CN102179032B - 发电、发光、发声跳绳 - Google Patents

Abstract

本发明专利提供一种可以广泛使用的集机电为一体的多功能的体育运动、休闲娱乐器械-可以发电、发光、发声的跳绳。它可以充分利用人们进行体育运动，锻炼身体时的能量，驱动跳绳手柄内的一种长条形的、微小的特殊发电机产生电力，点亮跳绳索内的多彩发光二极管串，让收音和音乐芯片、扬声器等音响装置发出声音。人们在进行跳绳运动时，就置身在一个舞动的“彩虹”光环和音乐“伴舞”的环境之中。光亮强弱和运动频率成正比，可激励人们运动锻炼身体，有音乐“伴舞”可愉悦人们的身心。它所产生的电能同时又被积蓄起来以供夜间照明和应急使用。

Description

发电、发光、发声跳绳

技术领域

本发明专利提供一种可以广泛使用的集机电为一体的多功能的体育运动、休闲娱乐器械，可以发电、发光、发声的跳绳。它可以充分利用人们进行体育运动，锻炼身体时的能量，驱动跳绳手柄内的一种长条形的、微小的特殊发电机产生电力，点亮跳绳索内的多彩发光二极管串，让收音和音乐芯片、扬声器等音响装置发出声音。人们在进行跳绳运动时，就置身在一个舞动的“彩虹”光环和音乐“伴舞”的环境之中。光亮强弱和运动频率成正比，可激励人们运动锻炼身体，有音乐“伴舞”可愉悦人们的身心。它所产生的电能同时又被积蓄起来以供夜间照明和应急使用。

背景技术

目前，市售有一种利用纽扣电池或五号、七号电池作为电源，点亮安装在跳绳索中的发光二极管的跳绳。这样的跳绳虽然起到了锻炼身体又好玩的效果，但是要不时更换电池，这就增大了开支，且废弃电池处置困难，影响之大不容等闲视之。须知，一颗纽扣电池随意丢弃，将污染一个人一生的饮水——60万升(据环保部门宣传资料)。总之，这样的产品不省钱、不环保。

发明内容

本发明专利的目的，是为了节能、环保，提倡“低炭生活”，旨在挖掘人类社会生活领域中尚未加以利用的潜能，特设计了可以发电、发光、发声的舞动的彩虹跳绳。

人们在作跳绳运动锻炼身体时，不停挥动双臂，使跳绳索不断作园弧运动，这就产生了一个旋转的力。人类社会生产、生活领域中，类似这样的力有很多很多，它们都等待人们去充分开发利用，去实现“绿色能源收获”。我们要大力提倡“低炭生活”，就要从一点一滴做起，去节能环保，去实现保护地球的宏伟目标和理想。为此，本技术提供一种不使用电池的，只是利用人们跳绳运动时所产生的旋转运动力，带动跳绳手柄内的发电装置发电、电子元器件实现发光、发声的跳绳。该跳绳手柄内的发电装置，是本发明专利的核心技术，它是针对工具把、手柄类的特殊形状而设计的一种微型、长条状的特殊发电装置(为叙述方便，简称微特发电机，下同)，一根跳绳有两个手柄，我们在两个手柄内各安装上一个微特发电机，又将普通的跳绳索改为由透明的塑胶软管来作，在管内安装各色发光二极管串，并用插接连接或扣接的方式与微特发电机的输出导线结合在一起；另外，又在两个手柄内各安装一套由全桥整流堆、滤波电容，稳压管，载流管，法拉级超级电容等电子元器件组成的装置(简称整流储电装置，下同)其输入导线与微特发电机输出导线焊接，其输出导线一路经开关向安装在手柄内的端部的收音、音乐芯片集成块、扬声器等发声装置供电，以及向用于夜间照明和应急信号的两种发光二极管供电；一路直接焊接上输出插座，以方便提供小功率的应急输出充电电源(如手机、MP3等的应急充电电源)。

