CN105833481A - 一种可发电的登山杖 - Google Patents

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杜建红
张红兵
董志
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    • A63B29/00—Apparatus for mountaineering
    • A63B29/08—Hand equipment for climbers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A45—HAND OR TRAVELLING ARTICLES
    • A45B—WALKING STICKS; UMBRELLAS; LADIES' OR LIKE FANS
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Abstract

本发明公开了一种可发电的登山杖，包括手柄壳、外套管、内套管、用电装置和发电装置；手柄壳垂直固定在外套管上端，外套管下端可滑动的套设在内套管上端，手柄壳、外套管和内套管内部连通；用电装置设置在手柄壳内，用电装置包括线路板、电源管理芯片、储能器、按钮、照明灯和USB接口，电源管理芯片通过线路板分别与储能器、照明灯、USB接口连通，按钮连接在电源管理芯片和照明灯之间；发电装置设置在外套管内部靠近下端的位置，发电装置与储能器连接，发电装置上端固定在外套管上，发电装置下端固定在内套管上，外套管在内套管上滑动使发电装置发生变形从而进行发电。通过上述方式，本发明能够发电并存储，以便为手机充电或进行照明。

Description

一种可发电的登山杖
技术领域
本发明涉及登山杖领域，特别是涉及一种可发电的登山杖。
背景技术
随着手机等电子装备的广泛使用，以及人们对野外登山、徒步健身等户外活动热情的日益高涨，野外充电和照明已成为户外活动便捷性、安全性的必备要求。普通登山杖在户外活动时只起到辅助支撑作用，没有自发电功能，不能提供充电和照明。压电陶瓷材料在受力变形后能将变形能转换为电能，目前人们已利用压电陶瓷的这种压电特性进行自发电。人在使用登山仗时，每走一步，登山杖触及地面一次，若将压电材料连接于杖上，利用触地力使其变形，则在登山过程中，只要杖触地就可产生电能，将这些电能收集则可实现自发电。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种可发电的登山杖，能够在辅助登山的同时自行发电并存储，还能够利用已存储的电量为手机充电或进行照明，且结构简单、使用方便、缓冲吸震。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种可发电的登山杖，包括：手柄壳、外套管、内套管、用电装置和发电装置；所述手柄壳垂直固定在外套管的上端，外套管的下端可滑动的套设在内套管的上端，手柄壳、外套管和内套管内部连通；所述用电装置包括线路板、电源管理芯片、储能器、按钮、照明灯和USB接口，照明灯固定在手柄壳的前端，USB接口固定在手柄壳的后端，按钮固定在手柄壳的外侧壁上，线路板、电源管理芯片以及储能器设置在手柄壳内部，电源管理芯片、储能器、按钮、照明灯和USB接口均连接在线路板上，电源管理芯片通过线路板分别与储能器、照明灯、USB接口连通，储能器通过电源管理芯片为照明灯和USB接口提供电能，按钮连接在电源管理芯片和照明灯之间，按钮控制照明灯照明；所述发电装置设置在外套管内部靠近下端的位置，发电装置通过导线与储能器连接，发电装置上端固定在外套管上，发电装置下端固定在内套管上，外套管在内套管上滑动使发电装置发生变形从而进行发电。
