CN111130265A - 一种可自发电的移动电源 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可自发电的移动电源，涉及充电装置领域。可自发电的移动电源包括基座、电芯、摆动结构、驱动轮、第一传动轮、第二传动轮以及第一发电机和第二发电机，摆动结构转动安装在基座上，驱动轮与摆动结构止转连接；第一传动轮、第二传动轮转动安装在基座上且分别与驱动轮传动配合，第一传动轮还与第一发电机的电机转子传动连接，第一传动轮上设有第一离合器，第一离合器正向传动反向空转；第二传动轮还与第二发电机的电机转子传动连接，第二传动轮上设有第二离合器，第二离合器反向传动正向空转，第一发电机、第二发电机均与电芯电连接。不论顺时针摆动还是逆时针摆动均能驱动其中一个发电机工作，充分利用了摆动结构的动能。

Description

一种可自发电的移动电源

技术领域

本发明涉及充电装置技术领域，特别是涉及一种可自发电的移动电源。

背景技术

随着移动互联网技术的发展，手机逐渐将即时通讯、移动支付、影音娱乐以及游戏等多种功能集于一身，成为人们必不可少的生活工具，手机的续航能力始终是制约使用的短板。传统的移动电源(也称“充电宝”)为内置有多个锂电芯的储电工具，可为手机随时提供电能，但由于移动电源仅能通过充电来补充电量，故移动电源本身也存在续航有限的问题。

如授权公告号为CN201181850Y、授权公告日为2009年1月14日的中国实用新型专利公开了一种摇动式充电源，并具体公开了底座上固定控制键、控制电路、充电端子、发电机、钟摆块以及传动齿轮，钟摆块通过传动齿轮联接发电机，发电机通过控制电路与充电端子联接。扇形钟摆块与主动齿轮同轴固定连接，主动齿轮通过惰轮与小从动轮啮合，小从动轮与大从动轮同轴固定连接，大从动轮与单向离合轮轮缘接触单向啮合。单向离合轮与变速轮同轴固定连接，变速轮与发电机的发电转子轴啮合联接。

工作时，随着佩戴人体运动，运动惯性使扇形钟摆块从原有重力下垂状态开始绕主动齿轮轴产生摆动，带动主动齿轮转动启动工作，如钟摆块向左偏移摆动时，主动齿轮顺时针转动，通过惰轮带动大从动轮顺时针转动，顺时针转动的大从动轮与单向离合轮轮缘接触，单向离合轮不动，发电转子轴不转动，发电机不工作；钟摆块向右偏移摆动时，主动齿轮逆时针转动，通过惰轮带动大从动轮逆时针转动，大从动齿轮轮缘齿与单向离合轮轮缘的卡舌单向啮合接触，带动单向离合轮顺时针转动，进而通过变速轮带动发电机的发电转子轴逆时针转动，发电机发电工作。

现有技术的摇动式充电源中，在钟摆块与发电机的发电转子轴之间设计了单向传动配合，使钟摆块向右偏移摆动从而持续驱动发电转子轴转动，实现发电机的发电工作。但是，在钟摆块来回摆动过程中，另一侧方向摆动的动能无法有效传递至发电机进行发电工作，存在动能转化利用率低的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种可自发电的移动电源，以解决现有充电源在钟摆块来回摆动过程中，另一侧方向摆动的动能无法有效传递至发电机进行发电工作，存在动能转化利用率低的问题。

本发明的可自发电的移动电源的技术方案为：

可自发电的移动电源包括基座、电芯、摆动结构、驱动轮、第一传动轮、第二传动轮以及第一发电机和第二发电机，所述摆动结构转动安装在基座上，所述驱动轮与摆动结构止转连接；所述第一传动轮、第二传动轮转动安装在基座上且分别与驱动轮传动配合，所述第一传动轮还与所述第一发电机的电机转子传动连接，所述第一传动轮上设有第一离合器，所述第一离合器正向传动反向空转；所述第二传动轮还与所述第二发电机的电机转子传动连接，所述第二传动轮上设有第二离合器，所述第二离合器反向传动正向空转，所述第一发电机、第二发电机均与所述电芯电连接。

