[發(fā)明專利]采煤機(jī)用手動(dòng)充電裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410222425.7
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號(hào): CN103986222A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李輝;盧運(yùn)鵬;袁海鵬;張世洪;周常飛;汪崇建
• 申請（專利權(quán)）人: 天地上海采掘裝備科技有限公司;天地科技股份有限公司上海分公司
• 主分類號(hào): H02J7/32
• 分類號(hào): H02J7/32;H01M10/44
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

1.一種采煤機(jī)用手動(dòng)充電裝置，其特征在于，所述充電裝置包括：圓柱外殼、兩個(gè)外殼端蓋、兩個(gè)轉(zhuǎn)軸端蓋、對稱布置的滾動(dòng)軸承、卷簧、拉繩、轉(zhuǎn)軸、電路板、儲(chǔ)能器、永磁鐵；

所述外殼內(nèi)、轉(zhuǎn)軸的兩端分別設(shè)有轉(zhuǎn)軸端蓋，同時(shí)兩個(gè)外殼端蓋設(shè)置于外殼的兩端，用以定位兩個(gè)滾動(dòng)軸承；其中一個(gè)轉(zhuǎn)軸端蓋的中心開有一個(gè)孔并設(shè)有USB接口，USB接口通過該孔的導(dǎo)線與內(nèi)部的儲(chǔ)能器連接，相應(yīng)地，對應(yīng)位置的外殼端蓋設(shè)有外端蓋口，同時(shí)，該轉(zhuǎn)軸端蓋還設(shè)有電路板，電路板包括整流電路、濾波電路和閃光燈電路，起到整流濾波和指示的作用；

所述圓柱外殼內(nèi)部為階梯結(jié)構(gòu)，永磁體布置在外殼的內(nèi)部，提供磁場；轉(zhuǎn)軸的兩端固定著轉(zhuǎn)軸端蓋，用以定位電路板；

所述轉(zhuǎn)軸的中間布置著儲(chǔ)能器，儲(chǔ)能器為三塊鋰離子電池；轉(zhuǎn)軸的外側(cè)對稱設(shè)有六個(gè)外凸結(jié)構(gòu)，三相繞組線圈纏繞其上，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)切割磁感線產(chǎn)生三相交流電，繞組的形式為星型結(jié)構(gòu)，使得線電流等于相電流，不至于電流過大；

與轉(zhuǎn)軸相配合的扇形軸上由內(nèi)到外對稱的開有兩個(gè)小孔，方便繞組線圈引線接入轉(zhuǎn)軸內(nèi)部連接到電路板上；轉(zhuǎn)軸的外部、滾動(dòng)軸承的內(nèi)側(cè)裝有卷簧，使得轉(zhuǎn)軸自動(dòng)回轉(zhuǎn)，并且繼續(xù)發(fā)電；拉繩纏繞在轉(zhuǎn)軸的中央，并通過外殼延伸到外部；

在手拉拉繩時(shí)，拉繩能帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸上線圈旋轉(zhuǎn)的同時(shí)在做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，此時(shí)線圈產(chǎn)生三相交流電，產(chǎn)生的三相交流電經(jīng)過導(dǎo)線接通到電路板上，進(jìn)行濾波和整流，經(jīng)過處理后的電流再存儲(chǔ)到儲(chǔ)能器的鋰離子電池中；當(dāng)放松拉繩時(shí)，通過卷簧回轉(zhuǎn)時(shí)，繞組線圈繼續(xù)切割磁感線，產(chǎn)生電流；在不斷的手拉以及放松拉繩的過程中，鋰離子電池不停地儲(chǔ)存電量。

2.一種采煤機(jī)用手動(dòng)充電裝置，其特征在于，所述充電裝置包括：外殼、外殼端蓋、轉(zhuǎn)軸端蓋、滾動(dòng)軸承、卷簧、拉繩、轉(zhuǎn)軸、電路板、儲(chǔ)能器、永磁鐵；

所述外殼內(nèi)、轉(zhuǎn)軸的兩端分別設(shè)有轉(zhuǎn)軸端蓋，同時(shí)兩個(gè)外殼端蓋設(shè)置于外殼的兩端，用以定位兩個(gè)滾動(dòng)軸承；

