CN1774908B - 自身可再充电的便携式电话 - Google Patents

Abstract

一种便携式电话，包括：包含电话电路的电话机身；可再充电电池；以及功率产生装置，所述功率产生装置具有磁体结构、线圈以及用于产生直流(D.C.)电压以对可再充电电池进行充电的整流器。所述磁体结构可以为电枢，线圈可被固定，或者所述磁体结构可以为定子，线圈可以移动。所述磁体结构可以为由多个单个的磁极结构构成的多重磁极磁体，每个磁极结构包括磁体对，所述磁体对相互连接以使相同极性的磁极相对。此外，所述线圈可包括布置在多层堆叠结构中的顺时针和逆时针绕组。

Description

自身可再充电的便携式电话

技术领域

本发明涉及自身可再充电的便携式电话，具体涉及具有功率产生装置的自身可再充电的便携式电话/手持装置，所述功率产生装置能够将从电话的运动中得到的机械能转换为电能，并且将所述电能存储在电池组电池中。

在本发明的优选实施例中，便携式电话的功率产生装置包括在共同待决的美国专利申请序列号为10/170717中所描述类型的功率产生装置，包括：固定或者可移动的线圈、对应的可移动的或者固定的磁体结构、整流器、以及至少一个下面的附加特征：

A.磁体结构包括用新颖的连接方法构建的一系列N-S-N-S磁极，这样克服了高剩磁和矫顽性，从而增加了磁通密度；

B.固定或者可移动的线圈包括使用新颖缠绕方法构建的绕组，这样导致在线性运动中有最大磁力线切割。

背景技术

通常，用于有线通信和无线通信的便携式电话使用可丢弃的非可再充电原电池或者是必须通过外部充电装置再充电的可再充电二次电池。

在共同待决的美国专利申请序列号为10/170717中，提出了一种具有内部发电机的便携式电话，当所述电话运动时所述内部发电机用于向二次电池提供充电电流，从而在不需要使用外部充电装置的情况下能够使用环保的二次电池。除了消除了电池处理或者充电带来的不便之外，所提出的便携式电话还提供了由于省略了从公共电力网中汲取充电功率的必要而具有节能以及减小污染的优越性。

尽管示出了巨大的前景，但是实施所述自身可再充电电话的一个问题在于，适当尺寸和价格的磁体以及线圈具有相对低的磁性效率，通常具有相对低的磁通密度和/或提供了磁力线的无效分布。尽管更有效的磁体或者磁体结构是已知的，例如在美国专利No.5347186和5818132中公开的稀土金属元素磁体；在美国专利No.4500827中公开的复合电枢和多重线圈结构；在美国专利No.4709176中公开的缠绕磁体磁心；或者在美国专利No.5975714中公开的复合线圈和堆叠钕盘磁体，但它们通常制作昂贵和/或对于上述的应用来讲太大。虽然，通过将可渗透材料添加到所述线圈结构可以改进磁力线的分布，但是所述可渗透材料的缺点在于不仅仅增加了所述结构的复杂性而且导致抗磁阻效应。

发明内容

因此本发明的第一目标在于，提供一种方便使用并且节能的便携式电话。

本发明的第二目标在于，提供一种不需要外部充电电源的便携式电话。

本发明的第三目标在于，提供一种具有线性发电机的便携式电话，所述线性发电机容易制作并且更加紧密和高效，可以用作充电电源，从而降低了对于电力网的需要，随之降低了能耗和污染。

根据本发明优选实施例的原理，通过具有功率产生装置的便携式电话实现了上述目标，所述功率产生装置能够将从电话运动中产生的机械能转换为电能，并且将所述电能存储在电池组电池中。

在本发明的优选实施例中，便携式电话包括：电话机身，所述电话机身具有用于接收和发射数据信号的电话电路，所述数据信号包括语音信号；可再充电电池；功率产生装置，具有可移动或者固定的磁体结构，对应的可移动或者固定线圈，以及用于产生直流(D.C.)电压来给所述可再充电电池进行充电的整流器；和至少一个过载保护控制装置，用于保护电话电路和可再充电电池。