有益效果：当摆动结构顺时针摆动时，通过驱动轮带动第一传动轮转动，经第一离合器正向传动从而带动第一发电机的电机转子转动实现发电；与此同时，驱动轮带动第二传动轮转动，经第二离合器正向空转，使第二发电机的电机转子在惯性作用下保持静止或者继续转动。当摆动结构逆时针摆动时，通过驱动轮带动第一传动轮转动，第一离合器反向空转，第一发电机的电机转子在惯性作用下保持静止或者继续转动；与此同时，驱动轮带动第二传动轮转动，经第二离合器反向传动从而带动第二发电机的电机转子转动实现发电。不论摆动结构进行顺时针摆动还是逆时针摆动，均能够驱动其中一个发电机工作，且不干扰另一个发电机的电机转子在惯性作用下继续工作，充分利用了摆动结构来回摆动产生的动能，避免了朝另一侧方向摆动的动能无法有效传递至发电机进行发电工作的问题，提高了动能的转化利用率。

进一步的，所述基座包括中间的水平基板，以及位于水平基板两侧的竖直段，所述电芯、驱动轮、第一传动轮、第二传动轮以及第一发电机和第二发电机布置在水平基板的一侧，所述摆动结构布置在水平基板的另一侧。

进一步的，所述驱动轮的轮轴为驱动轮轴，所述驱动轮轴垂直于所述水平基板的板面设置，所述第一传动轮和第二传动轮对称布置在所述驱动轮轴的两侧，所述第一发电机的电机转子、第二发电机的电机转子平行于所述水平基板的板面延伸。

进一步的，所述驱动轮为驱动齿轮，所述驱动齿轮止转连接在驱动轮轴一端，所述第一传动轮为与驱动齿轮啮合配合的第一传动齿轮，所述第二传动轮为与驱动齿轮啮合配合的第二传动齿轮。

进一步的，所述第一传动齿轮的轮轴为第一传动轮轴，所述第一传动轮轴转动安装在所述基座上，所述第一传动齿轮与第一传动轮轴之间设有第一单向轴承，所述第一单向轴承构成所述第一离合器；所述第二传动齿轮的轮轴为第二传动轮轴，所述第二传动轮轴转动安装在所述基座上，所述第二传动齿轮与第二传动轮轴之间设有第二单向轴承，所述第二单向轴承构成所述第二离合器。

进一步的，所述第一传动轮轴上止转安装有第一主动锥齿轮，所述第一发电机的电机转子上对应止转安装有第一从动锥齿轮，所述第一主动锥齿轮和第一从动锥齿轮构成相互啮合配合的第一锥齿轮副；所述第二传动轮轴上止转安装有第二主动锥齿轮，所述第二发电机的电机转子上对应止转安装有第二从动锥齿轮，所述第二主动锥齿轮和第二从动锥齿轮构成相互啮合配合的第二锥齿轮副。

