【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械储能，具体而言，涉及一种快速蓄能弹簧储能装置。
技术介绍
1、我们的日常生活离不开储能装置，如用于家用电器的碱性电池、用于移动设备的锂离子电池、用于低功率设备的锌碳电池。除电池外，常见的储能装置还包括电容器、热储能、压缩空气储能、电化学储能等。现有储能装置的缺点很多，而电池作为与日常生活关系最密切储能装置，其缺点对人们影响最大，首先，电池的充电时间较长，其次，电池的能量密度和寿命仍然是一个挑战。
2、尽管科技不断进步，但一些电池仍然存在相对较短的寿命和有限的能量储存容量，这限制了它们在某些领域的应用。再其次，电池生产和回收对环境产生一定的影响。从原材料开采到电池生产和最终的废弃处理，这一过程中可能涉及对环境的影响，如资源耗竭和化学废物排放。此外，一些电池类型还存在安全隐患，尤其是在极端条件下可能引发火灾或爆炸。
3、综上所述，现有常用的储能装置存在充能时间长，可靠性差的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是现有常用的储能装置存在充能时间长，可靠性差的技术问题。
2、为解决上述问题，本专利技术提供了一种快速蓄能弹簧储能装置，包括主轴以及驱动所述主轴旋转的蓄力组件，所述主轴侧缘设置有螺旋状的驱动沟槽，所述蓄力组件包括轴向可活动套设于所述主轴外缘的驱动板，所述驱动板具有圆环状内缘结构，圆环状内缘结构的内侧壁设置有与所述驱动沟槽滑动配合的滚轮结构，所述蓄力组件还包括端部与所述驱动板相抵配合的第一蓄力弹簧，以及位于所述
3、本专利技术提供了一种通过机械结构配合实现蓄力释放的快速蓄能弹簧储能装置，该设计通过第一蓄力弹簧将驱动板的进给推动动作转换为弹簧的弹性储存起来，在能量释放时通过弹簧的弹力推动/拉动驱动板，通过驱动板上滚轮结构与主轴上螺旋状沟槽结构的配合将驱动板的直线轴向运动趋势转换为主轴的旋转运动，实现动力的连续输出，这种机构设计采用弹簧储存与释放能量，通过机械结构转换，使得结构简单、安全、环保，储能与释能可循环进行，提高了储能空间，解决弹簧储能与化学储能相比储存能源低的问题；此外储能的动作直接通过对驱动板施加直线的推动实现，储能过程简单以实现且能够快速完成，有效解决了现有常用的储能装置存在充能时间长，可靠性差的技术问题。
4、作为优选的方案，所述蓄力组件还包括套设于所述主轴外缘的第二蓄力弹簧，所述第二蓄力弹簧的两端分别与所述驱动板和基座相抵；所述第一蓄力弹簧为压缩弹簧，通过压缩动作蓄力，所述第二蓄力弹簧为拉伸弹簧，通过拉伸动作蓄力。在驱动板另一侧增加另一根蓄力弹簧，增加了单位空间内的储能密度，提升了储能装置的储能性能。
5、作为优选的方案，所述基座和端板之间设置有将二者支撑固定的支撑杆，所述驱动板的侧缘设置有延伸出的扳杆结构，所述扳杆结构与支撑杆之间周向限位配合，保证所述驱动板在轴向进给过程中与支撑杆之间无周向旋转。优化了装置的配合结构设计，通过支撑杆达到对内部结构的稳定限位，提升装置动作的稳定性；且通过扳杆结构能够更加方便对驱动板的推动操作，降低了蓄能输入动力的成本。
6、作为优选的方案，所述基座、端板和支撑杆构成圆柱笼状结构，所述主轴位于其中轴位置，所述基座与端板之间设置有多根相互平行、间隔预设距离的所述支撑杆。进一步优化支撑杆、基座和端板之间的配合设计，提升装置运行稳定性。
7、作为优选的方案，所述基座一端配合设置有棘轮蓄能组件，用于通过旋转输入运动蓄能。优化装置的蓄能输入设计，提供了除了直接推动驱动板蓄能之外的另一种输入设计，提升了装置的泛用性。
8、作为优选的方案，所述棘轮蓄能组件包括输入轴以及套设于所述输入轴外缘的棘轮机构，所述棘轮机构包括相互嵌套的内轮和外轮，所述内轮套设于所述输入轴，内轮与输入轴之间设置有可对接配合周向限位结构，所述内轮的外缘设置有弹性限位齿，所述外轮的内缘设置有周向均匀分布的棘齿，通过所述棘齿与弹性限位齿的配合锁止所述内轮和外轮之间的反向旋转；所述外轮朝向基座一端的端面设置有转动限位件，所述基座的相应端面设置有与转动限位件相互锁定的配合限位件，当所述基座与外轮轴向贴合时，通过转动限位件与配合限位件的配合将基座与外轮周向固定。提供了一种优选的蓄能输入结构设计，通过该棘轮蓄能组件一是能够接收旋转运动输入蓄能，二是利用棘轮结构实现反向自锁，保证装置工作的稳定连续。
