關節(jié)發(fā)電器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種關節(jié)發(fā)電器，該發(fā)電器是由外殼（1）、擺動桿（2）、整向器（3）、輸入驅(qū)動軸（4）、輸出驅(qū)動軸（5）、驅(qū)動齒輪（6）、變速齒輪組（7）、齒輪組的初級齒輪（8）、齒輪組的終級齒輪（9）、發(fā)電機單元（10）、發(fā)電機的中心齒輪（11）、接口電路模塊（12）和綁帶（13）組成。當關節(jié)發(fā)生運動時，緩慢的關節(jié)往復運動依次通過擺動桿（2）、輸入驅(qū)動軸（4）、整向器（3）、輸出驅(qū)動軸（5）、驅(qū)動齒輪（6）、變速齒輪組的初級齒輪（8）、變速齒輪組（7）、變速齒輪組的終極齒輪（9）和發(fā)電機的中心齒輪（11），最后傳遞到發(fā)電機單元（10）并使發(fā)電機單元（10）的轉(zhuǎn)子進行高速旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)高效率地發(fā)電。本實用新型能為便攜式電子設備直接持續(xù)供電。
【專利說明】關節(jié)發(fā)電器

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及新型能源器件的機械【技術領域】，特別涉及關節(jié)發(fā)電裝置。

【背景技術】
[0002]近年來，人們的日常生活中越來越依賴便攜式的電子設備，從醫(yī)療產(chǎn)品到消費電子等。目前這些產(chǎn)品大多數(shù)是用電池供電，這不僅增加設備的體積和重量，而且也給使用者帶來了不便。這就需要開發(fā)一種可持續(xù)的能源來代替原有的電池。通過收集生物力學能量的方式，可將使用者日?；顒又挟a(chǎn)生的能量收集后直接為電子設備供電。
[0003]現(xiàn)有技術中的一些便攜式發(fā)電器，如發(fā)電鞋、發(fā)電背包等，由于結構不盡合理，線圈低速切割磁感應線，磁通量變化慢，發(fā)電效率低，大多通過增加發(fā)電裝置的體積和重量來增加發(fā)電量；還有一些手搖或按壓式的，需要額外花費時間和精力去做功來發(fā)電。而本發(fā)明能夠很好地解決上面的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是提供一種關節(jié)發(fā)電器，該發(fā)電器可收集人或動物運動時關節(jié)伸展彎曲產(chǎn)生的機械能，并將關節(jié)運動產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)換成電能，從而實現(xiàn)了給便攜式電子設備持續(xù)直接供電。
[0005]本發(fā)明解決其技術問題所采取的技術方案是:本發(fā)明一種關節(jié)發(fā)電器，該發(fā)電器是由外殼1、擺動桿2、整向器3、輸入驅(qū)動軸4、輸出驅(qū)動軸5、驅(qū)動齒輪6、變速齒輪組7、齒輪組的初級齒輪8、齒輪組的終級齒輪9、發(fā)電機單元10、發(fā)電機的中心齒輪11、接口電路模塊12和綁帶13組成。所述的整向器3的輸入驅(qū)動軸4伸出外殼1，輸入驅(qū)動軸4與擺動桿2固定連接，輸出驅(qū)動軸5的末端固定有驅(qū)動齒輪6，驅(qū)動齒輪6與變速齒輪組7的初級齒輪8嚙合，變速齒輪組的終極齒輪9和發(fā)電機單元10的中心齒輪11相嚙合；綁帶13固定在外殼I和擺動桿2上。整向器3的輸入驅(qū)動軸4伸出外殼1，輸入驅(qū)動軸4與擺動桿2固定連接，輸出驅(qū)動軸5的末端固定有驅(qū)動齒輪6，驅(qū)動齒輪6與變速齒輪組7的初級齒輪8嚙合，變速齒輪組的終極齒輪9和發(fā)電機單元10的中心齒輪11相嚙合；兩條綁帶13分別固定在外殼I和擺動桿2上，該擺動桿2往復擺動通過整向器3的整向變換為只有一個方向的旋轉(zhuǎn)運動。整向器3中使用了兩個單向滾動機構，并且滾動機構為單向軸承或者為單向離合器。該發(fā)電器中有變速齒輪組7，變速齒輪組7是將緩慢的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成高速的旋轉(zhuǎn)運動。所述發(fā)電機的輸出端設有接口電路模塊12用于連接用電設備。