进一步的，所述摆动结构为燕尾摆陀，所述燕尾摆陀止转连接在驱动轮轴的另一端，所述燕尾摆陀的重心偏离驱动轮轴的轴线分布。

进一步的，所述水平基板上还设有环形圈，所述环形圈的内周壁设有容纳所述燕尾摆陀摆动的环形导槽，所述燕尾摆陀的边缘部位与环形导槽之间还滚动安装有滚珠。

进一步的，所述基座上还设有整流稳压模块，所述整流稳压模块分别与所述第一发电机、第二发电机以及电芯之间连接有导线。

进一步的，所述基座的外部套还设有壳体，所述竖直段上开设有通孔，所述通孔处安装有USB充电接口，所述USB充电接口与所述电芯之间连接有导线。

附图说明

图1为本发明的可自发电的移动电源的具体实施例1中可自发电的移动电源(去掉壳体)的立体示意图；

图2为本发明的可自发电的移动电源的具体实施例1中可自发电的移动电源(去掉壳体)的另一个视角的立体示意图；

图3为本发明的可自发电的移动电源的具体实施例1中可自发电的移动电源(去掉壳体)的另一侧面的立体示意图；

图4为图1中可自发电的移动电源的局部竖直剖视图；

图5为图4中第一单向轴承的立体示意图；

图6为图5中第一单向轴承(去掉内圈)的局部放大示意图。

图中：1－基座、10－水平基板、11－竖直段、2－电芯、30－燕尾摆陀、31－环形圈、310－环形导槽、32－滚珠、4－驱动齿轮、40－驱动轮轴、41－第一传动齿轮、410－第一传动轮轴、411－第一单向轴承、412－外圈、413－内圈、414－滚子、415－单向压片、416－单向压片槽、42－第二传动齿轮、420－第二传动轮轴、43－第一主动锥齿轮、44－第二主动锥齿轮、45－第一从动锥齿轮、46－第二从动锥齿轮、47－第一发电机、470－第一发电机的电机转子、48－第二发电机、49－导线、5－整流稳压模块、6－USB充电接口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的可自发电的移动电源的具体实施例1，如图1至图6所示，可自发电的移动电源包括基座1、电芯2、摆动结构、驱动轮、第一传动轮、第二传动轮以及第一发电机47和第二发电机48，在本实施例中，基座1包括中间的水平基板10，以及位于水平基板10两侧的竖直段11，水平基板10和两侧的竖直段11固定连接形成了截面呈H形的基座1。其中，电芯2、驱动轮、第一传动轮、第二传动轮以及第一发电机47和第二发电机48布置在水平基板10的一侧，摆动结构转动安装在基座1上且位于水平基板10的另一侧。

将摆动结构布置在水平基板10的另一侧既保证了摆动结构不至于因其他部件而造成摆动干涉，而且充分利用了基座1的两侧装配空间，在基座1的外部套还设有壳体，壳体为筒状结构，筒状结构的内轮廓与竖直段11的外轮廓相匹配，保证了将电芯2、摆动结构以及其他部件封闭在壳体的内部。驱动轮和摆动结构止转连接，当摆动结构进行来动摆动动作时，带动驱动轮发生顺时针方向或逆时针方向的同步转动动作。具体的，驱动轮为驱动齿轮4，驱动齿轮4的轮轴为驱动轮轴40，驱动轮轴40垂直于水平基板10的板面设置，驱动轮轴40与基座1的水平基板10之间装配有滚动轴承，驱动齿轮4止转连接在驱动轮轴40的一端，摆动结构止转连接在驱动轮轴40的另一端。

第一传动轮和第二传动轮分别转动安装在基座1的水平基板10上且第一传动轮、第二传动轮分别与驱动轮传动配合，第一传动轮还与第一发电机47的电机转子470传动连接，第一传动轮上设有第一离合器，第一离合器正向传动反向空转。具体的，第一传动轮为与驱动齿轮4啮合配合的第一传动齿轮41，第一传动轮的轮轴为第一传动轮轴410，第一传动轮轴410转动安装在基座1的水平基板10上，第一传动轮轴410与水平基板10之间设有滚动轴承。相对应，第二传动轮还与第二发电机48的电机转子传动连接，第二传动轮上设有第二离合器，第二离合器反向传动正向空转，第一发电机47、第二发电机48均与电芯2电连接。

需要说明的是，第一传动轮与第二传动轮的结构相同，第一传动轮与驱动轮之间的传动形式和第二传动轮与驱动轮之间的传动形式相同，即第二传动轮为与驱动齿轮4啮合配合的第二传动齿轮42，第二传动齿轮42的轮轴为第二传动轮轴420，第二传动轮轴420转动安装在基座1上，第二传动齿轮42与第二传动轮轴420之间设有第二单向轴承，第二单向轴承构成第二离合器。第一传动齿轮41和第二传动齿轮42对称布置在驱动齿轮4的驱动轮轴40的两侧，既能充分利用驱动齿轮4的转动动力，又能保证驱动齿轮4的受力平衡。

