CN101997333A - 电能产生装置和移动电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电能产生装置和移动电子设备，所述移动电子设备配置有电能产生装置，所述电能产生装置包括动能产生模块、动能传递模块、发电机和稳压模块，其中，所述动能产生模块用于产生动能；所述动能传递模块用于将所述动能产生模块产生的动能传递给发电机；所述发电机用于将所述动能转化为电能；所述稳压模块用于对所述电能进行稳压后输出。本发明方案可以随时随地收集动能转化成电能，彻底解决因电池原因导致移动电子设备无法正常工作的问题；本发明方案的能量来源是人体动力能量，节约能源，绿色环保；另外，本发明方案收集能量的方式简便易行，电能产生不受地点等环境因素的限制。

Description

电能产生装置和移动电子设备

技术领域

本发明涉及电子设备的电源领域，特别是涉及一种将动能转化为电能的装置和移动电子设备。

背景技术

当今社会，手机、个人数字助理(PDA)、MP3、MP4等便携式移动电子设备越来越普及，应用范围也越来越广泛，因上述电子设备的电池容量是有限的，当电池的电能被耗尽后，必须充电后才能正常使用。但是，在不具备充电条件的环境下，如，没有电源供应的荒郊野外，如果遇到紧急情况需要用手机进行联系时，就可能会因手机没电而丧失求救的机会，也可能商业谈判的机会。

现有技术解决上述问题的方法一般是：加大电池的容量从而增加待机时间，或降低电子设备的能耗，或配备尽可能多的备用电池等，但这些手段都不能从根本上解决问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种把动能转化为电能的装置，能够将随时随地收集的动能转化为电能，供便携式移动电子设备使用或为电池充电。

本发明还提供了一种移动电子设备，以保证上述装置在实际中的应用。

为了解决上述问题，本发明公开了一种电能产生装置，包括动能产生模块、动能传递模块、发电机和稳压模块，其中，所述动能产生模块用于产生动能；所述动能传递模块用于将所述动能产生模块产生的动能传递给发电机；所述发电机用于将所述动能转化为电能；所述稳压模块用于对所述电能进行稳压后输出。

优选的，所述动能传递模块包括主动轮、从动轮和用于将所述主动轮的运动传递到所述从动轮的传动机构，所述主动轮与所述动能产生模块同轴固定，所述从动轮与所述发电机的转子同轴固定。

优选的，所述动能产生模块是悬摆，所述悬摆的一端与所述动能传递模块的主动轮同轴固定，另一端悬空，悬空的一端围绕固定的一端摆动产生动能。

优选的，所述传动机构是传动轮，所述从动轮的转动方向由传动轮的个数控制，所述发电机转子的转速由所述主动轮、传动轮和从动轮的尺寸大小控制：当所述悬摆向一个方向摆动时，有偶数个传动轮参与动能传递，使得所述主动轮与从动轮的旋转方向相同；当所述悬摆向另一个方向摆动时，有奇数个传动轮参与动能传递，使得所述主动轮与从动轮的旋转方向相反。

优选的，所述电能产生装置还包括电源管理模块，用于控制所述稳压模块的输出端所连通的部件：当配置所述电能产生装置的电子设备的电池部件需要充电时，所述稳压模块的输出端与电池的所述电极相连通；当配置所述电能产生装置的电子设备本身工作需要供电时，所述稳压模块的输出端与所述电子设备的电源输入端相连通。

依据本发明的另一优选实施例，还公开了一种移动电子设备，所述电子设备配置有电能产生装置，所述电能产生装置包括动能产生模块、动能传递模块、发电机和稳压模块；其中，所述动能产生模块用于产生动能；所述动能传递模块用于将所述动能产生模块产生的动能传递给发电机；所述发电机用于将所述动能转化为电能；所述稳压模块用于对所述电能进行稳压后输出。

