一种便携式高效率动能发电装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种便携式高效率动能发电装置，其中线圈电路板由固定支架固定于壳体的中部，该线圈电路板由多层线圈叠放而成，每层线圈由紫铜线以正多边形由内向外螺旋缠绕而成，每层线圈首尾相连且电流方向一致，处于线圈电路板两端的线圈分别引出导线依次通过整流器和充电部件与蓄电池相连，运动强磁铁沿水平方向设置于线圈电路板的四周，该运动强磁铁的上下两端分别通过卡槽与固定于框架上的弹簧相连，框架固定于壳体的内部。本实用新型发电效率高，尺寸较小，重量较轻，便于携带，故障率低，无需用户主动干预即可发电。
【专利说明】一种便携式高效率动能发电装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于动能发电装置【技术领域】，具体涉及一种便携式高效率动能发电装置。
【背景技术】
[0002]科学技术一直在深入人们的生活，许许多多的电子设备已经成了每个人随身携带的必需品。它们确实给人们的生活带来了很多便利，如:手机、MP3、MP4、数码相机、笔记本电脑等。但是这些产品都是采用蓄电池供电，蓄电池的供电能力有限，在外出时，由于地方环境的限制，如果没有及时给设备提供电源，则设备就不能正常发挥它们的功能。随着数码产品功能的增多，多媒体应用的高耗电量，电池的续航能力远远跟不上时代的节奏。所以，设计出一种便携式高效率的发电装置是目前需要解决的首要问题。
[0003]为了给移动中的电子设备充电，人们尝试采用多种办法以产生电能，如:自供电设备采用手指握力发电的方式，即在设备内部设置压电器、充电电路和储电元件，在设备侧边设握杆，需充电时，用手指按一下握杆，握杆自动弹出，轻握几次握杆发电，握杆在握动时压迫压电装置，发出的电经充电电路进入储电元件供设备使用，但这种装置在设计移动电子设备时，给移动电子设备的设计增加了困难，另外采用手摇式发电，效率较低。另一种是一体化快速太阳能电池充电器，包括太阳能电池板，固定太阳能电池板的主体、电池盒、活动支架和止回二极管，电池盒与主体联成一体，调节主体背面的活动支架使电池板朝向太阳，电池板的正负引出线串接止回二极管后分别接电池盒的正、负极，电池板将照射到其上的太阳光转换为直流电，并通过电池盒的正、负极对电池充电，但是用太阳能电池板对移动电子设备充电还存在一些问题，如:光能是不稳定的，不能保证光能电池在光线较弱时也能给移动电子设备供电，所以需要光电池和蓄电池同时工作才能保持供电，再者光电池不能保证稳定的电压供电。
[0004]基于现有的发电装置存在着一些弊端，有必要设计一种发电效率高且尺寸小的便携式高效率动能发电装置。
【发明内容】
[0005]本实用新型为克服现有技术的不足而提供了一种便携式高效率动能发电装置，该发电装置尺寸小、重量轻且发电效率高。
[0006]本实用新型的技术方案为:一种便携式高效率动能发电装置，主要由壳体、发电装置、整流器、充电部件和蓄电池构成，其中发电装置通过导线依次与整流器、充电部件和蓄电池相连，其特征在于:所述的发电装置包括线圈电路板、固定支架、框架、弹簧、卡槽和运动强磁铁，其中线圈电路板由固定支架固定于壳体的中部，该线圈电路板由多层线圈叠放而成，每层线圈由紫铜线以正多边形由内向外螺旋缠绕而成，每层线圈首尾相连且电流方向一致，处于线圈电路板两端的线圈分别引出导线依次通过整流器和充电部件与蓄电池相连，所述的运动强磁铁沿水平方向设置于线圈电路板的四周，该运动强磁铁的上下两端分别通过卡槽与固定于框架上的弹簧相连，所述的框架固定于壳体的内部，运动强磁铁的磁极方向为上N下S、上S下N、左S右N或左N右S。
[0007]本实用新型所述的运动强磁铁为铷铁硼材质的正棱柱体磁体。
[0008]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:发电效率高，尺寸较小，重量较轻，便于携带，故障率低，无需用户主动干预即可发电。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型的结构示意图，图2是截面为正方形的线圈与运动强磁铁组成的动能发电装置的输出电压波形图，图3是截面为三角形的线圈与运动强磁铁组成的动能发电装置的输出电压波形图。
[0010]图面说明:1、线圈电路板，2、框架，3、弹簧，4、卡槽，5、运动强磁铁，6、整流器，7、充电部件，8、蓄电池，9、导线。
【具体实施方式】
