专利名称：自发电手电筒的制作方法
技术领域：
本实用新型提供一种自发电手电筒，尤其是一种能利用手臂的自然摆动实现自发电照明 的手电筒。
背景技术：
手电筒是人们广泛使用的生活用品， 一般用干电池提供电能，不仅需耗用干电池，干电 池用后的处置也是环境问题，如手电筒能自发电而不需使用干电池，其经济效益和环境效益 不言而喻。目前实现自发电手电筒较为成熟的技术方案是通过手电筒外的压把、摇把等工具 给手电筒做功，所做功经转速提升装置提升转速后驱动发电机发电，或存储在涡巻弹簧内， 由其缓慢释放并通过转速提升装置提升转速后驱动发电机发电，专利号为02220353.2、 8209097. 8以及99223619. 3的公开专利均属此类方案，此类方案产品需要使用者用按压压把 或转动摇把等不自然动作对手电筒持续做功，使用者易疲劳，特别是在行走时使用尤为不便。 特别需提到的是99223619. 3方案中提到了摆轮元件与本实用新型的摆锤元件名称非常相似， 但其摆轮的作用是控制转轴匀速转动，而本实用新型则是利用摆锤实现能量转换，作用不同。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种更方便实用的自发电手电筒，解决把自然摆臂动作所做的 功转化成电能实现自发电照明的技术问题。
为实现本实用新型的目的，本实用新型由发光元件、微型发电机、转速提升装置、壳体 等部分组成，本实用新型设计有摆锤，摆锤与在壳体内位置固定的摆动支点轴相连接,摆锤可 以绕摆动支点轴正反两向摆动；摆锤和转速提升装置之间有使转速提升装置的输入轮或输入 轴随摆锤的摆动而转动的力传递结构；转速提升装置的输出轮或输出轴与微型发电机转子相 连接；所述转速提升装置是能将输入轮或输入轴的正反两向转动提升转速的转速变速装置。 本实用新型工作原理如下:手臂自然摆动时,其手掌部分为近似圆弧状的前后运动，当用手掌 握住本实用新型且使摆锤的摆动平面与手掌部分前后运动平面基本平行，摆动支点轴跟随手 掌运动，并带动与之相连接的摆锤运动使摆锤具有动能，同时由于摆锤与摆动支点轴相连接 且摆动支点轴位置固定，使摆锤只能做绕摆动支点轴的正反两向摆动运动，如此，摆锤通过 摆动支点轴承接了手掌部分前后运动所做的功；摆锤通过力传递结构将其正反两向摆动运动 传递给转速提升装置，使输入轮或输入轴正向或反向转动，既摆锤利用力传递机构进一步将 承接的功转化成转速提升装置的输入；由于转速提升装置能将输入轮或输入轴的正反两向转 动提升转速，使正反两向转动输入均能提升转速后由输出轮或输出轴输出，带动与之相连接 的微型发电机转子转动，使微型发电机发电；所发电能供给发光元件发光照明。由此，摆动 支点轴、摆锤、转速提升装置、摆锤和转速提升装置之间的力传递结构及微型发电机和发光 元件，共同构成了一个可将手臂自然摆动时手掌部分前后运动所做功，转化成电能和光能的 能量转换系统，实现了自发电照明的目的。
为使本实用新型所发光亮不随手臂往复摆动而晃动，本实用新型安装发光元件的灯头与 提供电源的手电筒本体分离，两者之间通过导线连接。
本实用新型的壳体上固定有两根弹簧片，弹簧片的一端固定在壳体上，另一端分别按相 反方向沿摆锤运动圆弧指向摆锤。两根弹簧片的作用是縮短摆锤往复摆动过程中在两个变换 运动方向点及其附近时段时长，当摆锤接近变换运动方向点时，动能逐渐消耗完毕，摆锤的 运动速度减慢，使微型发电机输出电压及功率迅速下降，影响发光元件工作，通过设置两根 弹簧片，并使弹簧片的非固定端能在变换运动方向点前与摆锤接触，摆缍摆动接触弹簧片后， 弹簧片的阻力使摆锤迅速减慢停止，同时弹簧片的反弹作用加快了摆锤的换向速度，并给摆
