CN110071564B - 一种用于隧道施工与户外运动的系腿发电与照明系统 - Google Patents

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    • H02J7/32—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from a charging set comprising a non-electric prime mover rotating at constant speed

Abstract

本发明公开了一种用于隧道施工与户外运动的系腿发电与照明系统，外壳内部上方为蓄电池，蓄电池边上为交变电流电路板，蓄电池下方设有2个永磁体盒，每个永磁体盒内包括有3组磁性相异的永磁体，2个永磁体盒之间设有可移动的线圈盒，线圈盒左、右外侧上、下方各设有2条向外开口的半圆形状金属导轨，线圈盒上、下方的永磁体盒上每侧各设有1条开口朝向线圈盒的半圆形状金属导轨，相邻2条开口相向的半圆形状金属导轨之间卡入1个金属圆珠，线圈盒内部绕制有回形线圈，回形线圈与线圈盒上的半圆形状金属导轨连接，永磁体盒上的半圆形状金属导轨与交变电流电路板电连接。该发电系统可运用自身腿部运动的机械能转化为电能与光能，任何时候不受场地、时间的限制。

Description

一种用于隧道施工与户外运动的系腿发电与照明系统
技术领域
本发明涉及一种发电与照明系统，特别是一种用于隧道施工与户外运动的系腿发电与照明系统。
背景技术
隧道工程的施工过程中，工人均配备有照明设备，照明灯虽然能够照明工作环境，可如果面临电池没有电，没有应急照明设备，地下情况将会变得更加复杂与不可预测，如果地下发生隧道塌陷事故，电子求救设备没有电，没有应急电源则不能与外界联系，对人员安全造成极大威胁。还有在户外旅行或户外作业施工中，携带的移动电源没有电时，个人应急照明与应急电源或小功率用电设备则不能使用，如需要手机发出求救信号却没有应急电源充电，导致生命安全受到威胁。因此，如何在发生突发情况时，如何保证小型用电设备以及照明系统均能有足够的电源给其供电，保证其正常使用成为了亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于隧道施工与户外运动的系腿发电与照明系统。该发电系统可运用自身腿部运动的机械能转化为电能与光能，任何时候不受场地、时间的限制，在隧道工程施工，户外作业施工和户外旅行时，对于个人黑暗环境下的应急照明、储备电源耗尽情况下的应急电源，以及小功率用电装置均可随时充电，保证用电设备的正常使用，保证夜间照明。该发电和照明系统主要是针对应急情况和小功率耗电装置，在不使用，只要腿部处于运动状态，即可以持续的发电与蓄电。
本发明的技术方案：一种用于隧道施工与户外运动的系腿发电与照明系统，包括有弹性布袋，弹性布袋外固定有外壳，外壳内部上方为蓄电池，蓄电池边上为交变电流电路板，蓄电池下方设有2个永磁体盒，每个永磁体盒内包括有3组磁性相异的永磁体，2个永磁体盒之间设有可移动的线圈盒，线圈盒左、右外侧上、下方各设有2条向外开口的半圆形状金属导轨，线圈盒上、下方的永磁体盒上每侧各设有1条开口朝向线圈盒的半圆形状金属导轨，相邻2条开口相向的半圆形状金属导轨之间卡入1个金属圆珠，线圈盒内部绕制有回形线圈，回形线圈与线圈盒上的半圆形状金属导轨连接，永磁体盒上的半圆形状金属导轨与交变电流电路板电连接，交变电流电路板与蓄电池电连接。
前述的用于隧道施工与户外运动的系腿发电与照明系统中，所述线圈盒外部设置有加固骨架和撞击垫。
前述的用于隧道施工与户外运动的系腿发电与照明系统中，所述外壳上还设有指示灯和充电接口，两者均与交变电流电路板电连接。
前述的用于隧道施工与户外运动的系腿发电与照明系统中，所述外壳上还设有灯、usb输出电流接口以及开关，三者均与交变电流电路板电连接。
前述的用于隧道施工与户外运动的系腿发电与照明系统中，所述永磁体盒上相邻的2个永磁体之间设置有磁体阻隔构件。
前述的用于隧道施工与户外运动的系腿发电与照明系统中，每个金属圆珠两侧的线圈盒上还设有圆珠阻隔构件。
前述的用于隧道施工与户外运动的系腿发电与照明系统中，线圈盒左、右两侧的外壳内壁上各设有1组回弹弹簧与橡胶头。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明的发电系统固定在腿上，随着腿部运动，线圈盒在外壳内部来回移动，其内部线圈切割2个永磁体盒之间的磁感线，从而产生交变电流，交变电流经线圈、光滑金属导轨、金属圆珠、光滑金属导轨后最终传递至交变电流转换电路板转换为直流电储存至蓄电池中，可以用于给用小型用电设备充电，亦可以用于照明。该发电与照明系统可运用自身腿部运动的机械能转化为电能与光能，任何时候不受场地、时间的限制，在隧道工程施工，户外作业施工和户外旅行时，对于个人黑暗环境下的应急照明、储备电源耗尽情况下的应急电源，以及小功率用电装置均可随时充电，保证用电设备的正常使用，保证夜间照明。该发电和照明系统主要是针对应急情况和小功率耗电装置，在不使用，只要腿部处于运动状态，即可以持续的发电与蓄电。本发明具有结构简单、省力便捷、蓄电量大、小巧易携带等特点，避免户外作业、施工、运动时受到电源这个极大的困扰，有很好的推广和实用价值，会产生良好的经济效益和社会效益。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图；