优选实施例中的磁体结构可以是由单个磁极结构构成的多重磁极电枢，所述单个磁极结构串联布置以在所述线圈内进行线性交互。单个磁极结构中的每个磁极结构是由施加在至少一个磁体的平坦表面上的粘附剂材料(或者通过键合、熔接、烧结、焊接等)连接的磁体对构成的，使得磁体对中的两个磁体的相同磁极相对。然后将交替极性的磁极结构在各个磁体的端部结合在一起，以形成矩形平行六面体形状的多极磁体。已经发现，在这种电枢磁体结构内的磁通密度明显高于对应的传统四磁极磁体结构的磁通密度。

另外，优选实施例的线圈可以任选地包括多重绕组结构，所述多重绕组结构包括多层堆叠结构中的至少一个第一顺时针绕组和至少一个第二逆时针绕组，使得穿过电枢的磁力线最大化，并且有助于磁力线的分布，使得与电枢中的磁通的相互作用最大化从而产生最大能量。所述多重绕组线圈可以包括可渗透的磁通导向结构，尽管还可以使用空气芯。

尽管本发明所示出的实施例包括多重磁极电枢和固定线圈，但本领域技术人员应当理解的是，多重磁极电枢和固定线圈可以容易地被如在待决的美国专利申请No.10/C，---(专利代理文件.TUYA3003C，发明人是Yu-Ta Tu和Show-Jong YEH，与本发明同时提交)描述的多重磁极定子结构和可移动线圈来替换。

附图说明

图1是说明根据本发明优选实施例的自身可再充电便携式电话的结构的部分视图；

图2是说明图1的总体结构的分解视图；

图3-5是说明图1的部分结构的分解视图；

图6是说明图1的绕组结构的视图；

图7是构建图1的便携式电话的多重磁极电枢磁体的示意图；

图8是使用图7中所示的方法构建的多重磁极电枢磁体的视图；

图9是用于图1的便携式电话的多重绕组结构的视图。

具体实施方式

参考图1，便携式电话包括便携式电话机身4；具有外壳1的可再充电电池5；由线圈2、电枢3以及包含在第一过载保护控制装置A中的整流器组成的功率产生装置；和布置在所述电池5的外壳1内的第二过载保护控制装置B。

如在图2中所示，所述便携式电话机身4包括用于接收和发送数据信号例如声音的电路。优选的是，所述便携式电话机身配备有插座插头4-1，用于外部连接电源。所述功率产生装置具有电枢3和线圈绕组2。所述线圈绕组2包括至少一个缠绕在支撑体2-2上的线圈2-1。根据法拉第定律和楞次定律，通过使支撑体2-2内的电枢3相对运动以感应交流(A.C.)电压，并且通过将所述交流电压进行整流，所述线圈绕组可以产生直流(D.C.)电压。电枢3包括永久磁性材料，而线圈2-1可以包括可渗透材料或者空气芯，或者是可渗透材料和空气芯的组合

所述功率产生装置可以包括力加速元件(未示出)，例如弹簧或者橡胶元件形式的弹性元件，磁性材料或者系统，或者用于施加回弹力或排斥力的机器、装置或系统。

所产生的直流电压通过过载保护控制装置/整流器A(如在图3，4中所示)被施加到电池5(如在图1中所示)。

如在图4中所示，所述电池5可以向便携式电话机身4中的便携式电话电路提供所存储的直流电压，使得所述电话电路可以工作。

如在图5中所示，所述电池5配备有通风调节器5-1，所述通风调节器5-1具有空气/液体分离器5-1-1、插头5-1-2、以及通风孔5-1-3，用于防止电池5中的液体泄漏并且允许空气自由通风。然而，本发明并不局限于特定类型的电池，可以使用任何类型的可再充电电池例如二次电池。

图6详细示出图1的布线结构。在上面已经说明了关于每个部分的描述，因此在此省略对其的描述。

任选的，除了上面描述的自身再充电之外，还可以提供连接器，以允许通过外部电源例如充电器对电池进行再充电。在这样的情况下，过载保护装置B可以包括第二整流器以允许它被用来充电。

