來(lái)，越來(lái)越多地使用清潔和可再生能源，包括風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能等。這些替代能源提供優(yōu)于傳統(tǒng)能源(包括化石燃料和核能)的某些經(jīng)濟(jì)和環(huán)境優(yōu)點(diǎn)。但是，這些替代能源通常安裝和維護(hù)起來(lái)較昂貴，并且需要大量空間來(lái)提供穩(wěn)定可靠的電功率系統(tǒng)。另外，這些替代能源取決于通常不可控制的環(huán)境因素(例如，太陽(yáng)或風(fēng)的可獲得性)，以產(chǎn)生需要的電功率。
[0004]提供上面的論述僅用作一般背景信息，并且不意圖用于幫助確定要求保護(hù)的主題的范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]一種產(chǎn)生電功率的系統(tǒng)包括重物組件，其聯(lián)接到傳動(dòng)系上，傳動(dòng)系聯(lián)接到傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)聯(lián)接到旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上。當(dāng)重物組件由于重力而從升高位置下降時(shí)，傳動(dòng)系使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使功率發(fā)生器機(jī)構(gòu)的軸旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生電功率。在重物組件下降之后，提升機(jī)構(gòu)使重物組件上升到升高位置，從而使產(chǎn)生電功率的系統(tǒng)復(fù)位。
[0006]在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)包括:第一傳動(dòng)系；聯(lián)接到第一傳動(dòng)系上的重物組件，其中第一傳動(dòng)系構(gòu)造成在重物組件由于重力而從升高位置下降時(shí)被重物組件沿第一方向拉動(dòng)；聯(lián)接到第一傳動(dòng)系上的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)造成在重物組件由于重力而下降時(shí)由于第一傳動(dòng)系而以第一旋轉(zhuǎn)速度沿第一旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)；聯(lián)接到傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其中旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)構(gòu)造成由于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)而以第二旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，其中第二旋轉(zhuǎn)速度大于第一旋轉(zhuǎn)速度；聯(lián)接到旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的功率發(fā)生機(jī)構(gòu)，其中功率發(fā)生機(jī)構(gòu)的軸構(gòu)造成由于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)而以第三旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，其中軸的旋轉(zhuǎn)在功率發(fā)生機(jī)構(gòu)的輸出處產(chǎn)生電功率；以及聯(lián)接到重物組件上的提升機(jī)構(gòu)，其中提升機(jī)構(gòu)構(gòu)造成在重物組件由于重力而下降之后將重物組件提升到升高位置。
[0007]在另一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)包括:第一傳動(dòng)系；聯(lián)接到第一傳動(dòng)系上的重物組件，其中第一傳動(dòng)系構(gòu)造成在重物組件由于重力而從升高位置下降時(shí)被重物組件沿第一方向拉動(dòng)；聯(lián)接到第一傳動(dòng)系上的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)造成在重物組件由于重力而下降時(shí)由于第一傳動(dòng)系而以第一旋轉(zhuǎn)速度沿第一旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)；包括多個(gè)滑輪的滑輪系統(tǒng)，第一傳動(dòng)系在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和重物組件之間延伸通過(guò)滑輪，其中多個(gè)滑輪中的至少一個(gè)聯(lián)接到重物組件上；第二傳動(dòng)系；通過(guò)第二傳動(dòng)系聯(lián)接到傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其中旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)構(gòu)造成由于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)而以第二旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