并且，第一发电机47的电机转子470、第二发电机48的电机转子平行于水平基板10的板面延伸，第一传动齿轮41与第一发电机47的电机转子470之间的传动形式和第二传动齿轮42与第二发电机48的电机转子之间的传动形式相同。将发电机的电机转子平行于水平基板10的板面布置，有利于充分利用移动电源的内部空间，避免因电机转子的长度尺寸过大而导致移动电源的厚度增大。此处，仅以第一传动齿轮41、第一发电机47为例详细说明。

在本实施例中，第一传动齿轮41与第一传动轮轴410之间设有第一单向轴承411，第一单向轴承411构第一离合器。具体的，第一单向轴承411为斜坡－滚子式单向轴承，第一单向轴承411包括外圈412、内圈414，以及周向布置在外圈412和内圈414之间的多个滚子414。其中，内圈414的外壁上设有周向间隔布置的凹槽，滚子414对应安装在凹槽中，在外圈412的内壁上周向间隔布置有多个单向压片415，多个单向压片415沿逆时针方向径向向内翘起。相对应的，滚子414的外壁上周向间隔布置有单向压片槽416，并且，单向压片槽416与单向压片415之间形成414正向锁止、反向相对移动的配合关系。

其中，第一传动齿轮41与第一单向轴承411的外圈412固定连接，第一传动轮轴410与第一单向轴承411的内圈413固定连接，当驱动齿轮4顺时针转动时，带动第一传动齿轮41逆时针转动，此时第一单向轴承411的滚子414与单向压片415锁止配合，即第一单向轴承411的外圈412驱动内圈414同步转动，进而带动第一传动轮轴410逆时针转动；与此同时，驱动齿轮4还带动第二传动齿轮42逆时针转动，此时第二单向轴承的滚子与单向压片发生相对移动，即第二单向轴承的外圈相对于内圈空转，摆动结构的动能没有传递至第二传动轮轴420。

反之，当驱动齿轮4逆时针转动时，带动第一传动齿轮41顺时针转动，此时第一单向轴承411的滚子414与单向压片415发生相对移动，即第一单向轴承411的外圈412相对于内圈414空转，摆动结构的动能没有传递至第一传动轮轴410；与此同时，驱动齿轮4还带动第二传动齿轮42顺时针转动，此时第二单向轴承的滚子与单向压片锁止配合，即第二单向轴承的外圈驱动内圈同步转动，进而带动第二传动轮轴420逆时针转动。

在第一传动轮轴410上止转安装有第一主动锥齿轮43，第一发电机47的电机转子470上对应止转安装有第一从动锥齿轮45，第一主动锥齿轮43和第一从动锥齿轮45构成相互啮合配合的第一锥齿轮副，通过第一锥齿轮副将第一传动轮轴410的转动动力进行垂直换向，进而驱动电机转子470转动切割内部磁场实现发电。相对应的是，第二传动轮轴420上止转安装有第二主动锥齿轮44，第二发电机48的电机转子上对应止转安装有第二从动锥齿轮46，第二主动锥齿轮44和第二从动锥齿轮46构成相互啮合配合的第二锥齿轮副。

另外，摆动结构为燕尾摆陀30，燕尾摆陀30的重心偏离驱动轮轴40的轴线分布，随着移动电源的姿态位置的变化，燕尾摆陀30在自身重力作用下绕驱动轮轴40发生摆动进而带动驱动齿轮4顺时针或者逆时针转动。燕尾摆陀30上设有安装孔，在驱动轮轴40的另一端设有螺纹段，螺纹段旋拧有两个螺母，燕尾摆陀30通过两个螺母紧固安装在驱动轮轴40的另一端。在水平基板10的另一侧板面上还设有环形圈31，环形圈31的内周壁设有容纳燕尾摆陀30摆动的环形导槽310，燕尾摆陀30的边缘部位与环形导槽310之间还滚动安装有滚珠32，设置环形导槽310和滚珠32保证了燕尾摆陀30摆动动作的精度和低摩擦损耗。