9、作为优选的方案，所述棘轮蓄能组件还包括棘轮外框架，所述棘轮外框架的一端具有定位环，定位环的外缘均匀分布有多个弧形支撑板，各所述弧形支撑板之间构成圆柱状腔体，所述外轮和基座均容纳于该腔体中，所述定位环套设于所述输入轴外缘，与所述输入轴可相对旋转配合。优化了棘轮蓄能组件结构设计，通过棘轮外框架的结构对棘轮及与其配合基座之间进行外部限位，保证二者及输入轴结构配合能够稳定得到限位。
10、作为优选的方案，所述周向限位结构包括设置于所述内轮内侧壁及其朝向所述基座一端端面的限位沉槽，所述输入轴的外缘设置有与所述限位沉槽凹凸配合的转轴固定块，用于在所述内轮与输入轴之间达到预设轴向位置时，锁定所述内轮与输入轴的相对周向位置。优化输入轴与棘轮内轮之间的配合结构设计，以便实现二者在指定位置的周向固定。
11、作为优选的方案，所述转动限位件为设置于所述外轮端面呈十字型均匀分布的限位凸块，所述配合限位件为设置于所述基座端面也呈十字型分布的限位凹槽。与上述结构同理，提供了一种优选的棘轮外轮与基座之间的配合结构设计，另二者在贴合状态时能够达到同步旋转，以便输入蓄力操作。
12、作为优选的方案，所述输入轴与所述基座相对的另一端设置有输入齿轮；所述弹性限位齿包括与所述内轮外缘可转动连接的齿片，所述齿片与内轮外缘之间设置有弹性簧片，用于将所述齿片沿径向向外顶起与所述外轮的棘齿配合。提供了一种优选的弹性限位齿结构设计，结构简单，限位动作准确稳定。
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1.一种快速蓄能弹簧储能装置，其特征在于，包括主轴(1)以及驱动所述主轴(1)旋转的蓄力组件，所述主轴(1)侧缘设置有螺旋状的驱动沟槽(1-2)，所述蓄力组件包括轴向可活动套设于所述主轴(1)外缘的驱动板(7)，所述驱动板(7)具有圆环状内缘结构，圆环状内缘结构的内侧壁设置有与所述驱动沟槽(1-2)滑动配合的滚轮结构(7-2)，所述蓄力组件还包括端部与所述驱动板(7)相抵配合的第一蓄力弹簧(2)，以及位于所述主轴(1)两端的端板(4)和基座(6)，所述第一蓄力弹簧(2)的另一端部与所述端板(4)相抵配合，所述主轴(1)的端部同轴连接有输出齿轮(1-1)，通过推动所述驱动板(7)压缩所述第一蓄力弹簧(2)蓄力，并通过第一蓄力弹簧(2)的回弹推动驱动板(7)及其滚轮结构(7-2)，以通过所述滚轮结构(7-2)配合驱动沟槽(1-2)驱动所述主轴(1)旋转。
2.根据权利要求1所述的快速蓄能弹簧储能装置，其特征在于，所述蓄力组件还包括套设于所述主轴(1)外缘的第二蓄力弹簧(3)，所述第二蓄力弹簧(3)的两端分别与所述驱动板(7)和基座(6)相抵；所述第一蓄力弹簧(2)为压缩弹
3.根据权利要求2所述的快速蓄能弹簧储能装置，其特征在于，所述基座(6)和端板(4)之间设置有将二者支撑固定的支撑杆(5)，所述驱动板(7)的侧缘设置有延伸出的扳杆结构(7-1)，所述扳杆结构(7-1)与支撑杆(5)之间周向限位配合，保证所述驱动板(7)在轴向进给过程中与支撑杆(5)之间无周向旋转。
4.根据权利要求3所述的快速蓄能弹簧储能装置，其特征在于，所述基座(6)、端板(4)和支撑杆(5)构成圆柱笼状结构，所述主轴(1)位于其中轴位置，所述基座(6)与端板(4)之间设置有多根相互平行、间隔预设距离的所述支撑杆(5)。
5.根据权利要求4所述的快速蓄能弹簧储能装置，其特征在于，所述基座(6)一端配合设置有棘轮蓄能组件，用于通过旋转输入运动蓄能。
6.根据权利要求5所述的快速蓄能弹簧储能装置，其特征在于，所述棘轮蓄能组件包括输入轴(8)以及套设于所述输入轴(8)外缘的棘轮机构(9)，所述棘轮机构(9)包括相互嵌套的内轮(9-1)和外轮(9-2)，所述内轮(9-1)套设于所述输入轴(8)，内轮(9-1)与输入轴(8)之间设置有可对接配合周向限位结构，所述内轮(9-1)的外缘设置有弹性限位齿(9-11)，所述外轮(9-2)的内缘设置有周向均匀分布的棘齿(9-22)，通过所述棘齿(9-22)与弹性限位齿(9-11)的配合锁止所述内轮(9-1)和外轮(9-2)之间的反向旋转；所述外轮(9-2)朝向基座(6)一端的端面设置有转动限位件，所述基座(6)的相应端面设置有与转动限位件相互锁定的配合限位件，当所述基座(6)与外轮(9-2)轴向贴合时，通过转动限位件与配合限位件的配合将基座(6)与外轮(9-2)周向固定。
