CN107725288A - 便携式脚踏发电设备 - Google Patents

Abstract

一种通过用脚踩踏发出连续电流的便携发电装置。能以轻松的方式产生出连续电流，并且能够折叠成便于携带的体积。主要由三角结构的机械传动机构和盘式电机、壳体组成，通过单脚踩踏踏板带动盘式电机转动发电，经折叠后成为一个扁平状长方体。用于在户外无电情况下为小型电器和数码产品提供电源。

Description

便携式脚踏发电设备

所属技术领域

本发明涉及一种通过用脚踩踏发出连续电流的便携发电装置。

背景技术

目前，能产生连续电流的人力发电装置主要为手摇发电和自行车式脚踏发电的形式。通常的手摇发电设备体积小巧，在使用过程中需要一手持握，一手摇动把手，操作时难以使出全身力气，只靠手臂力量持续不了多久。并且随着转速加快而更加费力，受体力所限，只能持续短暂的发电时间。如果将手摇发电设备安装在有座椅的支架上，会使操作省力一些，但仍然会很吃力。并且额外的支架不便于携带。而传统的脚踏发电设备使用起来虽然比较省力，发电效率也比较高，但是类似自行车的传动结构体积和重量较大，不便于携带。

发明内容

为了改变手摇发电设备操作费力，克服自行车式脚踏发电设备的不便于携带，为人们提供一种便于携带和操作、又能保证理想发电效率的发电设备，本发明提供了一种可行的技术方案。

本发明采用的技术方案是：运用通过转轴相连的金属连杆，其中一侧金属杆通过转轴固定在壳体上，不可滑动但可绕转轴转动，并且安装有复位弹簧；另一侧金属杆通过滑动轴被限定在滑槽内可前后滑动，轴上连接一根可转动的齿条。连杆与滑槽形成三角结构。连杆连接轴上同时安装有踏板，作用在踏板上的垂直脚踏力，可借此机构转化为齿条前后移动的水平力。齿条通过齿轮组带动水平安装的盘式发电机旋转，产生电流。齿轮组中安装有棘轮装置，可阻止齿条回撤时带动电机逆转。盘式发电机转子的转动惯量正好可以维持脚踏力间歇时电机继续转动，保证电流的连续性。

本发明的有益效果是：发电过程中，该结构操作起来既省力又简便，有利于长时间操作，产生连续电流；并且该结构可折叠成扁平状长方体，便于携带。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明

图1是本发明发打开状态侧面剖面图

图2是本发明运作中侧面剖面图

图3是本发明折叠状态侧面剖面图

图4是本发明运作中上视图

图5是本发明折叠状态上视图

图6是棘轮结构图

图7是齿条结构图

图中：1踏板，2连接轴，3金属杆a，4金属杆b，5金属杆a滑动轴，6金属杆b转动轴，7复位弹簧，8滑槽，9齿条，10双层齿轮，11棘轮，12电机轴齿，13盘式电机，14电机轴承，15电流输出端，16壳体，17支撑滚轮，18棘轮轴，19棘轮上层主动齿轮，20棘轮下层被动齿轮，21被动齿轮内圈齿，22被动齿轮外圈齿，23棘爪转轴，24棘爪

具体实施方式

在图1中，金属杆a(3)和金属杆b(4)以轴(2)相连成为连杆。踏板(1)也与轴(2)相连，三者均可绕轴(2)转动。金属杆b(4)另一端以转动轴(6)固定在壳体如图位置，可绕转动轴(6)转动。复位弹簧(7)一端固定于壳体，一端固定于金属杆b(4)，作用是当金属杆b(4)受压力向左转动后，复位弹簧(7)跟随转动并储存弹性势能，在压力撤除后，以本身回弹力使金属杆b(4)回复到图1所示初始位置。金属杆a(3)另一端以滑动轴(5)限定于滑槽(8)内，当受到压力时，滑动轴(5)沿着滑槽(8)向左移动，失去压力时，受到复位弹簧(7)传递过来的力，向右移动。滑槽(8)的长度限定了滑动轴(5)的最大移动范围。齿条(9)套装在滑动轴(5)上，可绕滑动轴(5)自由转动，并且随着滑动轴(5)在滑槽(8)内移动时一起水平移动。支撑滚轮(17)安装在齿条(9)下部，作用是支撑齿条(9)使其始终保持水平，且当齿条(9)向左达到最大位移时，齿条(9)最右端仍然置于支撑滚轮(17)上。支撑滚轮(17)与齿条(9)之间为滚动摩擦。齿条(9)与双层齿轮(10)的上层啮合。双层齿轮(10)下层与棘轮(11)上层啮合。棘轮(11)下层与电机轴齿(12)啮合。电机轴齿(12)固定在盘式电机(13)轴端。盘式电机(13)通过轴承(14)固定于壳体(16)底部。输出端(15)连接盘式电机(13)和电流控制系统。电流控制系统此处不做探讨。