[0011]结合附图详细描述实施例。此动能发电装置主要包括线圈电路板I和运动强磁铁5,线圈电路板I由固定支架固定于壳体的中部，该线圈电路板I由多层线圈叠放而成，每层线圈由紫铜线以正多边形由内向外螺旋缠绕而成，每层线圈首尾相连且电流方向一致，处于线圈电路板I两端的线圈分别引出导线9依次通过整流器6和充电部件7与蓄电池8相连，线圈以正三角形或者正方形等正多边形从内到外一层一层螺旋绕制而成，当绕制成一定的匝数时，再通过一根连接线引到最内层，然后再以同样的方式缠绕，按照此种方式，缠绕成一定的高度，在侧面放上不同数量的运动强磁铁5，运动强磁铁5的上端和下端分别放置一个压缩弹簧3，并且上面和下面的弹簧3分别通过一个固定的卡槽4与运动强磁铁5相连，从而可以使弹簧3和运动强磁铁5同时稳固的运动，上面和下面的弹簧3固定在框架2上，当给运动强磁铁5向上或者向下的力时，运动强磁铁5在弹簧3的作用下开始上下来回运动，这样就在线圈中产生了感应电动势。运动强磁铁5的形状分别设计为正三角形、正方形等正多边形。线圈的绕制方式和以往的线圈绕制方式不一样，一般的绕制方式都是一层一层的螺旋缠绕在套筒上，线圈的缠绕形状都是圆，而本实用新型使用的是特殊的线圈绕制方式，它以正三角形或者正方形等正多边形展开从内到外一层一层螺旋绕制而成，不需要套筒装置，线圈产生的感应电动势与匝数成正比，当匝数相同时，此种绕制方式的所用线圈的体积小，重量轻。与此同时，线圈下端用一个电磁阀固定，最后磁铁的形状也将随着线圈绕制形状的不同而加以改变，当以正三角形展开时，在侧面放置三块正三棱柱形状的磁铁，可根据需要选用不同磁化方向的磁铁，当以正方形展开时，在侧面放置两块立方体形状的磁铁，三棱柱和立方体磁铁的体积和重量都小于圆柱体磁铁，这些磁铁的横截面都是圆内接的正多边形，磁铁可以选用磁极方向为上N下S、上S下N、左N右S或左S右N的磁铁，选用不同方向磁化的磁铁，使其在竖直方向上运动，在线圈中产生感应电动势。
[0012]此动能发电装置线圈电路板的设置高度为运动强磁铁上下运动的中点，压缩弹簧的钢丝直径选用1.4mm,弹簧外径为12mm，弹簧的自由高度为1cm ;运动强磁铁选用铷铁硼材料的磁体，此种材料被称为磁体中的“磁王”，性价比高，具有良好的机械性能，大小选用边长2cm正方形大小的磁铁，厚度为2cm;线圈的线径为1mm，线圈之间的距离等于线径，线圈按照绕制方式绕制80圈，绕制的高度为1cm，线圈和铷铁硼磁铁的距离要尽可能小，这个在实际制作的过程中合理的放置，这样才能达到很好的效果，产生更高的感应电动势。
[0013]线圈的形状设计为正三角形和正方形等正多边形，相比于圆形，有其一定的优越性。相同长度的铜线用来绕制线圈，由于正三角形和正方形都是圆的内接正多边形，所以绕制成内接正多边形的匝数要多于绕制成圆形的匝数要多，而感应电动势的大小和匝数密切相关，匝数多产生的感应电动势也相应的大。同时，当绕制相同匝数的线圈，由于正三角形和正方形都是圆内接的多边形，所以其体积和重量比绕制成圆形的要小。对与线圈的绕制方式，以正多边形一层一层绕制，而不是沿着自上而下的绕制成一定的高度，这样的方式更有利于产生满足要求的电压等级。
[0014]本实用新型与现有技术相比，有以下优点:体积相对较小，方便携带，发电效率高，可以满足移动电子设备对充电的要求，另外没有大的机械设备，不需要进行维护。
[0015]综上所述，本实用新型通过对现有动能发电装置结构进行优化提高其发电效率，并且使该设备的重量和体积大大减小，提高了该装置的实用性，解决了移动电子设备的充电问题。
[0016]以上实施方式描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型原理的范围下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本实用新型保护的范围内。
【权利要求】
1.一种便携式高效率动能发电装置，主要由壳体、发电装置、整流器、充电部件和蓄电池构成，其中发电装置通过导线依次与整流器、充电部件和蓄电池相连，其特征在于:所述的发电装置包括线圈电路板、固定支架、框架、弹簧、卡槽和运动强磁铁，其中线圈电路板由固定支架固定于壳体的中部，该线圈电路板由多层线圈叠放而成，每层线圈由紫铜线以正多边形由内向外螺旋缠绕而成，每层线圈首尾相连且电流方向一致，处于线圈电路板两端的线圈分别引出导线依次通过整流器和充电部件与蓄电池相连，所述的运动强磁铁沿水平方向设置于线圈电路板的四周，该运动强磁铁的上下两端分别通过卡槽与固定于框架上的弹簧相连，所述的框架固定于壳体的内部，运动强磁铁的磁极方向为上~下3、上3下队左3右~或左~右3。
2.根据权利要求1所述的便携式高效率动能发电装置，其特征在于:所述的运动强磁铁为铷铁硼材质的正棱柱体磁体。
【文档编号】H02J7/32GK204179918SQ201420608580
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月21日 优先权日:2014年10月21日
【发明者】王萌, 逯亚莹, 祁明艳, 高伟康, 孙长兴 申请人:河南师范大学