Устройство связи



Устройство связи
Устройство связи
Устройство связи
Устройство связи
Устройство связи
Устройство связи

Владельцы патента RU 2671233:

ВЮРТ ЭЛЕКТРОНИК АЙЗОС ГМБХ УНД КО. КГ (DE)

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройству связи и к модулю энергоснабжения для устройства связи. Технический результат – повышение технологичности. Устройство связи содержит выполненное в виде модуля движения устройство для механического создания вращательного движения и по меньшей мере одну шестерню. Модуль движения оснащен приводной штангой и нажимным зондом для создания прямолинейного движения приводной штанги. Шестерня находится в зацеплении с приводной штангой и приводится во вращение прямолинейным перемещением приводной штанги. Устройство связи также содержит соединенный с модулем движения модуль преобразователя, выполненный с возможностью преобразования созданного в модуле движения вращательного движения в электрическую энергию. С модулем преобразователя соединен модуль распределения энергии, предназначенный для выдачи электроэнергии соответственно заданным граничным условиям, исходя из электроэнергии, выданной модулем преобразователя. В состав устройства связи входит также модуль передатчика для передачи информации. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 17 ил.

 

УСТРОЙСТВО СВЯЗИ

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству связи и к модулю энергоснабжения для устройства связи.

Уровень техники

Из выложенного описания к немецкой неакцептованной заявке DE 10046593 А1 известно предназначенное для установки на мобильный прибор устройство связи, передающее с помощью передатчика результаты замеров. Устройство содержит аккумулятор энергии в виде батареи. Для зарядки батареи служит преобразователь энергии с ветроколесом и генератором.

Из выложенного описания к немецкой неакцептованной заявке DE 102009041023 А1 известен электродинамический преобразователь энергии, содержащий в корпусе подпружиненный вибратор с постоянным магнитом, движущийся относительно катушки. Этот преобразователь энергии получает механическую энергию колебаний.

В патентном документе US 5844516 А описан беспроводной пульт дистанционного управления с модулем движения в виде нажимной кнопки, модулем преобразования в виде генератора, модулем распределителя энергии в виде регулятора напряжения и модулем передатчика, который излучает радиоволны или ультразвуковые волны. Модуль преобразования преобразует полученную от модуля движения механическую энергию в электрическую. Модуль распределителя энергии выдает электрическую энергию для излучения сигнала модуля передатчика.

В патентном документе GB 110700 А описан карманный фонарь с модулем движения, модулем преобразования, модулем распределителя энергии и модулем передатчика. Посредством модуля движения в виде нажимной кнопки механическую энергию посредством модуля преобразования в виде генератора постоянного тока преобразуют в электрическую энергию и приводят в действие модуль передатчика в виде источника света.

Раскрытие сущности изобретения

В основу настоящего изобретения положена задача предложить беспроводное устройство связи и модуль энергоснабжения, которые можно с малыми затратами приспособить к использованию в самых разных случаях применения и средах.

Решение этой задачи достигается согласно настоящему изобретению предложением устройства связи с признаками по п. 1 и модуля энергоснабжения с признаками по п. 6 формулы настоящего изобретения. Дальнейшие разработки настоящего изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы.

Предлагаемое в настоящем изобретении устройство связи состоит, по меньшей мере, из четырех составных частей, выполненных в виде модулей. Первый модуль преобразует энергию движения в электрическую энергию и называется модулем преобразователя. Второй модуль распределяет энергию, например, запасает, трансформирует и/или преобразует полученную от модуля преобразователя электрическую энергию, чтобы можно было выдавать ее соответственно заданным граничными условиям. Третий модуль это модуль передатчика, использующий электрическую энергию для собственной работы и посылающий сигнал связи, например, сигнал телеизмерения. Четвертый модуль механически создает движение вращения и называется модулем движения. Согласно настоящему изобретению модуль движения содержит приводную штангу и по меньшей мере одну шестерню, находящуюся в зацеплении с приводной штангой и приводимую во вращение прямолинейным перемещением приводной штанги, причем приводная штанга, по меньшей мере, на отдельных участках снабжена зубчатым венцом, профиль которого образован круговыми зубьями с прилегающими круговыми углублениями.

