专利名称：一种手摇发电式暖手宝的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种手摇发电式暖手宝。
背景技术：
暖手宝作为一种取暖工具在寒冷的时候是人们很好的选择；而安全、小巧、物美价廉等特性便是暖手宝的重要评价依据。随着当今社会的进步，低碳节能成为时代的主题，运用人的化学能转化为机械能来做功的产品越来越多，比如手摇电筒。因此，相较于传统的电暖手宝，手摇发电式暖手宝更有了环保节能、安全可靠和使用方便等优势。
发明内容为了克服现有技术中暖手宝存在的安全隐患和不节能的缺点，本实用新型提供一种靠人体化学能转化为机械能进而转化为电能的安全节能的手摇发电式暖手宝。本实用新型采用的技术方案是一种手摇发电式暖手宝，其特征在于包括保温外层、手摇柄和设在所述保温外层内的组合齿轮、电热石棉瓦、由线圈缠绕的铁芯和磁铁，所述的手摇柄与所述的组合齿轮的一端相互连接；所述的电热石棉瓦设在所述保温外层两侧的内壁上；所述的组合齿轮的另一端通过连接支架与所述的磁铁固定连接，所述铁芯设在所述保温外层的内腔中心且通过线圈支架固定在所述保温外层的底部；所述线圈和所述电热石棉瓦通过线圈接头连接形成回路；通过所述组合齿轮带动所述磁铁相对运动使所述线圈切割磁感线而产生电流。进一步，所述组合齿轮包括第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮，所述手摇柄与所述第一齿轮相互连接，所述第一齿轮与所述第二齿轮无缝转动连接，所述第二齿轮与所述第三齿轮无缝转动连接；所述第三齿轮通过连接支架与所述磁铁固定连接；所述第二齿轮通过连接支架与所述保温外层上端固定连接。本实用新型使用时，转动手摇柄，带动保温外层内部的第一齿轮转动，从而带动与之相连的第二齿轮再带动第三齿轮转动，进一步带动连接支架旋转。这时，固定在连接支架上的磁铁发生旋转，而线圈不动。线圈因为切割磁感线而产生动生电动势，由于电路回路的存在，从而产生电流。本实用新型的有益效果体现在结构简单，易于制作，成本低廉；利用人体化学能转化为机械能进而转化为电能从而最终转化为热能产热，实现了安全，节能的功效。
图I是本实用新型暖手宝的整体结构示意图。图2是本实用新型暖手宝的俯视图。
具体实施方式
参照图I和图2，一种手摇发电式暖手宝，其特征在于包括保温外层5、手摇柄I和设在所述保温外层5内的组合齿轮、电热石棉瓦4、由线圈7缠绕的铁芯8和磁铁6，所述的手摇柄I与所述的组合齿轮的一端相互连接；所述的电热石棉瓦4设在所述保温外层5两侧的内壁上；所述的组合齿轮的另一端通过连接支架3与所述的磁铁6固定连接，所述铁芯8设在所述保温外层5的内腔中心且通过线圈支架10固定在所述保温外层5的底部；所述线圈7和所述电热石棉瓦4通过线圈接头9连接形成回路；通过所述组合齿轮带动所述磁铁6相对运动使所述线圈7切割磁感线而产生电流。进一步，所述组合齿轮包括第一齿轮2、第二齿轮21和第三齿轮22，所述手摇柄I与所述第一齿轮2相互连接，所述第一齿轮2与所述第二齿轮21无缝转动连接，所述第二齿轮21与所述第三齿轮22无缝转动连接；所述第三齿轮22通过连接支架3与所述磁铁6固定连接；所述第二齿轮21通过连接支架3与所述保温外层5上端固定连接。本实用新型使用时，转动手摇柄I，带动保温外层5内部的第一齿轮2转动，从而带动与之相连的第二齿轮21再带动第三齿轮22转动，进一步带动连接支架3旋转。这时，固定在连接支架3上的磁铁6发生旋转，而线圈7不动。线圈7因为切割磁感线而产生动生电动势，由于电路回路的存在，从而产生电流。根据焦耳定律Q = I2R, R是线圈电阻。最后电能将全部转化为线圈连接发热电阻的热能，于是发电装置实现了发电产热效应。本实用新型并非采用线圈转动的模式，而是利用磁铁转动切割磁感线，优势在于不需要安装线圈转动切割磁感线时在底部的保护万向头，避免了这一部分的，最大程度的利用产生的能量，更不会因为这一部分的机械损伤导致装置失灵。理论情况下，计算本实用新型的实际升温A T参数时，公式如下设线框长为a，宽为b，线圈匝数为n，线框旋转角速度为W。根据动生电动势原理E= Blv,可知E = n*2*B*a*[w*b/2*sin(wt)]=nBabw*sin(wt)ab为线框面积S，磁通量O = BS 令E max = nBSw = nwO ,则瞬时动生电动势e = E max*sin (wt),瞬时电流i=e/R ；设每个周期内，等效电流为I，则=I2RT = / i2Rdt，积分区间为一个周期T，/. I = i max/ (2V2) = nBabw/ (R*2V2)/.