当燕尾摆陀30顺时针摆动时，通过驱动轮轴40带动驱动齿轮4顺时针转动，经第一传动齿轮41、第一传动轮轴410、第一主动锥齿轮43以及第一从动锥齿轮45带动第一发电机47的电机转子470转动实现发电；与此同时，第二单向轴承发生空转，第二发电机的电机转子在惯性作用下保持静止或者继续转动。当燕尾摆陀30逆时针摆动时，通过驱动轮轴40带动驱动齿轮4逆时针转动，第一单向轴承411发生空转，第一发电机47的电机转子470在惯性作用下保持静止或者继续转动；与此同时，经第二传动齿轮42、第二传动轮轴420、第二主动锥齿轮44以及第二从动锥齿轮46带动第二发电机48的电机转子转动实现发电。不论燕尾摆陀30进行顺时针摆动还是逆时针摆动，均能够驱动其中一个发电机工作，且不干扰另一个发电机的电机转子在惯性作用下继续工作，充分利用了燕尾摆陀30来回摆动产生的动能，避免了朝另一侧方向摆动的动能无法有效传递至发电机进行发电工作的问题，提高了动能的转化利用率。

在基座1的水平基板10上还设有整流稳压模块5，整流稳压模块5分别与第一发电机47、第二发电机48以及电芯2之间采用导线49连接，整流稳压模块5将第一发电机47、第二发电机48产生的交流电变换成直流电。基座1的竖直段11上开设有通孔，通孔处安装有USB充电接口6，USB充电接口6与电芯2之间连接有导线49，可使用USB数据线插入USB充电接口6中，从而实现给手机等电子设备进行移动充电。

本发明的可自发电的移动电源的其他具体实施例，为了简化驱动轮与发电机的电机转子之间的传动关系，可将驱动轮设计成驱动锥齿轮，相对应的，将第一传动轮和第二传动轮分别设计成第一传动锥齿轮和第二传动锥齿轮，第一传动锥齿轮与第一发电机的电机转子止转连接，且驱动锥齿轮与第一传动锥齿轮构成一组锥齿轮副，第一离合器为设置在第一发电机的电机转子与第一传动锥齿轮之间的第一单向轴承；第二传动锥齿轮与第二发电机的电机转子止转连接，且驱动锥齿轮与第二传动锥齿轮构成构成另一组锥齿轮副，第二离合器为设置在第二发电机的电机转子与第二传动锥齿轮之间的第二单向轴承。当摆动结构来回摆动时，带动驱动锥齿轮顺时针或逆时针转动，通过锥齿轮副的啮合配合驱动第一传动锥齿轮和第二传动锥齿轮同步转动，第一传动锥齿轮和第二传动锥齿轮的转动方向相同。当第一单向轴承正向传动实现第一发电机发电时，第二单向轴承空转使第二发电机的电机转子在惯性作用下继续保持静止或者持续转动；当第一单向轴承反向空转使第一发电机的电机转子在惯性作用下继续保持静止或者持续转动时，第二单向轴承反向传动实现第二发电机发电。不论摆动结构进行顺时针摆动还是逆时针摆动，均能够驱动其中一个发电机工作，且不干扰另一个发电机的电机转子在惯性作用下继续工作，充分利用了摆动结构来回摆动产生的动能，避免了朝另一侧方向摆动的动能无法有效传递至发电机进行发电工作的问题，提高了动能的转化利用率。

本发明的可自发电的移动电源的其他具体实施例，为了不同的使用需求，驱动轮与第一传动轮、第二传动轮之间的传动配合关系不仅限于齿轮传动，还可将驱动轮设计成驱动带轮，将第一传动轮、第二传动轮分别设计成第一传动带轮、第二传动带轮，在驱动带轮与第一传动带轮之间套设第一传动皮带，在驱动带轮与第二传动带轮之间套设第二传动皮带，通过皮带传动亦能够实现驱动轮带动第一传动轮、第二传动轮转动的目的。或者，将驱动轮设计成驱动链轮，将第一传动轮、第二传动轮分别设计成第一传动链轮、第二传动链轮，在驱动链轮与第一传动链轮之间套设第一传动链，在驱动链轮与第二传动链轮之间套设第二传动链，通过链传动亦能够实现驱动轮带动第一传动轮、第二传动轮转动的目的。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可自发电的移动电源，其特征是，包括基座、电芯、摆动结构、驱动轮、第一传动轮、第二传动轮以及第一发电机和第二发电机，所述摆动结构转动安装在基座上，所述驱动轮与摆动结构止转连接；

