運動可充電設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供的運動可充電設備，包括：設備本體；設備本體內部設置有永磁體、至少一個彈簧、可充電電池、線圈和電路板；彈簧的一端與永磁體的一端固定連接，其另一端與設備本體固定連接；線圈纏繞在永磁體外，且與永磁體存在預設間隙；線圈與電路板電連接，用于將產生的電動勢傳導至電路板中；電路板與可充電電池電連接；可充電電池，用于與負載電連接，為負載供電，在用戶運動(例如行走)時，會帶動彈簧上下?lián)u擺，帶動永磁體與其上下振動，從而引起永磁體與其外圍的線圈進行相對運動，此時，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，產生電動勢，用以對內置在設備本體中的可充電電池充電，從而實現(xiàn)運動時對設備持續(xù)充電，不會增加用戶的勞動量且實用性好。
【專利說明】運動可充電設備

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及發(fā)電領域，具體而言，涉及運動可充電設備。

【背景技術】
[0002] LED手電筒中配備可充電電池，與LED燈電連接，用以為LED燈提供電源，從而使 LED手電筒實現(xiàn)照明。
[0003] 目前，市場上生產一種手搖LED手電筒，其可以通過用戶手搖的方式對手電筒內 的充電電池或是電容進行充電，從而使LED手電筒實現(xiàn)照明。具體的，在電池電量用盡的情 況下，用戶需要不斷的手搖把手，以使得將用戶手搖的動能轉化為電能存儲在電池中，從而 為LED燈供電。
[0004] 但是，若要實現(xiàn)持續(xù)充電，需要用戶不斷的手搖把手，這樣，使得用戶的勞動量增 力口；若用戶只是簡單的手搖幾下把手，則不能實現(xiàn)持續(xù)充電，使得存儲電能不多，往往用一 下就要重新?lián)u晃一下，不能實現(xiàn)正常的照明應用，實用性較差。 實用新型內容
[0005] 本實用新型的目的在于提供方法和裝置，以解決上述的問題。
[0006] 在本實用新型的實施例中提供了一種運動可充電設備，包括：設備本體；
[0007] 設備本體內部設置有永磁體、至少一個彈簧、可充電電池、線圈和電路板；
[0008] 彈簧的一端與永磁體的一端固定連接，彈簧的另一端與設備本體固定連接；
[0009] 線圈纏繞在永磁體外，且與永磁體存在預設間隙；線圈與電路板電連接；
[0010] 電路板與可充電電池電連接；可充電電池與負載電連接。
[0011] 進一步的，該運動可充電設備中，電路板包括整流電路和集成電路1C ;
[0012] 整流電路和1C電連接；其中，1C中至少包括穩(wěn)壓電路和保護電路。
[0013] 進一步的，該運動可充電設備中，彈簧的一端與永磁體的另一端固定連接，彈簧的 另一端與設備本體固定連接。
[0014] 進一步的，該運動可充電設備還包括：環(huán)形軟磁鐵；
[0015] 環(huán)形軟磁鐵套接在永磁體外，且與永磁體存在預設間隙；線圈纏繞在環(huán)形軟磁鐵 上，且與電路板電連接。
[0016] 進一步的，該運動可充電設備中，設備本體上還設置有USB輸入接口。
[0017] 進一步的，該運動可充電設備中，設備本體上還設置有USB輸出接口。
[0018] 進一步的，該運動可充電設備還包括：手搖連桿和變速機構；
[0019] 手搖連桿與變速機構可轉動連接；
[0020] 變速機構與永磁體固定連接，或者變速機構與彈簧固定連接。
[0021] 進一步的，該運動可充電設備中，永磁體為銣鐵硼磁鐵。
