专利名称：一种人力充电型手机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种借助于人力进行充电的人力充电型手机，其可在没有外界电 源的情况下给手机提供持久的电力供应；其工作原理是设置于手机机壳内的紧凑性人力驱 动的电磁发电装置产生电力，该电力通过转换芯片进行转换后存储在手机内的微充电电池 中，最后通过微充电电池直接给手机供电。
背景技术：
随着社会工业化的加深，经济的增长，人们生活水平的提高，能源的供需矛盾日益 尖锐。寻求和开发可再生的、清洁的能源已成为能源可持续发展的唯一选择。在能源供需 矛盾日益突出的今天，人体运动产生的机械能作为一种可再生的、清洁的、普遍存在的能量 受到了人们越来越多的重视。当前，人力发电的研究正在如火如荼的进行中，结合人体各种 运动方式的人力发电的机械设备可谓层出不穷。无疑，随着常规能源的日益枯竭，以及发展 低碳能源技术重要性的日益体现，人力发电技术会得到更进一步的研究和探讨。当今，通讯事业高速发展，作为主要通讯工具的手机已逐渐成为了人们生活中的 必需品。但是就手机供电方面，其还存在很多的不足和急待解决的问题。首先，手机的耗能 巨大，手机用户的数量每年都在节节攀升，据相关报道我国2010年手机用户将达7. 38亿； 如果按当前市场上手机所用的3. 7V左右的锂电池来计算，这些手机的耗电量将是巨大的， 对于化石能源日益枯竭的今天来说这是一个不容忽视的数字。其次，手机必须依靠外界电 源供电，给人们带来了很大不便；手机用户经常会碰到在通话或者急需使用手机时手机却 没电，并且在周围环境中也找不到可以为手机供电的电源这类尴尬的事情。例如在野外作 业，在海底工作等。最后，手机充电器的携带不方便；为了保证手机能正常工作，人们在出 差、旅游等时都要带上笨重的手机充电器，这大大地增加了人们出行的负担和麻烦。
实用新型内容本实用新型目的在于，克服上述存在的诸多问题和需要而提供了一种人力充电手 机，其无需外界电源也不必使用额外的充电器就可以为手机提供持久的电力，在节能环保 的同时给人们的工作和生活带来了很大的便利；其将人力电磁发电装置、微充电电池及转 换芯片等有效地结合起来，为手机提供了一个节能、环保、便利、持久的供电模式。为实现上述实用新型目的，本实用新型提供的技术方案如下本实用新型提供的人力充电型手机，其包括一手机；一装于所述手机电池盒内的微充电电池14 ；其特征在于，还包括一轴向垂直地固定安装在所述手机电池盒内底面上的固定轴27 ；一安装于所述固定轴27上的电磁发电装置12 ；所述电磁发电装置12的结构如 下从固定轴27最内侧起依次固定在所述固定轴27上的爪式磁极25、AC-DC转换芯片24 和线圈；[0011]依次转动地安装于所述固定轴27上的线圈之后的圆饼状永磁铁23和圆形杯状永 磁铁托盘21 ；所述圆饼状永磁铁23位于所述圆形杯状永磁铁托盘21的圆形杯内；所述圆 形杯状永磁铁托盘21杯底外侧面中心处固定一凸台30 ；依次固定安装于所述凸台30上的盘形弹簧26和将盘形弹簧26扣装其中的盘形 弹簧盖22，所述盘形弹簧盖22内侧固定端固定在所述凸台30上，所述盘形弹簧盖22外侧 自由端由设于所述盘形弹簧盖22侧面上的自由端出口 28导出，最后通过手机外壳上盘形 弹簧自由端出口处引出；所述爪式磁极25扣装在所述AC-DC转换芯片之上，并伸到圆饼状 永磁铁与圆形杯状永磁铁托盘21的间隙中；一位于手机电池盒内与AC-DC转换芯片24相连的DC-DC转换芯片13 ；所述DC-DC 转换芯片13另一端与所述微充电电池14电连接。所述的爪式磁极25为分布于圆周方向的具有至少2个磁极的爪式磁极，其材质为 导磁材料；并以分布于圆周方向的8个磁极的八爪磁极(材质为不锈钢)为优选；所述的微充电电池为超级电容电池或快速电存储设备。