专利名称：具有棘轮机构的摆动式发电模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种发电模块，尤其涉及一种具有棘轮机构的摆动式发电模块。
背景技术：
随着电池技术的进步，可反复充电的蓄电装置已成为电子产品内不可或缺的要件之 一， 一般来说，利用连接至供电插座的充电座以针对电子产品内部的蓄电装置进行电能的 补充为目前电子产品主要充电的方式，而在现今提倡环保以及节能用电的潮流观念下，许 多利用环保能源的充电装置应运而生，如太阳能充电装置、手摇式发电装置等。
所谓的太阳能充电装置是以太阳光照射内部太阳能板的方式来产生电能以进行后续 电子产品的电力补充，而手摇式发电装置则是利用发电马达可将机械能转换为电能的特性 来产生电能，也就是说，使用者可通过转动发电马达的驱动轴以使发电马达内部产生磁生 电效应的方式来进行对电子产品的充电，然而上述的充电方法均有应用上的限制，就太阳 能充电装置而言，其所处的环境对其充电效能的影响甚巨，若是在阳光充足的环境条件下， 则太阳能充电装置可为电子产品提供相当充足的充电电能，反之，若是在阴暗无光的环境 条件下，甚至有可能根本无法进行电子产品的充电，如此会在其使用上造成莫大的不便。 另外，就可摇式发电装置而言，由于需依赖使用者提供机械能(如摇动电子产品或转动驱 动轴)以驱动发电马达产生充电电能，因此，此种装置不仅费时费力，同时在充电效能上 也不如太阳能充电装置。
实用新型内容
因此，本实用新型提供一种具有棘轮机构的摆动式发电模块，以解决上述的问题。
本实用新型提供一种摆动式发电模块，其包含有一座体； 一能量转换装置，设置于该 座体上且具有一从动齿轮轴，该能量转换装置用来产生电能；以及一摆动式传动装置，设 置于该座体上，用来驱动该能量转换装置的该从动齿轮轴以使该能量转换装置产生电能， 该摆动式传动装置包含有一摆动件，用来以可摆动的方式穿设于该座体外； 一第一棘轮传 动机构，啮合于该能量转换装置的该从动齿轮轴，该第一棘轮传动机构包含有一第一齿轮， 其内形成有一第一棘齿结构；以及一第二齿轮，设置于该第一齿轮的一侧，该第二齿轮内 形成有一第一棘轮驱动件，用来啮合于该第一棘齿结构且以一第一方向驱动该第一齿轮旋 转；以及一传动机构，连接于该摆动件以及该第一棘轮传动机构，用来随着该摆动件的摆 动驱动该第一棘轮传动机构，藉以带动该能量转换装置的该从动齿轮轴旋转。
图1为本实用新型的摆动式发电模块的分解示意图。
图2为图1的第一棘轮传动机构的放大示意图。
图3为图1的第三齿轮以及第四齿轮的放大示意图。
图4为图1的摆动式传动装置的组合示意图。
图5为本实用新型的另一实施例的摆动式传动装置的前视示意图。
主要组件符号说明
10摆动式发电模块12座体
14能量转换装置16、 100摆动式传动装置
17电子装置18从动齿轮轴
20摆动件22第一棘轮传动机构
24第二棘轮传动机构26、 102传动机构
28第一齿轮30第二齿轮
32第一棘齿结构34第一棘齿驱动件
36第三齿轮38第四齿轮
40第五齿轮42第二棘齿结构
44第二棘齿驱动件46从动齿轮
48主动齿轮50弹性件
104从动皮带轮106主动皮带轮
108皮带
具体实施方式