本发明专利的主要技术内容见说明书附图。

图1：图中有一微特发电机，该发电机由长片形软磁芯17、导电线圈16、带固定螺栓25和内置输出插座23的开口端有外螺纹的活动内管(简称活动内管、下同)10、长条形永磁体A15、长条形永磁体B18、带长条形永磁体安装口的外套管(简称外套管，下同)12、带活动内管穿出孔的紧固端盖座(简称紧固端盖座，下同)21、带固定螺栓穿出孔的紧固端盖盖(简称紧固端盖盖，下同)22、蝶形螺帽24、固定螺栓25、自润滑垫圈A11、自润滑垫圈B20、带发光管和输出插座安装孔(图6-1中的2a.、3a、4a)的内螺纹端盖(简称内螺纹端盖，下同)5所组成；图9：透明发光塑胶软管，该管由塑胶软管30、输入导线28、多色发光二级管串27、防过度弯折弹簧29所组成；图10：图中所示，F为微特发电机，它所产生的电流是交流电，一路经右端XS₁(23)、与图9中的导线28连接(插接或扣接，要方便撤卸安装)，直接给跳绳索透明塑胶软管30中的发光二极管串供电；一路经整流储电装置A(13)由开关控制，分别给发光二极管、音响元器件供电并不经开关直接连接输出插座XS₂(3)提供外接供电。

现据说明书附图，将其发电、发光、发声原理和如何利用叙述如下：

图1中，长片形软磁芯17上要沿轴向绕长框形导电线圈16，两者紧密缠绕为一个外径略小于图5中的活动内管10的内径的园柱体，它刚好能紧密塞进活动内管10的装配部位(见图1所示)，并灌胶粘牢固定，这样，活动内管10就具备了轴兼发电机转子的功能；图1、图2-2标示了长条形永磁体A15、B18已被安装到了外套管的直径对称点处沿轴向开的两个长条形口内(要粘牢固定)。长条形永磁体A15、B18应是轴向充磁的，安装时是异极面相对，且两个永磁体的各个极面都不能突出外套管12的外壁和内壁层面，并要和外套管12牢固粘合为一个具有光洁内壁的管状体，成为定子并具备磁场，这样，就便于在外套管12上套装手柄软外套19和保证活动内管10(即转子)在外套管12(即定子)中旋转自如，长框形导电线圈16被磁力线切割产生电流。

我们按图1所示，在上述工作完成的基础上，将活动内管10装入外套管12之前，先套上自润滑垫圈A11，装入并穿出外套管12之后在从带有固定螺栓25的一端套上图1所示的手柄软外套19和自润滑垫圈B20，然后依次套上图7所示的紧固端盖座21，图9所示的透明发光塑胶软管环圈部份和一段防过度弯折弹簧29(要装填到端盖座上的环形凹槽内)，并将输入导线28的插头插入内置输出插座23(XS₁)。盖上紧固端盖盖22(要将透明发光塑胶管环圈部份和防过度弯折弹簧之一段扣在盖内的环形凹槽内)，在露出端盖中心孔的固定螺栓25上，旋上蝶形螺帽24。这样，一个带微特发电机的跳绳手柄就产生了。如上所述安装好另一个手柄，一根可发电、发光的跳绳就制作完成了。紧接着，在活动内管带外螺纹的一端(大口径开口的一端)内外，依次安装好整流储电装置13(A)、扬声器8、带收音和音乐芯片集成块的电子元器件印刷线路安装板(简称收音音乐元件总承板、下同)6、开关1、开关7、红色闪光二极管4、白色聚光发光二极管2、输出插座3(XS₂)，并按图10所示线路焊接到位(注意，要将两个发光二极管和输出插座的连接导线留足一定的长度，保证在旋上内螺纹盖时不致拉扯断)。至此，可以发电、发光、发声的跳绳就制作好了，我们只要挥动手柄，作跳绳运动，透明发光塑胶软管在作园弧运动时，就带动了手柄内的活动内管10，亦即带动了微特发电机的转子旋转，手柄外套管12被手捏住不旋动，即微特发电机的定子磁场不转动，其磁力线就切割了活动内管中的长框形导电线圈16产生电流，只要跳绳运动不停止，产生的电流就不断。从图2-12所示可见，我们只需稍微转动一下活动内管，当长片形软磁芯17的转角度大于90度时，它都会被永磁体A15、B18在一瞬间吸引到跟前，产生一个较大的脉冲电流。这也就是说，我们无需快速挥动跳绳就可获得需要快速旋转才能产生的电能(单位时间内切割导电线圈的磁通量与电流强度成正比)。这种长条形的微特发电机，它的导电线圈在轴内，轴亦是转子，非常适合安装在工具把、手柄之内的狭长空间和低转速的环境中使用。据此，我们还可进一步深入开发利用两个手柄的使用价值。一是：制作如图9所示透明塑胶软管两端形状、大小相同的园环两个，连结成8字形，两个园环分别安装到两个手柄的紧固端盖座21和紧固端盖盖22内，使两个手柄可以互为摇把，用于手摇发电，积蓄电能；二是：制作一个相当于手柄软外套19外径的套筒，筒的一端开口并剖开为几条瓦片状至筒的三分之二处，手捏可缩紧开口，另一端有封底，在封底中心固定装一园头二芯插头与图1中的输出插座3(XS₂)匹配，作为取电器，并引出输出导线。将套筒紧密套装上手柄并将作为取电器的二芯插头插入输出插座3(XS₂)，一手捏紧套筒，另一手摇动另一手柄，这样，一种简易的使用和携带都方便的手摇发电机及其发电动作就完成了。给输出导线配上多种规格的插接件，我们就可方便解决应急给手机、MP3等的充电问题了(输出的充电电压可为固定式的和可调节式的)。三是：匹配上水平轴风力发电机叶片和安装环(形状和大小如图9所示环圈，要能安装到紧固瑞盖环状凹槽内)，可组装成风力叶轮，装配到紧固端盖盖22和紧固端盖座21之内。当人们在野外活动，处于有风的山地或河谷等地带，可以将手柄捆绑在登山手杖上插在地上迎风发电、可以捆绑在树干上迎风发电，用于夜间照明，用于应急充电。

