CN107213603A - 一种基于悬浮式磁铁切割线圈产生电能的蓄能足球 - Google Patents

Abstract

一种基于悬浮式磁铁切割线圈产生电能的蓄能足球，内设内陷式空腔，空腔安放圆桶形的振动能量收集装置，由圆柱形磁钢在二只薄形圆柱形强磁铁之间形成相互排斥力悬浮在圆柱形滑轨内，构成极为灵敏的受外界振动而自由滑动的悬浮式磁铁，由至少一组的悬浮式磁铁、圆柱形滑轨、漆包铜线构成振动发电组件，由振动发电组件、DC转换电路、锂电池构成一个圆桶形的振动能量收集装置。能在人们足球使用过程中或携带行走时，将产生的微振动让装置内的振动发电装置产生电能，进而应用于写字桌照明、手机充电等USB取电的小家电，可让人们在傍晚踢足球时能发出渐变彩色光，便于人们在晚上踢足球时追踪球的去向，让带着彩灯的足球在运动时勾勒出美丽的夜景。

Description

一种基于悬浮式磁铁切割线圈产生电能的蓄能足球

技术领域

本发明涉及体育用品，具体是一种可在足球体育活动娱乐的同时，利用悬浮式磁铁切割线圈产生电能的蓄能式足球。

背景技术

足球，有“世界第一运动”的美誉，是全球体育界最具影响力的单项体育运动。标准的足球比赛由两队各派10名球员与1名守门员，共11人，在长方形的草地球场上对抗、进攻。比赛目的是尽量将足球射入对方的球门内，每射入一球就可以得到一分，当比赛完毕后，得分最多的一队则胜出。在户外活动时，常常碰到手机、数码相机、PDA等设备因缺电而无法投入正常使用，而当电池电量不足时，往往需要及时处理的事情，因设备电量不足，而导致事情不能及时处理，而导致损失较大。人们在进行足球运动时，人的体质当然会得到了一定的增强，人的体力消耗的能量总有一部分是作用于小小的足球上，而使足球能不断改变其运动轨迹，根据物理学上力是改变物体运动状态的原因这一原理，能否将足球在绿茵场上作无规则运动的一部分能量再加以回收并利用起来，便有了对足球无规则振动进行能量回收再利用的设想。

本人在专利公告网上查得，申请号：201510207594.8，一种带LED灯的自发电足球，公告号：CN104826292B，是通过中央隔层将足球本体分隔成两个腔体，所述的气压发电机设置在中央隔层上，且气压发电机上的两个气口将足球本体内的两个腔体连通。当足球本体受到外部力量挤压时，其中一个腔体内的气压大于另一个腔体的气压，足球本体内部的一部分气体由压强大的腔体内经气压发电机流向气压较小的腔体，其实际效果是：当足球受到较大撞击时才能产生电能，其发电效率较低。另外搜索到：申请号：201410044674.1，发电足球，公告号：CN104815424A，足球内固定有支架，支架中心安装齿轮，齿轮上固定离心锤，齿轮连接发电机，发电机电连接蓄电池，蓄电池通过电线电连接充电接口，充电接口固定在足球外壁上。本方案仍然存在实际发电效率的问题，离心锤的不断动作会造成足球的重心不断发生变化，使足球的运动更加具有不确定性，能否达到既能确保足球重心不变，又能用手持足球只是轻轻摇动，就能高效率地将动能转换成电能，并点亮足球外的LED灯。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于悬浮式磁铁切割线圈产生电能的蓄能足球，以解决上述背景技术中提出的种种问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于悬浮式磁铁切割线圈产生电能的蓄能足球，其特征在于，在足球内设有内陷式空腔，空腔安放圆桶形的振动能量收集装置，由圆柱形磁钢在二只薄形圆柱形强磁铁之间形成相互排斥力悬浮在圆柱形滑轨内，构成极为灵敏的受外界振动而自由滑动的悬浮式磁铁，由至少一组的悬浮式磁铁、圆柱形滑轨、漆包铜线构成振动发电组件，由振动发电组件、DC转换电路、锂电池构成一个圆桶形的振动能量收集装置。所述圆桶形的振动能量收集装置与透明闪光防尘橡胶塞构成一个表面平整、重心与球的几何中心重合的体育器材足球，所述圆桶形的振动能量收集装置，由振动发电组件、电力贮存转换组件、固定盒、弹性橡胶、DC转换电路、USB电源输出端，共同构成一种将足球无规律的运动转换成电能并贮存起来的振动能量收集装置；由圆柱形磁钢在二只薄形圆柱形强磁铁之间形成相互排斥力，而悬浮在圆柱形滑轨内的圆柱形磁钢相当于一个弹簧振子，而构成灵敏的受外界振动的悬浮式磁铁，在圆柱形滑轨外的漆包铜线由于悬浮式磁铁的不断地作无规则的自由振动，线圈内的磁通量将不断地发生改变，因而产相应的感生电流，将振动的能量转化为了电能，且为不稳定的交变电能。

