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CN107026534A - 发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发电装置，所述发电装置包括擒纵机构和发电机构，擒纵机构包括固定架以及与固定架活动连接的震荡系统，发电机构包括线圈和磁性件，磁性件固定连接于震荡系统，线圈固定连接于固定架，磁性件伸入线圈内且二者形成轴向往复运动的配合。从而，通过将擒纵机构与发电机构相结合，利用擒纵机构提供动能，发电机构将动能转化为电能，实现了发电的目的。由于擒纵机构的结构小巧精致，因此大大缩小了发电装置的体积，提高了发电装置的便携性，并且擒纵机构不停的运动，且转化效率高，因此发电功率较高。同时，由于擒纵机构的制作工艺成熟稳定，因此大大降低了发电装置的实现成本，提高了发电装置的稳定性。

Description

发电装置
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其是涉及一种发电装置。
背景技术
随着电子技术的发展，便携式电子设备的功能越来越丰富，人们在日常生活中也越来越依赖随身携带的电子设备。可是长期以来受到电池技术瓶颈的严重制约，电子设备的续航能力一直无法提高，用户在户外时常常担心电子设备电量耗尽，严重影响用户体验。
为了解决上述问题，现有技术提出了一种利用发电装置发电为电子设备提供电能的解决方案。现有的发电装置，有的利用风力、水力等动能驱动转子不断旋转来切割磁力线，从而产生电能，实现发电目的，但这种发电装置比较笨重，体积较大，不便于携带。有的利用生物运动产生的动能来驱动磁性件往复运动切割磁力线，但生物并非每时每刻都在运动，并且转化效率较低，因此这种发电装置的发电功率极低，产生的电能很少，实用性不强。
发明内容
本发明实施例的主要目的在于提供一种发电功率较高且便于携带的发电装置。
为达以上目的，本发明实施例提出一种发电装置，所述发电装置包括擒纵机构和发电机构，所述擒纵机构包括固定架以及与所述固定架活动连接的震荡系统，所述发电机构包括线圈和磁性件，所述磁性件固定连接于所述震荡系统，所述线圈固定连接于所述固定架，所述磁性件伸入所述线圈内且二者形成轴向往复运动的配合。
可选地，所述震荡系统包括连接轴，所述连接轴上设置有沿所述连接轴径向延伸的连杆，所述磁性件固定连接于所述连杆的端部。
可选地，所述连杆分别往两个方向延伸形成两个端部，每一个端部连接一个磁性件。
可选地，所述连杆至少有两个。
可选地，所述固定架上设置有沿所述连接轴轴向延伸的支撑架，所述支撑架上对应所述磁性件的位置连接有所述线圈。
基于同一发明构思，本发明实施例同时提出另一种发电装置，所述发电装置包括擒纵机构和发电机构，所述擒纵机构包括固定架以及与所述固定架活动连接的震荡系统，所述发电机构包括线圈和磁性件，所述线圈固定连接于所述震荡系统，所述磁性件固定连接于所述固定架，所述磁性件伸入所述线圈内且二者形成轴向往复运动的配合。
可选地，所述震荡系统包括连接轴，所述连接轴上设置有沿所述连接轴径向延伸的连杆，所述线圈固定连接于所述连杆的端部。
可选地，所述连杆分别往两个方向延伸形成两个端部，每一个端部连接一个线圈。
可选地，所述固定架上设置有沿所述连接轴轴向延伸的支撑架，所述支撑架上对应所述线圈的位置连接有所述磁性件。
本发明实施例所提供的一种发电装置，通过将擒纵机构与发电机构相结合，利用擒纵机构提供动能，发电机构将动能转化为电能，实现了发电的目的。由于擒纵机构的结构小巧精致，因此大大缩小了发电装置的体积，提高了发电装置的便携性，并且擒纵机构不停的运动，且转化效率高，因此发电功率较高。同时，由于擒纵机构的制作工艺成熟稳定，因此大大降低了发电装置的实现成本，提高了发电装置的稳定性。
附图说明
图1是本发明的发电装置第一实施例的结构示意图；
图2是图1中的发电装置的局部结构示意图；
图3是图1中的发电装置的另一局部结构示意图；
图4是本发明的发电装置第二实施例的结构示意图；
图5是图4中的发电装置的局部结构示意图。
附图中：
10-线圈 20-磁性件
30-固定架 31-支撑架
40-震荡系统 41-摆臂
42-摆锤 43-连接轴
431-连杆 50-擒纵叉
60-擒纵轮 70-传动机构
80-扭力机构
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
参见图1-图3，提出本发明第一实施例的发电装置，所述发电装置是利用擒纵机构同感应线圈和磁性件的有效结合进行发电的装置，该装置包括擒纵机构和发电机构，擒纵机构用于提供动能，发电机构用于将擒纵机构提供的动能转化为电能。
