一種基于動(dòng)能發(fā)電的便攜式移動(dòng)電源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于動(dòng)能發(fā)電的便攜式移動(dòng)電源，包括殼體、電池盒、電池管理部件、蓄電池、充電部件和動(dòng)能發(fā)電裝置，其中電池盒設(shè)置于殼體內(nèi)部的下方，電池管理部件、蓄電池和充電部件設(shè)置于電池盒內(nèi)，動(dòng)能發(fā)電裝置設(shè)置于殼體內(nèi)電池盒的上方，所述的蓄電池與動(dòng)能發(fā)電裝置通過電池管理部件相連接，動(dòng)能發(fā)電裝置包括運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵、固定強(qiáng)磁鐵、套筒和線圈，所述的套筒的截面形狀為正多邊形，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵是與套筒截面形狀相對(duì)應(yīng)的柱體強(qiáng)磁鐵。本發(fā)明發(fā)電效率高，尺寸較小，便于攜帶，故障率低，無需用戶主動(dòng)干預(yù)即可發(fā)電。
【專利說明】 —種基于動(dòng)能發(fā)電的便攜式移動(dòng)電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于提高移動(dòng)電子設(shè)備續(xù)航能力的便攜式發(fā)電裝置，具體涉及一種基于動(dòng)能發(fā)電的便攜式移動(dòng)電源。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，移動(dòng)電子設(shè)備已滲入到人類生活的方方面面，如:移動(dòng)電話、便攜式音頻設(shè)備、數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦等，各種電子產(chǎn)品的出現(xiàn)給人們的生活提供了極大的便利?；诔杀竞铜h(huán)境的考慮，大多數(shù)便攜式電子設(shè)備均采用蓄電池供電，由于蓄電池的充電地點(diǎn)固定，且在充電時(shí)間內(nèi)移動(dòng)設(shè)備將喪失其移動(dòng)性能。因此，各種移動(dòng)電子設(shè)備的續(xù)航能力已經(jīng)成為消費(fèi)者關(guān)注的焦點(diǎn)問題。
[0003]為了實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)設(shè)備充電，各國工程技術(shù)人員進(jìn)行了許多研究工作。例如，利用太陽能進(jìn)行電能儲(chǔ)存的移動(dòng)充電設(shè)備，該類設(shè)備尺寸較大，不方便攜帶，此外，太陽能充電設(shè)備受天氣影響較大，通常只能在光照較好的天氣下使用，而在夜晚或陰雨天效果很差。另一種可被用做移動(dòng)充電器的設(shè)備是動(dòng)能充電器，其理論基礎(chǔ)是法拉第電磁定律，即磁場改變能夠產(chǎn)生電流且電流的大小取決于磁場變化的大小。這種發(fā)電方式通常采用永磁體和線圈做磁場切割運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電能的發(fā)電方式，其線圈截面一般設(shè)計(jì)為圓形，即由圓柱形永磁體在線圈繞制的圓柱型腔體內(nèi)直線往返運(yùn)行，進(jìn)而產(chǎn)生電能。過去，人們按照此定律研制的動(dòng)能發(fā)電裝置并沒有被廣泛采用，部分原因是由于其外形較大，重量較重，不利于攜帶。這是由于設(shè)計(jì)者為了便于磁體滑動(dòng)，通常采用圓筒形磁鐵，不但增加了裝置的體積，還增加了裝置的重量。還有一類動(dòng)能充電器通常需要人主動(dòng)驅(qū)動(dòng)曲柄旋轉(zhuǎn)進(jìn)行發(fā)電，發(fā)電過程將影響用戶的使用。另外，由于采用齒輪傳動(dòng)，齒輪間互相影響，故障較多，需要定期對(duì)部件進(jìn)行維護(hù)或更換。
[0004]因此，有必要設(shè)計(jì)一種基于動(dòng)能發(fā)電的便攜式移動(dòng)電源，以提高發(fā)電效率，減小設(shè)計(jì)尺寸，達(dá)到方便攜帶的目的。該便攜式移動(dòng)電源可以通過用戶主動(dòng)搖晃、振蕩或間接被動(dòng)的運(yùn)動(dòng)(如用戶攜帶該裝置散步，跑步，汽車或其它日?；顒?dòng))獲得電能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供了一種基于動(dòng)能發(fā)電的便攜式移動(dòng)電源，通過對(duì)動(dòng)能發(fā)電裝置進(jìn)行優(yōu)化提高了其發(fā)電效率，減少了裝置的尺寸，使其便于攜帶，能夠有效地提高移動(dòng)電子設(shè)備的續(xù)航能力，是一種清潔、環(huán)保、方便的移動(dòng)供電設(shè)備。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種基于動(dòng)能發(fā)電的便攜式移動(dòng)電源，其特征在于包括殼體、電池盒、電池管理部件、蓄電池、充電部件和動(dòng)能發(fā)電裝置，其中電池盒設(shè)置于殼體內(nèi)部的下方，電池管理部件、蓄電池和充電部件設(shè)置于電池盒內(nèi)，所述的充電部件與蓄電池通過導(dǎo)線相連接，用于給外部用電設(shè)備充電，所述的動(dòng)能發(fā)電裝置設(shè)置于殼體內(nèi)電池盒的上方，蓄電池與動(dòng)能發(fā)電裝置通過電池管理部件相連接，所述的動(dòng)能發(fā)電裝置包括運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵、固定強(qiáng)磁鐵、套筒和線圈，其中運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵在套筒內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，套筒的截面形狀為正多邊形，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵是與套筒截面形狀相對(duì)應(yīng)的柱體強(qiáng)磁鐵，套筒的上下端口處分別設(shè)有固定強(qiáng)磁鐵，固定強(qiáng)磁鐵朝向套筒內(nèi)部的極性與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵的極性相同，所述的線圈纏繞于套筒的外側(cè)，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵的高度為線圈纏繞高度的85%-95%，線圈的中心位于套筒的二分之一處，套筒的高度為運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵高度的三倍。