CN108899979A - 一种便携式手动充电装置 - Google Patents

Abstract

一种便携式手动充电装置，包括壳体和设置在壳体上的按压组件，还包括增速组件、电机组件和储能模块，按压组件，包括压杆和固定在压杆上的齿条；增速组件，包括设置在输入端的输入端齿轮和设置在输出端的输出端齿轮，输入端齿轮与齿条配合；电机组件，包括永磁电机和棘轮机构，棘轮机构设置在永磁电机的轴杆上，输出端齿轮与棘轮机构配合；储能模块，设有输出端口；本申请无需使用电池，也能对手机等用电器进行充电，既可避免在航空运输、防火防灾等危险场合携带常规充电宝造成的电池爆炸隐患，又能随时随地手动发电，满足手机等用电器的充电需求，从而减少市场电池使用数量，减少电池生产和废弃造成的环境危害，具有广阔的市场前景。

Description

一种便携式手动充电装置

技术领域

本申请涉及节能装置，尤其涉及一种便携式手动充电装置。

背景技术

在现代生活中，手机的使用非常频繁，手机不仅仅是一种通讯的工具，而且还具有很多功能，如手机已经把银行功能以及衣食住行等等很多消费支付功能包含在内，利用手机已经能够完成生活中的大多数的对外功能。

手机的持续使用，耗电一直是一个全球性的大问题，全球的手机生产厂家都在想方设法的提高电池的存储电量，以及想方设法改善显示屏幕的耗电。但是，手机的耗电依旧很快，造成手机消费者出门在外经常寻找充电的地方，以及经常要带一个充电宝，充电宝的使用也是有时间限制的，如果充电宝的电量消耗完，手机无法满足消费者的正常使用。同时，手机的充电宝必须要先用外部的电能和充电器对充电宝内部的电池提前充电，然后充电宝才能储存电能再去给手机进行二次充电，一旦没有找到不间断的插座，就无法给手机和充电宝供电。如，在一些偏僻的地方，如果没有备用电源，出现突发事情和紧急事情，手机缺乏电力无法联系外界。

在市场上有三种类型的手动发电手电筒，一种是手握方式，一种手摇方式，一种手握温差方式，这三种方式都只能带动最小功率的LED作为临时微弱光线的观看，此时的LED的电流只有0.01安培到0.05安培的大致范围，最大输出功率只有0.03瓦到0.15瓦的范围。但是，通常情况手机充电器的最小充电电流要大于0.3安培，最小的充电功率至少1瓦以上。手机所使用的出厂充电器的最小额定充电电流通常最小标称为0.5安培，输出功率1.5瓦，快速充电类型的出厂充电器的充电电流在1安培到3安培的范围，输出功率在3瓦到10瓦之间。

手握方式由于空间设计的问题，只能搭配导磁材料进行磁场变换，对轴向线圈进行互感发电，这种发电的效率是各种发电方式中最低的。同时，由于空间设计的问题，手握方式的齿轮增速结构无法做到高速增速，无法满足磁力线切割形成发电的电压需求。另外，利用磁场发电必须是满足人的手动的速度，而人的手动的速度是有限的，必须要有能够满足人的手动基本速度，才能产生大的功率需求。所以，目前市场上的手动磁铁发电结构只能做成效率最低的LED电筒，输出功率只有0.06瓦左右，或者耗电非常小的收音机。手摇方式有旋转摇臂摇动方式和握在手上摇动的方式，旋转摇臂摇动方式的体积很大，不方便随身携带，同时，需要两只手抓紧像上发条一样摇动，由于要随身携带，发电结构也是低效能的，输出功率只有0.15瓦左右，同时必须两只手一起，造成手机等用电器无法放置，双手无法做事。握在手上摇动的方式是利用重力振动，带动磁铁或线圈相互进行磁场切割，产生电流，这种利用重力振动的方式，受到弹簧力的作用，无法快速，同时只能提供微弱的电力，输出功率只有0.06瓦左右。手握温差方式的发电电力更低，完全采用手握时的温度差异，让温差发电片产生电力，手握的温度差异无法做到很大的温度差，所以手握发电不是市场化的产品。以上的随身发电产品的功率都很小，仅仅能够带动最小功率的LED，作为亮度很低的手电筒进行使用，亮度很低无法照亮看清事物，更无法作为对外充电的产品。