作为本发明进一步的方案：所述振动发电组件，是由圆柱形滑轨内置圆柱形磁钢，圆柱形磁钢可依靠惯性在圆柱形滑轨内而自由滑动，在圆柱形滑轨外紧密绕有直径0.1MM－0.4MM的漆包铜线300－600匝，受到外部振动时可通过圆柱形磁钢在内滑动使线圈产生感生电流，由圆柱形滑轨、圆柱形磁钢、漆包铜线构成一个将振动的能量转换成电能的振动发电装置，由多只振动发电装置通过串联引线相连接，组成一个步调一致的可输出2.2V－5V交流电压的振动发电组件。

作为本发明进一步的方案：所述电力贮存转换组件，由四只全桥整流二极管、锂电池、DC转换电路构成一个将不稳定的交流电转换成直流电存贮起来，并提供恒定的5V直流电压的装置。

作为本发明进一步的方案：所述透明闪光防尘橡胶塞，由USB取电插头、限流电阻、彩色发光二极管、按钮式微动开关、聚光罩构成一个渐变彩灯盒，由渐变彩灯盒、弹性密封橡胶、透明橡胶构成一个透明闪光防尘橡胶塞。

作为本发明进一步的方案：所述一种基于悬浮式磁铁切割线圈产生电能的蓄能足球，下边放置一只圆环形的杯盖以防止足球发生滚动，接上USB接口的LED灯，便可用作写字台上创意台灯使用。

作为本发明进一步的方案：所述一种基于悬浮式磁铁切割线圈产生电能的蓄能足球，下边放置一只圆环形的杯盖以防止足球发生滚动，接上手机对应的USB充电线，便可用作给手机应急充电。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构简单合理，巧妙地利用悬浮在圆柱形滑轨内的圆柱形磁钢切割线圈而产生感生电流，使人们在做足球体育运动时，有效地将足球振动的能量收集并贮存起来，进而应用于写字桌照明、手机充电等USB取电的小家电这些日常生活。且其发电效率极高，用手持足球只是轻轻摇动，就能高效率地动能转换成电能，并点亮足球外的LED灯。能在人们足球使用过程中或携带行走时，将产生的微振动让装置内的振动发电装置产生电能，可让人们在傍晚踢足球时能发出渐变彩色灯光，更便于人们在晚上踢足球时追踪球的去向，也让带着彩灯的足球在运动勾勒出美丽的夜景。