[0006]本發(fā)明的整向器3是由輸入驅(qū)動軸4、輸出驅(qū)動軸5、驅(qū)動齒輪6、第一輸入齒輪14、第一單向滾動機構15、第二輸入齒輪16、第二單向滾動機構17、變向齒輪18、變向齒輪軸19、第一輸出齒輪20、第二輸出齒輪21組成。外殼I的末端有一擺動桿2,輸入驅(qū)動軸4與擺動桿2用螺絲聯(lián)接為一整體，并深入外殼I。整向器3用螺絲或膠水固定在外殼I內(nèi)，其輸入驅(qū)動軸4上套有第一單向滾動機構15和第二單向滾動機構17，兩滾動機構裝配方向相反；兩滾動機構上分別對應緊配有第一輸入齒輪14和第二輸入齒輪16 ;輸出驅(qū)動軸5上緊配有第一輸出齒輪20和第二輸出齒輪21,第一輸出齒輪20與第一輸入齒輪14哨合,變向齒輪軸19上套有變向齒輪18，第二輸入齒輪16和第二輸出齒輪21都與變向齒輪18嚙合，實現(xiàn)傳動和變向。驅(qū)動齒輪6緊配在輸出驅(qū)動軸5末端，與齒輪組的初級齒輪8嚙合；變齒輪組7固定在外殼1，其終極齒輪9又與發(fā)電機單元10的中心齒輪11齒輪嚙合，這樣就可以帶動發(fā)電機運轉(zhuǎn)。發(fā)電機單元10用螺絲固定在外殼I內(nèi)。
[0007]本發(fā)明的第一輸入齒輪14套在第一單向滾動機構15的外輪廓上并緊密固定，第二輸入齒輪16套在第二單向滾動機構17的外輪廓上并緊密固定，第二輸入齒輪16與變向齒輪18嚙合。所述輸出驅(qū)動軸5上緊配有第一輸出齒輪20、第二輸出齒輪21和驅(qū)動齒輪6，第一輸出齒輪20與第一輸入齒輪14哨合,第二輸出齒輪21與變向齒輪18哨合。
[0008]本發(fā)明的外殼I和擺動桿2上面固定有綁帶13，從而可將其穿戴在關節(jié)處，并根據(jù)情況進行松緊調(diào)節(jié)。在關節(jié)活動使擺動桿2擺動，輸入驅(qū)動軸4隨之轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動可分為正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩種，經(jīng)過整向器3作用，在輸出驅(qū)動軸5上的驅(qū)動齒輪6始終只有一種轉(zhuǎn)動方向。驅(qū)動齒輪6帶動變速齒輪組7運轉(zhuǎn)，齒輪組7的終級齒輪9又推動發(fā)電機單元10的中心齒輪11高速轉(zhuǎn)動，從而使發(fā)電機單元11工作產(chǎn)生電能。所產(chǎn)生的電通過接口電路模塊12給用電器供電。
[0009]本發(fā)明通過使用擺動桿2來傳遞關節(jié)處伸展彎曲產(chǎn)生的擺動，整向器3的輸入驅(qū)動軸聯(lián)接著擺動桿2 ;在傳動機構中使用了整向器3進行整向；使用變速齒輪組7來增大發(fā)電機的轉(zhuǎn)速，采用了接口電路模塊12，在關節(jié)發(fā)電器上增加可以進行松緊調(diào)節(jié)綁帶13。
[0010]本發(fā)明的輸出端設有接口電路模塊12，該電路模塊有整流和調(diào)節(jié)電壓功能，其輸出端可用于適配連接用電設備。