7.根据权利要求6所述的快速蓄能弹簧储能装置，其特征在于，所述棘轮蓄能组件还包括棘轮外框架(10)，所述棘轮外框架(10)的一端具有定位环(10-1)，定位环(10-1)的外缘均匀分布有多个弧形支撑板(10-2)，各所述弧形支撑板(10-2)之间构成圆柱状腔体，所述外轮(9-2)和基座(6)均容纳于该腔体中，所述定位环(10-1)套设于所述输入轴(8)外缘，与所述输入轴(8)可相对旋转配合。
8.根据权利要求6所述的快速蓄能弹簧储能装置，其特征在于，所述周向限位结构包括设置于所述内轮(9-1)内侧壁及其朝向所述基座(6)一端端面的限位沉槽(9-12)，所述输入轴(8)的外缘设置有与所述限位沉槽(9-12)凹凸配合的转轴固定块(8-2)，用于在所述内轮(9-1)与输入轴(8)之间达到预设轴向位置时，锁定所述内轮(9-1)与输入轴(8)的相对周向位置。
9.根据权利要求8所述的快速蓄能弹簧储能装置，其特征在于，所述转动限位件为设置于所述外轮(9-2)端面呈十字型均匀分布的限位凸块(9-21)，所述配合限位件为设置于所述基座(6)端面也呈十字型分布的限位凹槽(6-1)。
10.根据权利要求6所述的快速蓄能弹簧储能装置，其特征在于，所述输入轴(8)与所述基座(6)相对的另一端设置有输入齿轮(8-1)；所述弹性限位齿(9-11)包括与所述内轮(9-1)外缘可转动连接的齿片，所述齿片与内轮(9-1)外缘之间设置有弹性簧片(9-13)，用于将所述齿片沿径向向外顶起与所述外轮(9-2)的棘齿(9-22)配合。
...【技术特征摘要】
1.一种快速蓄能弹簧储能装置，其特征在于，包括主轴(1)以及驱动所述主轴(1)旋转的蓄力组件，所述主轴(1)侧缘设置有螺旋状的驱动沟槽(1-2)，所述蓄力组件包括轴向可活动套设于所述主轴(1)外缘的驱动板(7)，所述驱动板(7)具有圆环状内缘结构，圆环状内缘结构的内侧壁设置有与所述驱动沟槽(1-2)滑动配合的滚轮结构(7-2)，所述蓄力组件还包括端部与所述驱动板(7)相抵配合的第一蓄力弹簧(2)，以及位于所述主轴(1)两端的端板(4)和基座(6)，所述第一蓄力弹簧(2)的另一端部与所述端板(4)相抵配合，所述主轴(1)的端部同轴连接有输出齿轮(1-1)，通过推动所述驱动板(7)压缩所述第一蓄力弹簧(2)蓄力，并通过第一蓄力弹簧(2)的回弹推动驱动板(7)及其滚轮结构(7-2)，以通过所述滚轮结构(7-2)配合驱动沟槽(1-2)驱动所述主轴(1)旋转。
2.根据权利要求1所述的快速蓄能弹簧储能装置，其特征在于，所述蓄力组件还包括套设于所述主轴(1)外缘的第二蓄力弹簧(3)，所述第二蓄力弹簧(3)的两端分别与所述驱动板(7)和基座(6)相抵；所述第一蓄力弹簧(2)为压缩弹簧，通过压缩动作蓄力，所述第二蓄力弹簧(3)为拉伸弹簧，通过拉伸动作蓄力。
3.根据权利要求2所述的快速蓄能弹簧储能装置，其特征在于，所述基座(6)和端板(4)之间设置有将二者支撑固定的支撑杆(5)，所述驱动板(7)的侧缘设置有延伸出的扳杆结构(7-1)，所述扳杆结构(7-1)与支撑杆(5)之间周向限位配合，保证所述驱动板(7)在轴向进给过程中与支撑杆(5)之间无周向旋转。
4.根据权利要求3所述的快速蓄能弹簧储能装置，其特征在于，所述基座(6)、端板(4)和支撑杆(5)构成圆柱笼状结构，所述主轴(1)位于其中轴位置，所述基座(6)与端板(4)之间设置有多根相互平行、间隔预设距离的所述支撑杆(5)。
5.根据权利要求4所述的快速蓄能弹簧储能装置，其特征在于，所述基座(6)一端配合设置有棘轮蓄能组件，用于通过旋转输入运动蓄能。
6.根据权利要求5所述的快速蓄能弹簧储能装置，其特征在于，所述棘轮蓄能组件包括输入轴(8)以及套设于所述输入轴(8)外缘的棘轮机构(9)，所述棘轮机构(9)包括相互嵌套的内轮(9...
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