附图说明

图1为本发明一种基于悬浮式磁铁切割线圈产生电能的蓄能足球的整体结构示意图；

图2为本发明一种基于悬浮式磁铁切割线圈产生电能的蓄能足球的圆桶形的振动能量收集装置的结构图；

图3为本发明一种基于悬浮式磁铁切割线圈产生电能的蓄能足球的电路原理图；

图4为本发明一种基于悬浮式磁铁切割线圈产生电能的蓄能足球的磁悬浮发电的原理图；

图5为本发明一种基于悬浮式磁铁切割线圈产生电能的蓄能足球的透明闪光防尘橡胶塞结构图；

图6为本发明一种基于悬浮式磁铁切割线圈产生电能的蓄能足球用作写字台上创意台灯的示意图；

图7为本发明一种基于悬浮式磁铁切割线圈产生电能的蓄能足球给手机充电的示意图。

图中：1-足球、2-圆桶形的振动能量收集装置、3-电力贮存转换组件、4-振动发电组件、5-固定盒、6-弹性橡胶、7-USB电源输出端、8-透明闪光防尘橡胶塞、9-DC转换电路、10-漆包铜线、11-圆柱形滑轨、12-圆柱形磁钢、13-串联引线、14-全桥整流二极管、15-锂电池、16-USB取电插头、17-USB插头5V电源正极、18-渐变彩灯盒、19-弹性密封橡胶、20-透明橡胶、21- USB插头5V电源负极、22-限流电阻、23-彩色发光二极管、24-聚光罩、25-按钮式微动开关、26-薄形圆柱形强磁铁。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1、图2，本发明实施例中，一种基于悬浮式磁铁切割线圈产生电能的蓄能足球，其特征在于，在足球内设有内陷式空腔，空腔安放圆桶形的振动能量收集装置2，由圆柱形磁钢12在二只薄形圆柱形强磁铁26之间形成相互排斥力而悬浮在圆柱形滑轨11内，极为灵敏的受外界振动而自由滑动的悬浮式磁铁，由至少一组的悬浮式磁铁、圆柱形滑轨11、漆包铜线10构成振动发电组件4，由振动发电组件4、DC转换电路9、锂电池15构成一个圆桶形的振动能量收集装置2。所述圆桶形的振动能量收集装置2与透明闪光防尘橡胶塞8构成一个表面平整、重心与球的几何中心重合的体育器材足球1，所述圆桶形的振动能量收集装置2，由振动发电组件4、电力贮存转换组件3、固定盒5、弹性橡胶6、DC转换电路9、USB电源输出端7，共同构成一种将足球无规律的运动转换成电能并贮存起来的振动能量收集装置。

请参阅图3，所述振动发电组件4， 是由圆柱形滑轨11内置圆柱形磁钢12，圆柱形磁钢12可依靠惯性在圆柱形滑轨11内而自由滑动，在圆柱形滑轨11外紧密绕有直径0.1MM－0.4MM的漆包铜线10，其线圈匝数300－600匝，受到外部振动时可通过圆柱形磁钢在内滑动使线圈产生感生电流，由圆柱形滑轨11、圆柱形磁钢12、漆包铜线10构成一个将振动的能量转换成电能的振动发电装置，由多只振动发电装置通过串联引线13相连接，组成一个步调一致的可输出2.2V－5V交流电压的振动发电组件4；所述电力贮存转换组件，由四只全桥整流二极管14、锂电池15、DC转换电路9构成一个将不稳定的交流电转换成直流电存贮起来，并提供恒定的5V直流电压的装置。

请参阅图4，由圆柱形磁钢12在二只薄形圆柱形强磁铁26之间形成相互排斥力，而悬浮在圆柱形滑轨11内的圆柱形磁钢12相当于一个弹簧振子，而构成灵敏的受外界振动的悬浮式磁铁，在圆柱形滑轨11外的漆包铜线10由于悬浮式磁铁的不断地作无规则的自由振动，线圈内的磁通量将不断地发生改变，因而产相应的感生电流，将振动的能量转化为了电能，但其电能为不稳定的交变电能。

请参阅图5，所述透明闪光防尘橡胶塞8，由USB取电插头16、限流电阻22、彩色发光二极管23、按钮式微动开关25、聚光罩24构成一个渐变彩灯盒18，由渐变彩灯盒18、弹性密封橡胶19、透明橡胶20构成一个透明闪光防尘橡胶塞8。

请参阅图6，所述一种基于悬浮式磁铁切割线圈产生电能的蓄能足球，下边放置一只圆环形的杯盖以防止足球发生滚动，接上USB接口的LED灯，便可用作写字台上创意台灯使用。