[0011]本發(fā)明所述發(fā)電器還包括第一滾動機構15和第二滾動機構17 ;第二滾動機構17為單向軸承或者為單向離合器。所述發(fā)電器的第二輸入齒輪16和第二輸出齒輪21之間安裝了變向齒輪18,第二輸入齒輪16和第二輸出齒輪21的旋轉(zhuǎn)方向相同。所述的發(fā)電器在安裝第一單向滾動機構15和第二單向滾動機構17時,工作方向處于相反方向，整向器3把所述的擺動桿2往復擺動變換為只有一個方向的旋轉(zhuǎn)運動。所述發(fā)電器的第一輸入齒輪14套在第一單向滾動機構15的外輪廓上并緊密固定，第二輸入齒輪16套在第二單向滾動機構17的外輪廓上并緊密固定，第二輸入齒輪16與變向齒輪(18)嚙合。所述輸出驅(qū)動軸5上緊配有第一輸出齒輪20、第二輸出齒輪21和驅(qū)動齒輪6,第一輸出齒輪20與第一輸入齒輪14嚙合，第二輸出齒輪21與變向齒輪18嚙合。所述的發(fā)電器中有變速齒輪組7 ;變速齒輪組7將緩慢的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成高速的旋轉(zhuǎn)運動。
[0012]有益效果:
[0013]1、本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)將關節(jié)活動產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)向電能的有效轉(zhuǎn)化，使用了整向器，可以保持發(fā)電機始終朝同一方向加速運轉(zhuǎn)。
[0014]2、本發(fā)明使用多級齒輪構成的齒輪組，可以將原來關節(jié)處的低速擺動通過齒輪組的加速轉(zhuǎn)化為發(fā)電機高速轉(zhuǎn)動，從而產(chǎn)生較大的電壓。加之接口電路模塊的具有整流和調(diào)節(jié)輸出電壓作用，可以對多種用電器供電。
[0015]3、本發(fā)明在關節(jié)發(fā)電器上增加可以進行松緊調(diào)節(jié)綁帶，使其方便使用者穿戴，因而更便攜。所以，這種設計獨特的發(fā)電器具有真正的應用價值，能為便攜式電子設備直接持續(xù)供電，從而減少電池使用帶來的危害，同時也是真正意義上的環(huán)保產(chǎn)品，很值得大力推廣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
[0017]標識說明:1_外殼；2_擺動桿；3_整向器；4_輸入驅(qū)動軸；5_輸出驅(qū)動軸；6-驅(qū)動齒輪；7_變速齒輪組；8_齒輪組的初級齒輪；9_齒輪組的終級齒輪；10_發(fā)電機單元；11-發(fā)電機的中心齒輪；12_接口電路模塊；13_綁帶。
[0018]圖2為整向器的結構示意圖。
[0019]標識說明:4_輸入驅(qū)動軸；5_輸出驅(qū)動軸；6_驅(qū)動齒輪；14-第一輸入齒輪；15-第一單向滾動機構；16_第二輸入齒輪；17_第二單向滾動機構；18_變向齒輪；19_變向齒輪軸；20_第一輸出齒輪；21_第二輸出齒輪。
[0020]圖3為本發(fā)明的接口電路示意圖。
[0021 ] 標識說明:12-接口電路模塊。
[0022]圖4為本發(fā)明的關節(jié)發(fā)電器的穿戴狀態(tài)示例圖。

【具體實施方式】
[0023]以下結合說明書附圖對本發(fā)明創(chuàng)造作進一步的詳細說明。
[0024]如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供了一種關節(jié)發(fā)電器，該發(fā)電器是由外殼1、擺動桿