，其中第二旋轉(zhuǎn)速度大于第一旋轉(zhuǎn)速度；第三傳動(dòng)系；通過(guò)第三傳動(dòng)系聯(lián)接到旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的功率發(fā)生機(jī)構(gòu)，其中功率發(fā)生機(jī)構(gòu)的軸構(gòu)造成由于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)而沿第三旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，其中軸的旋轉(zhuǎn)在功率發(fā)生機(jī)構(gòu)的輸出處產(chǎn)生電功率，并且其中第三旋轉(zhuǎn)速度大于第二旋轉(zhuǎn)速度；可充電電池，其通過(guò)來(lái)自功率發(fā)生機(jī)構(gòu)的輸出的電功率充電；聯(lián)接到重物組件上的提升機(jī)構(gòu)，其中提升機(jī)構(gòu)構(gòu)造成在重物組件由于重力而下降之后將重物組件提升到升高位置，并且其中功率發(fā)生機(jī)構(gòu)的輸出處的電功率用來(lái)對(duì)提升機(jī)構(gòu)提供電功率；以及重繞機(jī)構(gòu)，其中重繞機(jī)構(gòu)構(gòu)造成旋轉(zhuǎn)，以沿第二方向?qū)⒌谝粋鲃?dòng)系拉動(dòng)到重繞機(jī)構(gòu)中。
[0008]根據(jù)一個(gè)或多個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例，本發(fā)明的這個(gè)簡(jiǎn)要描述僅意圖提供本文公開(kāi)的主題的簡(jiǎn)要概述，而不用作導(dǎo)引來(lái)解釋權(quán)利要求或限定或限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求限定。這個(gè)簡(jiǎn)要描述提供來(lái)以簡(jiǎn)化形式引入說(shuō)明性的一組概念，這些概念在下面的詳細(xì)描述中進(jìn)行進(jìn)一步描述。這個(gè)簡(jiǎn)要描述不意圖標(biāo)識(shí)要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或?qū)嵸|(zhì)特征，其也不意圖用來(lái)幫助確定要求保護(hù)的主題的范圍。要求保護(hù)的主題不限于解決背景中提到的任何或所有缺點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0009]為了使得能夠理解本發(fā)明的特征，可參照某些實(shí)施例來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明，一些實(shí)施例示出在附圖中。但是，要注意，附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例并且因此不看作限制本發(fā)明的范圍，因?yàn)楸景l(fā)明的范圍包含其它同等有效的實(shí)施例。附圖不一定按比例繪制，重點(diǎn)大體放在示出本發(fā)明的某些實(shí)施例的特征上。在附圖中，相同標(biāo)號(hào)在各種圖中用來(lái)指示相同部件。因而，為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，可參照結(jié)合附圖閱讀的以下詳細(xì)描述，其中:
圖1為產(chǎn)生電功率的示例性系統(tǒng)的示意圖；以及
圖2是圖1的產(chǎn)生電功率的示例性系統(tǒng)的示意圖，其顯示系統(tǒng)的額外的細(xì)節(jié)。
【具體實(shí)施方式】
[0010]圖1和2為產(chǎn)生電功率的示例性系統(tǒng)100的示意圖。重物組件102 (例如，一個(gè)或多個(gè)重物)由提升機(jī)構(gòu)110支承在升高位置處。在一個(gè)實(shí)施例中，提升機(jī)構(gòu)110包括提升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器111，其聯(lián)接到提升臂113上，以使提升臂113上升，以及釋放提升臂113，從而允許其由于重力而下降。提升臂113的遠(yuǎn)側(cè)(第一)端包括提升臂平臺(tái)118，重物組件102支托在其上。提升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器控制開(kāi)關(guān)112控制提升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器111的運(yùn)行，從而確定提升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器111何時(shí)使提升臂113和位于提升臂平臺(tái)118上的重物組件102上升，釋放提升臂113和重物組件102或保持提升臂113和重物組件102的位置。