Таким образом создается круговая зубчатая рейка не с прямолинейными зубьями, как у обычной зубчатой рейки, а с зубьями, образованными чередованием в продольном направлении приводной штанги круговых выступов и углублений. При этом в сечении следующие друг за другом выступы и углубления образуют обычный зубчатый профиль. Причем такая круговая зубчатая рейка может взаимодействовать с прямозубой шестерней. При этом изготовление приводной штанги с зубчатым венцом, профиль которого образован круговыми зубьями, разделенными круговыми углублениями, особенно просто и удобно выполняется, например, точением. А поскольку не требуется затылования, элементы с таким зубчатым венцом могут изготавливаться также литьем под давлением. Прямозубая шестерня также может изготавливаться литьем под давлением или спеканием. При этом кинематическое сопряжение этой так называемой «круговой зубчатой рейки» и прямозубой шестерни - корректно, и контакт шестерни с зубчатым венцом круговой зубчатой рейки происходит в одной точке. Что следует считать предпочтительным, поскольку в устройстве связи согласно настоящему изобретению должны передаваться лишь небольшие силы. При таком одноточечном контакте данная система с точки зрения статики не является переопределенной. Поэтому погрешности или допуски изготовления не влияют на ее функциональность. Благодаря модульной конструкции из четырех составных частей, которые могут заменяться по отдельности, можно, в зависимости от конкретного применения, выбрать подходящий именно для этого применения модуль и использовать его в устройстве связи.

Предусмотрена возможность замены по отдельности модулей устройства связи модулями с другими характеристиками, но предпочтительно - того же или сопоставимого размера.

Может быть предусмотрена возможность выбора для предлагаемого согласно настоящему изобретению устройства связи по меньшей мере одного, предпочтительно, механически автономного модуля из некоторого множества функционально одинаковых модулей, имеющих одинаковые или сопоставимые размеры.

Может быть предусмотрена возможность выполнения по меньшей мере одного модуля в виде механически отдельного элемента конструкции, построенного так, что он может быть механически и функционально состыкован с соответствующим соседним модулем.

В зависимости от используемых компонентов может быть предусмотрена возможность регулировки мощности модуля распределителя энергии или модуля передатчика. Эта регулировка мощности предназначена для согласования выдачи преобразователем электроэнергии с потребностями электроники модуля передатчика и, при необходимости, также с потребностями активного датчика.

Устройства связи рассматриваемого здесь типа могут применяться в качестве трансляторов результатов замеров. В случае если замеряемая величина непосредственно не создает вращательного движения, в дальнейшей разработке может быть предусмотрена возможность подключения датчика замеряемой величины к модулю передатчика. В этом случае целесообразно обеспечить регулировку мощности и этого датчика - если речь идет о датчике, также использующем для работы электроэнергию.

В дальнейшей разработке настоящего изобретения может быть предусмотрена пружина для предварительного нагружения нажимного зонда и/или приводной штанги в исходном положении. С помощью такого нажимного зонда могут, например, проверяться изменения состояния контролируемого устройства, например открытие или закрытие клапана. Энергия пружины может также использоваться для создания вращательного движения шестерни, когда пружина после срабатывания зонда оттягивает приводную штангу в исходное положение.

В дальнейшей разработке для создания вращательного движения в устройстве может также содержаться привод с повышающей или понижающей передачей.

В частности, при наличии нажимного зонда для создания вращательного движения, в устройстве может быть предусмотрен механизм свободного хода с обгонной муфтой, чтобы можно было из многократных срабатываний зонда получить более длительное вращательное движение.

Может быть предусмотрено наличие в модуле преобразователя ротора, по меньшей мере, с одним постоянным магнитом и отделенного от ротора воздушным зазором статора, по меньшей мере, с одной катушкой.

Изменяя количество и исполнение постоянных магнитов, а также количество и исполнение катушек, можно в широких пределах менять электрическую мощность, выдаваемую модулем преобразователя.

Так, например, ротор может быть выполнен с чередованием полярностей постоянных магнитов, а количество и размер катушек статора могут соответствовать количеству и размеру постоянных магнитов.

По меньшей мере, одна катушка может быть смонтирована на печатной плате. Эта печатная плата может быть снабжена гнездами для модуля распределителя энергии и/или модуля передатчика.

Может быть предусмотрено, что узел, механически приводимый во вращение, представляет собой ротор модуля преобразователя.

Модуль распределителя энергии может содержать печатную плату, на которой монтируется модуль преобразователя и имеется гнездо для модуля передатчика.

Раскрытое в настоящем описании устройство связи может использоваться в качестве сигнализатора. В этом случае срабатывание, например, нажимного зонда уже означает выдачу сигнала, который должен быть передан по беспроводной связи. И при создании вращательного движения турбиной или ветроколесом само вращение может быть сигналом, например, если требуется установить наличие потока.