请参阅图1，图1为本实用新型的一摆动式发电模块10的分解示意图。摆动式发电模 块10包含有一座体12、 一能量转换装置14、 一摆动式传动装置16，以及一电子装置17。 能量转换装置14设置于座体12上且具有一从动齿轮轴18，能量转换装置14可为一直流 发电马达或是一交流发电马达，其用来将机械能转换成电能。摆动式传动装置16设置于 座体12上，摆动式传动装置16用来驱动能量转换装置14的从动齿轮轴18以使能量转换 装置14产生电能，摆动式传动装置16包含有一摆动件20、 一第一棘轮传动机构22、 一 第二棘轮传动机构24，以及一传动机构26。摆动件20以可摆动的方式穿设于座体12夕卜， 摆动件20可为一摆锤等，其可在被施予外力后自然摆动。第一棘轮传动机构22连接于传 动机构26的一侧，第一棘轮传动机构22包含有一第一齿轮28以及一第二齿轮30，由图 1可知，第一齿轮28内形成有一第一棘齿结构32，而第二齿轮30设置于第一齿轮28的 一侧，第二齿轮30内形成有一第一棘轮驱动件34，第一棘轮驱动件34用来啮合于第一棘 齿结构32且驱动第一齿轮28以图1的-Y轴为旋转轴旋转(在图1中为往顺时钟方向旋 转)。第二棘轮传动机构24连接于传动机构26且设置于相对第一棘轮传动机构22的一侧(如图l所示)，第二棘轮传动机构24包含有一第三齿轮36、 一第四齿轮38，以及一 第五齿轮40，由图1可知，第三齿轮36内形成有一第二棘齿结构42 (在图1中仅以简示 的虚线绘制，其详细结构请参阅图3),第四齿轮38设置于第三齿轮36的一侧，第四齿 轮38内形成有一第二棘轮驱动件44,第二棘轮驱动件44用来啮合于第二棘齿结构42且 驱动第三齿轮36以图1的+Y轴为旋转轴旋转(在图1中为往逆时钟方向旋转)，而第五 齿轮40啮合于第三齿轮36以及能量转换装置14的从动齿轮轴18，第五齿轮40可为一惰 轮等。传动机构26用来随着摆动件20的摆动驱动第一棘轮传动机构22以及第二棘轮传 动机构24，藉以带动能量转换装置14的从动齿轮轴18旋转，传动机构26包含有一从动 齿轮46以及一主动齿轮48。从动齿轮46以同轴心的方式固接于第二齿轮30以及第四齿 轮38，而主动齿轮48连接于摆动件20且啮合于从动齿轮46，主动齿轮48用来随着摆动 件20的来回摆动驱动从动齿轮46进行相对应的旋转。电子装置17设置于座体12内且电 连接于能量转换装置14，电子装置17用来接收能量转换装置14所产生的电能，电子装置 17可为一般常见可充电的电子装置，如一手机、 一充电电池或是一全球定位导航装置 (Global Positioning System, GPS)等。
此外，由图1可知，摆动式发电模块10可还包含有一弹性件50，弹性件50设置于第 一棘轮传动机构22以及座体12间，在本实用新型的实施例中，弹性件50可为一弹簧或 是一般常见的可提供弹性力的物件，弹性件50用来提供一弹性力于第一棘轮传动机构22， 藉以使第一棘轮传动机构22紧靠于传动机构26。弹性件50的设置可不限于上述的位置， 若是摆动式发电模块10需要利用弹性力以使第二棘轮传动机构22紧靠于传动机构26，则 弹性件50还可改设置于第二棘轮传动机构24以及座体12之间，也就是说，如何配置弹 性件50的位置端视实际机构设计需求而定。