综上所述，现有的可手动发电的各种产品，都无法随时随地对手机等有一定功率要求的用电器进行充电。

发明内容

本申请要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种便携式手动充电装置。

本申请要解决的技术问题通过以下技术方案加以解决：

一种便携式手动充电装置，包括壳体和设置在所述壳体上的按压组件，还包括分别设置在所述壳体内的增速组件、电机组件和储能模块，

所述按压组件，包括压杆和固定在所述压杆上的齿条；

所述增速组件，包括设置在输入端的输入端齿轮和设置在输出端的输出端齿轮，所述输入端齿轮与所述齿条配合；

所述电机组件，包括永磁电机和棘轮机构，所述棘轮机构设置在所述永磁电机的轴杆上，所述输出端齿轮与所述棘轮机构配合；

所述储能模块，设有输出端口；

握压所述按压组件，所述齿条与所述输入端齿轮啮合，驱动所述增速组件运动，使所述输出端齿轮与所述棘轮机构啮合，所述棘轮机构推动所述永磁电机进行转动，所述永磁电机输出的电能存储在所述储能模块。

由于采用了以上技术方案，使本申请具备的有益效果在于：

在本申请的具体实施方式中，由于按压组件包括压杆和固定在压杆上的齿条，增速组件包括输入端齿轮和输出端齿轮，输入端齿轮与齿条配合；电机组件包括永磁电机和棘轮机构，棘轮机构设置在永磁电机的轴杆上，输出端齿轮与棘轮机构配合，握压按压组件时，齿条与输入端齿轮啮合，驱动增速组件运动，使输出端齿轮与棘轮机构啮合，棘轮机构推动永磁电机进行转动，使永磁电机发电。本申请无需使用电池，也能对手机等用电器进行充电，既可避免在航空运输、防火防灾等危险场合携带常规充电宝造成的电池爆炸隐患，又能随时随地手动发电，满足手机等用电器的充电需求，从而减少市场电池使用数量，减少电池生产和废弃造成的环境危害，同时还可减少长时间单一姿势使用手指造成的手指病和鼠标手，具有广阔的市场前景。

附图说明

图1为本申请的便携式手动充电装置在一种实施方式中的结构示意图；

图2为本申请的便携式手动充电装置在一种实施方式中的剖示图；

图3为图1中的便携式手动充电装置的俯视图；

图4为本申请的便携式手动充电装置在张开状态下各组件的运动方向示意图；

图5为本申请的便携式手动充电装置在压紧状态下各组件的运动方向示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

然而，本领域的技术人员可能会意识到其中的一个或多个的具体细节描述可以被省略，或者还可以采用其他的方法、组件或材料。在一些例子中，一些实施方式并没有描述或没有详细的描述。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。

此外，本文中记载的技术特征、技术方案还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。因此，附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

本申请的手动充电装置可使用一只手进行便携，又能够随时随地给手机等用电器充电的产品。其实验结果完全满足使用要求，以每秒握一次的正常速度下，手握的输出功率在5瓦左右，此时的充电电流在1.5安培左右，以每秒握两次的锻炼速度下，手握的输出功率在10瓦左右，此时的充电电流在3安培左右。这些都完全满足手机的正常充电和快充要求。同时，本申请是环保产品，无需使用电池，也能对手机等用电器进行充电，从而减少市场电池使用数量，提高环境保护，减少电池生产和废弃造成的环境危害。