请参阅图7，所述一种基于悬浮式磁铁切割线圈产生电能的蓄能足球，下边放置一只圆环形的杯盖以防止足球发生滚动，接上手机对应的USB充电线，便可用作给手机应急充电。

本发明的工作原理是：由圆柱形磁钢12在二只薄形圆柱形强磁铁26之间形成相互排斥力，而悬浮在圆柱形滑轨11内的圆柱形磁钢12相当于一个弹簧振子，从而构成灵敏的受外界振动的悬浮式磁铁，所述振动发电组件4利用圆柱形磁钢12在圆柱形滑轨11内自由滑动使漆包铜线10中磁通量发生变化而产生感应电流，输出2.2V－5V的交流电压，通过多组振动发电装置同步的串联，便最终输出所需的交流电压。经四只全桥整流二极管得到脉动直流电压，输入到锂电池15贮存起来，并兼起滤波作用，充电时，电能转换为化学能贮存起来，放电时，化学能转变为电能，再由DC转换电路9进行直流转换升压，并从USB电源输出端7提供恒定的5V直流电压，以供USB读书灯或手机充电使用。一种基于悬浮式磁铁切割线圈产生电能的蓄能足球，能在人们足球使用过程中或携带行走时，将产生的微振动让装置内的振动发电装置产生电能，并让足球在使用过程中所产生的电能储存在其中的锂电池内，达到自动充电功能，从保证电量的充足，当检测到有外接USB设备时，DC转换电路自动工作以输出稳定的5V工作电压。所述透明闪光防尘橡胶塞8不仅可让USB插口处密封防尘，而且保证此处的弹性及性能与其它部位相一致，当室外光线较暗时，可打开按钮式微动开关25，由USB取电插头16获得的5V直流电压，经限流电阻22使彩色发光二极管23发出渐变彩色灯光，更便于人们在傍晚玩足球，而且便于踢足球时跟踪足球的去向，也让带着彩灯的足球在运动勾勒出美丽的夜景。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种基于悬浮式磁铁切割线圈产生电能的蓄能足球，其特征在于，在足球内设有内陷式空腔，空腔安放圆桶形的振动能量收集装置，由圆柱形磁钢在二只薄形圆柱形强磁铁之间形成相互排斥力悬浮在圆柱形滑轨内，构成极为灵敏的受外界振动而自由滑动的悬浮式磁铁，由至少一组的悬浮式磁铁、圆柱形滑轨、漆包铜线构成振动发电组件，由振动发电组件、DC转换电路、锂电池构成一个圆桶形的振动能量收集装置。

2.根据权利要求1所述的一种基于悬浮式磁铁切割线圈产生电能的蓄能足球，其特征在于，所述圆桶形的振动能量收集装置，与透明闪光防尘橡胶塞构成表面平整、重心与球的几何中心重合的足球运动器材。

3.根据权利要求1所述的一种基于悬浮式磁铁切割线圈产生电能的蓄能足球，其特征在于，所述圆桶形的振动能量收集装置，由振动发电组件、电力贮存转换组件、固定盒、弹性橡胶、DC转换电路、USB电源输出端构成一种将足球无规律的运动转换成电能并贮存起来的振动能量收集装置。

4.根据权利要求2所述的一种基于悬浮式磁铁切割线圈产生电能的蓄能足球，其特征在于，所述透明闪光防尘橡胶塞，是由USB取电插头、限流电阻、彩色发光二极管、按钮式微动开关、聚光罩组成一个渐变彩灯盒，由渐变彩灯盒、弹性密封橡胶、透明橡胶再构成透明闪光防尘橡胶塞。

5.根据权利要求1，3所述的一种基于悬浮式磁铁切割线圈产生电能的蓄能足球，其特征在于，所述振动发电组件，圆柱形滑轨内置圆柱形磁钢、圆柱形磁钢可依靠惯性在圆柱形滑轨内而自由滑动，圆柱形滑轨外紧密绕有直径0.1MM－0.4MM的漆包铜线300－600匝，通过圆柱形磁钢在内滑动使线圈产生感生电流，而构成将振动的能量转换成电能的振动发电装置，由多只振动发电装置通过串联引线相连接，构成一个步调一致的可输出2.2V－5V交流电压的振动发电组件。

6.根据权利要求1，3所述的一种基于悬浮式磁铁切割线圈产生电能的蓄能足球，其特征在于，所述电力贮存转换组件，由四只全桥整流二极管、锂电池、DC转换电路构成一个将不稳定的交流电转换成直流电存贮并提供恒定的5V直流电压的装置。