优选的，所述动能传递模块包括主动轮、从动轮和用于将所述主动轮的运动传递到所述从动轮的传动机构，所述主动轮与所述动能产生模块同轴固定，所述从动轮与所述发电机的转子同轴固定。

优选的，所述动能产生模块是悬摆，所述悬摆的一端与所述动能传递模块的主动轮同轴固定，另一端悬空，悬空的一端围绕固定的一端摆动产生动能。

优选的，所述传动机构是传动轮。

优选的，所述从动轮的转动方向由传动轮的个数控制，所述发电机转子的转速由所述主动轮、传动轮和从动轮的尺寸大小控制：当所述悬摆向一个方向摆动时，有偶数个传动轮参与动能传递，使得所述主动轮与从动轮的旋转方向相同；当所述悬摆向另一个方向摆动时，有奇数个传动轮参与动能传递，使得所述主动轮与从动轮的旋转方向相反。

优选的，所述传动机构是皮带。

优选的，所述电能产生装置还包括电源管理模块，用于控制所述稳压模块的输出端所连通的部件：当所述电子设备的电池部件需要充电时，所述稳压模块的输出端与电池的电极相连通；当所述电子设备本身工作需要供电时，所述稳压模块的输出端与所述电子设备的电源输入端相连通。

优选的，所述电子设备为手机，所述稳压模块的输出电压为5伏特。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

首先，本发明方案可以随时随地将收集的动能转化成电能，彻底解决了因电池原因导致移动电子设备无法正常工作的问题；

其次，本发明方案的能量来源是人体动力能量，节约能源，绿色环保；

另外，本发明方案收集能量的方式简便易行，电能产生不受地点等环境因素的限制。

附图说明

图1是本发明一种把动能转化为电能的装置第一实施例结构框图；

图2是本发明一种把动能转化为电能的装置第二实施例结构框图；

图3-a是本发明一种可实现同向转动的齿轮传动模块结构示意图；

图3-b是本发明一种可实现反向转动的齿轮传动模块结构示意图；

图4-a是本发明一种手机设备第一实施例模块结构示意图；

图4-b是本发明一种手机设备第二实施例模块结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1，示出了本发明一种把动能转化为电能的装置第一实施例结构框图，具体包括以下模块：

悬摆11：其结构是一端被固定，另一端悬空，并且质量要比较大，根据重力作用，在静止的情况下，它是垂直向下的，悬空的一端可以围绕固定的一端摆动产生动能。

当携带配置有该电能产生装置的电子设备的人们在行走，或晃动该电子设备时，悬摆11在受到地球引力的同时，还受到各个方向的动力，从而进行左右摆动，不需要电子设备使用人主动操作动能的产生过程。

齿轮传动模块12：用于将悬摆11产生的动能，传递给微型直流发电机13；

齿轮传动模块12由若干个大小不等的齿轮相互齿合而成；优选的，齿轮传动模块12包括有一个主动轮121，一个或多个传动轮122和一个从动轮123；其中，主动轮121与悬摆11的固定端同轴固定，从动轮123与微型发电机13的转子同轴固定。

当悬摆11左右摆动时，带动主动轮121旋转，并通过相互齿合的传动轮122，带动与从动轮123同轴固定的微型发电机13的转子旋转。

另外，可根据主动轮121、传动轮122和从动轮123的尺寸，来控制微型发电机13的转子的旋转速度。

因为悬摆11左、右摆动时，主动轮121的旋转方向是相反的，为了保证微型发电机13的转子沿一个方向旋转，需要增加一个换向机构。下面以齿轮换向方式为例进行说明：

如果在主动轮121和从动轮123中间加入奇数个传动轮122，那么主动轮121和从动轮123将沿着一致的方向旋转；如果加入偶数个传动轮122，那么主动轮121和从动轮123的旋转方向将相反，为此，在与主动轮121直接齿合的传动轮123的固定轴上增加一个滑槽，悬摆左、右摆动时，可带动该传动轮在滑槽内移动，从而实现与不同齿轮的相互齿合。