Раскрытое в настоящем описании устройство связи может использоваться для передачи замеров датчика. В этом случае механически создаваемое вращательное движение служит только для питания модуля передатчика и, при необходимости, датчика.

Согласно настоящему изобретению предлагается, далее, модуль энергоснабжения для устройства связи, содержащий выполненное в виде модуля движения устройство для механического создания вращательного движения и модуль преобразователя для преобразования энергии вращения упомянутого вращательного движения в электрическую энергию.

Модуль преобразователя может содержать ротор, по меньшей мере, с одним постоянным магнитом и отделенный от ротора воздушным зазором статор, по меньшей мере, с одной катушкой, предпочтительно - с несколькими катушками.

Благодаря модульной конструкции и предложенному согласно настоящему изобретению модулю преобразователя, способному обеспечить высокую плотность энергии, раскрытое устройство связи имеет широкие и разнообразные области применения.

Краткое описание чертежей

Дальнейшие отличительные признаки, детали и преимущества настоящего изобретения вытекают из формулы изобретения и реферата, полный текст которых включен в содержание настоящего описания посредством ссылки, из нижеследующего раскрытия предпочтительных вариантов осуществления изобретения, а также из чертежей. При этом отдельные особенности различных представленных вариантов осуществления могут комбинироваться произвольным образом без выхода за рамки изобретения. Ниже представлены:

на ФИГ. 1 - схематическое изображение устройства для создания вращательного движения с помощью нажимного зонда;

на ФИГ. 2 - соответствующее ФИГ. 1 изображение устройства с передаточным механизмом;

на ФИГ. 3 - схематическое изображение еще одного устройства для создания вращательного движения с помощью кривошипно-шатунного механизма;

на ФИГ. 4 - геометрическая форма устройства связи;

на ФИГ. 5 - схематическая конструкция устройства связи из трех модулей;

на ФИГ. 6 - вид спереди ротора модуля преобразователя устройства связи согласно настоящему изобретению;

на ФИГ. 7 - вид спереди статора модуля преобразователя;

на ФИГ. 8 - упрощенный вид сбоку модуля преобразователя устройства связи согласно настоящему изобретению;

на ФИГ. 9 - соответствующее ФИГ. 1-3 изображение модуля для создания вращательного движения;

на ФИГ. 10 - схематическое изображение с разделением частей дальнейшего варианта осуществления устройства связи согласно настоящему изобретению;

на ФИГ. 11 - вид устройства связи ФИГ. 10 при взгляде под углом сверху;

на ФИГ. 12 - схематический вид сбоку дальнейшего варианта осуществления устройства связи согласно настоящему изобретению;

на ФИГ. 13 - вид устройства связи ФИГ. 12 при взгляде под углом сверху;

на ФИГ. 14 - модуль преобразователя для дальнейшего варианта осуществления устройства связи согласно настоящему изобретению; и

на ФИГ. 15 - модуль движения для дальнейшего варианта осуществления устройства связи согласно настоящему изобретению.

Осуществление изобретения

На ФИГ. 1 дано схематическое изображение устройства для создания вращательного движения. Устройство содержит зубчатую рейку 1, опирание которой в модуле допускает ее сдвиг. На свободном конце зубчатой рейки 1 расположен нажимной зонд 2. В изображенном положении рейку движет пружина сжатия 3, упирающаяся в стенку 4 корпуса. Зубчатая рейка 1 находится в зацеплении с зубьями шестерни 5. Шестерня 5 через изображенный механизм 6 свободного хода соединена с диском 7. При сдвиге зубчатой рейки 1 нажимным зондом 2 на ФИГ. 1 влево, шестерня 5 приводит диск 7 во вращение. При отпускании нажимного зонда 2 зубчатая рейка 1 возвращается в изображенное положение. При этом возврате, благодаря свободному ходу, зубчатая рейка 1 отсоединена от диска 7. Таким образом, из многократных нажатий на зонд можно получить более длительное вращательное движение диска 7.

В варианте осуществления, изображенном на ФИГ. 2, зубчатая рейка 1 находится в зацеплении с шестерней 8, соединенной без возможности относительного вращения с шестерней 9 большего диаметра. Далее, эта большая шестерня 9 находится в зацеплении с шестерней 5 предыдущего варианта осуществления. Благодаря включению этих двух шестерен 8, 9 образуется передаточный механизм, который при том же ходе зубчатой рейки 1 обеспечивает более быстрое вращение диска 7.