[0022] 本實用新型實施例提供的運動可充電設備，與現(xiàn)有技術中的LED手電筒，若要實 現(xiàn)持續(xù)充電，需要用戶不斷的手搖把手，這樣，使得用戶的勞動量增加；若用戶只是簡單的 手搖幾下把手，則不能實現(xiàn)持續(xù)充電，使得存儲電能不多，往往用一下就要重新?lián)u晃一下， 不能實現(xiàn)正常的照明應用，實用性較差的方案相比，其包括：設備本體；設備本體內部設置 有永磁體、至少一個彈簧、可充電電池、線圈和電路板；彈簧的一端與永磁體的一端固定連 接，其另一端與設備本體固定連接；線圈纏繞在永磁體外，且與永磁體存在預設間隙；線圈 與電路板電連接，用于將產生的電動勢傳導至電路板中；電路板與可充電電池電連接；可 充電電池，用于與負載電連接，為負載供電。本實用新型，在用戶運動（例如行走）的情況 下，會帶動彈簧上下?lián)u擺，從而帶動永磁體上下振動，該永磁體與外圍的線圈產生相對運 動，使穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，產生電動勢。該電動勢通過電路板對內置在設備本體中 的可充電電池進行充電，從而實現(xiàn)運動時對設備進行持續(xù)充電，不會增加用戶的勞動量并 且實用性較好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1示出了本實用新型實施例提供的一種運動可充電設備的結構示意圖；
[0024] 圖2示出了本實用新型實施例提供的另一種運動可充電設備的結構示意圖；
[0025] 圖3示出了本實用新型實施例提供的運動可充電設備中永磁體與環(huán)形軟磁鐵的 位置結構示意圖；
[0026] 圖4示出了本實用新型實施例提供的運動可充電設備的工作原理流程圖。

【具體實施方式】
[0027] 下面通過具體的實施例子并結合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述。
[0028] 本實用新型實施例提供了一種運動可充電設備，如圖1和圖2所示，包括：設備本 體101 ;設備本體101內部設置有永磁體102、至少一個彈簧103、可充電電池104、線圈105 和電路板106 ;彈簧103的一端與永磁體102的一端固定連接，彈簧103的另一端與設備本 體101固定連接；線圈105纏繞在永磁體102外，且與永磁體102存在預設間隙；線圈105 與電路板106電連接，用于將產生的電動勢傳導至電路板106中；電路板106與可充電電池 104電連接；可充電電池104與負載107電連接。
[0029] 本實用新型實施例提供的運動可充電設備，與現(xiàn)有技術中的LED手電筒，若要實 現(xiàn)持續(xù)充電，需要用戶不斷的手搖把手，從而使得用戶的勞動量增加；若用戶只是簡單的手 搖幾下把手，則不能實現(xiàn)持續(xù)充電，使得存儲電能不多，往往用一下就要重新?lián)u晃一下，不 能實現(xiàn)正常的照明應用，實用性較差的方案相比，其包括：設備本體101 ;設備本體101內部 設置有永磁體102、至少一個彈簧103、可充電電池104、線圈105和電路板106 ;彈簧103的 一端與永磁體102的一端固定連接，其另一端與設備本體101固定連接；線圈105纏繞在永 磁體102外，且與永磁體102存在預設間隙；線圈105與電路板106電連接，用于將產生的 電動勢傳導至電路板106中；電路板106與可充電電池104電連接；可充電電池104,用于 與負載107電連接，為負載107供電。本實用新型，在用戶運動（例如行走）的情況下，會 帶動彈簧103上下?lián)u擺，從而帶動永磁體102上下振動，該永磁體102與其外圍的線圈105 產生相對運動，使穿過線圈105的磁通量發(fā)生變化，產生電動勢，該電動勢通過電路板106 對內置在設備本體101中的可充電電池104進行充電，從而實現(xiàn)運動時對設備進行持續(xù)充 電，且不會增加用戶的勞動量，并且實用性較好。
