[發(fā)明專利]便攜式電子設(shè)備的基于旋轉(zhuǎn)慣性塊的增速發(fā)電裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910138306.2
• 申請日: 2006-05-23
• 公開（公告）號: CN101604880A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 單慶曉;潘孟春;楊俊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: H02K7/116
• 分類號: H02K7/116;H02J7/32;F03G5/06
• 代理公司: 國防科技大學(xué)專利服務(wù)中心
• 代理人: 郭 敏

分案申請說明：本申請是申請日為2006年5月23日、申請?zhí)枮?00610082324.x的“便攜式電子設(shè)備的慣性發(fā)電裝置”(優(yōu)先權(quán)日為2005年9月23日)的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種供電裝置，尤其是便攜電子設(shè)備的發(fā)電裝置。

背景技術(shù)

便攜式電子設(shè)備如手機(jī)、PDA、MP3已被廣泛使用。它們一般采用電池供電，但它們只能在電池有電的時候才能使用。在無法充電的場合如野外等，若正好電池沒電將造成很大不便。專利200320108024提出了一種內(nèi)置式太陽能手機(jī)充電裝置，該裝置利用光伏電池將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，但當(dāng)手機(jī)裝在口袋或在夜晚，該充電裝置無法工作。專利200420000836提出了一種手機(jī)應(yīng)急充電器，該充電器采用齒輪傳動帶動發(fā)電機(jī)，而人通過拉扣帶動齒輪運(yùn)動；專利200320103286提出了一種手搖式發(fā)電機(jī)，該裝置通過手搖帶動齒輪傳動機(jī)構(gòu)，進(jìn)而帶動發(fā)電機(jī)，這些方法采用齒輪與發(fā)電機(jī)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，其發(fā)電需要人做特定的運(yùn)動，增加了人的負(fù)擔(dān)。該裝置與便攜電子設(shè)備不能做成一體，攜帶不方便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是解決便攜電子設(shè)備充電裝置工作場合受限或結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、與電子設(shè)備不能做成一體等缺點(diǎn)，提供一種利用人體日常行為產(chǎn)生能量，體積小，能與電子設(shè)備做成一體或便于人體攜帶的發(fā)電裝置，可有效延長便攜電子設(shè)備的一次充電工作時間；在電池能量耗盡的情況下，通過人體的特定行為，滿足便攜電子設(shè)備短時間工作的要求。

技術(shù)方案是采用慣性發(fā)電原理，由可自由運(yùn)動的慣性塊和線圈組成發(fā)電裝置，通過人體運(yùn)動使得慣性塊與線圈之間獲得相對運(yùn)動，從而使線圈的磁通發(fā)生改變，線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。通過從人體運(yùn)動獲得能量，為便攜電子設(shè)備提供或補(bǔ)充電能，延長便攜電子設(shè)備一次充電的使用時間；由于人體的運(yùn)動大多都是加減速運(yùn)動，因此本發(fā)明可安裝在足部、手部，或攜帶身上，體積小巧，在任何場合均可用。

本發(fā)明由慣性轉(zhuǎn)子、齒輪增速機(jī)構(gòu)和直流發(fā)電機(jī)組成。慣性轉(zhuǎn)子由框架和偏心扇形慣性塊組成，框架為中心連有三根桿的圓盤結(jié)構(gòu)，中心處有孔，通過軸承與軸連接，三根桿將慣性轉(zhuǎn)子的圓盤面等分為三份，其中一個盤面內(nèi)鑲有偏心扇形慣性塊，慣性轉(zhuǎn)子圓盤外部邊緣有齒，因此慣性轉(zhuǎn)子也可認(rèn)為是一個齒輪。慣性轉(zhuǎn)子的框架的材料可采用鋁合金或工程塑料，偏心扇形慣性塊的材料可采用鐵或鉛。齒輪增速機(jī)構(gòu)為兩級齒輪傳動，由第一增速齒輪、第二增速齒輪、第三增速齒輪組成，慣性轉(zhuǎn)子與第一增速齒輪嚙合，第一增速齒輪與第二增速齒輪剛性連接，第二增速齒輪與第三增速齒輪嚙合，第三增速齒輪齒輪固連在直流發(fā)電機(jī)的軸上。第一增速齒輪、第二增速齒輪、第三增速齒輪的材料可以是鋁合金或塑料。直流發(fā)電機(jī)為圓盤形，軸上裝有齒輪，外圈為定子永磁極，內(nèi)圈為轉(zhuǎn)子線圈，通過電刷輸出直流電。

當(dāng)慣性轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，外部邊緣的齒帶動齒輪增速機(jī)構(gòu)，齒輪增速機(jī)構(gòu)再帶動直流發(fā)電機(jī)的軸，這樣，直流發(fā)電機(jī)就會產(chǎn)生電能。增大齒輪增速機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速可以提高直流發(fā)電機(jī)的輸出，進(jìn)而提高能量轉(zhuǎn)換效率。

由于直流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生直流電壓，因此無需整流電路，將輸出電壓通過二極管接到便攜電子設(shè)備的電池上即可，如需調(diào)節(jié)電壓，則將發(fā)電裝置的輸出與BOOST直流直流變換電路或者電荷泵轉(zhuǎn)換電路相連。

BOOST直流變換電路是：發(fā)電裝置的輸出經(jīng)整流后輸出至電容，變?yōu)槊}動直流，再通過電感、開關(guān)器件和肖特基二極管組成的升壓電路對電壓進(jìn)行提升，采用電壓反饋調(diào)節(jié)開關(guān)器件占空比以保持輸出電壓的穩(wěn)定。提升后的輸出電壓對便攜電子設(shè)備的電池進(jìn)行充電。

電荷泵變換電路是：發(fā)電裝置的輸出經(jīng)整流后輸出至電容，變?yōu)槊}動直流，再通過電荷泵變換電路對電壓進(jìn)行提升，電荷泵變換電路利用外接電容實(shí)現(xiàn)對輸入電壓的提升。提升后的輸出電壓對便攜電子設(shè)備的電池進(jìn)行充電。

本發(fā)明可與便攜電子設(shè)備做成一體，也可做成可拆卸的方式：在需要的時候與便攜電子設(shè)備安裝在一起，不需要的時候拆下來。將發(fā)電裝置與便攜電子設(shè)備一體化有利于人體攜帶，人攜帶或使用便攜電子設(shè)備的過程中就可為便攜電子設(shè)備充電，延長便攜電子設(shè)備使用時間。在無法得到外部電源的場合，如在野外，通過搖動便攜電子設(shè)備即可滿足短時使用的要求。發(fā)電裝置可與便攜電子設(shè)備做成一體，也可作為便攜電子設(shè)備的選配件，在需要的時候安裝在便攜電子設(shè)備上。