如图3-a所示，在主动轮321和从动轮323中间加入1个传动轮3221，主动轮321和从动轮323将沿着一个方向旋转(图示为同时顺时针旋转)。

如图3-b所示，在主动轮321和从动轮323中间加入2个传动轮3221和3222，主动轮321和从动轮323将沿着相反的方向旋转(图示中，主动轮321逆时针旋转，从动论323仍然沿顺时针方向旋转)。

当悬摆11沿顺时针方向摆动时(向左摆动)，带动主动轮321顺时针旋转，此时与主动轮321齿合的传动轮3221直接与从动轮323齿合，从而带动从动论323沿顺时针方向旋转。

当悬摆11沿逆时针方向摆动时(向右摆动)，带动主动轮321逆时针旋转，此时与主动轮321齿合的第1传动轮3221在滑槽内滑动，释放与从动轮323的齿合，并与第2个传动轮3222齿合，然后再与从动轮323齿合，从而带动从动论323沿顺时针方向旋转。

需要说明的是，除上述齿轮换向方案外，还可以利用皮带、离合、螺旋等方式来实现换向。

微型直流发电机13：用于将悬摆11产生的动能转化为电能，其输出端与稳压模块14的输入端采用导线连接；

由于齿轮传动模块12的从动轮123和微型直流发电机13的转子同轴固定，当齿轮传动模块12转动时，会带动微型直流发电机13的轴旋转，即齿轮传动模块12会把动力传递给微型直流发电机13，微型直流发电机13的转子旋转产生电能，并输出给稳压模块14。需要说明的是，如果需要输出交流电，将微型直流发电机13改为交流发电机，稳压模块14改造为可输出交流电压。

稳压模块14：由相应的一些电感和电容，二级管，三级管等基本电子元件构成，用于接收并存储微型直流发电机13产生的电能；

在本发明的另一优选实施例中，稳压模块14产生固定的电压，例如5V，可以用来给手机等电子设备的电池充电，或为电子设备的工作供电。

电源管理模块15：用于控制电能产生装置为电子设备的电池充电，或直接为电子设备供电工作：当需要为电子设备的电池充电时，可将稳压模块14的输出端与电池的相应电极相连接；当电池电量不足以支撑电子设备供电需求时，可将稳压模块14的输出端与电子设备的电源输入端相连接。

参照图2，示出了本发明一种把动能转化为电能的装置第二实施例结构框图，具体包括以下模块：

动能产生模块21：用于产生动能；包括一个手压柄211和一个弧形齿条212，其中，手压柄211的一端与弧形齿条212的一端固定，弧形齿条212与齿轮传动模块22的主动轮221齿合。

当手压柄211上下移动时，带动弧形齿条212上下移动产生动能。

动能传动模块22：用于将动能产生模块21产生的动能，传递给微型发电机23后转化为电能；

当手压柄211带动弧形齿条212上下移动时，与之齿合的主动轮221随之旋转，通过连接主动轮221和从动轮223的皮带222，带动与从动轮223同轴固定的微型发电机23的转子旋转。

微型发电机23：用于将动能产生模块21产生的动能转化为电能，其输出端与稳压模块24的输入端采用导线连接；

由于动能传动模块22的从动轮223和微型发电机23的转子同轴固定，当动能传动模块22的主动轮221转动时，会带动微型发电机23的轴旋转，即动能传动模块22会把动力传递给微型发电机23，微型发电机23的转子的旋转会产生电能，并输出至稳压模块24。

稳压模块24：由相应的一些电感和电容，二级管，三级管等基本电子元件构成，用于接收并存储微型发电机23产生的电能；稳压模块24产生固定的电压，例如5V，可用来给手机等电子设备的电池充电或为电子设备工作供电。