所述第一传动轮、第二传动轮转动安装在基座上且分别与驱动轮传动配合，所述第一传动轮还与所述第一发电机的电机转子传动连接，所述第一传动轮上设有第一离合器，所述第一离合器正向传动反向空转；所述第二传动轮还与所述第二发电机的电机转子传动连接，所述第二传动轮上设有第二离合器，所述第二离合器反向传动正向空转，所述第一发电机、第二发电机均与所述电芯电连接。

2.根据权利要求1所述的可自发电的移动电源，其特征是，所述基座包括中间的水平基板，以及位于水平基板两侧的竖直段，所述电芯、驱动轮、第一传动轮、第二传动轮以及第一发电机和第二发电机布置在水平基板的一侧，所述摆动结构布置在水平基板的另一侧。

3.根据权利要求2所述的可自发电的移动电源，其特征是，所述驱动轮的轮轴为驱动轮轴，所述驱动轮轴垂直于所述水平基板的板面设置，所述第一传动轮和第二传动轮对称布置在所述驱动轮轴的两侧，所述第一发电机的电机转子、第二发电机的电机转子平行于所述水平基板的板面延伸。

4.根据权利要求3所述的可自发电的移动电源，其特征是，所述驱动轮为驱动齿轮，所述驱动齿轮止转连接在驱动轮轴一端，所述第一传动轮为与驱动齿轮啮合配合的第一传动齿轮，所述第二传动轮为与驱动齿轮啮合配合的第二传动齿轮。

5.根据权利要求4所述的可自发电的移动电源，其特征是，所述第一传动齿轮的轮轴为第一传动轮轴，所述第一传动轮轴转动安装在所述基座上，所述第一传动齿轮与第一传动轮轴之间设有第一单向轴承，所述第一单向轴承构成所述第一离合器；所述第二传动齿轮的轮轴为第二传动轮轴，所述第二传动轮轴转动安装在所述基座上，所述第二传动齿轮与第二传动轮轴之间设有第二单向轴承，所述第二单向轴承构成所述第二离合器。

6.根据权利要求5所述的可自发电的移动电源，其特征是，所述第一传动轮轴上止转安装有第一主动锥齿轮，所述第一发电机的电机转子上对应止转安装有第一从动锥齿轮，所述第一主动锥齿轮和第一从动锥齿轮构成相互啮合配合的第一锥齿轮副；所述第二传动轮轴上止转安装有第二主动锥齿轮，所述第二发电机的电机转子上对应止转安装有第二从动锥齿轮，所述第二主动锥齿轮和第二从动锥齿轮构成相互啮合配合的第二锥齿轮副。

7.根据权利要求3至6任一项所述的可自发电的移动电源，其特征是，所述摆动结构为燕尾摆陀，所述燕尾摆陀止转连接在驱动轮轴的另一端，所述燕尾摆陀的重心偏离驱动轮轴的轴线分布。

8.根据权利要求7所述的可自发电的移动电源，其特征是，所述水平基板上还设有环形圈，所述环形圈的内周壁设有容纳所述燕尾摆陀摆动的环形导槽，所述燕尾摆陀的边缘部位与环形导槽之间还滚动安装有滚珠。

9.根据权利要求1所述的可自发电的移动电源，其特征是，所述基座上还设有整流稳压模块，所述整流稳压模块分别与所述第一发电机、第二发电机以及电芯之间连接有导线。

10.根据权利要求2所述的可自发电的移动电源，其特征是，所述基座的外部套还设有壳体，所述竖直段上开设有通孔，所述通孔处安装有USB充电接口，所述USB充电接口与所述电芯之间连接有导线。

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