缍反向 一个初速度，縮短了摆锤换向时间。摆锤和弹簧片的非固定端接触面在摆锤侧面的中 心点位置为宜。
本实用新型的有益效果是能把摆臂所做的功转化成电能和光能实现自发电照明，由于摆 臂动作是人的自然动作，特别是行走时的自然动作，因此提高了使用的方便性和实用性。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的第一个具体实施方式
剖开壳体后的正面视图。
图2是本实用新型的第一个具体实施方式
剖开壳体后的侧面视图。
图3是本实用新型的第一个具体实施方式
弹簧片与壳体连接部分的局部视图。
图4是本实用新型的电路图。
图5是本实用新型的第二个具体实施方式
剖开壳体后的正面视图。
图6是本实用新型的第二个具体实施方式
剖开壳体后的侧面视图。
图7是本实用新型的第二个具体实施方式
弹簧片与壳体连接部分的局部视图。
图8是本实用新型的第三个具体实施方式
剖开壳体后的正面视图。
图9是本实用新型的第三个具体实施方式
剖开壳体后的侧面视图。
图10是本实用新型的第三个具体实施方式
弹簧片与壳体连接部分的局部视图。
具体实施方式
图1所示为本实用新型的第一个具体实施方式
，由发光元件U)、微型发电机(6)、壳 体(7)和转速提升装置等部分组成，本实施方式的转速提升装置是一对啮合的大齿轮(9) 和小齿轮(12)构成的齿轮变速机构，大齿轮(9)是转速提升装置的输入轮，小齿轮(12) 是转速提升装置的输出轮，摆锤(10)直接用螺钉(11)固定在大齿轮(9)上，摆锤(10) 通过螺钉(11)及大齿轮(9)与摆动支点轴(8)相连接，大齿轮(9)的转轴即为摆锤(10) 的摆动支点轴(8)，螺钉(11)既是摆锤(10)与大齿轮(9)间的连接件，也是摆锤(10) 与转速提升装置间的力传递结构，摆锤(10)绕摆动支点轴(8)双向摆动时，通过螺钉(11) 带动大齿轮(9)双向转动，大齿轮(9)带动小齿轮(12)并提升转速，小齿轮(12)与微 型发电机(6)的转子同轴连接，使微型发电机(6)发电，所发电能经导线(5)和中间电路 (3)后供发光元件(1)发光，实现自发电照明。
如
图1所示，本实用新型的第一个具体实施方式
被分开成两部分，安装发光元件(1) 的灯头(2)与提供电源的手电筒本体分离，两者通过导线(5)连接，使发光元件(1)光亮 不随手臂往复摆动而晃动。中间电路(3)也被安装在灯头(2)内，在灯头(2) h还有一夹 扣(4)，夹扣可夹在衣服口袋或皮带上，解放另一只手以便于劳动。如图2所示在壳体(7) 的侧面固定有一根腕带(14)，便于手掌握住手电筒。
图3和
图1给出了本实用新型的第一个具体实施方式
弹簧片(13)形状及其与壳体(7) 的连接结构，弹簧片(13)的方形固定端被卡在壳体(7)圆形外壳的方孔内，弹簧片(13) 的活动端分别按相反方向沿摆锤(10)运动圆弧指向摆锤(10)。
图4是本实用新型的电路图，F代表微型发电机，R,表示发光元件，两者之间的中间电 路(3)可实现整流储能和稳压作用，电路由整流二极管D、电容C、电感L和稳压二极管Dz 构成，整流二极管D将微型发电机所发交流电整流成直流，电容C既有滤波稳压的作用，还 起储能作用，在微型发电机转速较低输出电压及功率不足时，供给发光元件使用，在速度较
高的时段，微型发电机的输出电压和频率较高，电路中的电感L的感抗增大，限制发光元件 上的电压和电流，稳压二极管Dz可保护发光元件。因此，本电路可保持有较稳定的电压和功