В варианте осуществления, изображенном на ФИГ. 3, также предусмотрен нажимной зонд 2, который может быть вдвинут в модуль и с помощью пружины сжатия 3 возвращен в исходное положение. Загнутый конец штанги 10, оснащенный нажимным зондом 2, соединен шатуном 11 с колесом 12, причем шатун 11 соединен с колесом 12 эксцентрично. Колесо 12 соединено без возможности относительного вращения с колесом 13 большего диаметра, периферия которого находится в зацеплении с колесом 15, соответствующим шестерне 5. В представленном примере речь идет о фрикционном зацеплении между колесами 13 и 15. Далее, вращение колеса 15, вновь через механизм свободного хода, приводит к вращению диска 7. Изображенный на ФИГ. 3 вариант осуществления представляет собой, таким образом, кривошипно-шатунный привод диска 7.

На ФИГ. 4 дано схематическое изображение габаритных размеров и геометрической формы устройства связи в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения. Устройство связи, состоящее из трех частей, может быть размещено в объеме прямоугольного параллелепипеда, показанного на ФИГ. 4. Толщина этого параллелепипеда лежит в диапазоне примерно 10-20 мм, а длина кромки в каждом из двух других измерений составляет около 50 мм.

На ФИГ. 5 показан вид сбоку именно такого устройства связи. С одной стороны параллелепипеда выступает нажимной зонд 2. Ход зонда составляет 2-10 мм. Этот зонд 2 через механизм 16 приводит во вращение диск 7.

На ФИГ. 6 показан вид спереди части модуля преобразователя, т.е. модуля, преобразующего вращательное движение диска 7, создаваемое первым модулем, в электрическую энергию. То есть на ФИГ. 6 показан ротор. Диск 7 образует ярмо ротора модуля преобразователя. Оно состоит из магнитомягкого материала. На ярме смонтированы постоянные магниты 17, 18 с чередующимися направлениями намагниченности. В приведенном примере имеется восемь постоянных магнитов. В проекции ФИГ. 6 они имеют форму круговых секторов.

Модуль преобразователя содержит взаимодействующий с ротором ФИГ. 6 статор, показанный на виде спереди ФИГ. 7. Статор содержит в ярме 19 из магнитомягкого материала восемь катушек 20, каждая из которых намотана на сердечник из магнитомягкого материала. Количество и размер катушек 20 соответствуют количеству и размеру постоянных магнитов 17, 18, смонтированных на статоре 7.

На ФИГ. 8 показан вид сбоку расположения элементов ротора ФИГ. 6 и статора ФИГ. 7. Показанные на ФИГ. 6 и ФИГ. 7 стороны ротора и статора обращены друг к другу, и между этими двумя частями образован воздушный зазор 21.

Выдаваемое модулем преобразователя напряжение зависит от скорости вращения, количества постоянных магнитов и катушек, числа витков катушек, использованного материала, величины воздушного зазора и, естественно, от общих размеров устройства.

Далее, на ФИГ. 9 представлен дальнейший пример создания вращательного движения. Здесь с ротором 7 соединено ветроколесо 22, в показанном примере - трехкрыльчатое. Это ветроколесо 22 служит примером турбины. Само собой разумеется, возможны и другие виды турбин и ветроколес. Такой способ создания вращательного движения подходит, например, для местностей с постоянным господствующим ветром.

Но устройство, представленное на ФИГ. 9, может быть использовано и для индикации наличия воздушного потока или потока жидкости.

На ФИГ. 10 представлено схематическое изображение соответствующего настоящему изобретению устройства связи 30, содержащего модуль движения 31 и модуль преобразователя 32, причем модуль движения 31 и модуль преобразователя 32 расположены на одной общей оси 33. С помощью модуля движения 31 создается вращательное движение вокруг оси 33, которое затем превращается модулем преобразователя 32 в электрическую энергию. Предусмотрено, что ось 33 выполняется для установки на печатной плате модуля распределителя 34 энергии. На ФИГ. 10 ось 33 изображена отделенной от модуля распределителя 34 энергии и пунктирная линия должна изображать предусмотренное соединение оси 33 с модулем распределителя 34 энергии.