擒纵机构是一种机械能量传递的开关装置，主要应用于机械钟表，结构小巧精致，是现代机械钟表的核心。本发明实施例创造性的将擒纵机构应用于发电装置，利用擒纵机构为发电机构提供动能。擒纵机构有多种，本发明实施例以叉瓦式擒纵机构为例进行详细说明。本领域技术人员可以理解，除此之外，其它种类的擒纵机构也可以应用于本发明实施例的发电装置，同理均在本发明的保护范围内。
擒纵机构包括固定架30、震荡系统40、擒纵叉50、擒纵轮60、传动机构70和扭力机构80。固定架30对其它所有部件起支撑作用，震荡系统40活动连接于固定架30，擒纵叉50固定连接于震荡系统40，擒纵轮60通过一连接轴活动连接于固定架30，传动机构70将扭力机构80的动能传递给擒纵轮60，扭力机构80通过一连接轴活动连接于固定架30。
扭力机构80可以存储和释放弹性势能，可以通过卷式弹簧、拉簧、重力物带动缠绕绳等方式产生扭力获得弹性势能，并将弹性势能转化为旋转动能，以驱动传动机构70。
传动机构70将扭力机构80的旋转动能传递给擒纵轮60。传动机构70优选为减速齿轮机构，减速齿轮机构由至少两个相互啮合的大齿轮和小齿轮组成。通过减速齿轮机构传递动能可以延长扭力机构80的弹性势能的释放时间，延长发电装置补充一次弹性势能后的工作时间。
传动机构70的其中一个齿轮与擒纵轮60连接于同一个连接轴，传动机构70的齿轮旋转时相应的带动擒纵轮60旋转。
擒纵叉50周期性的锁止/释放擒纵轮60，擒纵轮60由传动机构70取得的能量，通过擒纵轮60的轮齿和擒纵叉50的叉瓦的相互作用转变为冲量传送给擒纵叉50，擒纵叉50再将冲量传递给震荡系统40，从而把原动系的能量传递给了震荡系统40，以便维持震荡系统40作等幅振动。擒纵轮60向擒纵叉20传递冲量的过程主要包括锁接、释放、冲击、垂落和牵引几个动作。
震荡系统20主要由摆臂41、摆锤42、连接轴43、游丝等部件组成，摆锤42连接于摆臂41的下端，连接轴43连接于摆臂41的上部，优选与摆臂41垂直，擒纵叉50固定连接于连接轴43。摆锤42受外力偏离其平衡位置开始摆动时，游丝便被扭转而产生位能，通常称为恢复力矩。擒纵轮60和擒纵叉50完成前述冲量传递的过程，也就是震荡系统40完成半个振动周期的过程。震荡系统40在游丝位能的作用下，还会进行反方向摆动而完成另半个振动周期，从而实现擒纵机构不断重复循环工作。
发电机构包括线圈10、磁性件20和电流整理存储模块。线圈10优选由铜线绕制而成，其固定连接于固定架30。磁性件20优选为由钕铁硼等稀土类材料制成的永磁体，其固定连接于震荡系统40的连接轴43。线圈10为空心线圈，磁性件20伸入线圈内且二者形成轴向往复运动的配合，线圈10和磁性件20可以有一组或至少两组，二者优选呈弧形。电流整理模块通过导线连接线圈10，通过整流电路把来自多个线圈10的正负电流进行重新整合并输送到蓄电池中进行储存，以提供给电子设备使用。
震荡系统40的摆臂42往复摆动时，带动连接轴43往复旋转(在另外半个周期，连接轴43则在擒纵叉50的带动下旋转，进而反过来带动摆臂42摆动)，连接轴43则带动磁性件20在线圈10内往复运动，即在线圈10内来回穿插，对磁感线进行切割，从而使得线圈10内产生电流，获得电能，达到发电的目的。
由于线圈10内部的磁场最强，当磁性件20从线圈10中穿过，其切割磁力线也越多，因此相对于在线圈10外部切割磁力线，获得的电能也更多，极大的提高了发电效率。
磁性件20的外径小于线圈10的内径，优选稍微小于线圈10内径即可，以使得发电效率最大化。线圈10和磁性件20的配合尺寸要综合部件的磨损及加工精度等因素来考虑。
磁性件20优选呈棒状，线圈10优选呈筒状，磁性件20与线圈10的轴线优选重合，以使发电功率最大化。磁性件20的截面可以为圆形、方形或其他形状；与之相对的线圈10的内截面也可以为圆形、方形或其他形状。鉴于圆形截面生产方便、简单，利于大规模批量生产，因此磁性件20和线圈10的截面优选呈圆形。
具体实施时，可以在连接轴43上设置沿连接轴43径向延伸的连杆431，将磁性件20固定连接于连杆431的端部。进一步地，可以在固定架30上设置沿连接轴43轴向延伸的支撑架31，在支撑架31上对应磁性件20的位置连接线圈10。可以将连接线圈10和电流整理存储模块的导线设置在支撑架31内。
进一步地，连杆431至少有两个，每个连杆431的端部均连接一磁性件20，同时支撑架31上对应每个磁性件431的位置均连接一个线圈10，使得多组磁性件20和线圈10同时进行磁感线切割，从而成倍的提高发电功率。
进一步地，连杆431分别往两个方向延伸形成两个端部，每一个端部均连接一个磁性件20，优选往两个相反的方向延伸。同时，固定架30包括两个位于连接轴43两侧的支撑架31，每个支撑架31上对应磁性件20的位置连接一线圈10。从而可以布局更多组磁性件20和线圈10，成倍的提高发电功率。