率供给发光元件，使所发出光亮较为稳定，也起保护发光元件作用。根据微型发电机和发光 元件两者的特性不同，中间电路(3)可以有不同的设计方法，其功能主要是实现稳压、储能 和保护作用，如微型发电机和发光元件性能足够好，也可不设置中间电路(3)，直接用导线
(5) 连接。
图5、图6、图7给出了本实用新型的第二个具体实施方式
，由发光元件(1)、微型发 电机(6)、壳体(7)和转速提升装置等部分组成，摆锤(9)通过螺钉(12)及过渡连接部 分(14)与摆动支点轴(8)连接，微型发电机(6)镶嵌在摆锤(9)内，摆锤(9)和微型 发电机(6) —起可绕摆动支点轴(8)双向摆动，本实施方式的转速提升装置由固定在壳体 (7)内的内齿齿轮(10)及与微型发电机转子同轴连接的小齿轮(11)构成，内齿齿轮(10) 为转速提升装置的输入轮，小齿轮(11)是转速提升装置的输出轮，摆锤(9)与微型发电机
(6) 之间的结合面即为摆锤(9)与转速提升装置之间的力传递结构，当手臂摆动通摆动支 点轴(8)给摆锤(9)和微型发电机(6)反复做功使其摆动时，摆锤(9)通过与微型发电 机(6)之间的结合面使内齿齿轮(10)和小齿轮(11)之间产生相对运动，内齿齿轮(10) 带动小齿轮(11)转动并提升转速，使微型发电机(6)发电。图5、图6所示导线(5)山 微型发电机(6)引出后，在摆动支点轴(8)上绕一圈后顺着摆动支点轴(8)径向穿出壳体
(7) ，引入到灯头(2)部分，同样灯头(2)部分与提供电源的手电筒本体分离，两者间通 过导线(5)连接，灯头(2)上中间电路(3)与夹扣(4)。图6中壳体(7)侧面固定有腕 带(15)。图5和图7可见本实施方式弹簧片(13)形状及其与壳体(7)的间的连接结构。
图8、图9、图IO给出了本实用新型的第三个具体实施方式
，山发光元件(1)、微型发 电机(6)、壳体(7)和转速提升装置等部分组成，摆锤(13)通过螺钉(12)、过渡连接部 分(16)及大齿轮(10)与摆动支点轴(8)连接，本实施方式的转速提升装置由两级变速装 置构成，第一级由啮合的大齿轮(10)和小齿轮(11)构成，第二级由一对皮带轮构成，大 皮带轮(9)与小齿轮(11)同轴且固定连接，小皮带轮(14)与微型发电机(6)的转子同 轴且固定连接，大齿轮(10)为转速提升装置的输入轮，小皮带轮(14)为输出轮，螺钉(12) 和过渡连接部分(16)即为摆锤(13)与转速提升装置间的力传递结构。摆锤(13)摆动时 通过螺钉(12)及过渡连接部分(16)使大齿轮(10)双向转动，经小齿轮(11)提升转速 后带动大皮带轮(9)，大皮带轮(9)通过皮带(15)带动小皮带轮(14)再一次提升转速后 驱动微型发电机(6)发电。同样灯头(2)部分与提供电源的手电筒本体分离，两者间通过 导线(5)连接，灯头(2)上有中间电路(3)与夹扣(4)。图9中壳体(7)侧面固定有腕 带(18)。图8和图IO可见本实施方式弹簧片(n)形状及其与壳体(7)的连接结构。本实 施方式中如果只将皮带轮作为转速提升装置，则大齿轮(10)与小齿轮(11)即为摆锤(13) 与转速提升装置间的力传递结构的一部分，大皮带轮(9)为转速提升装置的输入轮。
本实用新型还可以有多种变化,如摆锤还可以是两个或多个，由两个或多个不同步摆动 的摆锤相互配合，可改善单摆锤结构在两个运动方向变换点速度减慢，微型发电机因转速低使 输出电压和功率降低而影响照明效果的情况；同样根据摆锤数量的变化，摆动支点轴可以有 一根或数根，摆动支点轴在壳体内可固定在不同的位置，只须保证摆锤有足够的双向摆动空 间，摆动支点轴的形状也不局限于圆柱状，还可以是其他适用形状如圆球状、圆饼状；摆锤 与摆动支点轴摆动之间可通过其他部件间接相连接，如上述三个具体实施方式