本申请采用的手握结构，通过精密设计，能够具有三级增速结构，通过正常人手的手握速度，即可使永磁电机的高速运动。当工作时，推开锁片，弹簧的自身弹力将手握结构推开，手握结构由压杆和齿条压杆组成，当对本申请的便携式手动充电装置用手进行握压时，齿条压杆被推动，齿条压杆上的齿条会推动一级增速齿轮，进行一级增速，一级增速齿轮带动二级增速齿轮，进行二级增速，二级增速齿轮带动棘轮进行增速，同时棘轮自带的单向功能会推动永磁电机进行转动，永磁电机为多绕组电机，有利于输出功率的增加和手握速度的降低，永磁电机被推动之后，输出的波动电压被整流电路进行整流，将永磁电机的多条线路整流为正负两极线路，然后通过蓄能电容进行蓄能，以及平衡电压，然后通过稳压控制电路集成的集成处理，转变成能够满足使用的电压和电流，再穿过转换开关，转换开关有两个输出，或者根据需求有更多的输出，一个输出是USB或者其他输出插座，一个输出是LED发光二极管，当转换开关拨到USB或者其他输出插座时，即可对外接的用电器进行充电，当转换开关拨到LED发光二极管时，即可作为高亮度的照明灯使用。因为本申请的自发电能够满足高功率LED是使用，适合照亮对亮度需求高的场合。

本申请的便携式手动充电装置，无需使用电池或者额外加装备，用电池的场所均可使用，可随时随地给手机等用电器充电的产品。本申请是环保产品，无需使用电池也能对手机等用电器进行充电，从而减少市场电池使用数量，提高环境保护，减少电池生产和废弃造成的环境危害。符合国家政策对环保的号召。同时，由于本申请产品的输出功率足够大，不仅仅可以对用电器进行充电，也可以对市场上的充电宝进行额外充电，以便作为备用电源。本申请可以随时随地的进行发电充电，随时随地的锻炼手指关节，一举两得，使出行变得更加方便和安全。

如图1至图5所示，本申请的便携式手动充电装置，其一种实施方式，包括壳体100、按压组件、增速组件、电机组件和储能模块500。按压组件设置在壳体100上，增速组件、电机组件和储能模块500分别设置在壳体100内。

在一种实施方式中，按压组件可以包括压杆210和齿条220，齿条220固定在压杆210上；

增速组件，可以包括输入端齿轮和输出端齿轮，输入端齿轮设置在增速组件的输入端，输出端齿轮设置在增速组件的输出端；

电机组件，包括永磁电机410和棘轮机构，棘轮机构设置在永磁电机410的轴杆上，输出端齿轮与棘轮机构配合；

储能模块500，设有输出端口；

用力握压该按压组件，使压杆210带动齿条220移动，齿条220与输入端齿轮啮合，驱动增速组件运动，并使输出端齿轮与棘轮机构啮合，棘轮机构推动永磁电机410进行转动，永磁电机410输出的电能存储在储能模块500。

进一步地，增速组件可以包括变速齿轮组。变速齿轮组可以包括多个相互啮合的齿轮。在一种实施方式中，变速齿轮组可以包括多个双联齿轮，在另一种实施方式中，变速齿轮组还可以包括多个其它齿轮。在本实施方式中，变速齿轮组包括第一双联齿轮和第二双联齿轮，第一双联齿轮包括第一小齿轮311和第一大齿轮312，第二双联齿轮包括第二小齿轮321和第二大齿轮322，第一小齿轮311为输入端齿轮，第一大齿轮312和第二小齿轮啮合321，第二大齿轮322为输出端齿轮。

进一步地，棘轮机构包括第三小齿轮421和棘轮422，第三小齿轮421和棘轮422穿设在永磁电机410的轴杆上。第二大齿轮322与第三小齿轮421啮合，驱动棘轮422转动，棘轮422自带的单向功能可驱动永磁电机410发电。

进一步地，压杆210通过弹性机构230设置在壳体100上。在一种实施方式中，弹性机构230可选用扭簧，压杆210通过扭簧固定在壳体100上，当压紧压杆210松开后，在扭簧的作用下，压杆210复位，处于张开的状态。