接着针对第一棘轮传动机构22以及第二棘轮传动机构24的结构进行详细的介绍。请 参阅图2以及图3，图2为图1的第一棘轮传动机构22的放大示意图，图3为图1的第三 齿轮36以及第四齿轮38的放大示意图，如图2与图3所示，第一齿轮28内的第一棘齿 结构32的齿排列方式与第三齿轮36内的第二棘齿结构42的齿排列方式相反，相对应地， 第二齿轮30内的第一棘轮驱动件34的配置方式与第四齿轮38内的第二棘轮驱动件44的 配置方式相反，藉以使第二齿轮30内的第一棘轮驱动件34以及第四齿轮38内的第二棘 轮驱动件44可分别啮合于第一齿轮28内的第一棘齿结构32以及第三齿轮36内的第二棘 齿结构42。
接下来，针对摆动式发电模块10的作用原理进行详细的说明。请同时参阅图2、图3 以及图4，图4为图1的摆动式传动装置16的组合示意图。当摆动件20以图4的+Y轴 为旋转轴进行摆动时(在图4中为往顺时钟方向旋转)，摆动件20就会同时驱动主动齿 轮48以+Y轴为旋转轴旋转，并进而驱动啮合于主动齿轮48的从动齿轮46以-Y轴为旋 转轴旋转(在图4中为往逆时钟方向旋转)，接着由于第二齿轮30以及第四齿轮38是以 同轴的方式固接于从动齿轮46，因此第二齿轮30以及第四齿轮38也会随着从动齿轮46 的旋转而进行以-Y轴为旋转轴的旋转，此时，当第二齿轮30以-Y轴为旋转轴旋转时，由图2可知，第一棘轮驱动件34就会抵接住第一棘齿结构32的一棘齿，进而驱动第一齿轮 28以-Y轴为旋转轴旋转(在图2中为往顺时钟方向旋转)，反之，由于第四齿轮38的第 二棘轮驱动件44以及第三齿轮36的第二棘齿结构42的啮合方向与第一棘轮驱动件34以 及第一棘齿结构32的啮合方向相反，因此，当第四齿轮38同样以-Y轴为旋转轴旋转时， 由图3可知，第二棘轮驱动件44就会在第二棘齿结构42的棘齿间往顺时钟方向滑动而无 法抵接住其中的一棘齿，故第二棘轮驱动件44便无法驱动第二棘齿结构42旋转，此时第 三齿轮36就会维持静止状态，也就是说第三齿轮36并不会随着第四齿轮38的旋转而以 -Y轴为旋转轴进行旋转。接下来，在第二齿轮30藉由第一棘齿驱动件34与第一棘齿结 构32的啮合而驱动第一齿轮28以-Y轴为旋转轴旋转之后，如上所述，由于第一齿轮28 啮合于能量转换装置14的从动齿轮轴18,因此第一齿轮28可同时驱动从动齿轮轴18以 +￥轴为旋转轴旋转(在图4中为往顺时钟方向旋转)，如此一来，如图4所示，在摆动 件20以+Y轴为旋转轴往顺时钟方向摆动的过程中，能量转换装置14的从动齿轮轴18就 可以藉由摆动式传动装置16内部齿轮与棘轮的传动而同时以+Y轴为旋转轴往顺时钟方向 旋转，而在从动齿轮轴18以+Y轴为旋转轴进行顺时钟方向的旋转时，能量转换装置14 就可以利用内部磁生电效应而产生电能，藉以提供电能给电连接于能量转换装置14的电 子装置17，进而开始后续充电流程。
同理，当摆动件20以如图4所示的以+Y轴为旋转轴摆动至最高点而开始往回摆动时， 也就是说，当摆动件20开始要以-Y轴为旋转轴进行摆动时(由图4中为往逆时钟方向旋 转)，摆动件20就会同时驱动主动齿轮48以-Y轴为旋转轴旋转，并进而驱动啮合于主 动齿轮48的从动齿轮46以+Y轴为旋转轴旋转(由图4中为往顺时钟方向旋转)，接着 由于第二齿轮30以及第四齿轮38以同轴的方式固接于从动齿轮46，因此第二齿轮30以 及第四齿轮38也会随着从动齿轮46的旋转而进行以+Y轴为旋转轴的旋转，此时，当第 四齿轮38以+Y轴为旋转轴旋转时，由图3可知，第二棘轮驱动件44就会抵接住第二棘 齿结构42的一棘齿，进而驱动第三齿轮36以+Y轴为旋转轴进行旋转(在图3中为往逆 时钟方向旋转)，反之，由于第二齿轮30的第一棘轮驱动件34以及第一齿轮28的第一 棘齿结构32的啮合方向与第二棘轮驱动件44以及第二棘齿结构42的啮合方向相反，因 此，当第二齿轮30同样以+Y轴为旋转轴旋转时，由图2可知，第一棘轮驱动件34就会 在第一棘齿结构32的棘齿间往逆时钟方向滑动而无法抵接住其中的一棘齿，故第一棘轮 驱动件34便无法驱动第一棘齿结构32旋转，此时第一齿轮28就会维持静止状态，也就 是说第一齿轮28并不会随着第二齿轮30的旋转而以+Y轴为旋转轴迸行旋转。