本发明专利的积极效果：本技术充分挖掘开发利用“绿色”能源，特别是集娱乐活动、锻炼身体和以“点滴式”的方法收获能源为一体，蓄积利用人们生活领域中尚未广泛开发利用的潜能，既方便利用，又节能环保，对创建和谐社会，节约型社会，提倡“低炭生活”和保护地球都具有积极的作用。它既丰富人们的物质文体生活，又方便携带，为人们日益频繁的外出活动提供了可靠的“绿色”自备电源。它可以取代手电筒，卸下透明发光塑胶软管，两个手柄就是两支“手电筒”，白色聚光二极管作为照明，红色闪光二极管作为应急信号灯，输出插座可给手机等电器提供应急电源。总之，它可以减少使用污染破坏环境的电池，同时又能激励人们进行跳绳运动，既锻炼了身体又节约了开支，很环保，实现“低炭生活”。

附图说明

图1 手柄机构

图2 手柄端面、断面

    2-1左视图、2-2中段断面图、2-3右视图

图3 手柄外观

图4 手柄外套管

    4-1正面剖视图、4-2立体图、4-3左视图、4-4中段断面图、4-5右

    视图

图5 手柄活动内管

    5-1正面图、5-2立体图、5-3左视图、5-4右视图

图6 手柄内螺纹端盖

    6-1俯视图、6-2立体图、6-3正面图

图7 手柄紧固端盖座

    7-1正面图、7-2剖视图、7-3俯视图、7-4立体图

图8 手柄紧固端盖盖

    8-1正面图、8-2剖视图、8-3仰视图、8-4立体图

图9 透明发光塑胶软管

图10 电子元器件装配线路方框图

图中序号说明：

(1)开关，(2)白色聚光发光二极管，(3)输出插座，(4)红色闪光二极管，(5)内螺纹端盖，(6)收音音乐元件总承板，(7)开关，(8)扬声器，(9)出音孔，(10)活动内管，(11)自润滑垫圈A，(12)外套管，(13)整流储电装置，(14)输出导线A，(15)长条形永磁体A，(16)长框形导电线圈，(17)长片形软磁芯，(18)长条形永磁体B，(19)手柄软外套，(20)自润滑垫圈B，(21)紧固端盖座，(22)紧固端盖盖，(23)内置输出插座，(24)蝶形螺帽，(25)固定螺栓，(26)输出导线B，(27)多色发光二级管串，(28)导线，(29)防过度弯折弹簧，(30)透明塑胶软管。