[0030] 其中，本實用新型中所說的"運動"是泛指用戶不處于與地球相對靜止的狀態(tài)；也 可以指用戶具體在進行的某一動作。
[0031] 具體的，設備本體包括內壁和外壁，內壁內部形成第一腔室，內壁和外壁形成第二 腔室；線圈105可纏繞在內壁的外表面上，即置于第二腔室內；永磁體102置于第一腔室 內；線圈105也可以纏繞早外壁的外側上。當彈簧103靜止的時候，永磁體102均勻置于所 述線圈圍繞形成的空間中，當彈簧103運行時，其會帶動永磁體102運動，從而使永磁體102 與線圈產生相對運動，產生電動勢。
[0032] 彈簧103的一端與永磁體102的一端固定連接，該固定連接的方式可以有多種；例 如，直接焊接或者通過" U"型金屬板110固定連接。而彈簧103的另一端與設備本體101 內部固定連接。
[0033] 本實施例中，設備本體101內部的工作原理為：用戶運動時帶動彈簧103運動，彈 簧103帶動永磁體102運動，從而將用戶運動時的動能轉換為磁能，永磁體102上下振動對 外圍線圈105產生相對運動，使穿過線圈105的磁通量發(fā)生變化，產生電動勢，此時將磁能 轉換為電能，產生的電動勢通過電路板106對內置在設備本體101中的可充電電池104進 行充電，進而將電能轉換為化學能進行存儲。
[0034] 本實施例中，永磁體102優(yōu)選為銣鐵硼磁鐵，銣鐵硼磁鐵是一種強合金磁鐵，比一 般磁鐵的磁性強5倍以上，因此使用該銣鐵硼磁鐵能夠使產生的磁感應強度（B)大，從而使 得產生的磁通量大，進而產生的電動勢也增大，能夠將動能最大限度的轉化為電能并進行 存儲。
[0035] 具體的，Φ = B *S ; ε = N*dC>/dt ;上述Φ指磁通量；B指磁感應強度；S指永磁 體與線圈相對運動時所切割磁力線的面積；ε指電動勢；其中，ε與單位時間磁通量的變 化率有關；Ν為外部纏繞線圈105的匝數(shù)。使用銣鐵硼磁鐵，當產生的Β增大時，Φ也增大， 使得在單位時間內，且線圈105匝數(shù)不變的情況下，穿過同樣面積的Φ增大，運動時Φ的 變化率增大，從而使ε變大，產生的電動勢增多，亦即存儲的電能增多。
[0036] 本實施例中的設備本體101可以是手電筒本體，從而解決了現(xiàn)有技術中的手搖式 手電筒的缺陷，能夠持續(xù)為可充電電池104充電，并且不會增加用戶的勞動力，實用性強。
[0037] 本實施例中的線圈105優(yōu)選為銅導線，該銅導線纏繞在永磁體102上。其中，銅導 線優(yōu)選使用較粗的銅線，同時需兼顧匝數(shù)均衡進行選擇，在保證傳導性能好的同時，也保證 線圈105的匝數(shù)多，從上述公式中可以得出，Ν越大，產生的ε大；但是，Ν的過大會導致內 阻增加，這樣，使得線圈105在為可充電電池104充電時會產生自身的銅損，故在使用時，用 戶需兼顧匝數(shù)均衡進行選擇使用。
[0038] 本實施例中的可充電電池104可以選擇下列種類的可充電電池104,例如鎳鎘、鎳 氫、鋰離子、鉛蓄和鐵鋰；其中，本實施例中優(yōu)選為鋰離子可充電電池104。因為鋰離子可充 電電池104電壓高、比能量大、循環(huán)壽命長且安全性能好。
[0039] 永磁體102、彈簧103和線圈105的外部結構與可充電電池104相連，使產生的電 動勢通過電路板106對可充電電池104進行持續(xù)充電，從而使得運動可充電設備的實用性 強。
[0040] 進一步的，如圖1和圖2所示，該運動可充電設備中，電路板106包括整流電路和 集成電路1C ;整流電路和1C電連接；其中，所述1C中至少包括穩(wěn)壓電路和過壓、過充、過 放、短路保護電路。