2、整向器3、輸入驅(qū)動軸4、輸出驅(qū)動軸5、驅(qū)動齒輪6、變速齒輪組7、齒輪組的初級齒輪8、齒輪組的終級齒輪9、發(fā)電機單元10、發(fā)電機的中心齒輪11、接口電路模塊12和綁帶13組成。該整向器3的輸入驅(qū)動軸4伸出外殼1，輸入驅(qū)動軸4與擺動桿2固定連接,整向器3的輸出驅(qū)動軸5的末端固定有驅(qū)動齒輪6，驅(qū)動齒輪6與變速齒輪組7的初級齒輪8嚙合，變速齒輪組的終極齒輪9和發(fā)電機單元10的中心齒輪11相嚙合；兩條綁帶13分別固定在外殼I和擺動桿2上，該擺動桿2往復擺動變換為只有一個方向的旋轉(zhuǎn)運動。整向器3中使用了兩個單向滾動機構，并且滾動機構為單向軸承或者為單向離合器。該發(fā)電器中有變速齒輪組7，變速齒輪組7是將緩慢的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成高速的旋轉(zhuǎn)運動。所述發(fā)電機的輸出端設有接口電路模塊12用于連接用電設備。
[0025]本發(fā)明的外殼I的末端有一擺動桿2，其通過螺絲與輸入驅(qū)動軸4聯(lián)接為一整體，輸入驅(qū)動軸4深入外殼I內(nèi)。整向器3通過螺絲或膠水固定在外殼I內(nèi)，輸入驅(qū)動軸4上套有第一單向滾動機構15和第二單向滾動機構17，兩單向滾動機構裝配方向相反，兩滾動機構可以為單向軸承或者為單向離合器；兩單向滾動機構上分別固定有第一輸入齒輪14和第二輸入齒輪16 ;輸出驅(qū)動軸5上緊配有第一輸出齒輪19和第二輸出齒輪20,第一輸出齒輪19與第一輸入齒輪14嚙合，第二輸出齒輪20和第二輸入齒輪16都與變向齒輪18嚙合，實現(xiàn)傳動和整向。驅(qū)動齒輪6緊配在輸出驅(qū)動軸5的末端，與齒輪組的初級齒輪8嚙合；變齒輪組7通過螺絲或膠水固定在外殼I內(nèi)，其終極齒輪9又與發(fā)電機單元10的中心齒輪11齒輪嚙合，發(fā)電機單元10通過螺絲固定在外殼I內(nèi)。本發(fā)明使用擺動桿2來傳遞關節(jié)處伸展彎曲產(chǎn)生的擺動，整向器3的輸入驅(qū)動軸聯(lián)接著擺動桿2 ;在傳動機構中使用了整向器3進行整向；使用變速齒輪組7來增大發(fā)電機的轉(zhuǎn)速，使用接口電路模塊12來整流調(diào)壓，在關節(jié)發(fā)電器上增加可以進行松緊調(diào)節(jié)綁帶13。
[0026]如圖3所示，在發(fā)電機的輸出端設有接口電路模塊12，該電路模塊的輸出端可用于連接用電設備。
[0027]如圖4所示，本發(fā)電器上固定有綁帶13，從而可將其穿戴在關節(jié)處，并根據(jù)情況進行松緊調(diào)節(jié)。在關節(jié)活動使擺動桿2擺動，輸入驅(qū)動軸4隨之轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動可分為正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩種，經(jīng)過整向器3作用，在輸出驅(qū)動軸5上的驅(qū)動齒輪6始終只有一種轉(zhuǎn)動方向。驅(qū)動齒輪6帶動變速齒輪組7運轉(zhuǎn)，齒輪組7的終級齒輪9又推動發(fā)電機單元10的中心齒輪11高速轉(zhuǎn)動，從而使發(fā)電機單元11工作產(chǎn)生電能。所產(chǎn)生的電通過電路模塊12進行整流調(diào)壓，最后給用電器供電。
【權利要求】
1.關節(jié)發(fā)電器，其特征在于:該發(fā)電器是由外殼⑴、擺動桿⑵、整向器⑶、輸入驅(qū)動軸(4)、輸出驅(qū)動軸(5)、驅(qū)動齒輪(6)、變速齒輪組(7)、變速齒輪組的初級齒輪(8)、變速齒輪組的終級齒輪(9)、發(fā)電機單元(10)、發(fā)電機的中心齒輪(11)、接口電路模塊(12)、和綁帶(13)組成；所述的整向器(3)的輸入驅(qū)動軸(4)伸出外殼(I)，輸入驅(qū)動軸(4)與擺動桿(2)固定連接，輸出驅(qū)動軸(5)的末端固定有驅(qū)動齒輪￠)，驅(qū)動齒輪(6)與變速齒輪組(7)的初級齒輪(8)嚙合，變速齒輪組的終極齒輪(9)和發(fā)電機單元(10)的中心齒輪(11)相嚙合；綁帶(13)固定在外殼(I)和擺動桿(2)上。