所述的微充电电池以锂电 池为优选。本实用新型的电磁发电装置中的爪式磁极25固定在固定轴27最靠近手机机壳 的位置，在爪式磁极25之后的沿轴方向固定有与其同轴的AC-DC转换芯片和线圈；爪式磁 极25、AC-DC转换芯片24和线圈都作为不动部件固定在固定轴27上，而圆形杯状永磁铁托 盘21与它们同轴装配在固定轴27上，但其可以绕固定轴27转动；圆饼状永磁铁23固定在 圆形杯状永磁铁托盘21内部，在圆形杯状永磁铁托盘21的带动下可以绕固定轴27转动； 圆形杯状永磁铁托盘21的杯底外侧面中心处有一个凸台30，在此凸台30上装有盘形弹簧 26，盘形弹簧26类似于钢卷尺结构，拉伸时尺寸很大，但收缩后体积十分紧凑；当人力拉动 在手机侧面的盘形弹簧26的自由端时，盘形弹簧26被拉开且同时产生一个向回卷的力，当 施在盘形弹簧26自由端的力撤销时，盘形弹簧26在弹性力的作用下向回卷紧；盘形弹簧 26在被拉开和自由回卷的过程中都会带动电磁发电装置中的圆形杯状永磁铁托盘21绕固 定轴27转动，固定在圆形杯状永磁铁托盘21另一面的圆饼状永磁铁23也将被带动绕固定 轴27做圆周运动，圆饼状永磁铁23的转动导致爪式磁极的极性发生周期性变化，从而使被 磁极所包围的线圈周围的磁场发生周期性变化，最后在线圈中产生交变的电流；产生的电 流通过AC-DC转换芯片处理后变为直流电，此直流电再通过DC-DC转换芯片处理后存储在 微充电电池14中供手机使用。所述的微充电电池14可采用超级电容电池(并以锂电池为优选)或快速电存储 设备，存储通过DC-DC转换芯片处理后的电力。所述的整流芯片包括AC_DC转换芯片和DC-DC转换芯片；其中AC-DC转换芯片固 定在线圈与磁极之间，线圈中产生的交流电通过此芯片处理后转换为直流电；而DC-DC转 换芯片的一端接AC-DC转换芯片，另一端接电池，其作用是将通过AC-DC转换芯片处理得到 的直流电转换为可以为微充电电池充电的电流，以备后续为电池充电所用。所述的手机的其他功能部件包括除了上述手机供电的部件外，为实现手机基本功 能应具有的其他所有功能部件，其主要有主板，显示屏，按键组，天线等。本实用新型的优点在于可部分缓解当前的能源危机，把低能量密度、低品位的人 体动能利用起来；绿色环保，对低碳经济有积极贡献；为手机提供了便捷、节能、环保、持久的供电模式。
图1为本实用新型结构的爆炸图；图2为本实用新型电磁发电装置结构的示意图；图3为本实用新型手机外壳结构图；图4-1和附图4-2为本实用新型总装配图；图5为本实用新型电磁发电装置结构的爆炸图；图6为本实用新型电磁发电装置结构的爆炸图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例进一步描述本实用新型。图1为本实用新型结构的爆炸图；图2为本实用新型电磁发电装置结构的示意图； 图3为本实用新型手机外壳结构图；附图4-1和附图4-2为本实用新型总装配图；图5为本 实用新型电磁发电装置结构的爆炸图；图6为本实用新型电磁发电装置结构的爆炸图；由 图可知，本实用新型提供的人力充电型手机，其包括一手机；一装于所述手机电池盒内的微充电电池14 ；其特征在于，还包括一轴向垂直地固定安装在所述手机电池盒内底面上的固定轴27 ；一安装于所述固定轴27上的电磁发电装置12 ；所述电磁发电装置12的结构如 下从固定轴27最内侧起依次固定在所述固定轴27上的爪式磁极25、AC-DC转换芯片24 和线圈；依次转动地安装于所述固定轴27上的线圈之后的圆饼状永磁铁23和圆形杯状永 磁铁托盘21 ；所述圆饼状永磁铁23位于所述圆形杯状永磁铁托盘21的圆形杯内；所述圆 形杯状永磁铁托盘21杯底外侧面中心处固定一凸台30 ；依次固定安装于所述凸台30上的盘形弹簧26和将盘形弹簧26扣装其中的盘形 弹簧盖22，所述盘形弹簧盖22内侧固定端固定在所述凸台30上，所述盘形弹簧盖22外侧 自由端由设于所述盘形弹簧盖22侧面上的自由端出口 28导出，最后通过手机外壳上盘形 弹簧自由端出口处引出；所述爪式磁极25扣装在所述AC-DC转换芯片之上，并伸到圆饼状 永磁铁与圆形杯状永磁铁托盘21的间隙中；一位于手机电池盒内与AC-DC转换芯片24相连的DC-DC转换芯片13 ；所述DC-DC 转换芯片13另一端与所述微充电电池14电连接。