附图2为线圈盒与永磁体盒的截面图；
附图3为线圈盒的平面图；
附图标记：1-外壳，2-蓄电池，3-灯，4-弹性布袋，5-开关，6-usb输出电流接口，7-交变电流转换电路板，8-永磁体盒，9-回弹弹簧与橡胶头，10-加固骨架，11-撞击垫，12-永磁体，13-线圈盒，14-金属圆珠，15-导线接点处，16-导线，17-光滑金属导轨，18-线圈，19-圆珠阻隔构件，20-磁体阻隔构件，21-指示灯，22-充电接口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
本发明的实施例：一种用于隧道施工与户外运动的系腿发电与照明系统，如附图1-3所示，包括有弹性布袋4，弹性布袋4外固定有外壳1，外壳1内部上方固定有蓄电池2，蓄电池2边上的外壳1内设置有交变电流电路板7，蓄电池2下方的外壳1内部设有2个永磁体盒8，每个永磁体盒8内包括有3组磁性相异的永磁体12，2个永磁体盒8之间的外壳1内部设有1个可移动的线圈盒13，线圈盒13左、右外侧上、下方各设有2条向外开口的半圆形状金属导轨17，线圈盒13上、下方的每个永磁体盒8上每侧各设有1条开口朝向线圈盒13的半圆形状金属导轨17，相邻2条开口相向的半圆形状金属导轨17之间卡入1个可在2条半圆形状金属导轨17之间活动的金属圆珠4，其活动范围仅限于2条半圆形状金属导轨17之间，金属圆珠4的直径稍微小于开口相向的2条半圆形状金属导轨17形成的圆直径，线圈盒13内部绕制有一条回形线圈18，回形线圈18两端各设置有1个导线接点处15，该导线接点处15经导线16与线圈盒13上的半圆形状金属导轨17连接，回形线圈18绕制过程中其上还另外设置有2个导线接点处15，该导线接点处15亦经导线16与线圈盒13上的半圆形状金属导轨17连接。永磁体盒8上的半圆形状金属导轨17上设有导线接点处15，该导线接点处15亦经导线16与另外一个导线接点处15连接，另外一个导线接点处15再与交变电流电路板7电连接，交变电流电路板7与蓄电池2电连接。
本发电系统使用过程中，将弹性布袋4绑在脚踝处。外壳1的2个永磁体盒8内的永磁体12之间产生交变磁场，人走动过程中脚踝回来摆动使得外壳1内部的线圈盒13在外壳1的左、右内壁之间来回移动，移动过程中线圈盒13的线圈18会来回切割磁感线，从而产生感应交变电流，产生的交变电流通过导线接点处15、导线16传递给线圈盒13的半圆形状金属导轨17。线圈盒13左、右过程中会带动其上设置有的半圆形状金属导轨17一起移动，由于永磁体盒8上半圆形状金属导轨17位置固定，就会使得开口相向的2条半圆形状金属导轨17之间的相对间距减少，从而使得2条半圆形状金属导轨17均与金属圆珠14接触，接触过程中，线圈18产生的交变电流就会通过半圆形状金属导轨17传递给金属圆珠14，再通过金属圆珠14传递给半圆形状金属导轨17，半圆形状金属导轨17再通过过导线接点处15、导线16将电流传递给交变电流电路板7，交变电流电路板7将产生的交变电流转换为直流电流并储存至蓄电池2中。从而方便给用电设备充电。
所述线圈盒13外部设置有加固骨架10和撞击垫11。由于线圈盒13是可移动的，其外部不断与外壳1的内壁接触，故设置有加固骨架10和撞击垫11用于加强线圈盒13的强度，并保护内部线圈18，避免线圈盒13撞击过程中损坏。
所述外壳1上还设有指示灯21和充电接口22，两者均与交变电流电路板7电连接，在有外部电源可以充电的情况下，亦可以通过充电接口22直接给蓄电池2充电。指示灯21方便判断是否处于充电状态。
所述外壳1上还设有灯3、usb输出电流接口6以及开关5，三者均与交变电流电路板7电连接。按压开关5即可开启灯3用于照明，还可以开启usb输出电流接口6给用电设备充电。
所述永磁体盒8上相邻的2个永磁体12之间设置有磁体阻隔构件20。该磁体阻隔构件20可以避免相邻的2个磁性不同的永磁体12吸附在一起。
每个金属圆珠14两侧的线圈盒13上还设有圆珠阻隔构件19。金属圆珠14虽然在左、右方向上受到半圆形状金属导轨17的阻隔，可以避免其从该方向滚出，但是金属圆珠14亦有可能从纵向方向滚出，故还设置有圆珠阻隔构件19，保证金属圆珠14始终位于2条半圆形状金属导轨17之间。
线圈盒13左、右两侧的外壳1内壁上各设有1组回弹弹簧与橡胶头9。回弹弹簧的头端设置有橡胶头，线圈盒13左、右移动过程中与回弹弹簧与橡胶头9，挤压回弹弹簧与橡胶头9，在弹力作用下使得线圈盒13能够快速反向移动，同时两者之间为弹性接触，避免线圈盒13受到撞击容易损坏。