2.根據(jù)權利要求1所述的關節(jié)發(fā)電器，其特征在于:所述的整向器(3)是由輸入驅(qū)動軸(4)、輸出驅(qū)動軸(5)、驅(qū)動齒輪(6)、第一輸入齒輪(14)、第一單向滾動機構(15)、第二輸入齒輪(16)、第二單向滾動機構(17)、變向齒輪(18)、變向齒輪軸(19)、第一輸出齒輪20、第二輸出齒輪(21)組成；輸入驅(qū)動軸(4)上套有第一單向滾動機構(15)和第二單向滾動機構(17)，兩滾動機構裝配方向相反；兩滾動機構上分別對應固定有第一輸入齒輪(14)和第二輸入齒輪(16);輸出驅(qū)動軸(5)上緊配有第一輸出齒輪(20)、第二輸出齒輪(21)和驅(qū)動齒輪￠)，第一輸出齒輪(20)與第一輸入齒輪(14)嚙合，變向齒輪軸(19)上套有變向齒輪(18)，第二輸入齒輪(16)和第二輸出齒輪(21)都與變向齒輪(18)嚙合。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的關節(jié)發(fā)電器，其特征在于:所述發(fā)電器還包括第一滾動機構(15)和第二滾動機構(17);第二滾動機構(17)為單向軸承或者為單向離合器。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的關節(jié)發(fā)電器，其特征在于:所述發(fā)電器的第二輸入齒輪(16)和第二輸出齒輪(21)之間安裝了變向齒輪(18)，第二輸入齒輪(16)和第二輸出齒輪(21)的旋轉(zhuǎn)方向相同。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的關節(jié)發(fā)電器，其特征在于:所述的發(fā)電器在安裝第一單向滾動機構(15)和第二單向滾動機構(17)時,工作方向處于相反方向，整向器(3)把所述的擺動桿(2)往復擺動變換為只有一個方向的旋轉(zhuǎn)運動。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的關節(jié)發(fā)電器，其特征在于:所述發(fā)電器的第一輸入齒輪(14)套在第一單向滾動機構(15)的外輪廓上并緊密固定，第二輸入齒輪(16)套在第二單向滾動機構(17)的外輪廓上并緊密固定，第二輸入齒輪(16)與變向齒輪(18)嚙合。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的關節(jié)發(fā)電器，其特征在于:所述發(fā)電器的輸出驅(qū)動軸(5)上緊配有第一輸出齒輪(20)、第二輸出齒輪(21)和驅(qū)動齒輪(6),第一輸出齒輪(20)與第一輸入齒輪(14)哨合，第二輸出齒輪(21)與變向齒輪(18)哨合。
8.根據(jù)權利要求1所述的關節(jié)發(fā)電器，其特征在于:所述的發(fā)電器中有變速齒輪組(7);變速齒輪組(7)將緩慢的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成高速的旋轉(zhuǎn)運動。
9.根據(jù)權利要求1所述的關節(jié)發(fā)電器，其特征在于:所述發(fā)電機的輸出端設有接口電路模塊(12);所述的接口電路模塊(12)的輸出端連接用電設備。
【文檔編號】F03G5/06GK203978741SQ201320797733
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年12月5日 優(yōu)先權日:2013年12月5日
【發(fā)明者】曹自平, 包韓波, 朱洪波 申請人:南京郵電大學, 南京霍威特電子科技有限公司