所述的爪式磁极25为分布于圆周方向的具有至少2个磁极的爪式磁极，其材质为 导磁材料；并以分布于圆周方向的8个磁极的八爪磁极(材质为不锈钢)为优选；所述的微充电电池为超级电容电池或快速电存储设备。所述的微充电电池以锂电 池为优选。从附图1给出的人力充电手机结构的爆炸图可清晰地给出了本实用新型中各大 部件的布局情况；本实用新型的人力充电型手机的基本工作原理是当人拉动电磁发电装 置中盘形弹簧的自由端时，盘形弹簧被拉开且同时产生了一个向回卷的力，当施在盘形弹
5簧自由端的力撤销时，盘形弹簧在恢复弹性形变力的作用下向回卷紧；在盘形弹簧被拉开 和自由回卷的过程中都会带动电磁发电装置中的永磁铁座绕固定轴转动，此时固定在永磁 铁座中的永磁铁将跟随其一起转动，永磁铁的转动使处于永磁铁座与永磁铁间隙中的磁极 发生周期性变化，磁极的变化导致线圈周围的磁场发生变化，最后在线圈中产生交变的电 流。此交变的电流通过固定在线圈上的AC-DC转换芯片转换为直流电，此直流电再通过 DC-DC转换芯片处理后转换为可以为微充电电池供电的电流存储在锂电池中，此后电池将 直接给手机供电；图中标号“ 15”为手机电池盒盒盖，标号“11”为手机机壳。附图2是本实用新型电磁发电装置的结构示意图，从图中可以看出其主要由永磁 铁座，永磁铁，盘形弹簧，AC-DC转换芯片，线圈，磁极，盘形弹簧盖7部分组成，它们都同轴 安装在附图3所示的手机外壳内部的固定轴上。其中，磁极固定在最靠近机壳的位置，沿 着固定轴的方向分别装配有AC-DC转换芯片，线圈，永磁铁，永磁铁座，盘形弹簧，盘形弹簧 盖。AC-DC转换芯片、线圈和磁极都固定在固定轴上不能绕轴转动。永磁铁座同轴装配在固 定轴上，且可以绕固定轴转动。盘形弹簧的非自由端固定在永磁铁座具有凸台的一面，自由 端通过盘形弹簧盖上盘形弹簧的出口延伸到盘形弹簧盖外，最后通过手机外壳上盘形弹簧 自由端出口处引出。盘形弹簧盖同轴装配在固定轴上，但是其不能绕固定轴转动。另外，永 磁铁固定在永磁铁座没有凸台的一面，其可以跟随永磁铁座绕固定轴转动。附图3给出了本实用新型手机外壳的结构示意图，从图中可以清晰地看到固定轴 的位置，此固定轴的主要作用是一方面，支撑和连接永磁铁座、永磁铁、盘形弹簧、AC-DC 转换芯片、线圈、磁极、盘形弹簧盖这7个部件；另一方面，其将这些部件固定在手机外壳 上。同时，附图3还给出了手机外壳上盘形弹簧自由端出口位置，盘形弹簧的自由端通过此 出口引出方便拉动。附图4为本实用新型的总装配图，从图中可以清晰地看到盘形弹簧自由端伸出手 机外壳的位置。另外，可以看到在盘形弹簧自由端有一个圆柱形的手柄，其作用是一方面， 防止了人们在拉动盘形弹簧时被弹簧划伤；另一方面，此手柄正好卡在手机外壳盘形弹簧 自由端出口的位置，防止盘形弹簧在弹性力的作用下缩回手机外壳内。附图5给出了沿固定轴方向电磁发电装置结构的爆炸图，其清晰地给出了本实用 新型中电磁发电装置各组成部件的布局和装配关系，有助于更好地理解电磁发电装置的工 作原理。附图6给出了与附图5沿固定轴相反方向的电磁发电装置结构的爆炸图，其作为 附图5的补充图与附图5相结合可以更全面地表达电磁发电装置中各部件的结构。例如， 从附图6中可以清楚地看到盘形弹簧盖上盘形弹簧自由端伸出口的位置，而此结构在附图 5上却看不到。但是，附图5上可以看到在附图6上被遮住的电磁铁座上的凸台。使用时，根据手机电力的多少，打开充电开关后，人手可拉动盘形弹簧自由端，从 而驱动切割磁力线产生电力，这其中一部分可直接用于手机，另一部分则可存储于电池中， 供后续使用。本实用新型提供的人力充电型手机具有很多优点，自给自足，绿色环保，特别是可 在无任何外界电力供应的场合下使用，其人力发电方式甚至提供了一种手机保健功能。因 而在许多场合下具有十分重要的用途。最后所应说明的是，以上人力充电型手机实施例仅用以说明本实用新型的技术方