参见图4、图5，提出本发明的发电装置第二实施例，本实施例与第一实施例的区别是线圈10和磁性件20的设置位置刚好相反。本实施例中，磁性件20固定连接于固定架30，线圈10固定连接于震荡系统40的连接轴43，磁性件20伸入线圈10内且二者形成轴向往复运动的配合，线圈10和磁性件20可以有一组或多组，优选呈弧形。
震荡系统40的摆臂42往复摆动时，带动连接轴43往复旋转(在另外半个周期，连接轴43则在擒纵叉50的带动下旋转，进而反过来带动摆臂42摆动)，连接轴43则带动线圈10往复转动，使得磁性件20在线圈10内相对往复运动，即在线圈10内来回穿插，对磁感线进行切割，从而使得线圈10内产生电流，获得电能，达到发电的目的。
具体实施时，可以在连接轴43上设置沿连接轴43径向延伸的连杆431，将线圈10固定连接于连杆431的端部。进一步地，可以在固定架30上设置沿连接轴43轴向延伸的支撑架31，在支撑架31上对应线圈10的位置连接磁性件20。
进一步地，连杆431至少有两个，每个连杆431的端部均连接一线圈10，同时支撑架31上对应每个线圈10的位置均连接一个磁性件20，使得多组磁性件20和线圈10同时进行磁感线切割，从而成倍的提高发电功率。
进一步地，连杆431分别往两个方向延伸形成两个端部，每一个端部均连接一个线圈10，优选往两个相反的方向延伸。同时，固定架30包括两个位于连接轴43两侧的支撑架31，每个支撑架31上对应线圈10的位置连接一磁性件20。从而可以布局更多组磁性件20和线圈10，成倍的提高发电功率。
本发明实施例的发电装置，通过将擒纵机构与发电机构相结合，利用擒纵机构提供动能，发电机构将动能转化为电能，实现了发电的目的。由于擒纵机构的结构小巧精致，因此大大缩小了发电装置的体积，提高了发电装置的便携性，并且擒纵机构不停的运动，转化效率高，因此发电功率较高。同时，由于擒纵机构的制作工艺成熟稳定，因此大大降低了发电装置的实现成本，提高了发电装置的稳定性。
应当理解的是，以上仅为本发明的优选实施例，不能因此限制本发明的专利范围，凡是利用擒纵机构同感应线圈和磁性件的有效结合以达到发电的目的，或通过本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种发电装置，其特征在于，包括擒纵机构和发电机构，所述擒纵机构包括固定架(30)以及与所述固定架(30)活动连接的震荡系统(40)，所述发电机构包括线圈(10)和磁性件(20)，所述磁性件(20)固定连接于所述震荡系统(40)，所述线圈(10)固定连接于所述固定架(30)，所述磁性件(20)伸入所述线圈(10)内且二者形成轴向往复运动的配合。
2.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述震荡系统(40)包括连接轴(43)，所述连接轴(43)上设置有沿所述连接轴(43)径向延伸的连杆(431)，所述磁性件(20)固定连接于所述连杆(431)的端部。
3.根据权利要求2所述的发电装置，其特征在于，所述连杆(431)分别往两个方向延伸形成两个端部，每一个端部连接一个磁性件(20)。
4.根据权利要求2所述的发电装置，其特征在于，所述连杆(431)至少有两个。
5.根据权利要求2-4任一项所述的发电装置，其特征在于，所述固定架(30)上设置有沿所述连接轴(43)轴向延伸的支撑架(31)，所述支撑架(31)上对应所述磁性件(20)的位置连接有所述线圈(10)。
6.一种发电装置，其特征在于，包括擒纵机构和发电机构，所述擒纵机构包括固定架(30)以及与所述固定架(30)活动连接的震荡系统(40)，所述发电机构包括线圈(10)和磁性件(20)，所述线圈(10)固定连接于所述震荡系统(40)，所述磁性件(20)固定连接于所述固定架(30)，所述磁性件(20)伸入所述线圈(10)内且二者形成轴向往复运动的配合。
7.根据权利要求6所述的发电装置，其特征在于，所述震荡系统(40)包括连接轴(43)，所述连接轴(43)上设置有沿所述连接轴(43)径向延伸的连杆(431)，所述线圈(10)固定连接于所述连杆(431)的端部。
8.根据权利要求7所述的发电装置，其特征在于，所述连杆(431)分别往两个方向延伸形成两个端部，每一个端部连接一个线圈(10)。
9.根据权利要求7所述的发电装置，其特征在于，所述连杆(431)至少有两个。
10.根据权利要求7-9任一项所述的发电装置，其特征在于，所述固定架(30)上设置有沿所述连接轴(43)轴向延伸的支撑架(31)，所述支撑架(31)上对应所述线圈(10)的位置连接有所述磁性件(20)。
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