具体实施方式

实施例1：

选用N38型号的钕铁硼超强永磁材料制作的两条沿轴向充磁的长条形永磁体，其形状和长、宽、厚比照图1和图2中15、18制作(本说明书附图是1∶1的比例)，然后嵌入按图4注塑成型的外套管上的长条形开口内，形成定子磁场；选用冷轧硅钢片按图1、图2中17制作长片形软磁芯；用长片形软磁芯的长度乘二加两个厚度之长作为周长求出直径制做绕制导电线圈的园形模具，用Ф0.30mm左右的高强度漆包铜导线绕制成园形线圈(约1000匝左右)，取出模具，把园形线圈压成长框形，插上长片形软磁芯，组合为园柱状，在引出的首、尾导线上，各焊接上两根导线，组合成并联的两根输出导线(图1中14和26)，装进按图5注塑成型的活动内管10内，并灌胶粘牢固定，形成转子。这样，再按前述的很详细的安装程序说明，将各个部件安装到位，就制作好了可以发电、发光、发声跳绳。图1中整流储电装置13(A)可以用贴片整流桥堆、滤波电容、稳压管、截流管安装到印刷线路板上，储电电容选用5V、5F左右的法拉级超级储电电容(目前市售的体积在Ф28×18mm左右)安装到上述同一块印刷线路板上，扬声器选用8Ω、0.25W小园形扬声器(目前市售的体积在Ф26×7mm左右)。

实施例2：

按图9所示的透明发光塑胶软管的两端园环形状，制作一个8字形附件，我们将透明发光塑胶软管30从两个手柄上卸下后，用8字形附件取代，将两个手柄连接成Z字形，这样，两个手柄就可以互为手摇发电机的摇柄了，当我们不进行跳绳运动，而又要给手柄内的整流储电装置13补充电源时，就可手摇发电了。

实施例3：

在实施例3的基础上，给手柄外套装配上固定取电套筒(其制作方法详见说明书4页)，手摇发电，直接给手机、MP3等应急充电(详见说明4页)。

实施例4：

在实施例3基础上，匹配上水平轴风力发电机叶片、装叶片的园环(其大小、形状如同图9园环部份)装到卸下透明发光塑胶软管后的紧固端盖盖内，将手柄捆绑在登山手杖上(树干上)插在地上迎风发电，作为野外活动的帐蓬内外的照明电源，充电电源。

实施例5：卸下透明发光塑胶软管，弯折成条形、环形等形状，插接上实施例3的固定取电外套筒输出线，作参加体育、文娱、歌唱晚会观看时助兴的“荧光棒”用。

实施例6：卸下透明发光塑料胶软管，两个手柄可以作为两个手电筒、应急信号灯。

Claims (5)

1.一种发电、发光、发声跳绳，其特征是：该跳绳手柄由活动内管(10)自润滑垫圈A(11)，外套管(12)，内螺纹端盖(5)，自润滑垫圈B(20)，紧固端盖座(21)，紧固端盖盖(22)，蝶形螺帽(24)，固定螺栓(25)，长条形永磁体A(15)，长条形永磁体B(18)，长框形导电线圈(16)，长片形软磁芯(17)组成一个既有手柄作用，又具有发电机功能的装置，活动内管(10)内装长片形软磁芯(17)和长框形导电线圈(16)，组合成转子，活动内管(10)既具有轴的作用，又具有发电机转子的功能，它被安装在具有长条形永磁体A(15)、B(18)的外套管(12)的强磁场中旋转，所产生的电流一路直接输送给跳绳透明发光塑胶软管(30)内的导线(28)点亮发光二极管串(27)，一路输送给整流储电装置(13)，提供备用直流电源，供照明、音响、输出使用。

2.按权利要求1所述的发电、发光、发声跳绳，其特征是活动内管(10)内、外为梯级大变小中空管，管内有足够的安装电子元器件的空间，用于安装导电线圈、软磁芯、整流堆、滤波电容、稳压管、截流管、储电电容、扬声器、收音音乐元件总承板、发光二极管和输出插座。

3.按权利要求1所述的发电、发光、发声跳绳，其特征是两个手柄上的紧固端盖座(21)、紧固端盖盖(22)内安装的透明发光塑胶软管撤卸下后，换装上8字形连接配件，两个手柄即互为摇柄和手摇发电机向内给整流储电装置补充电力。

4.按权利要求1所述的发电、发光、发声跳绳，其特征是撤卸下紧固端盖座(21)、紧固端盖盖(22)上安装的透明发光塑胶软管(30)，换装上水平轴风力发电机叶轮，两个手柄各匹配上取电装置，即是独立的风力发电机。

5.按权利要求1所述的发电、发光、发声跳绳，其特征是两个手柄上的紧固端盖座(21)、紧固端盖盖(22)内安装的透明发光塑胶软管撤卸下后，换装上8字形连接配件，一个手柄插接上固定取电套筒，一个手柄作摇柄，作为向外输电的手摇发电机。

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