В модуле распределителя 34 энергии выданная модулем преобразователя 32 электрическая энергия преобразуется соответственно заданным граничными условиям. Так, например, выданное модулем преобразователя 32 электрическое напряжение в модуле распределителя 34 энергии повышается и регулируется. Модуль преобразователя 32 выдает переменное напряжение, индуцируемое вращающимся ротором с постоянными магнитами в неподвижных катушках, расположенных напротив вращающихся постоянных магнитов. Это переменное напряжение в модуле распределителя 34 энергии вначале повышается трансформатором до величины в несколько вольт. Затем это напряжение выпрямляется и с помощью преобразователя постоянного напряжения регулируется на нужную величину. Например, выданное модулем преобразователя 32 переменное напряжение может быть повышено в 100 раз. И на выходе модуля распределителя 34 энергии будет отрегулированное постоянное напряжение величиной, например, 1,8 В или 3,3 В, которое затем подается в модуль передатчика 35.

Далее, модуль передатчика 35 может передавать информацию, например, сигнал измеряемой величины. Этот сигнал затем может быть послан, например, на центральную станцию или на соответствующий орган управления, например, двигателя. Предусмотрено, что модуль передатчика 35 вставляется в не показанное на ФИГ. 10 гнездо печатной платы модуля распределителя 34 энергии. Это изображено на ФИГ. 10 штрихпунктирной линией, соединяющей модуль передатчика 35 и модуль распределителя 34 энергии.

На ФИГ. 11 показан вид устройства связи 30 ФИГ. 10 при взгляде под углом сверху. На ФИГ. видна компактность конструкции устройства связи 30. Значительное преимущество модульной конструкции заключается не только в том, что модули 31, 32, 34 и 35 могут быть по отдельности заменены модулями с другими характеристиками, но прежде всего в том, что могут быть использованы стандартно поставляемые модули. Так, например, в качестве модуля распределителя 34 энергии может быть использована имеющаяся на рынке готовая система, например, MSP430 компании "Texas Instruments", а также LТС31хх или LTC35XX фирмы "Linear Technology". И в качестве модуля передатчика может быть использована имеющаяся на рынке система, например, Semtech SX1230 или модули передатчика ZIGBEE. Модули передатчика могут передавать сигналы, например, на частоте 315 МГц, 434 МГц, 868 МГц или 915 МГц. Дальность действия такой системы в типовом случае - до 100 м. Передаваемый сигнал может нести информацию о созданной модулем движения 31 энергии движения, например, в случае, когда модуль движения 31 содержит турбину и должен выдавать данные о скорости потока. Но к модулю передатчика 35 или к модулю распределителя 34 энергии может быть также подсоединен датчик, и в этом случае модуль передатчика 35 может передавать сигнал датчика.

На ФИГ. 12 представлено схематическое изображение вида сбоку дальнейшего варианта осуществления устройства связи 40 согласно настоящему изобретению. Модуль движения 41 и модуль преобразователя 42 расположены на одной общей оси 43. Модуль движения 41 создает вращательное движение, которое затем превращается модулем преобразователя 42 в электрическую энергию. В изображенном варианте осуществления модуль преобразователя 42 содержит вращающийся вокруг оси 43 ротор 44 с несколькими постоянными магнитами. Вращение ротора 44 индуцирует в катушках 45 электрическое напряжение. Катушки 45 выполнены смонтированными на печатной плате 46, например впечатаны в плату 46. Индуцируемое в катушках 45 напряжение затем по токопроводящим дорожкам печатной платы 46 подается в модуль распределителя 47 энергии или мощности. И затем модуль распределителя 47 энергии соответственно заданным граничными условиям выдает требуемое электропитание на модуль передатчика 48.

На ФИГ. 13 видно, что модуль распределителя 47 энергии и модуль передатчика 48 вставляются в не показанные разъемы печатной платы 46. Благодаря этому модуль распределителя 47 энергии может быть подсоединен просто вставлением без дополнительных соединительных проводов, так как передача электроэнергии происходит по токопроводящим дорожкам печатной платы 46. Модуль передатчика 48 подсоединяется так же, при этом модуль передатчика 48 может быть подсоединен либо к модулю распределителя 47 энергии, либо к соответствующему разъему печатной платы 46, причем модуль распределителя 47 энергии может затем подавать требуемое для работы модуля передатчика 48 электропитание через разъем печатной платы 46. Как уже упоминалось, в печатной плате 46 не только стоят впечатанные катушки 45, но и выполнена полная схема соединений этих катушек 45. Это значительно упрощает конструкцию устройства связи 40 согласно настоящему изобретению и позволяет, при необходимости, просто заменять отдельные модули модулями с другими характеристиками.