[0041] 具體的，整流電路用于對產生的電動勢進行濾波和整流；1C用于對經(jīng)過整流電路 的電動勢進行穩(wěn)壓調整并進行過壓保護。具體的，1C中的穩(wěn)壓電路用于對經(jīng)過整流電路的 電動勢進行穩(wěn)壓調整，1C中的過壓保護電路用于對穩(wěn)壓調整后的電動勢進行過壓保護。
[0042] 由于人體個體差異，所以在運動時產生的動能可能會使產生不同大小的電動勢， 1C上包括過壓、過充、過放保護線路，用以保護可充電電池104,使可充電電池104有更長的 使用壽命；同時本實施例中優(yōu)選采用升壓1C，用以保證電動勢的值高于可充電電池104的 值。
[0043] 進一步的，如圖1和圖2所示，該運動可充電設備中，彈簧103的一端與永磁體102 的另一端固定連接，彈簧103的另一端與設備本體101固定連接。
[0044] 具體的，彈簧103可以為多個。本實施例中以兩個彈簧103為例進行說明：例如，一 個彈簧103的一端與永磁體102的一端固定連接，該彈簧103的另一端與與其相對的設備 本體101固定連接。另一個彈簧103的一端與永磁體102的另一端固定連接，相應的，該彈 簧103的另一端同樣與與其相對的設備本體101固定連接。這樣，在用戶運動時（例如，在 用戶步行時，），利用人行走時臀部擺動引起全身動作產生的動能，使彈簧103上下?lián)u擺帶 動永磁體102上下振動，從而引起永磁體102外圍的線圈105進行相對運動，使得穿過線圈 105的磁通量發(fā)生變化，產生電動勢，該電動勢通過電路板106對內置在設備本體101 (手電 筒本體）中的可充電電池104進行充電，從而實現(xiàn)人行走時對設備本體101 (手電筒）進行 持續(xù)充電。
[0045] 進一步的，如圖3所示，該運動可充電設備還包括環(huán)形軟磁鐵111 ;環(huán)形軟磁鐵111 套接在永磁體102上，且與永磁體102存在預設間隙；線圈105纏繞在環(huán)形軟磁鐵111上， 且與電路板106電連接，用于將產生的電動勢傳導至電路板106中。
[0046] 具體的，為了保證內部永磁體102上產生的磁力線盡可能地分布在磁導線的內 部，以產生最大的磁通變化率（即，使(ΙΦ/dt最大），可在線圈105外部套上一個環(huán)形軟磁 鐵111 (其中，該環(huán)形軟磁鐵111可選一些柔性軟磁材料），以達到上述目的，并且，該環(huán)形軟 磁鐵111與永磁體102存在預設間隙，使永磁體102可以與環(huán)形軟磁鐵111產生相對運動。
[0047] 進一步的，該運動可充電設備中，設備本體101上還設置有USB輸入接口 108, USB 輸入接口 108用于與充電器相配合，為可充電電池104充電。
[0048] 具體的，該運動可充電設備也可作為一個萬能充電器，將其內部的可充電電池 104 設計的足夠大（可與電路板106放置于同一位置，也可與電路板106分開分別放在不同的 位置），該設備本體101上設置USB輸入接口 108,這樣，可以在正常的有電的環(huán)境下，與充 電器相配合，實現(xiàn)為該可充電設備實現(xiàn)快速充電，以達到更好的充電效果。
[0049] 進一步的，運動可充電設備的設備本體101上還設置有USB輸出接口 109,用于與 負載107相配合，為負載107充電。
[0050] 具體的，該運動可充電設備還可以作為移動電源，用于便攜式充電，設備本體101 上設置有5V的USB輸出接口 109,用于為負載107充電；其中，負載107可以為需要充電的 電子產品，例如移動終端、平板電腦和MP3等各種電子設備。
[0051] 進一步的，該運動可充電設備還包括手搖連桿和變速機構；手搖連桿與變速機構 可轉動連接；變速機構與永磁體102固定連接，或者變速機構與彈簧103固定連接。