接下来， 在第四齿轮38藉由第二棘齿驱动件44与第二棘齿结构42的啮合而驱动第三齿轮36以+Y 轴为旋转轴旋转之后，由图4可知，由于第五齿轮40啮合于第三齿轮36与能量转换装置 14的从动齿轮轴18之间，因此在第三齿轮36以+Y轴为旋转轴旋转时，第五齿轮40就 会随着第三齿轮36的旋转而驱动能量转换装置14的从动齿轮轴18以+Y轴为旋转轴旋转 (在图4中为往顺时钟方向旋转)，如此一来，由图4可知，在摆动件20以-Y轴为旋转 轴往逆时钟方向摆动的过程中，能量转换装置14的从动齿轮轴18可藉由摆动式传动装置 16内部齿轮与棘轮的传动而以+Y轴为旋转轴往顺时钟方向旋转，而在从动齿轮轴18以 +￥轴为旋转轴往顺时钟方向旋转时，能量转换装置14就可以利用内部磁生电效应而产生电能，藉以提供电能给电连接于能量转换装置14的电子装置17，进而开始后续电子装置 17充电流程。
综上所述，无论摆动件20是以+Y轴或是-Y轴为旋转轴进行摆动，摆动式发电模块 10均可藉由摆动式传动装置16内部齿轮与棘轮的配置而驱动能量转换装置14的从动齿轮 轴18进行以+Y轴为旋转轴的旋转，换句话说，摆动式发电模块10即可在摆动件20来回 摆动的过程中驱动能量转换装置14的从动齿轮轴18进行连续同方向的旋转，藉以使能量 转换装置14可持续地提供电能给电子装置17，以利后续电子装置17的充电流程。值得注 意的是，上述实施例中摆动式传动装置16内部传动机构的配置可不限于上述的配置，也 就是说,第一棘轮传动机构22以及第二棘轮传动机构24可择一配置于摆动式传动装置16 内，举例来说，若是仅有第一棘轮传动机构22配置于摆动式传动装置16内，由上述可知， 则第一齿轮28的第一棘齿结构32仅会在摆动件20以+Y轴为旋转轴摆动时才会被第二齿 轮30的第一棘轮驱动件34所驱动而以-Y轴为旋转轴旋转，进而驱动能量转换装置14的 从动齿轮轴18以+Y轴为旋转轴旋转，意即摆动式发电模块10可藉由第一棘轮传动机构 22与传动机构26的传动而在摆动件20来回摆动的过程中驱动能量转换装置14的从动齿 轮轴18进行非连续间歇性的旋转，而有别于同时配置第一棘轮传动机构22以及第二棘轮 传动机构24时，能量转换装置14的从动齿轮轴18是进行连续性的旋转。
此外，上述传动机构26的结构还可不限于上述的设计，意即传动机构26的结构还可 改采用其他常见的传动的设计，请参阅图5，图5为本实用新型的另一实施例的一摆动式 传动装置100的前视示意图，此一实施例中所述的组件与图l所示的组件编号相同的，表 示其具有相同的功能或相对位置，在此不再赘述。摆动式传动装置100与图1摆动式传动 装置16不同之处在于传动机构的结构设计。由图5可知，摆动式传动装置100包含有摆 动件20、第一棘轮传动机构22、第二棘轮传动机构24，以及一传动机构102。传动机构 102包含有一从动皮带轮104、 一主动皮带轮106，以及一皮带108。从动皮带轮104固接 于第二齿轮30以及第四齿轮38，主动皮带轮106连接于摆动件20，而皮带108连接于主 动皮带轮106以及从动皮带轮104，皮带108用来在主动皮带轮106随着摆动件20的来回 摆动而旋转时驱动从动皮带轮104旋转，换句话说，摆动式传动装置100利用从动皮带轮 104、主动皮带轮106，以及皮带108的连动来传递摆动件20所产生的机械能至第一棘轮 传动机构22以及第二棘轮传动机构24。