本發(fā)明所述的套筒的截面形狀為正三角形、正方形或者正五邊形。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:發(fā)電效率高，尺寸較小，便于攜帶，故障率低，無需用戶主動(dòng)干預(yù)即可發(fā)電。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明的線路連接圖，圖3是本發(fā)明動(dòng)能發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是截面形狀為圓形的套筒及運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵圖組成的動(dòng)能發(fā)電裝置的輸出電壓波形圖，圖5是截面形狀為正方形的套筒及運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵圖組成的動(dòng)能發(fā)電裝置的輸出電壓波形圖，圖6是截面形狀為正五邊形的套筒及運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵圖組成的動(dòng)能發(fā)電裝置的輸出電壓波形圖，圖7是截面形狀為正三角形的套筒及運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵圖組成的動(dòng)能發(fā)電裝置的輸出電壓波形圖。
[0009]圖面說明:1、電池盒，2、殼體，3、動(dòng)能發(fā)電裝置，4、電池管理部件，5、充電部件，6、蓄電池，7、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵，8、固定強(qiáng)磁鐵，9、線圈，10、套筒。
【具體實(shí)施方式】
[0010]結(jié)合附圖詳細(xì)描述實(shí)施例。一種基于動(dòng)能發(fā)電的便攜式移動(dòng)電源，包括殼體2、電池盒1、電池管理部件4、蓄電池6、充電部件5和動(dòng)能發(fā)電裝置3，其中電池盒I設(shè)置于殼體2內(nèi)部的下方，電池管理部件4、蓄電池6和充電部件5設(shè)置于電池盒I內(nèi)，所述的充電部件5與蓄電池6通過導(dǎo)線相連接，用于給外部用電設(shè)備充電，所述的動(dòng)能發(fā)電裝置3設(shè)置于殼體2內(nèi)電池盒I的上方，蓄電池6與動(dòng)能發(fā)電裝置3通過電池管理部件4相連接，所述的動(dòng)能發(fā)電裝置3包括運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵7、固定強(qiáng)磁鐵8、套筒10和線圈9，其中運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵7在套筒10內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，套筒10的截面形狀為正多邊形，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵7是與套筒10截面形狀相對(duì)應(yīng)的柱體強(qiáng)磁鐵，套筒10的上下端口處分別設(shè)有固定強(qiáng)磁鐵8，固定強(qiáng)磁鐵8朝向套筒10內(nèi)部的極性與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵7的極性相同，所述的線圈9纏繞于套筒10的外側(cè)，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵7的高度為線圈9纏繞高度的85%-95%，線圈9的中心位于套筒10的二分之一處，套筒10的高度為運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵7高度的三倍。
[0011]分別以套筒截面設(shè)計(jì)為正方形、正三角形和正五邊形的動(dòng)能發(fā)電裝置為例，闡述其相對(duì)于圓形截面的動(dòng)能發(fā)電裝置的優(yōu)越性。
[0012]為了方便分析，對(duì)截面為圓形的套筒及運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵組成的動(dòng)能發(fā)電裝置和截面為正方形的套筒及運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵組成的動(dòng)能發(fā)電裝置進(jìn)行比較，上述正方形為上述圓形的內(nèi)接正方形。
[0013]截面為圓形的套筒及運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵組成的動(dòng)能發(fā)電裝置的輸出電壓波形如圖4所示，截面為正方形的套筒及運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵組成的動(dòng)能發(fā)電裝置的輸出電壓波形如圖5所示。由圖5可以看出，截面為正方形的套筒及運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵組成的動(dòng)能發(fā)電裝置的輸出電壓大于圖4所示的截面為圓形的套筒及運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵組成的動(dòng)能發(fā)電裝置，另外，由于線圈截面為內(nèi)接正方形，因此，截面為正方形的動(dòng)能發(fā)電裝置的體積較小，由于運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵截面為內(nèi)接正方形，因此，截面為正方形的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵體積較小，重量較輕，相同匝數(shù)下，線圈總長更短，重量更輕。由以上分析可知，本發(fā)明的動(dòng)能發(fā)電裝置的體積更小和重量更輕，且發(fā)電量更大。
