CN103195674A - 一种脚踏发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种脚踏发电装置，它包含固定支座和设于支座上的发电机构本体，所述的发电机构本体由踩踏构件、传动构件以及发电构件等组成。所述的脚踏板接收使用者的踩踏动作，并通过扭簧进行复位；所述的传动构件将脚踏板的往复摆动转换为发电机轴的整周转动；所述的发电机由人力驱动进行发电。本发脚踏发电装置小巧，发电效率较高，适用于公交站台、旅游景区等公共场所，为出行者的各种便携式电子设备提供电能。

Description

一种脚踏发电装置

技术领域

   本发明涉及一种发电装置，具体是一种用在公交站台、旅游景区等公共场所给便携电子设备充电的脚踏发电装置。

背景技术

  随着生活水平的提高，人们对电子产品的依赖度越来越高。以智能手机、平板电脑为代表的便携式电子设备正以显著的速度发展着。便携式电子设备的多功能化、高性能化及便利性使人们使用的机会增加，伴随着巨大的电力损耗。此外，我国正大力建设资源节约型、环境友好型社会，需要更多样、更贴近人们生活的公众节能意识的宣传与培养方式。

目前，国外已有公司研制出了可以为手机充电的脚踏发电装置，如一款名为Orange Power Pump的脚踏式手机应急充电器。整个充电装置主要由两部分组成：脚踏气囊、动力发电机。当人们用力踩踏气囊的时候，气囊的气流通过胶皮管传输进发电机，发电机由于动力作用旋转产生电能，然后再用数据线充电给手机。这款脚踏式手机应急充电器虽然环保，但其也存在着重量大、制造成本高等不足。而国内对于此领域的研究也相对较少,除了市面上出现的可以给手机充电的小巧的发电装置外,其余大部分都是停留在设计与构思层面,且市面上给手机充电的发电装置存在着发电量微弱、电压不稳定等不足。

  针对上述问题，本发明人在对某市广大市民进行节能减排意识调查的基础上设计出一款可以为便携式电子设备充电的自助发电装置，该装置放置于交通站台、旅游景区等公共场所，在满足人们充电需求的同时让“低碳环保”的观念深入人心。

发明内容

   本发明的目的在于提供一款放置于交通站台、旅游景区等公共场所，可以为便携式电子设备充电的自助发电装置。

  为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：研制一种脚踏发电装置，该装置包含固定支座和设于其上的发电机构本体，所述的发电机构本体由踩踏构件、传动构件以及发电构件等组成。踩踏构件接受使用者的踩踏动作，脚踏板作出相应的反应；传动构件将脚踏板的往复摆动传递到发电构件；发电构件由发电机进行发电，输出的电能通过整流滤波电路得到适合给便携设备充电的电能。

   所述踩踏构件由脚踏板、滑槽、滑动轴承以及销轴等组成，所述的滑动轴承可以在滑槽中自由滑动，滑动轴承套接在销轴上，销轴铰接在细长轴的一端。

  所述踩踏板构件在人的踩踏作用下向下转动，滑动轴承会在滑槽中向里滑动，滑动轴承通过销轴带动细长轴绕支座转动。当人松开踩踏动作时，在扭簧的作用下脚踏板会恢复摆动，因而带动细长轴绕支座向相反的方向转动。

   所述传动构件包含细长轴、滑套、齿轮、齿条、轴、轴承等。通过细长轴的杠杠传动，以及齿轮齿条啮合传动，将脚踏板的往复摆动转化为发电机轴的整周转动。

   所述传动构件包含的细长轴一端铰接在销轴上，另一端套有滑套，细长轴通过支点铰接在固定支座上。支点在细长轴上的位置是综合考虑人体工程学与传递效率，通过数模优化得到的，支点距两端的长度比为5.12:1，能够保证使用者在舒服发电的前提下有较高的发电效率。

   所述传动构件包含的滑套可以在细长轴上滑动，滑套与齿条的一端铰接，通过滑套可以带动齿条上下运动，从而带动啮合的齿轮转动。齿条通过导程槽进行限位。

   所述传动构件中包含有单向轴承，保证脚踏板在扭簧的作用下进行复位时传动构件与发电机是脱离状态，从而保证脚踏板复位能顺利进行。

   所述发电构件中的发电机通过联轴器与末端齿轮相连，发电机的选取考虑到传动构件的传动比，以及编写设备的充电要求。发电机发出的电经过整流滤波电路后得到稳定的电能，发电构件外接有给便携式电子设备供电的多种接口。

  本发明有益效果是：提供一款放置于交通站台、旅游景区等公共场所，可以为便携式电子设备充电的自助发电装置，方便人们在出行时为随身携带的电子设备进行充电，且在满足人们充电需求的同时让“低碳环保”的观念深入人心。

