一种便携式微风发电装置的制作方法

本实用新型涉及风能发电技术，具体为一种便携式微风发电装置。

背景技术：

近年来，风力发电正在世界上形成一股热潮。风能是空气流动产生的动能，属于可再生能源。风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。

依据目前的风力发电技术，风速达3m/s便可发电，但是许多地区的风速通常无法达到3m/s，大规模推广风力发电技术受到风速的限制。因此，如何在微风情况下发电成为了风力发电技术的关键问题。

即使在无风条件下，人或车辆运行时与空气产生的相对运动会形成微风。如果将上述微风的风能利用起来，将其转换为电能，存储在充电电池中，供给用电设备，将带来大量清洁、可再生的能源。

技术实现要素：

为解决现有技术所存在的技术问题，本实用新型提供一种便携式微风发电装置，设有轻质材料的扇叶，扇叶局部弯曲成U型，使得扇叶系统在微风情况下转速快，且U型磁铁片固定于扇叶与扇叶的重叠连接处，扇叶系统转动时U型磁铁片会转动，磁铁片产生的磁场在转动时切割位于扇叶系统中心位置的横轴内的线圈，线圈中产生感应电流，因而能将微风产生的风能转化为电能。

本实用新型采用以下技术方案来实现：一种便携式微风发电装置，包括发电系统、控制模块、充电电池和USB插口，充电电池与USB插口并联连接，控制模块分别与发电系统、充电电池、USB插口连接，控制模块根据充电电池电量的情况，控制发电装置向USB插口供电或者向充电电池充电；

所述发电系统内包括横轴和扇叶系统，扇叶系统设有轻质材料的扇叶，扇叶局部弯曲成U型，扇叶与扇叶的重叠连接处设有用于横轴穿过的圆孔，所述横轴穿过所述圆孔并支撑扇叶系统，所述圆孔边缘贴有U型磁铁片；

所述竖杆与所述横轴均为内部空心，且所述横轴与竖杆内通连接，所述横轴内的线圈沿横轴母线长度方向布置，所述控制模块、所述充电电池和所述USB插口均位于所述竖杆内，所述横轴内的线圈接出端与所述竖杆内的控制模块连接。

优选地，所述扇叶均为轻质材料制作，所述横轴与所述竖杆均采用绝缘材料制作。

优选地，所述扇叶系统中扇叶弯曲部分的前端与同一扇叶系统中其他扇叶弯曲部分的前端固定连接，扇叶系统中扇叶弯曲部分的后端与同一扇叶系统中其他扇叶弯曲部分的后端固定连接，所述横轴为圆截面，所述扇叶重叠连接处的圆孔比所述横轴的圆截面大。

优选地，所述竖杆的横截面形状、截面大小和竖杆长短可以根据充电电池设计。

优选地，所述控制模块采用单片机。

优选地，所述竖杆底端与固定夹固定连接。

优选地，所述横轴上设有两个比横轴截面大的圆形截面块，一个设于所述横轴的自由端，另一个设于所述横轴与所述竖杆重叠连接处的附近。

优选地，该装置可附加多个发电系统安装于一根竖杆上，所述附加发电系统的横轴均与所述竖杆内通连接。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、叶片采用轻质材料，扇叶局部弯曲成U型，此形状的轻质扇叶在微风情况下转速快，且U型磁铁片固定于扇叶与扇叶的重叠连接处，扇叶系统转动时U型磁铁片会转动，磁铁片产生的磁场在转动时切割位于扇叶系统中心位置的横轴内的线圈，线圈中产生电流，因而能将微风产生的风能转化为电能，在风速小于3m/s时也可快速转动，能最大限度利用低风速的风能。

2、所述扇叶系统中扇叶弯曲部分的前端与同一扇叶系统中其他扇叶弯曲部分的前端固定连接，扇叶系统中扇叶弯曲部分的后端与同一扇叶系统中其他扇叶弯曲部分的后端固定连接，因此有两个扇叶与扇叶的重叠连接处，可以增加u型磁铁片的数量，增强单个发电系统磁生电的能力。