优选的，所述发电装置包括螺栓、上限位堵头、压电单元组、下限位堵头和橡胶密封圈；所述螺栓上下两端均固定有螺母，所述上限位堵头、压电单元组和下限位堵头从上到下依次套设在两螺母之间的螺栓上；所述上限位堵头的外壁上设有一圈上凹槽，所述外套管内壁对应上凹槽的位置设有上挡圈，上挡圈卡在上凹槽内；所述下限位堵头呈阶梯轴型，下限位堵头包括一级阶梯和二级阶梯，一级阶梯堵在内套管内，一级阶梯外壁上设有一圈下凹槽，内套管的内壁上对应下凹槽的位置设有下挡圈，下挡圈卡在下凹槽内，二级阶梯轴堵在外套管内，一级阶梯靠近二级阶梯的外壁上设有一圈卡槽，所述橡胶密封圈套设在卡槽上，橡胶密封圈的外壁抵在外套管的内壁上；所述压电单元组包括若干个套在螺栓上的压电单元，压电单元包括上下两个导电蝶形弹簧片和设置在上下两个导电蝶形弹簧片中间的压电陶瓷，上下两个导电蝶形弹簧片的中部与压电陶瓷之间均留有空隙，上下两个导电蝶形弹簧片和压电陶瓷均套设在螺栓上。
优选的，所述USB接口内设有可插拔的防尘塞。
优选的，所述照明灯为LED灯。
本发明的有益效果是：本发明能够在辅助登山的同时自行发电并存储，还能够利用已存储的电量为手机充电或进行照明。
附图说明
图1是本发明一种可发电的登山杖一较佳实施例的局部剖视结构示意图；
图2是本发明一种可发电的登山杖的发电装置的剖视结构示意图。
附图中各部件的标记如下：1、手柄壳；2、外套管；3、内套管；4、发电装置；5、线路板；6、储能器；7、电源管理芯片；8、USB接口；9、照明灯；10、按钮；11、防尘塞；12、螺栓；13、上限位堵头；14、上限位堵头；15、橡胶密封圈；16、导电蝶形弹簧片；17、压电陶瓷。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1和图2，本发明实施例包括：
一种可发电的登山杖，包括：手柄壳1、外套管2、内套管3、用电装置和发电装置4；所述手柄壳1垂直固定在外套管2的上端，外套管2的下端可滑动的套设在内套管的上端，手柄壳1、外套管2和内套管3内部连通；所述用电装置包括PCB线路板5、电源管理芯片7、储能器6、按钮10、LED灯9和USB接口8，LED灯9固定在手柄壳1的前端，USB接口8固定在手柄壳1的后端，按钮10固定在手柄壳1的外侧壁上，PCB线路板5、电源管理芯片7以及储能器6设置在手柄壳1内部，电源管理芯片7、储能器6、按钮10、LED灯9和USB接口8均连接在PCB线路板5上，电源管理芯片7通过PCB线路板5分别与储能器6、LED灯9、USB接口8连通，储能器6通过电源管理芯片7为LED灯9和USB接口8提供电能，按钮10连接在电源管理芯片7和LED灯9之间，按钮10控制LED灯9照明；所述USB接口8内设有可插拔的防尘塞11，能够在不需要充电时堵住USB接口8，防止灰尘、露水等进入，对USB接口8进行一定的保护，在下雨天可以很好的起到防水作用。所述发电装置4设置在外套管2内部靠近下端的位置，发电装置4通过导线与储能器6连接，发电装置4上端固定在外套管2上，发电装置4下端固定在内套管3上，外套管2在内套管3上滑动使发电装置4发生变形从而进行发电。所述发电装置4包括螺栓12、上限位堵头13、压电单元组、下限位堵头14和橡胶密封圈15；所述螺栓12上下两端均固定有螺母，所述上限位堵头13、压电单元组和下限位堵头14从上到下依次套设在两螺母之间的螺栓12上；所述上限位堵头13的外壁上设有一圈上凹槽，所述外套管2内壁对应上凹槽的位置设有上挡圈，上挡圈卡在上凹槽内，以便限制上限位堵头13在外套管2内滑动；所述下限位堵头14呈阶梯轴型，下限位堵头14包括一级阶梯和二级阶梯，一级阶梯堵在内套管3内，一级阶梯外壁上设有一圈下凹槽，内套管3的内壁上对应下凹槽的位置设有下挡圈，下挡圈卡在