电源管理模块25：用于控制电能产生装置为电子设备的电池充电，或直接为电子设备供电工作：当需要为电子设备的电池充电时，将稳压模块14的输出端与电池的相应电极相连接；当电池电量不足以支撑电子设备供电需求时，可将稳压模块24的输出端与电子设备的电源输入端相连接。

下面以手机设备为例，说明电能产生装置在便携式移动电子设备中的实际应用。

参考图4-a，示出了本发明一种手机设备第一实施例模块结构示意图，该手机设备包括有电能产生装置，该装置具体包括：

悬摆41：其结构是一端被固定，另一端悬空，并且质量要比较大，根据重力作用，在静止的情况下，它是垂直向下的，悬空的一端可以围绕固定的一端摆动产生动能。

当人们携带该手机设备行走，或晃动该手机设备时，悬摆41在受到地球引力的同时，还受到各个方向的动力，从而进行左右摆动。

齿轮传动模块42：用于将悬摆41产生的动能传递给微型发电机43；

微型发电机43：用于将悬摆41产生的动能转化为电能，其输出端与稳压模块44的输入端采用导线连接；

由于齿轮传动模块42的从动轮423和微型发电机43的转子同轴固定，当齿轮传动模块42转动时，会带动微型发电机43的轴旋转，即齿轮传动模块42会把动力传递给微型发电机43，微型发电机43的转子的旋转产生电能，并输出给稳压模块44。

稳压模块44：用于产生固定的电压，例如5V，用于控制电能产生装置为手机设备的电池进行充电，或者当电池电量不足时直接驱动手机基带部分进行工作。

其中，齿轮传动模块42还具备换向和控制微型发电机43转子的转速功能：

在与主动轮421直接齿合的第一传动轮422的固定轴上设置有一个滑槽，悬摆41左、右摆动时，可带动该第一传动轮422在滑槽内移动，从而实现与不同齿轮的相互齿合。当悬摆41沿顺时针方向摆动时，带动主动轮421顺时针旋转，此时与主动轮421齿合的第一传动轮422直接与从动轮423齿合，从而带动从动论423沿顺时针方向旋转；当悬摆41沿逆时针方向摆动时，带动主动轮421逆时针旋转，此时与主动轮421齿合的第一传动轮422在滑槽内滑动，释放与从动轮423的齿合，并与第二传动轮齿合，然后再与从动轮423齿合，从而带动从动论423沿顺时针方向旋转。

当人们带着手机行走，或晃动手机时，悬摆41运动产生动能，经过机械换向机构把两个方向的动力转化成一个方向：齿轮传动模块42可以根据不同的运行方向，切换使用不同的传动轮个数来达到换向的目的。

由于转动的转速越高，越接近微型发电机43的额定转速，微型发电机43输出的电压就越高。齿轮传动模块42在传递动能的过程中，可采用不同尺寸的齿轮、增加齿轮的个数，来加快转子的转速，并尽量使得转子的旋转接近额定转速，保障微型发电机43正常输出电能。

参考图4-b，示出了本发明一种手机设备第二实施例模块结构示意图，该手机设备包括有电能产生装置，该装置具体包括：

动能产生模块41：用于产生动能；动能产生模块41包括一个手压柄411和一个弧形齿条412，其中，手压柄411的一端与弧形齿条412的一端固定，弧形齿条412与齿轮传动模块42的主动轮齿合。

当手压柄411上下移动时，带动弧形齿条412上下移动产生动能。

齿轮传动模块42：用于将动能产生模块41产生的动能传递给微型发电机43；

当手压柄411带动弧形齿条412上下移动时，与之齿合的主动轮随之旋转，并通过相互齿合的传动轮，带动与从动轮同轴固定的微型发电机43的转子旋转。

微型发电机43：用于将动能产生模块41产生的动能转化为电能，其输出端与稳压模块44的输入端采用导线连接；

稳压模块44：用于接收并存储微型发电机43产生的电能，产生固定的电压，例如5V，可用来给手机设备的电池充电，或供手机设备工作。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的一种把动能转化为电能的装置和移动电子设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (13)