相比较于现有技术利用太阳能或是手摇式发电装置来提供环保能源以针对电子装置 进行充电的方式，本实用新型所提供的摆动式发电模块利用内部传动机构与外部摆动件的 连动来驱动能量转换装置，藉以使能量转换装置产生可供电子装置充电的电能，也就是说， 使用者只需推动摆动式发电模块的摆动件以使摆动件进行来回不断的摆动，如此即可驱动 能量转换装置不间断地提供电能给所欲充电的电子装置，因此，本实用新型所提供的摆动 式发电模块不仅可避免现有技术利用太阳能所导致的环境对发电效能的影响，同时还可解 决手摇式发电装置所带来费时费力的问题。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型权利要求书范围所作的等同 变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
权利要求1. 一种具有棘轮机构的摆动式发电模块，其特征在于，所述摆动式发电模块包括一座体；一能量转换装置，设置于所述座体上且具有一从动齿轮轴，所述能量转换装置用来产生电能；以及一摆动式传动装置，设置于所述座体上，用来驱动所述能量转换装置的所述从动齿轮轴以使所述能量转换装置产生电能，所述摆动式传动装置包括一摆动件，用来以可摆动的方式穿设于所述座体外；一第一棘轮传动机构，啮合于所述能量转换装置的所述从动齿轮轴，所述第一棘轮传动机构包括一第一齿轮，其内形成有一第一棘齿结构；以及一第二齿轮，设置于所述第一齿轮的一侧，所述第二齿轮内形成有一第一棘轮驱动件，用来啮合于所述第一棘齿结构且以一第一方向驱动所述第一齿轮旋转；以及一传动机构，连接于所述摆动件以及所述第一棘轮传动机构，用来随着所述摆动件的摆动驱动所述第一棘轮传动机构，藉以带动所述能量转换装置的所述从动齿轮轴旋转。
2. 如权利要求1所述的摆动式发电模块，其特征在于，所述摆动式发电模块还包括 一电子装置，设置于所述座体内且电连接于所述能量转换装置，用来接收所述能量转换装置所产生的电能。
3. 如权利要求1所述的摆动式发电模块，其特征在于，其中所述摆动式传动装置还 包括一第二棘轮传动机构，连接于所述传动机构且设置于相对所述第一棘轮传动机构的一 侧，所述第二棘轮传动机构包括一第三齿轮，其内形成有一第二棘齿结构；一第四齿轮，设置于所述第三齿轮的一侧，所述第四齿轮内形成有一第二棘轮驱动件， 用来啮合于所述第二棘齿结构且以一第二方向驱动所述第三齿轮旋转，所述第二方向相反 于所述第一方向；以及一第五齿轮，啮合于所述第三齿轮以及所述能量转换装置的所述从动齿轮轴。
4. 如权利要求3所述的摆动式发电模块，其特征在于，其中所述传动机构包括 一从动齿轮，固接于所述第二齿轮以及所述第四齿轮；以及一主动齿轮，连接于所述摆动件且啮合于所述从动齿轮，用来随着所述摆动件的摆动 驱动所述从动齿轮旋转。