下凹槽内，以便限制下限位堵头14在内套管3内滑动；二级阶梯轴堵在外套管2内，一级阶梯靠近二级阶梯的外壁上设有一圈卡槽，所述橡胶密封圈15套设在卡槽上，橡胶密封圈15的外壁抵在外套管2的内壁上；所述压电单元组包括四个套在螺栓12上的压电单元，相当于将四个压电单元并联在一起；压电单元包括上下两个导电蝶形弹簧片16和设置在上下两个导电蝶形弹簧片16中间的压电陶瓷17，上下两个导电蝶形弹簧片16可分别作为电源的正负极，还能够通过弹性变形起到缓冲吸震的作用；上下两个导电蝶形弹簧片16的中部与压电陶瓷17之间均留有空隙，上下两个导电蝶形弹簧片16和压电陶瓷17均套设在螺栓12上。
使用时，手握手柄壳1，内套管的底部着地，给手柄壳1一定的作用力，手柄壳1带动外套管2在内套管3的外壁上滑动，起导向作用；作用力经手柄壳1、外套管2、上限位堵头13向下传递，地面的支撑力通过内套管3、下限位堵头14向上传递，使压电单元组承受压力从而变形；压电陶瓷片17在上下两个导电蝶形弹簧片的压力作用下，产生脉冲电量Q，电量Q与压力F的关系如下：
式中： n为压电单元数,q为单个压电单元的发电量。为在力F作用下的等效压电常数,为压电陶瓷片的厚度，A为压电陶瓷片的面积。
本发明能够在辅助登山的同时自行发电并存储，还能够利用已存储的电量为手机充电或进行照明，且结构简单、使用方便、缓冲吸震。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种可发电的登山杖，其特征在于，包括：手柄壳、外套管、内套管、用电装置和发电装置；所述手柄壳垂直固定在外套管的上端，外套管的下端可滑动的套设在内套管的上端，手柄壳、外套管和内套管内部连通；所述用电装置包括线路板、电源管理芯片、储能器、按钮、照明灯和USB接口，照明灯固定在手柄壳的前端，USB接口固定在手柄壳的后端，按钮固定在手柄壳的外侧壁上，线路板、电源管理芯片以及储能器设置在手柄壳内部，电源管理芯片、储能器、按钮、照明灯和USB接口均连接在线路板上，电源管理芯片通过线路板分别与储能器、照明灯、USB接口连通，储能器通过电源管理芯片为照明灯和USB接口提供电能，按钮连接在电源管理芯片和照明灯之间，按钮控制照明灯照明；所述发电装置设置在外套管内部靠近下端的位置，发电装置通过导线与储能器连接，发电装置上端固定在外套管上，发电装置下端固定在内套管上，外套管在内套管上滑动使发电装置发生变形从而进行发电。
2.根据权利要求1所述一种可发电的登山杖，其特征在于：所述发电装置包括螺栓、上限位堵头、压电单元组、下限位堵头和橡胶密封圈；所述螺栓上下两端均固定有螺母，所述上限位堵头、压电单元组和下限位堵头从上到下依次套设在两螺母之间的螺栓上；所述上限位堵头的外壁上设有一圈上凹槽，所述外套管内壁对应上凹槽的位置设有上挡圈，上挡圈卡在上凹槽内；所述下限位堵头呈阶梯轴型，下限位堵头包括一级阶梯和二级阶梯，一级阶梯堵在内套管内，一级阶梯外壁上设有一圈下凹槽，内套管的内壁上对应下凹槽的位置设有下挡圈，下挡圈卡在下凹槽内，二级阶梯轴堵在外套管内，一级阶梯靠近二级阶梯的外壁上设有一圈卡槽，所述橡胶密封圈套设在卡槽上，橡胶密封圈的外壁抵在外套管的内壁上；所述压电单元组包括若干个套在螺栓上的压电单元，压电单元包括上下两个导电蝶形弹簧片和设置在上下两个导电蝶形弹簧片中间的压电陶瓷，上下两个导电蝶形弹簧片的中部与压电陶瓷之间均留有空隙，上下两个导电蝶形弹簧片和压电陶瓷均套设在螺栓上。
3.根据权利要求1所述一种可发电的登山杖，其特征在于：所述USB接口内设有可插拔的防尘塞。
4.根据权利要求1所述一种可发电的登山杖，其特征在于：所述照明灯为LED灯。
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