3、该装置可附加多个发电系统在同一根竖杆上，可增大整个装置的发电量。

4、整个装置造价低，外形美观，有蓄电蓄能功能。

5、无论是固定在微风和强风环境中，或是携带于步行、骑行、汽车行驶的情况下都可以方便用此装置发电。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图；

图2是本实用新型的结构示意图；

图3是本实用新型发电装置示意图；

图4是横轴内线圈布置示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

本实施例以行人为例，进行说明；车辆的实施例也与此相类似。此便携式微风发电装置的风力发电动力主要来源于以下几个方面：1)自然界中的风荷载；2)当行人前进时，即便外界处于无风环境，行人也会与大气产生相对运动，进而行人受到风荷载作用。本实用新型一种便携式微风发电装置，其核心是设置一发电系统，用于将上述风能转换为电能，存储到电池或向USB插口供电。

如图1所示电路包括发电系统、控制模块、充电电池和USB，控制模块分别与发电装置、充电电池、USB连接，充电电池和USB插口并联连接。控制模块根据电池电量的情况，控制发电装置向USB插口供电或者向电池充电。

参见图2、3、4，上述发电装置内包括横轴3和扇叶系统，扇叶系统设有轻质材料的扇叶1，扇叶局部弯曲成U型，扇叶系统中扇叶的扇叶前侧端部11与同一扇叶系统中其他扇叶的扇叶前侧端部11固定连接，扇叶系统中扇叶的扇叶后侧端部12与同一扇叶系统中其他扇叶的扇叶后侧端部12固定连接，扇叶与扇叶的重叠连接处设有用于横轴3穿过的圆孔13，扇叶重叠连接处的圆孔13比横轴3的圆截面大，圆截面横轴3穿过所述圆孔13并支撑扇叶系统，圆孔13的边缘贴有U型磁铁片2。当无风情况下行人向前运动时，行人与大气相对运动产生的风荷载从扇叶前侧14吹向扇叶后侧15，使风荷载在扇叶后侧15的迎风面发生了转向，从而风荷载从扇叶后侧15吹向扇叶前侧14，扇叶后侧15给了风荷载一个转向力，根据力的相互作用原理，风荷载也给了扇叶后侧15一个反向作用力，因为扇叶系统安装在横轴3上，所以风荷载给扇叶1的轴向分力被横轴3的支撑力所平衡，风荷载给扇叶1的切向分力推动扇叶系统绕横轴3转动，此时扇叶系统中的U型磁铁片2也会绕横轴3转动。竖杆4与横轴3均为内部空心，且竖杆4与横轴3內通连接，横轴3内的线圈33沿横轴的母线长度方向布置，使线圈垂直于磁感线方向。当U型磁铁片2伴随扇叶系统绕横轴3转动时，U型磁铁片2产生的磁场切割横轴3内的线圈33，因电磁感应现象，在线圈33中产生感应电流，横轴3中线圈33的接出端与竖杆4内的控制模块连接，控制模块检测电池是否存有100％的电量，若电量没有满，将给充电电池充电。当有外界用电器通过USB插口接入电路，控制模块将检测外界用电器电源是否存有100％的电量，若外界用电器电量没有满，控制模块使发电系统直接给电路供电，若发电系统没有发电，控制模块使充电电池给电路供电。位于横轴前段的前圆截面块31与靠近横轴末端的后圆截面块31，用于限制扇叶系统的运动范围。竖杆底端的固定夹5可夹在行人衣帽等物品上。

本实用新型可根据需要，设置发电系统的数量。同一根竖杆上可装有多个发电系统，每个发电系统的横轴都与竖杆内通连接，各个发电系统内线圈的接出端均与竖杆内的控制模块相连，由控制模块分配电流。

本实施例可以用以下方案替代：步行时行人与大气发生相对运动而使扇叶系统转动发电，电磁感应产生的电流储存于充电电池，当外界用电器通过USB插口接入电路充电时，用充电电池给电路供电。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。