所述電路板、儲(chǔ)能器設(shè)置于外殼內(nèi)，電路板連接儲(chǔ)能器，電路板包括整流電路、濾波電路，整流電路、濾波電路、儲(chǔ)能器依次連接；

所述永磁體布置在外殼的內(nèi)部，提供磁場；所述拉繩連接轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸的外部、滾動(dòng)軸承的內(nèi)側(cè)裝有卷簧。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采煤機(jī)用手動(dòng)充電裝置，其特征在于：

所述轉(zhuǎn)軸的中間布置著儲(chǔ)能器，儲(chǔ)能器為三塊鋰離子電池；轉(zhuǎn)軸的外側(cè)對稱設(shè)有六個(gè)外凸結(jié)構(gòu)，三相繞組線圈纏繞其上，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)切割磁感線產(chǎn)生三相交流電，繞組的形式為星型結(jié)構(gòu)，使得線電流等于相電流，不至于電流過大。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采煤機(jī)用手動(dòng)充電裝置，其特征在于：

與轉(zhuǎn)軸相配合的扇形軸上由內(nèi)到外對稱的開有兩個(gè)小孔，方便繞組線圈引線接入轉(zhuǎn)軸內(nèi)部連接到電路板上；轉(zhuǎn)軸的外部、滾動(dòng)軸承的內(nèi)側(cè)裝有卷簧，使得轉(zhuǎn)軸自動(dòng)回轉(zhuǎn)，并且繼續(xù)發(fā)電；拉繩纏繞在轉(zhuǎn)軸的中央，并通過外殼延伸到外部。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采煤機(jī)用手動(dòng)充電裝置，其特征在于：

在手拉拉繩時(shí)，拉繩能帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸上線圈旋轉(zhuǎn)的同時(shí)在做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，此時(shí)線圈產(chǎn)生三相交流電，產(chǎn)生的三相交流電經(jīng)過導(dǎo)線接通到電路板上，進(jìn)行濾波和整流，經(jīng)過處理后的電流再存儲(chǔ)到儲(chǔ)能器的鋰離子電池中；當(dāng)放松拉繩時(shí)，通過卷簧回轉(zhuǎn)時(shí)，繞組線圈繼續(xù)切割磁感線，產(chǎn)生電流；在不斷的手拉以及放松拉繩的過程中，鋰離子電池不停地儲(chǔ)存電量。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采煤機(jī)用手動(dòng)充電裝置，其特征在于：

所述電路板還包括閃光燈電路，用以通過閃光燈來識(shí)別大概的充電量大小，以便對是否應(yīng)該進(jìn)行下次拉伸做出指示。

7.一種利用權(quán)利要求1至6之一所述采煤機(jī)用手動(dòng)充電裝置的充電方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

手拉拉繩，拉繩能帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；

轉(zhuǎn)軸上線圈旋轉(zhuǎn)的同時(shí)在做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，此時(shí)線圈產(chǎn)生三相交流電；

產(chǎn)生的三相交流電經(jīng)過導(dǎo)線接通到電路板上，進(jìn)行濾波和整流，經(jīng)過處理后的電流再存儲(chǔ)到儲(chǔ)能器的鋰離子電池中；

當(dāng)放松拉繩時(shí)，通過卷簧回轉(zhuǎn)，繞組線圈繼續(xù)切割磁感線，產(chǎn)生電流；在不斷的手拉以及放松拉繩的過程中，儲(chǔ)能器不停地儲(chǔ)存電量。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的充電方法，其特征在于：

轉(zhuǎn)軸上每個(gè)繞組線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢為Em＝n*s*w*B,其中：n為繞組線圈圈數(shù)，s為繞組線圈面積，B為永磁鐵磁感應(yīng)強(qiáng)度，w為當(dāng)手動(dòng)拉繩之后，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度；

設(shè)R為電路上電阻，那么每個(gè)繞組轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生的電流為I＝Em/R，那么每個(gè)繞組線圈在轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)產(chǎn)生的功率P＝Em*I，則六個(gè)繞組在轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)產(chǎn)生的功率Pm＝6*P，當(dāng)設(shè)定電路電量轉(zhuǎn)化效率設(shè)置為J，那么轉(zhuǎn)動(dòng)一段時(shí)間之后，產(chǎn)生的電量Q＝J*t*Pm，其中t為轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間。