附图说明

   图1是本发明的轴测图。

  图2是本发明的俯视图。

  图3是本发明的后视图。

  图4是本发明的侧视图。

   图5是本发明踩踏构件的局部视图。

  其中：1-支座、2-脚踏板、3-细长轴、4-肋板、5-支撑板、6-轴承、7-单向轴承、8-齿轮2、9-齿轮3、10-齿轮4、11-齿轮5、13-滑套、14-齿轮1、15-导程槽、16-齿条、17-轴1、18-轴2、19-联轴器、20-发电机、21-滑动轴承、22-扭簧。

具体实施方式

   下面结合附图进一步说明本发明的具体实施。

   参见图1-5，本发明包含踩踏构件、传动构件以及发电构件等。踩踏构件接收使用者的踩踏动作，并在扭簧的作用下绕铰接点往复上下摆动；传动构件通过杠杆以及齿轮齿条的传动，将脚踏板的摆动转换到发电机轴的整周转动；发电构件在人力驱动下进行发电，并通过整流滤波电路进行整流滤波，得到能给便携式电子设备供电的稳定电能。

   参见图1、图2和图5，滑动轴承在脚踏板下的滑槽中前后滑动，巧妙地将脚踏板的摆动转换为细长轴的转动。

   参见图1、图2和图3，细长轴利用杠杠传动原理带动滑套上下移动，滑套带动与其铰接的齿条在导程槽中上下滑动，再通过齿条齿轮间的啮合传动将运动形式最后转换为发电机轴的整周转动。

  参见图1和图4，传动过程中利用到单向轴承，使用者向下踩踏脚踏板时，运动能传递到发电机；使用者松开踩踏动作时，脚踏板在扭簧的作用下进行复位，此时传动构件与发电机是脱离状态，从而保证脚踏板复位能顺利进行。 

Claims (7)

1.  一种脚踏发电装置，包含固定支座和设于支座上的发电机构本体，其特征在于：所述发电机构本体由踩踏构件、传动构件以及发电构件等组成，其中：

1） 踩踏构件：支座（1）、脚踏板（2）、销轴（4）、滑动轴承（21）、扭簧（22）；

2） 传动构件：细长轴（3）、套环（13）、齿条（16），导程槽（15）、齿轮1（14）、

齿轮2（8）、齿轮3（9）、齿轮4（10）、齿轮5（11）、轴1（17）、轴2（18），轴承（6），3单向轴承（7）；

3） 发电构件：联轴器（19）、发电机（20），整流滤波电路，外设充电接口。

2.  根据权利要求1所述的踩踏构件，其特征在于：所述的脚踏板（2）铰接在支座（1）上，通过扭簧（22）进行复位；所述的脚踏板下方的滑槽中装有滑动轴承（21），滑动轴承（21）通过销轴（4）与传动构件的细长轴（3）相连；脚踏板（2）在脚踏与复位过程中，带动细长轴（3）绕支座上的固定支点来回摆动。

3.  根据权利要求1所述的传动构件，其特征在于：所述的滑套（13）可以在细长轴上滑动，并与齿条（16）铰接，齿条（16）由导程槽（15）进行限位；齿条（16）与齿轮1（14）啮合，齿轮1（14）通过轴2（18）与齿轮3（9）固结，齿轮3（9）齿轮2（8）啮合，齿轮2（8）与齿轮4（10）通过轴1（17）固结，齿轮4（10）与齿轮5（11）啮合；通过滑套（13）与细长轴（3）的配合以及齿轮齿条间的啮合，将脚踏板的摆动现实转换为发电机轴的整周转动。

4.  根据权利要求3所述的细长轴，其特征在于：细长轴（3）绕支座（1）旋转的支点位置，是综合考虑传动效率与人体工程学，通过数模优化来确定的；支点距两端的长度比为5.12:1，保证人在使用该装置发电舒服的前提下是发电效率最大化。

5.  根据权利要求1所述的传动构件，其特征在于：所述的支座（1）上装有单向轴承（7），保证脚踏板（2）在扭簧（22）的作用下进行复位时传动构件与发电机是脱离状态，从而保证脚踏板（2）复位能顺利进行。

6.  根据权利要求1所述的传动构件，其特征在于：利用杠杠传动以及齿轮齿条传动原理进行设计，传动构件有一定的传动比，保证能带动发电机进行正常发电。

7.  根据权利要求1所述的脚踏发电装置，其特征在于：发电机发出的电通过整流滤波电路，得到适用于给便携电子产品充电的电能；脚踏发电装置外接有适用于各种终端设备的充电接口，方便使用者选择使用。

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