[0052] 具體的，該運動可充電設備同樣可以使用手搖的方式對其進行充電，該結構的設 計可以給用戶多種選擇，使用戶的體驗更好。
[0053] 本實用新型提供的運動可充電設備，人運動的同時，會帶動彈簧103上下?lián)u擺，帶 動永磁體102上下振動,從而引起外圍的線圈105進行相對運動，使穿過線圈105的磁通量 發(fā)生變化，產生電動勢，永磁體102運動產生的感應電動勢首先經(jīng)過整流電路，由整流電路 對該感應電動勢進行整流濾波處理，然后經(jīng)過1C(即經(jīng)過穩(wěn)壓電路和保護電路）對該電動 勢進行穩(wěn)壓和保護處理，并存儲到可充電電池104中，然后可充電電池104可直接對設備本 體101自帶的負載107充電，也可以作為POWER BANK(電源銀行，即移動電源）為外接的負 載107充電（該過程具體如圖4所示）。該運動可充電設備能夠實現(xiàn)將人運動時的動能轉化 為磁能、電能和化學能，從而可持續(xù)為可充電設備充電，并且也可作為移動電源（即POWER BANK)，對用戶野外作業(yè)時攜帶的便攜式電子設備的充電提供了便利，并且該運動可充電設 備相對于太陽能充電，不局限于天氣；相對于傳統(tǒng)手搖手電筒，又提供了一種持續(xù)的充電方 式，均給用戶的使用帶來了方便，使用戶體驗更好。
[0054] 以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本 領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則 之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種運動可充電設備，其特征在于，包括：設備本體； 所述設備本體內部設置有永磁體、至少一個彈簧、可充電電池、線圈和電路板； 所述彈簧的一端與所述永磁體的一端固定連接，所述彈簧的另一端與設備本體固定連 接； 所述線圈纏繞在所述永磁體外，且與所述永磁體存在預設間隙；所述線圈與所述電路 板電連接； 所述電路板與所述可充電電池電連接；所述可充電電池與負載電連接。
2. 根據(jù)權利要求1所述的運動可充電設備，其特征在于，所述電路板包括整流電路和 集成電路1C; 所述整流電路和所述1C電連接；其中，所述1C中至少包括穩(wěn)壓電路和保護電路。
3. 根據(jù)權利要求1所述的運動可充電設備，其特征在于，所述彈簧的一端與所述永磁 體的另一端固定連接，所述彈簧的另一端與所述設備本體固定連接。
4. 根據(jù)權利要求1所述的運動可充電設備，其特征在于，還包括環(huán)形軟磁鐵； 所述環(huán)形軟磁鐵套接在所述永磁體外，且與所述永磁體存在預設間隙；所述線圈纏繞 在所述環(huán)形軟磁鐵上，線圈與所述電路板電連接。
5. 根據(jù)權利要求1所述的運動可充電設備，其特征在于，所述設備本體上還設置有USB 輸入接口。
6. 根據(jù)權利要求1所述的運動可充電設備，其特征在于，所述設備本體上還設置有USB 輸出接口。
7. 根據(jù)權利要求1所述的運動可充電設備，其特征在于，還包括手搖連桿和變速機構； 所述手搖連桿與所述變速機構可轉動連接； 所述變速機構與所述永磁體固定連接，或者所述變速機構與所述彈簧固定連接。
8. 根據(jù)權利要求1所述的運動可充電設備，其特征在于，所述永磁體為銣鐵硼磁鐵。
【文檔編號】H02J7/32GK203840045SQ201420254277
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月16日 優(yōu)先權日:2014年5月16日
【發(fā)明者】張雨昕 申請人:張雨昕