6案而非限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当 理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的 精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求一种人力充电型手机，其包括一手机；一装于所述手机电池盒内的微充电电池(14)；其特征在于，还包括一轴向垂直地固定安装在所述手机电池盒内底面上的固定轴(27)；一安装于所述固定轴(27)上的电磁发电装置(12)；所述电磁发电装置(12)的结构如下从固定轴(27)最内侧起依次固定在所述固定轴(27)上的爪式磁极(25)、AC DC转换芯片(24)和线圈；依次转动地安装于所述固定轴(27)上的线圈之后的圆饼状永磁铁(23)和圆形杯状永磁铁托盘(21)；所述圆饼状永磁铁(23)位于所述圆形杯状永磁铁托盘(21)的圆形杯内；所述圆形杯状永磁铁托盘(21)杯底外侧面中心处固定一凸台(30)；依次固定安装于所述凸台(30)上的盘形弹簧(26)和将盘形弹簧(26)扣装其中的盘形弹簧盖(22)，所述盘形弹簧盖(22)内侧固定端固定在所述凸台30上，所述盘形弹簧盖(22)外侧自由端由设于所述盘形弹簧盖(22)侧面上的自由端出口(28)导出，最后通过手机外壳上盘形弹簧自由端出口引出手机机壳外；所述爪式磁极(25)扣装在所述AC DC转换芯片(24)之上，并伸到圆饼状永磁铁与圆形杯状永磁铁托盘(21)的间隙中；一位于手机电池盒内与AC DC转换芯片(24)相连的DC DC转换芯片(13)；所述DC DC转换芯片(13)另一端与所述微充电电池(14)电连接。
2.按权利要求1所述的人力充电型手机，其特征在于，所述的爪式磁极(25)为分布于 圆周方向的具有至少2个磁极的爪式磁极，其材质为导磁材料。
3.按权利要求2所述的人力充电型手机，其特征在于，所述的爪式磁极(25)为分布于 圆周方向的8个磁极的八爪磁极，其材质为不锈钢。
4.按权利要求1所述的人力充电型手机，其特征在于，所述的微充电电池为超级电容 电池或快速电存储设备。
5.按权利要求4所述的人力充电型手机，其特征在于，所述超级电容电池为锂电池。
专利摘要一种人力充电型手机，其包括手机和微充电电池；特点是还包括固定装在电池盒内底面上的固定轴；装于固定轴上的电磁发电装置；电磁发电装置结构是从固定轴最内侧起依次固定在固定轴上的爪式磁极、AC-DC转换芯片和线圈；依次转动地装于固定轴上线圈之后的圆饼状永磁铁和圆形杯状永磁铁托盘；永磁铁托盘杯底外侧中心处设一凸台；依次装于凸台上的盘形弹簧和盘形弹簧盖，盘形弹簧固定端固定在凸台上，弹簧自由端由设于盘形弹簧盖侧面上的自由端出口导出，并引出机壳外；位于手机电池盒内与AC-DC转换芯片相连的DC-DC转换芯片；DC-DC转换芯片另一端与微充电电池电连接；具有绿色环保，便捷、节能、持久为手机供电的低碳。
文档编号H04M1/02GK201766624SQ20102018881
公开日2011年3月16日 申请日期2010年5月7日 优先权日2010年5月7日
发明者代丹, 刘静 申请人:中国科学院理化技术研究所