[0014]截面為正五邊形的套筒及運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵組成的動(dòng)能發(fā)電裝置的輸出電壓波形如圖6所示，上述正五邊形為上述圓形的內(nèi)接正五邊形。由圖6可以看出，截面為正五邊形的套筒及運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵組成的動(dòng)能發(fā)電裝置的輸出電壓大于圖4所示的截面為圓形的套筒及運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵組成的動(dòng)能發(fā)電裝置，另外，由于套筒和運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵截面為內(nèi)接正五邊形，正五邊形動(dòng)能發(fā)電裝置的體積較小、重量較輕。
[0015]對(duì)截面為圓形的套筒及運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵組成的動(dòng)能發(fā)電裝置和截面為正三角形的套筒及運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵組成的動(dòng)能發(fā)電裝置進(jìn)行比較，上述正三角形為上述圓形的內(nèi)接正三角形。
[0016]設(shè)圓形半徑為R,其周長為23IR，可得圓形的內(nèi)接正三角形的周長為3#，因此，等長銅線條件下，三角形截面的銅線匝數(shù)多于圓形截面的銅線匝數(shù)，通過計(jì)算可知，在圓形銅線匝數(shù)為100匝時(shí)，相同的銅線可在三角形截面繞制120匝。
[0017]截面為正三角形的套筒及運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵組成的動(dòng)能發(fā)電裝置的輸出電壓波形如圖7所示。由圖7可以看出，截面為正三角形的套筒及運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵組成的動(dòng)能發(fā)電裝置的輸出電壓與圖4所示的截面為圓形的套筒及運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵組成的動(dòng)能發(fā)電裝置基本相同。由于套筒和運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵的截面為內(nèi)接正三角形，因此，截面為正三角形的動(dòng)能發(fā)電裝置的體積和重量遠(yuǎn)小于圓形截面的動(dòng)能發(fā)電裝置。綜上所述，本發(fā)明的線圈、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵和套筒的截面設(shè)計(jì)為正方形和正三角形截面的動(dòng)能發(fā)電裝置的體積更小和重量更輕，發(fā)電效率更高。
[0018]綜上所述，本發(fā)明通過對(duì)現(xiàn)有動(dòng)能發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化提高其發(fā)電效率，使該類產(chǎn)品的重量和體積大大減小，提高了該類產(chǎn)品的實(shí)用性，可有效提高移動(dòng)電子設(shè)備的續(xù)航能力。
【權(quán)利要求】
1.一種基于動(dòng)能發(fā)電的便攜式移動(dòng)電源，其特征在于包括殼體、電池盒、電池管理部件、蓄電池、充電部件和動(dòng)能發(fā)電裝置，其中電池盒設(shè)置于殼體內(nèi)部的下方，電池管理部件、蓄電池和充電部件設(shè)置于電池盒內(nèi)，所述的充電部件與蓄電池通過導(dǎo)線相連接，用于給外部用電設(shè)備充電，所述的動(dòng)能發(fā)電裝置設(shè)置于殼體內(nèi)電池盒的上方，蓄電池與動(dòng)能發(fā)電裝置通過電池管理部件相連接，所述的動(dòng)能發(fā)電裝置包括運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵、固定強(qiáng)磁鐵、套筒和線圈，其中運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵在套筒內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，套筒的截面形狀為正多邊形，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵是與套筒截面形狀相對(duì)應(yīng)的柱體強(qiáng)磁鐵，套筒的上下端口處分別設(shè)有固定強(qiáng)磁鐵，固定強(qiáng)磁鐵朝向套筒內(nèi)部的極性與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵的極性相同，所述的線圈纏繞于套筒的外側(cè)，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵的高度為線圈纏繞高度的85%-95%，線圈的中心位于套筒的二分之一處，套筒的高度為運(yùn)動(dòng)強(qiáng)磁鐵高度的三倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動(dòng)能發(fā)電的便攜式移動(dòng)電源，其特征在于:所述的套筒的截面形狀為正三角形、正方形或正五邊形。
【文檔編號(hào)】H02J7/32GK103825330SQ201410074167
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年3月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月3日
【發(fā)明者】王萌, 施艷艷, 高金輝 申請(qǐng)人:河南師范大學(xué)