На ФИГ. 14 представлено схематическое изображение модуля преобразователя 50 для дальнейшего варианта осуществления устройства связи согласно настоящему изобретению. Модуль преобразователя 50 содержит вал 52, концы которого опираются в шарикоподшипниках 58 в противолежащих стенках 54, 56 корпуса. Это снижает трение и облегчает вращение вала. Тем самым повышается кпд модуля преобразователя 50.

Дисковидный ротор 60 с несколькими не показанными на ФИГ. 14 постоянными магнитами жестко закреплен на валу 52, так что ротор 60 вращается вместе с валом 52. Ротор 60 снабжен механизмом 62 свободного хода, содержащим не показанные на ФИГ. 14 заклинивающие ролики. Механизм 62 свободного хода крепится на валу 52 с помощью еще одного шарикоподшипника 64, и заклинивающие ролики упираются в ротор 60. С механизмом 62 свободного хода соединена (это не показано) приводимая во вращение приводной штангой - см., например, ФИГ. 15 - шестерня, которая, таким образом, опирается на вал 52 через шарикоподшипник 64. Когда эта шестерня приводится во вращение, она через механизм 62 свободного хода вовлекает во вращение и ротор 60. Когда же шестерня останавливается, заклинивающие ролики механизма 62 свободного хода освобождают ротор 60, и последний может продолжать вращение.

Дисковидный ротор 60 расположен напротив системы 66 катушек, образующей статор модуля преобразователя 50 и выполненной, например, в виде неподвижной относительно корпуса 56 печатной платы. Например, в виде полимерного диска, в который вделаны (это не показано) несколько катушек.

Как механизм 62 свободного хода с заклинивающими роликами, так и шарикоподшипники 58, 64 могут быть приобретены как стандартные комплектующие, так что не только повышается кпд модуля преобразователя 50, но и могут быть обеспечены низкие издержки производства.

На ФИГ. 15 представлен модуль движения 100 для устройства связи согласно настоящему изобретению. Приводная штанга 72 может линейно сдвигаться между двумя стенками 74 корпуса или опираться на кронштейны. На конце приводной штанги 72 (на ФИГ. 15 это левый конец) имеется нажимная кнопка 76. В зоне противолежащего нажимной кнопке 76 конца приводной штанги 72 штангу охватывает пружина сжатия 78. Эта пружина сжатия 78 с одной стороны упирается в стенку 74 корпуса, а с другой - в упорную шайбу 80, жестко закрепленную на приводной штанге 72. Пружина сжатия 78 предварительно поджимает приводную штангу 72 в ее показанном на ФИГ. 15 исходном положении. Далее, при нажатии на кнопку 76 приводная штанга 72 сдвигается вправо, сжимая пружину сжатия 78. Затем, когда нажимная кнопка 76 освобождается, пружина сжатия 78 возвращает приводную штангу 72 в ее показанное на ФИГ. 15 исходное положение. Это движение приводной штанги 72 показано на ФИГ. 15 двойной стрелкой 82.

Приводная штанга 100 оснащена зубчатым венцом 102 и, соответственно, имеет на некотором участке ее длины форму круглой зубчатой рейки. Эта зубчатая рейка находится в зацеплении с шестерней 108. Таким образом, при сдвиге приводной штанги 100 из показанного на ФИГ. 15 исходного положения вправо, шестерня 108, будучи в зацеплении с зубчатой рейкой, вращается по часовой стрелке. Затем, когда нажимная кнопка освобождается, приводная штанга 100 движется влево - назад к своему исходному положению. Шестерня 108 вращается при этом против часовой стрелки. Это движение шестерни 108 туда и обратно показано изогнутой двойной стрелкой 88.

Шестерня 108 передает свою энергию вращения модулю преобразователя, как это показано, например, на ФИГ. 14. В этом случае шестерня 108 соединена с механизмом 62 свободного хода ФИГ. 14. Поэтому при движении приводной штанги 100 на ФИГ. 15 вправо, в движение через механизм 62 свободного хода вовлекается и ротор 60 модуля преобразователя 50. Когда приводная штанга 100 останавливается и затем под действием пружины сжатия 78 движется назад к исходному положению, ротор 60 может продолжать вращение и, соответственно, модуль преобразователя 50 может продолжать вырабатывать электроэнергию.

Хотя это и не показано, возможно также скомбинировать механизм 62 свободного хода, например, с переключаемой коробкой передач, чтобы вращение шестерни 108 в обоих направлениях - как по часовой, так и против часовой стрелки - приводило к вращению ротора 60 модуля преобразователя 50 в одном и том же направлении. В этом случае и силу пружины сжатия 78 можно использовать для выработки электроэнергии.