热量Q = I2Rt,在本实施例中，R为发热电阻的阻值大小。令第一齿轮半径为rl，转速为W1，即手摇柄转轴速度；第三齿轮半径为r2，转速为w,/. rl*ffl = r2*w,/.w= (rl*ffl) /r2热量 Q = I2Rt = [nBabw/ (R*2V2) ] 2R*t = [ (nBabrlffl/r2)2/ (2R)]*t 令电阻的比热容为C,质量为m,则所需升温AT = Q/ (Om) V假如B= 0. 4T,线圈阻数 n = 300 0L 线圈面积 S = ab = 0. 08*0. 1 = 0. 008m2，齿轮半径比rl/r2 = 6，Rl = 300 Q，手摇柄转速约为每秒三圈W1 = 6 ，所需电热丝假SL= IOm,电阻每米 120Q，则 R2 = 1200Q，则 R = R1+R2 = 1500 Q，热容 C = 0. 46 [ J/(g 0C )],质量 m = 0. Olkg,则[0028]假设室温为20°C，现需要升温至最高温度阈值45°C，时间推断如下AT = Q/(C*m) = [ (300 X 0. 4 X 0. 008 X 6 X 6 Ji)2/ (2 X 1500) ] X [t/ (0. 4X10)]=25 0Ct = 29. 3s，所以在20°C提升至45°C时需要的时间大约为30s。假设室温为15°C，现需要升温至最高温度阈值45°C，时间推断如下AT = Q/(C*m) = [ (300 X 0. 4 X 0. 008 X 6 X 6 Ji)2/ (2 X 1500) ] X [t/ (0. 4X10)]=30 0C t = 35. 2s，所以在15°C提升至45°C时需要的时间大约为35s。假设室温为5°C，现需要升温至最高温度阈值45°C，时间推断如下AT = Q/(Om) = [ (300 X 0. 4 X 0. 008 X 6 X 6 Ji)2/ (2 X 1500) ] X [t/ (0. 4X10)]=40 0Ct = 46. 9s，所以在5°C提升至45°C时需要的时间大约为47s。本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
权利要求1.一种手摇发电式暖手宝，其特征在于包括保温外层、手摇柄和设在所述保温外层内的组合齿轮、电热石棉瓦、由线圈缠绕的铁芯和磁铁，所述的手摇柄与所述的组合齿轮的一端相互连接；所述的电热石棉瓦设在所述保温外层两侧的内壁上；所述的组合齿轮的另一端通过连接支架与所述的磁铁固定连接，所述铁芯设在所述保温外层的内腔中心且通过线圈支架固定在所述保温外层的底部；所述线圈和所述电热石棉瓦通过线圈接头连接形成回路；通过所述组合齿轮带动所述磁铁相对运动使所述线圈切割磁感线而产生电流。
2.如权利要求I所述的一种手摇发电式暖手宝，其特征在于所述组合齿轮包括第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮，所述手摇柄与所述第一齿轮相互连接，所述第一齿轮与所述第二齿轮无缝转动连接，所述第二齿轮与所述第三齿轮无缝转动连接；所述第三齿轮通过连接支架与所述磁铁固定连接；所述第二齿轮通过连接支架与所述保温外层上端固定连接。
专利摘要本实用新型公开了一种手摇发电式暖手宝，包括保温外层、手摇柄和设在所述保温外层内的组合齿轮、电热石棉瓦、由线圈缠绕的铁芯和磁铁，所述的手摇柄与所述的组合齿轮的一端相互连接；所述的电热石棉瓦设在所述保温外层两侧的内壁上；所述的组合齿轮的另一端通过连接支架与所述的磁铁固定连接，所述铁芯设在所述保温外层的内腔中心且通过线圈支架固定在所述保温外层的底部；所述线圈和所述电热石棉瓦通过线圈接头连接形成回路；通过所述组合齿轮带动所述磁铁相对运动使所述线圈切割磁感线而产生电流。本实用新型结构简单，易于制作，成本低廉；利用人体化学能转化为机械能进而转化为电能从而最终转化为热能产热，安全，节能。
文档编号A61F7/08GK202537755SQ20122013754
公开日2012年11月21日 申请日期2012年4月1日 优先权日2012年4月1日
发明者丁伟, 张小薇 申请人:杭州师范大学