器4、沿动力传输方向依次连接设置的一级输出齿轮6、一级输入齿轮7、增速齿轮组9、二级输出齿轮11、二级输入齿轮12和发电机14 ;所述一级输出齿轮6安装在整向器4的输出轴5上并与一级输入齿轮7啮合，所述二级输出齿轮11与二级输入齿轮12啮合,所述二级输入齿轮12安装在发电机14的动力输入轴13上；所述一级输入齿轮7固定在一级输入驱动轴8上，所述二级输出齿轮11固定在二级输出轴10上。滚轮2的前后滚动通过整向器4和增速齿轮组9，转换为发电机14的转子进行单向、高速的旋转运动，从而大幅提高发电效率。所述的电能处理单元24可以安装于行李箱箱体21的任何部位，通过USB接口 31供用电设备使用。
[0025]如图1、图2所示，本发明整向器4包括设置在转轴3上的第一单向机构17和第二单向机构18、安装在所述第一单向机构17上的第一锥齿轮16、安装在所述第二单向机构18上的第二锥齿轮19、同时与所述第一锥齿轮16和第二锥齿轮19啮合的第三锥齿轮20，以及与所述第三锥齿轮20固定连接的输出轴5。所述的第一单向机构17和第二单向机构18为单向轴承或单向离合器，本发明的一种优选实施例中，两单向机构装配成锁止方向相反，即，如果一个单向机构在行李箱前进时处于同锥齿轮锁止的状态，另一个单向机构在行李箱后退时处于同锥齿轮锁止的状态，两者离合动作方向相反，就可实现在行李箱前进和后退时均可发电。本发明的另一种实施例中，两单向机构装配成锁止方向相同，即，在行李箱前进时，同时处于与各自对应锥齿轮锁止状态，离合动作方向相同，只在行李箱前进方向发电。
[0026]如图1、图2、图4所示，行李箱滚轮2滚动时，转轴3随之转动，转轴3带动第一锥齿轮16、第二锥齿轮19转动，转动可以分为顺时针转动和逆时针转动两种，经过整向器4的作用，在输出轴5上的一级输出齿轮6始终只有同一种旋转方向。一级输出齿轮6带动增速齿轮组9转动，二级输出齿轮11又推动二级输入齿轮12高速转动，从而使发电机14工作产生电能，所产生的电能，通过储能模块30存储起来，储能模块30给用电设备供电。
[0027]如图4所示，本发明的电能处理单元24，包括依次连接的接口电路25、负载切换转盘26、自适应开关27、储能模块30和USB接口 31。接口电路25，该电路有整流和稳压功能。负载切换转盘26，由不同阻值档位的电阻构成，并设置在箱体21的外侧；负载切换转盘26能够切换行李箱发电器的负载，从而控制行李箱发电器的发电效率，发电效率越小，则拉动行李箱所需的拉力越小。所述的自适应开关27由开关管28和光耦器件29组成，所述光耦器件29包括发光二极管和光敏三极管；所述负载切换转盘26的输出端同时与开关管28的输入端和光敏三极管的集电极连接，还通过电阻与开关管28的控制端连接，所述开关管28的输出端与发光二极管的正端连接，发光二极管的负端与储能模块30相连，光敏三极管的射极与开关管28的控制端连接；所述开关管28为微MOS管或模拟开关。当行李箱发电器发电并给储能模块30充电或为外电路供电的时候，开关管28的控制端为高电平，自适应开关27处于导通状态；当储能模块30充电饱和时，光耦器件29的发光二极管不发光，光敏三极管的射极输出低电平，拉低开关管28的控制端，从而使开关管28关闭，这样，自适应开关27就断开了，此时行李箱发电器处于开路状态，此时无外接负载，发电器对行李箱拉动的阻力最小。
[0028]上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种行李箱发电器，其特征在于:该发电器包括箱体(21)、设置在所述箱体(21)底部的转轴(3)、安装在所述转轴(3)上的滚轮(2)、设置在箱体(21)内部并由转轴(3)驱动的发电单元(I )、与所述发电单元(I)输出端连接的电能处理单元(24); 所述发电单元(I)包括与所述转轴(3)连接的整向器(4)、沿动力传输方向依次连接设置的一级输出齿轮(6)、一级输入齿轮(7)、增速齿轮组(9)、二级输出齿轮(11)、二级输入齿轮(12)和发电机(14);所述一级输出齿轮(6)安装在整向器(4)的输出轴(5)上并与一级输入齿轮(7)啮合，所述二级输出齿轮(11)与二级输入齿轮(12)啮合，所述二级输入齿轮(12)安装在发电机(14)的动力输入轴(13)上； 所述整向器(4)包括设置在转轴(3)上的第一单向机构(17)和第二单向机构(18)、安装在所述第一单向机构(17)上的第一锥齿轮(16)、安装在所述第二单向机构(18)上的第二锥齿轮(19)、同时与所述第一锥齿轮(16)和第二锥齿轮(19)啮合的第三锥齿轮(20)，以及与所述第三锥齿轮(20)固定连接的输出轴(5)； 所述的电能处理单元(24)包括依次连接的接口电路(25)、负载切换转盘(26)、自适应开关(27)、储能模块(30)和USB接口(31);所述负载切换转盘(26)由不同阻值档位的电阻构成，并设置在箱体(21)的外侧。
2.根据权利要求1所述的一种行李箱发电器，其特征在于:所述的自适应开关(27)由开关管(28 )和光耦器件(29 )组成，所述光耦器件(29 )包括发光二极管和光敏三极管；所述负载切换转盘(26)的输出端同时与开关管(28)的输入端和光敏三极管的集电极连接，还通过电阻与开关管(28)的控制端连接，所述开关管(28)的输出端与发光二极管的正端连接，发光二极管的负端与储能模块(30)相连，光敏三极管的射极与开关管(28)的控制端连接；所述开关管(28)为微MOS管或模拟开关。
3.根据权利要求1或2所述的一种行李箱发电器，其特征在于:所述的第一单向机构(17)和第二单向机构(18)为单向轴承或单向离合器。
4.根据权利要求1或2所述的一种行李箱发电器，其特征在于:所述一级输入齿轮(7)固定在一级输入驱动轴(8 )上，所述二级输出齿轮(11)固定在二级输出轴(10 )上。
5.根据权利要求1或2所述的一种行李箱发电器，其特征在于:所述第一单向机构(17)和第二单向机构(18)的锁止方向相反。
【专利摘要】本发明公开了一种行李箱发电器，当拉动行李箱时，滚轮滚动，依次通过转轴、整向器、整向器的输出轴、一级输出齿轮、一级输入齿轮、一级输入驱动轴、增速齿轮组、二级输出轴、二级输出齿轮、二级输入齿轮，最后传递到发电机的动力输入轴，从而使发电机的转子进行高速旋转，实现高效地发电。本发明设计了负载切换转盘，能够根据使用条件和应用需要切换行李箱发电器的负载从而控制其发电功率，发电功率越小则拉动行李箱所需的拉力越小。本发明还设计了自适应开关，当储能模块充电饱和时，能够自动断开行李箱发电器电路，使行李箱发电器处于开路状态，此时发电功率为零，从而使行李箱拉动时行李箱发电器对其阻力最小。
【IPC分类】F03G5-06
【公开号】CN104533735
【申请号】CN201510003436
【发明人】曹自平, 任朝阳, 王永进, 朱洪波
【申请人】南京邮电大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月6日