В модуле движения 100 некоторый участок длины приводной штанги 72 снабжен круговым зубчатым венцом 102. Таким образом, на некотором участке длины приводная штанга 72 приобретает вид круговой зубчатой рейки. Круговой зубчатый венец 102 образуется несколькими отстоящими друг от друга круговыми зубьями 104, разделенными круговыми углублениями 106. Как видно из ФИГ. 15, зубья 104 и углубления 106 в разрезе дают обычный зубчатый профиль. Однако этот зубчатый профиль «вращается» вокруг центральной продольной оси приводной штанги 72.

Зубчатый венец 102 находится в зацеплении с шестерней 108, зубья которой соответствуют зубчатому венцу 102, причем шестерня 108 выполнена прямозубой. Зубчатый венец 102 и шестерня 108 образуют корректное кинематическое сопряжение. Контакт зубьев 104 зубчатого венца 102 и зубьев шестерни 108 происходит всякий раз в одной точке. В модуле движения 100 устройства связи согласно настоящему изобретению должны передаваться лишь небольшие силы, поэтому такое точечное прилегание предпочтительно, поскольку допуски изготовления зубчатого венца 102 и шестерни 108 не оказывают отрицательного влияния на кинематические свойства модуля движения 100. Круговой зубчатый венец 102 может быть изготовлен, например, точением, но, альтернативно, например, также и литьем под давлением. Прямозубая шестерня 108 это стандартное комплектующее, но она может быть и изготовлена, например, литьем под давлением.

Таким образом, модуль движения 100 чрезвычайно надежен в эксплуатации и при этом может быть изготовлен без больших издержек.

1. Устройство связи, содержащее

выполненное в виде модуля движения устройство для механического создания вращательного движения, причем модуль движения оснащен приводной штангой и нажимным зондом (2) для создания прямолинейного движения приводной штанги, и по меньшей мере одной шестерней, находящейся в зацеплении с приводной штангой и приводимой во вращение прямолинейным перемещением приводной штанги,

соединенный с модулем движения модуль преобразователя, выполненный с возможностью преобразования созданного в модуле движения вращательного движения в электрическую энергию,

соединенный с модулем преобразователя модуль распределения энергии для выдачи электроэнергии соответственно заданным граничными условиям, исходя из электроэнергии, выданной модулем преобразователя, и

модуль передатчика для передачи информации,

отличающееся тем, что приводная штанга, по меньшей мере, на отдельных участках снабжена зубчатым венцом, профиль которого образован круговыми зубьями с прилегающими круговыми углублениями.

2. Устройство связи по п.1, отличающееся тем, что шестерня имеет прямозубый зубчатый венец.

3. Устройство связи по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что предусмотрена пружина для предварительного нагружения нажимного зонда и/или приводной штанги в исходном положении.

4. Устройство связи по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что по меньшей мере одна шестерня модуля движения соединена с обгонной муфтой и механизмом (6) свободного хода.

5. Устройство связи по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что модуль движения снабжен переключаемой коробкой передач для преобразования движения приводной штанги в противоположных направлениях во вращательное движение в одном и том же направлении.

6. Модуль энергоснабжения для устройства связи по одному из пп. 1-5, содержащий

выполненное в виде модуля движения устройство для механического создания вращательного движения и

модуль преобразователя для преобразования энергии вращения упомянутого вращательного движения в электрическую энергию.

7. Модуль энергоснабжения по п.6, отличающийся тем, что модуль преобразователя содержит ротор (7) по меньшей мере с одним постоянным магнитом (17, 18) и отделенный от ротора (7) воздушным зазором (21) статор (19) по меньшей мере с одной катушкой (20), предпочтительно - с несколькими катушками (20).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к пневмоаккумуляторной станции. Пневмоаккумуляторная электростанция содержит электрический входной/выходной контур, компрессорные и расширительные средства и искусственно изготовленный пневмоаккумулятор.

Изобретение относится к приводам с блокировкой. Технический результат состоит в обеспечении объединения элемента блокировки заклиниванием и ограничителя усилия.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – улучшение соединения роторного вала и сердечника.

Изобретение относится к энергомашиностроению. Технический результат состоит в обеспечении максимальной эффективности трансформации тепловой энергии в электроэнергию при неравномерном подводе тепла к теплообменнику.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в агрегатах и приводных механизмах с быстрым и точным автоматическим остановом при работе приводного электродвигателя в одном направлении, т.е.