如图2所示，踏板(1)受下压力向下移动，并导致滑动轴(5)沿滑槽(8)向左移动。滑动轴(5)带动齿条(9)向左移动时，带动双层齿轮(10)转动，继而再带动棘轮(11)转动，最后棘轮(11)带动盘式电机(13)的轴齿(12)，电机转动发出电流。当下压力撤去后，在复位弹簧作用下，各部件回复原位，棘轮(11)由于具有单向传动的特性，防止电机逆转。盘式发电机(13)在动力撤去后，以自身转子的惯性维持转动，保证电流连续性，在电流安培力作用下转速逐渐减慢。在下次踩踏时，受力加速旋转。往复踩踏，即可产生连续电流。电流可通过电流控制模块进行转化储存或者输出，此处不做讨论。

如图3所示，踏板(1)达到如图所示位置，与壳体(16)紧贴，即达到折叠效果，便于携带。为清晰表明踏板(1)、连接轴(2)、金属杆a(3)、金属杆b(4)相对于滑槽(8)和壳体(16)的位置关系，省略了齿条(9)。

如图4所示，为本发明在操作过程中的上视图，表明各部位的相对位置关系。

如图5所示，为本发明折叠状态的上视图，表明各部位的相对位置关系。

如图6所示，棘轮(11)分为上下两部分，上部主动齿轮(19)在下部被动齿轮(20)内。三个棘爪(24)分别以转轴(23)固定于主动齿轮(19)上，可自由转动。三个转轴(23)与棘轮轴(18)的连线相互之间的夹角均为120度。当主动齿轮(19)受力顺时针转动时，棘爪(24)通过被动齿轮内圈齿(21)带动被动齿轮(20)转动，从而再由被动齿轮外圈齿(22)带动电机轴齿(12)，使盘式电机(13)转动发电。在齿条(9)受到复位力时，上层主动齿轮(19)发生逆转，此时棘爪(24)被被动齿轮内圈齿(21)超越，相互之间无啮合，被动齿轮(20)与电机轴齿(12)一同保持惯性转动。

如图7所示，为齿条(9)侧视图，左侧圆环套装在滑动轴(5)上，右侧齿在侧面，带动水平安装的双层齿轮(10)转动。

Claims (4)

1.一种便携式脚踏发电设备，包括由踏板(1)、踏板与连杆连接轴(2)、金属杆a(3)、金属杆b(4)、金属杆a滑动轴(5)、金属杆b转动轴(6)、复位弹簧(7)、滑槽(8)、齿条(9)、双层齿轮(10)、棘轮(11)、支撑滚轮(17)组成的机械传动结构和盘式电机、壳体，其特征是通过单脚踩踏踏板带动盘式电机转动发电，经折叠后成为一个扁平状长方体，便于携带。

2.如权利要求1所诉的便携式脚踏发电设备，其特征在于所述的机械传动结构以可变三角结构为基础，可实现直线方向的滑动并在复位弹簧(7)作用下回复原位。

3.如权利要求1所诉的便携式脚踏发电设备，其特征在于所述的齿条(9)一端具有环状结构可套装在滑动轴(5)上，且可转动，受重力向下转动，而支撑滚轮(17)的作用是支撑齿条(9)使其始终保持水平位置，且在与移动的齿条(9)形成滚动摩擦。

4.如权利要求1所诉的便携式脚踏发电设备，其特征在于所述的棘轮(11)分为上下两部分，上部主动齿轮(19)在下部被动齿轮(20)内，上部主动齿轮(19)连接三个棘爪(24)，下部被动齿轮(20)具有内圈齿(21)和外圈齿(22)的结构。