进一步地，壳体100设有锁片110，压杆210上设有第一凹槽211，锁片110与第一凹槽211配合。本申请的便携式手动充电装置，在不使用时，可压紧压杆210，使压杆210贴近壳体100，拨动锁片110，使锁片110插入第一凹槽211，压杆210固定在壳体上。当需要使用便携式手动充电装置时，拨动锁片110，压杆210在弹性机构230的作用下弹开，处于张开状态，此时反复握压压杆210，可使本申请的便携式手动充电装置的工作。图4、图5中，A为压杆210的运动方向，B第一双联齿轮的转动方向，C为第二双联齿轮的转动方向，D为棘轮机构的转动方向。

在一种实施方式中，压杆210设有第二凹槽211，第二凹槽211有多个，第二凹槽211与手指配合。

进一步地，永磁电机410可选用多绕组电机。

进一步地，本申请的便携式手动充电装置，还可以包括整流电路511和稳压控制电路集成512。储能模块500包括蓄能电容，永磁电机410输出的波动电压通过整流电路511进行整流，将永磁电机410的多条线路整流为正负两极线路，并通过蓄能电容进行蓄能和平衡电压，然后通过稳压控制电路集成512进行集成处理，转变成能够满足使用的电压和电流。

进一步地，本申请的便携式手动充电装置，还可以包括灯珠530和转换开关520，输出端口包括第一端口和/或第二端口。在一种实施方式中，输出端口可以包括第一端口，在另一种实施方式中，输出端口还可以包括第二端口，第一端口可以为USB接口540，第二端口连接灯珠530。拨动转换开关520，可以选择将储能模块500与USB接口540接通，或是选择将储能模块500与灯珠530接通。当选择将储能模块500与USB接口540接通时，本申请的便携式手动充电装置可作为充电器使用，当选择将储能模块500与灯珠530接通，本申请的便携式手动充电装置可作为手电筒使用。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种便携式手动充电装置，包括壳体和设置在所述壳体上的按压组件，其特征在于，还包括分别设置在所述壳体内的增速组件、电机组件和储能模块，

所述按压组件，包括压杆和固定在所述压杆上的齿条；

所述增速组件，包括设置在输入端的输入端齿轮和设置在输出端的输出端齿轮，所述输入端齿轮与所述齿条配合；

所述电机组件，包括永磁电机和棘轮机构，所述棘轮机构设置在所述永磁电机的轴杆上，所述输出端齿轮与所述棘轮机构配合；

所述储能模块，设有输出端口；

握压所述按压组件，所述齿条与所述输入端齿轮啮合，驱动所述增速组件运动，使所述输出端齿轮与所述棘轮机构啮合，所述棘轮机构推动所述永磁电机进行转动，所述永磁电机输出的电能存储在所述储能模块。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述增速组件包括变速齿轮组。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述变速齿轮组包括第一双联齿轮和第二双联齿轮，所述第一双联齿轮包括第一小齿轮和第一大齿轮，所述第二双联齿轮包括第二小齿轮和第二大齿轮，所述第一小齿轮为所述输入端齿轮，所述第一大齿轮和所述第二小齿轮啮合，所述第二大齿轮为所述输出端齿轮。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述棘轮机构包括第三小齿轮和棘轮，所述第三小齿轮和所述棘轮穿设在所述永磁电机的轴杆上。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述压杆通过弹性机构设置在所述壳体上。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述壳体设有锁片，所述压杆设有与所述锁片配合的第一凹槽。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述压杆设有多个与手指配合的第二凹槽。

8.如权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述永磁电机为多绕组电机。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括整流电路和稳压控制电路集成，所述储能模块包括蓄能电容，所述永磁电机输出的波动电压通过所述整流电路进行整流，将所述永磁电机的多条线路整流为正负两极线路，并通过所述蓄能电容进行蓄能和平衡电压，然后通过所述稳压控制电路集成进行集成处理，转变成能够满足使用的电压和电流。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括灯珠和转换开关，所述输出端口包括第一端口和/或第二端口，所述第一端口为USB接口，所述第二端口连接所述灯珠。