Изобретение относится к электротехнике, к электромеханическим преобразователям энергии, и может быть использовано в качестве преобразователя механической энергии вращения, например энергии ветра, подаваемой на механический вход машины, и электрической энергии постоянного тока, например световой энергии Солнца, преобразованной фотоэлектрическими преобразователями в электроэнергию постоянного тока, одновременно подаваемой на ее электрический вход, в суммарную электрическую энергию переменного тока.

Изобретение относится к энергомашиностроению. Технический результат состоит в повышении эффективности преобразования тепловой энергии в электроэнергию при неравномерном подводе тепла к теплообменнику.

Изобретение относится к энергомашиностроению. Технический результат состоит в повышении эффективности преобразования.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении стабильности и к.п.д.

Группа изобретений относится к комбинированной энергетической установке с роторными двигателями. Техническим результатом является повышение кпд, экономичности, надежности работы установки, уменьшение габаритов, удобство сборки и упрощение конструкции за счет обеспечения возможности изменения крутящего момента без использования устройства по изменению передаточного отношения на входном и выходном валу.

Изобретение относится к пневмоаккумуляторной станции. Пневмоаккумуляторная электростанция содержит электрический входной/выходной контур, компрессорные и расширительные средства и искусственно изготовленный пневмоаккумулятор.

Изобретение относится к пневмоаккумуляторной станции. Пневмоаккумуляторная электростанция содержит электрический входной/выходной контур, компрессорные и расширительные средства и искусственно изготовленный пневмоаккумулятор.

Устройство сбора энергии для клети с направляющими тросами содержит узел управления включением-выключением механической мощности, узел прижимной штанги, узел выработки электроэнергии, а также электрический узел.

Изобретение относится к энергомашиностроению. Технический результат состоит в обеспечении максимальной эффективности трансформации тепловой энергии в электроэнергию при неравномерном подводе тепла к теплообменнику.

Изобретение относится к энергомашиностроению. Технический результат состоит в обеспечении максимальной эффективности трансформации тепловой энергии в электроэнергию при неравномерном подводе тепла к теплообменнику.

Изобретение относится к электротехнике, к электромеханическим преобразователям энергии, и может быть использовано в качестве преобразователя механической энергии вращения, например энергии ветра, подаваемой на механический вход машины, и электрической энергии постоянного тока, например световой энергии Солнца, преобразованной фотоэлектрическими преобразователями в электроэнергию постоянного тока, одновременно подаваемой на ее электрический вход, в суммарную электрическую энергию переменного тока.

Изобретение относится к электротехнике, к электромеханическим преобразователям энергии, и может быть использовано в качестве преобразователя механической энергии вращения, например энергии ветра, подаваемой на механический вход машины, и электрической энергии постоянного тока, например световой энергии Солнца, преобразованной фотоэлектрическими преобразователями в электроэнергию постоянного тока, одновременно подаваемой на ее электрический вход, в суммарную электрическую энергию переменного тока.

Изобретение относится к энергомашиностроению. Технический результат состоит в повышении эффективности преобразования тепловой энергии в электроэнергию при неравномерном подводе тепла к теплообменнику.

Изобретение относится к энергомашиностроению. Технический результат состоит в повышении эффективности преобразования тепловой энергии в электроэнергию при неравномерном подводе тепла к теплообменнику.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электродвигателям и к механизмам с его использованием. Технический результат – повышение КПД и обеспечение возможности поддержания постоянной частоты вращения вала при изменяющейся нагрузке.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройству связи и к модулю энергоснабжения для устройства связи. Технический результат – повышение технологичности. Устройство связи содержит выполненное в виде модуля движения устройство для механического создания вращательного движения и по меньшей мере одну шестерню. Модуль движения оснащен приводной штангой и нажимным зондом для создания прямолинейного движения приводной штанги. Шестерня находится в зацеплении с приводной штангой и приводится во вращение прямолинейным перемещением приводной штанги. Устройство связи также содержит соединенный с модулем движения модуль преобразователя, выполненный с возможностью преобразования созданного в модуле движения вращательного движения в электрическую энергию. С модулем преобразователя соединен модуль распределения энергии, предназначенный для выдачи электроэнергии соответственно заданным граничным условиям, исходя из электроэнергии, выданной модулем преобразователя. В состав устройства связи входит также модуль передатчика для передачи информации. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 17 ил.

Наверх