1.一种移动电子设备，其特征在于，所述电子设备配置有电能产生装置，所述电能产生装置包括动能产生模块、动能传递模块、发电机和稳压模块，其中：

所述动能产生模块用于产生动能；

所述动能传递模块用于将动能产生模块产生的动能传递给发电机；

所述发电机用于将所述动能转化为电能；

所述稳压模块用于对所述电能进行稳压后输出。

2.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述动能传递模块包括主动轮、从动轮和用于将所述主动轮的运动传递到所述从动轮的传动机构，所述主动轮与所述动能产生模块同轴固定，所述从动轮与所述发电机的转子同轴固定。

3.如权利要求2所还的电子设备，其特征在于，所述动能产生模块是悬摆，所述悬摆的一端与所述动能传递模块的主动轮同轴固定，另一端悬空，悬空的一端围绕固定的一端摆动产生动能。

4.如权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述传动机构是传动轮。

5.如权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述从动轮的转动方向由传动轮的个数控制，所述发电机转子的转速由所述主动轮、传动轮和从动轮的尺寸大小控制：

当所述悬摆向一个方向摆动时，有偶数个传动轮参与动能传递，使得所述主动轮与从动轮的旋转方向相同；

当所述悬摆向另一个方向摆动时，有奇数个传动轮参与动能传递，使得所述主动轮与从动轮的旋转方向相反。

6.如权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述传动机构是皮带。

7.如权利要求1～6之一所述的电子设备，其特征在于，所述电能产生装置还包括电源管理模块，用于控制所述稳压模块的输出端所连通的部件：

当所述电子设备的电池部件需要充电时，所述稳压模块的输出端与电池的电极相连通；

当所述电子设备本身工作需要供电时，所述稳压模块的输出端与所述电子设备的电源输入端相连通。

8.如权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为手机，所述稳压模块的输出电压为5伏特。

9.一种电能产生装置，其特征在于，所述电能产生装置包括动能产生模块、动能传递模块、发电机和稳压模块，其中：

所述动能产生模块用于产生动能；

所述动能传递模块用于将所述动能产生模块产生的动能传递给发电机；

所述发电机用于将所述动能转化为电能；

所述稳压模块用于对所述电能进行稳压后输出。

10.如权利要求9所述的电能产生装置，其特征在于，所述动能传递模块包括主动轮、从动轮和用于将所述主动轮的运动传递到所述从动轮的传动机构，所述主动轮与所述动能产生模块同轴固定，所述从动轮与所述发电机的转子同轴固定。

11.如权利要求10所述的电能产生装置，其特征在于，所述动能产生模块是悬摆，所述悬摆的一端与所述动能传递模块的主动轮同轴固定，另一端悬空，悬空的一端围绕固定的一端摆动产生动能。

12.如权利要求11所述的电能产生装置，其特征在于，所述传动机构是传动轮，所述从动轮的转动方向由传动轮的个数控制，所述发电机转子的转速由所述主动轮、传动轮和从动轮的尺寸大小控制：

当所述悬摆向一个方向摆动时，有偶数个传动轮参与动能传递，使得所述主动轮与从动轮的旋转方向相同；

当所述悬摆向另一个方向摆动时，有奇数个传动轮参与动能传递，使得所述主动轮与从动轮的旋转方向相反。

13.如权利要求9～12之一所述的电能产生装置，其特征在于，所述电能产生装置还包括电源管理模块，用于控制所述稳压模块的输出端所连通的部件：

当配置所述电能产生装置的电子设备的电池部件需要充电时，所述稳压模块的输出端与所述电池的电极相连通；

当配置所述电能产生装置的电子设备本身工作需要供电时，所述稳压模块的输出端与所述电子设备的电源输入端相连通。

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