所示，也可以 将摆锤做成特殊形状直接连接，如时钟的钟摆形状，甚至将摆动支点轴与摆锤整体制造，摆 綞与摆动支点轴之间可以是固定连接也可以是活动连接，摆动支点轴不能转动时则摆锤与摆 动支点轴间需活动连接使摆锤可以摆动，如摆动支点轴可以转动则摆锤与摆动支点轴间既可 以活动连接也可以固定连接；摆锤和转速提升装置之间的力传递结构根据摆动支点轴与和转 速提升装置的输入轴或输入轮的轴两轴位置相对关系不同，实现方法可以有多种变化，两轴
重合时可采用固定连接或通过两者间的结合面实现力传递，如上述三个具体实施方式
所示， 两轴平行时可采用直齿圆柱齿轮传动、导杆-滑块或导槽-滑块机构实现，当两轴相互垂直或 成一定角度相交时，可用直齿圆锥齿轮或带传动中的半交叉传动实现力传递，结构相对复杂， 两者间还可以用一些特殊连接方法以实现在力传递的同时达到其他有益效果，如缓冲、匀速、 储能、离合等效果，如用涡巻弹簧连接可达到储能和缓冲效果，使传递到转速提升装置的力 更均匀平滑，但相应会使力传递结构更复杂；力传递结构一般直接作用于转速提升装置的输 入轴或输入轮，如第一和第三个具体实施方式
，也可以作用于转速提升装置的其他元件上， 间接使输入轴或输入轮转动，如第二个具体实施方式
所示力传递结构；本实用新型要求的能 实现将输入轮或输入轴的双向转动提升转速的转速变速装置可以有多种变化，除实例中所示 的齿轮变速装置、皮带轮变速装置，还可以是链轮变速装置，或者是它们组合而成的转速变 速装置，变速级次也可以根据需要增减变化；转速提升装置的输出轮或输出轴与微型发电机 转子连接方法也可多种变化，除上述三个具体实施方式
所示的直接固定连接外，还可以根据 需要采用联轴器或离合器等相连接；另外，本实用新型不限于用手使用，也可以捆绑在脚上 使用，只需使摆锤摆动圆弧平面与小腿行走摆动时运动平面基本平行即可。上述变化均落实 在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种自发电手电筒，由发光元件、微型发电机、转速提升装置、壳体等部分组成，其特征是本实用新型设计有摆锤，摆锤与在壳体内位置固定的摆动支点轴相连接，摆锤可以绕摆动支点轴正反两向摆动；摆锤和转速提升装置之间有使转速提升装置的输入轮或输入轴随摆锤的摆动而转动的力传递结构；转速提升装置的输出轮或输出轴与微型发电机转子相连接；所述转速提升装置是能将输入轮或输入轴的正反两向转动提升转速的转速变速装置。
专利摘要本实用新型公开了一种自发电手电筒，尤其是一种利用手臂的自然摆动实现自发电的手电筒。由发光元件、微型发电机、转速提升装置、壳体等部分组成，本实用新型设计有摆锤，摆锤与在壳体内位置固定的摆动支点轴相连接，摆锤可以绕摆动支点轴正反两向摆动；摆锤和转速提升装置之间有使转速提升装置的输入轮或输入轴随摆锤的摆动而转动的力传递结构；转速提升装置的输出轮或输出轴与微型发电机转子相连接；所述转速提升装置是能将输入轮或输入轴的正反两向转动提升转速的转速变速装置。摆锤承接摆臂所做的功而摆动，并传递给转速提升装置提升转速后驱动微型发电机发电，解决了把摆臂所做的功转化成电能实现自发电照明的技术问题，主要用途是照明。
文档编号F21L13/06GK201014239SQ20062015939
公开日2008年1月30日 申请日期2006年11月28日 优先权日2006年11月28日
发明者钟安庸 申请人:钟安庸