[0011]在一個(gè)實(shí)施例中，提升機(jī)構(gòu)功率源120 (例如，直流(DC)可充電電池)通過(guò)提升機(jī)構(gòu)功率源輸出122將電功率提供給提升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器111。在一個(gè)實(shí)施例中，外部功率源124(例如，來(lái)自電力公司的交流(AC)電功率)可通過(guò)外部功率源輸出126將電功率直接提供給提升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器111或通過(guò)提升機(jī)構(gòu)功率源120間接提供給提升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器111。如將闡述的那樣，本發(fā)明的產(chǎn)生電功率的系統(tǒng)100產(chǎn)生的電功率可用來(lái)代替或補(bǔ)充外部功率源124，以將電功率直接提供給提升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器111或通過(guò)提升機(jī)構(gòu)功率源120間接提供給提升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器111。
[0012]在圖2中顯示的一個(gè)實(shí)施例中，提升機(jī)構(gòu)110包括液壓泵，作為提升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器111。液壓泵111通過(guò)供應(yīng)線路224和返回線路226連接到液壓缸體220上，供應(yīng)線路224和返回線路226從液壓泵111傳送液壓流體，以驅(qū)動(dòng)液壓缸體220，液壓缸體220包括缸體筒221和從缸體筒221的遠(yuǎn)側(cè)(第一)端延伸的活塞桿222。在一個(gè)實(shí)施例中，缸體筒221的近側(cè)(第二)端可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到支承臂軸117上，支承臂軸117附連到用于提升機(jī)構(gòu)110的固定支承臂116上。類(lèi)似地，活塞桿222的遠(yuǎn)側(cè)(第一)端可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到提升臂軸115上，提升臂軸115附連到安裝在提升臂113上的提升臂支架114上。
[0013]當(dāng)提升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器(液壓泵)111被控制成釋放(且允許下降)提升臂113(例如，通過(guò)從液壓泵111移除電功率)時(shí)，液壓流體從液壓缸體220的缸體筒221移除，從而使活塞桿222縮回到缸體筒221中。活塞桿222的縮回允許提升臂113和重物組件102通過(guò)重力而下降。在示出的實(shí)施例中，在提升臂下降時(shí)，提升臂113和液壓缸體220沿逆時(shí)針(第一旋轉(zhuǎn))方向A旋轉(zhuǎn)。相反，當(dāng)提升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器(液壓泵)111被控制成使提升臂113上升(例如，通過(guò)將電功率提供給液壓泵111)時(shí)，液壓流體被泵送到液壓缸體220的缸體筒221中，從而使活塞桿222從缸體筒221延伸。活塞桿222的有力的延伸使提升臂113和重物組件102上升。在示出的實(shí)施例中，在提升臂上升時(shí)，提升臂113和液壓缸體220沿順時(shí)針(第二旋轉(zhuǎn))方向B旋轉(zhuǎn)。將理解，可使用包括提升臂113和液壓泵111的那些以外的其它提升機(jī)構(gòu)110，包括絞盤(pán)系統(tǒng)，其聯(lián)接到鏈上，以使重物組件102上升和下降。
[0014]在一個(gè)實(shí)施例中，提升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器控制開(kāi)關(guān)112可從上部(第一)開(kāi)關(guān)107和下部(第二)開(kāi)關(guān)108接收開(kāi)關(guān)輸出109，上部(第一)開(kāi)關(guān)107和下部(第二)開(kāi)關(guān)108構(gòu)造成檢測(cè)提升臂113和/或重物組件102的位置。例如，如果提升臂113位于升高位置處，如圖1中顯示，則上部開(kāi)關(guān)107可通過(guò)開(kāi)關(guān)輸出109將信號(hào)發(fā)送到提升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器控制開(kāi)關(guān)112，以使提升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器111釋放提升臂113和允許重物組件102通過(guò)重力而下降。類(lèi)似地，如果提升臂113位于下降位置處，下部開(kāi)關(guān)108可通過(guò)開(kāi)關(guān)輸出109將信號(hào)發(fā)送到提升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器控制開(kāi)關(guān)112，以使提升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器111使提升臂113上升。將理解，各種開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)可用來(lái)控制提升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器111的運(yùn)行，包括定時(shí)器機(jī)構(gòu)，定時(shí)器機(jī)構(gòu)可允許提升臂113通過(guò)重力而下降達(dá)一時(shí)段，并且然后使提升臂113上升達(dá)一時(shí)段。
[0015]如圖1和2中可看到的那樣，一級(jí)(第一)傳動(dòng)系160聯(lián)接到重物組件102上。在一