5. 如权利要求3所述的摆动式发电模块，其特征在于，其中所述传动机构包括 一从动皮带轮，固接于所述第二齿轮以及所述第四齿轮；一主动皮带轮，连接于所述摆动件；以及一皮带，连接于所述主动皮带轮以及所述从动皮带轮，用来在所述主动皮带轮随着所 述摆动件的摆动而旋转时驱动所述从动皮带轮旋转。
6. 如权利要求1所述的摆动式发电模块，其特征在于，其中所述传动机构包括 一从动齿轮，固接于所述第二齿轮；以及一主动齿轮，连接于所述摆动件且啮合于所述从动齿轮，用来随着所述摆动件的摆动 驱动所述从动齿轮旋转。
7. 如权利要求1所述的摆动式发电模块，其特征在于，其中所述传动机构包括 一从动皮带轮，固接于所述第二齿轮；一主动皮带轮，连接于所述摆动件；以及一皮带，连接于所述主动皮带轮以及所述从动皮带轮，用来在所述主动皮带轮随着所 述摆动件的摆动而旋转时驱动所述从动皮带轮旋转。
8. 如权利要求1所述的摆动式发电模块，其特征在于，其中所述第一棘轮传动机构 还包括一第三齿轮，啮合于所述第一齿轮以及所述能量转换装置的所述从动齿轮轴。
9. 如权利要求8所述的摆动式发电模块，其特征在于，其中所述传动机构包括 一从动齿轮，固接于所述第二齿轮；以及一主动齿轮，连接于所述摆动件且啮合于所述从动齿轮，用来随着所述摆动件的摆动 驱动所述从动齿轮旋转。
10. 如权利要求8所述的摆动式发电模块，其特征在于，其中所述传动机构包括 一从动皮带轮，固接于所述第二齿轮；一主动皮带轮，连接于所述摆动件；以及一皮带，连接于所述主动皮带轮以及所述从动皮带轮，用来在所述主动皮带轮随着所 述摆动件的摆动而旋转时驱动所述从动皮带轮旋转。
11.如权利要求1所述的摆动式发电模块，其特征在于，所述摆动式发电模块还包括 一弹性件，设置于所述第一棘轮传动机构以及所述座体间，用来提供一弹性力于所述第一 棘轮传动机构，藉以使所述第一棘轮传动机构紧靠于所述传动机构。
12. 如权利要求ll所述的摆动式发电模块，其特征在于，其中所述弹性件为一弹簧。
13. 如权利要求1所述的摆动式发电模块，其特征在于，其中所述摆动件为一摆锤。
14. 如权利要求1所述的摆动式发电模块，其特征在于，其中所述能量转换装置为一 直流发电马达。
15. 如权利要求1所述的摆动式发电模块，其特征在于，其中所述能量转换装置为一 交流发电马达。
16. 如权利要求2所述的摆动式发电模块，其特征在于，其中所述电子装置为一手机。
17. 如权利要求2所述的摆动式发电模块，其特征在于，其中所述电子装置为一充电 电池。
18. 如权利要求2所述的摆动式发电模块，其特征在于，其中所述电子装置为一全球 定位导航装置。
专利摘要本实用新型涉及具有棘轮机构的摆动式发电模块。一种摆动式发电模块包含有一座体、一能量转换装置、以及一摆动式传动装置。该能量转换装置设置于该座体上，其用来产生电能。摆动式传动装置设置于该座体上，用来驱动该能量转换装置的一从动齿轮轴以使该能量转换装置产生电能，该摆动式传动装置包含有一摆动件、一第一棘轮传动机构，以及一传动机构。该第一棘轮传动机构啮合于该从动齿轮轴。该传动机构连接于该摆动件以及该第一棘轮传动机构，用来随着该摆动件的摆动驱动该第一棘轮传动机构，藉以带动该能量转换装置的该从动齿轮轴旋转。
文档编号F03G7/00GK201246289SQ20082012738
公开日2009年5月27日 申请日期2008年7月28日 优先权日2008年7月28日
发明者曾天仲 申请人:纬创资通股份有限公司