Claims (5)

1.一种用于隧道施工与户外运动的系腿发电与照明系统，其特征在于：包括有弹性布袋（4），弹性布袋（4）外固定有外壳（1），外壳（1）内部上方为蓄电池（2），蓄电池（2）边上为交变电流电路板（7），蓄电池（2）下方设有2个永磁体盒（8），每个永磁体盒（8）内包括有3组磁性相异的永磁体（12），2个永磁体盒（8）之间设有可移动的线圈盒（13），线圈盒（13）左、右外侧上、下方各设有2条向外开口的半圆形状金属导轨（17），线圈盒（13）上、下方的永磁体盒（8）上每侧各设有1条开口朝向线圈盒（13）的半圆形状金属导轨（17），相邻2条开口相向的半圆形状金属导轨（17）之间卡入1个金属圆珠（14），线圈盒（13）内部绕制有回形线圈（18），回形线圈（18）与线圈盒（13）上的半圆形状金属导轨（17）连接，永磁体盒（8）上的半圆形状金属导轨（17）与交变电流电路板（7）电连接，交变电流电路板（7）与蓄电池（2）电连接；
所述线圈盒（13）外部设置有加固骨架（10）和撞击垫（11）；所述线圈盒（13）左、右两侧的外壳（1）内壁上各设有1组回弹弹簧与橡胶头（9）。
2.根据权利要求1所述的用于隧道施工与户外运动的系腿发电与照明系统，其特征在于：所述外壳（1）上还设有指示灯（21）和充电接口（22），两者均与交变电流电路板（7）电连接。
3.根据权利要求1所述的用于隧道施工与户外运动的系腿发电与照明系统，其特征在于：所述外壳（1）上还设有灯（3）、usb输出电流接口（6）以及开关（5），三者均与交变电流电路板（7）电连接。
4.根据权利要求1所述的用于隧道施工与户外运动的系腿发电与照明系统，其特征在于：所述永磁体盒（8）上相邻的2个永磁体（12）之间设置有磁体阻隔构件（20）。
5.根据权利要求1所述的用于隧道施工与户外运动的系腿发电与照明系统，其特征在于：每个金属圆珠（14）两侧的线圈盒（13）上还设有圆珠阻隔构件（19）。
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