为了使得发电效率最大化，沿着不同的轴对准的多个发电机可以包含在电话机身内。例如，可以提供沿着互相垂直的x、y和z轴对准的三个发电机。

参考图7和8，电枢3优选的是由串联连接的偶极子磁体和/或交替的单磁极结构构成的。所述交替的磁极结构可以通过磁化金属芯或者在优选的方法中通过将单独磁化的磁极结构连接起来而构成，尽管本发明并不局限于制作交替磁极结构的特定方法，但是可以包括任何适当的方法。磁极结构优选的是由串联连接的磁体对11，12；13，14以及15，16构成的。每个磁体对11，12；13，14以及15，16包括两个单独的平行六面体形状的偶极子磁体，具有端部17，18和横向定向在所述端部之间的相对的磁极N，S。通过例如在其中一个磁体的至少一个侧面19上涂覆或者施加粘附剂材料、或者通过任何其它适当的连接方法，包括键合、熔接、焊接或者烧结或两个或多个这些连接方法的结合，使得磁体对中的每个磁体与所述磁体对中的另一个部件连接起来，从而使各个磁体的相同的磁极互相相对。具有面对北磁极的磁体对将形成组合串联连接的电枢3的南极，而具有面对南磁极的磁体对将形成电枢磁体的北极。

如在图8中所示，例如通过粘附、键合、熔接、焊接或者烧结各个端部，或者是通过这些结合方法中的两个或者多个方法的任一组合，通过将磁体的各个端部17，18连接起来，而使得磁体对11，12；13，14和15，16连接在一起，以形成多重磁极磁性电枢3。如上面指出的，已经发现所示出的多重磁极磁体结构的磁通密度明显高于不是通过所说明方法中的各个磁体对而构建的多重磁体结构的磁通密度。

功率产生装置的相应的定子绕组20形成空气芯线圈，其中相邻的绕组沿着相反方向缠绕，以便与电枢3的相对磁极以最有效的方式进行磁性上的交互作用。特别是，如在图9中所示，第一绕组21A可以沿着顺时针方向缠绕，第二绕组21B可以沿着逆时针方向缠绕，每个所述绕组形成在多层堆叠结构中的至少一层中，并且当沿着线圈的轴进行观察时所述绕组具有至少一个绕组，第三绕组21C可以沿着顺时针方向缠绕，并且第四绕组21D可以沿着逆时针方向缠绕。根据各个电枢3的磁极的间隔和数量，可以容易地调节绕组20的间隔和数量，使得对于电枢的模拟运动来讲磁力线的分布最优化，以便获得理想的磁力线切割效率并且使得发电机的能量输出最大化。为了避免出现不需要的磁阻，绕组2可形成空气芯，尽管提供与多重绕组相关的某些类型的可渗透磁导也在本发明的范围之内。

具有这种详细描述的本发明的优选实施例，可以使得本领域技术人员能够制造和使用本发明，然而还应当理解的是，在没有背离本发明精神的情况下，可以对本发明示出的实施例进行各种修改和变型。例如，在从单个偶极子磁体对构建功率产生装置的多重磁极电枢磁体中，如上所述，所述单个偶极子磁体和偶极子磁体对可通过除了使用粘附以外的方法使它们结合在一起，例如，通过熔接、焊接、键合、烧结等、或者通过这些结合方法中两个或多个的组合。此外，磁极结构的数量可以为任何大于1的数，即至少为2。最后，应当理解的是，所述多重磁极电枢和固定的定子线圈可以用多重磁极磁体定子和可移动线圈来替换。因此，本发明并不受到上面描述或者附图的限制，本发明仅由所附的权利要求书限定。

Claims (11)

1.一种便携式电话，包括：

便携式电话机身，包括电话电路；

功率产生装置，包括由磁体结构形成的电枢、线圈绕组以及用于当所述电话运动时产生直流电压的整流器，其中所述线圈绕组包括至少一个缠绕在支撑体上的线圈，且所述电枢处于所述支撑体之内；

可再充电电池，能够通过使用所述直流电压进行充电；和

至少一个过载保护控制装置，用于保护电话电路和可再充电电池，

其中，通过引起电话的运动获得由功率产生装置产生的所述直流电压，所述电话的运动引起所述电枢在所述支撑体内往复移动，并在所述线圈绕组中感应交流电压，该交流电压由所述整流器进行整流，以产生所述直流电压，和

其中所述磁体结构包括至少两个磁极结构，每一个所述磁极结构都包括一对平行六面体形状的偶极子磁体，且每个偶极子磁体具有两个端部和侧面，所述侧面是横向设置在所述端部之间的相反的磁极，所述偶极子磁体对中的所述偶极子磁体的所述侧面被连接在一起，这使得相同的相邻磁极相互面对，以形成所述磁极结构，并且所述磁极结构在所述偶极子磁体的所述端部处被连接在一起，以形成所述磁体结构。

2.根据权利要求1所述的便携式电话，其中所述偶极子磁体通过粘附剂连接。

3.根据权利要求1所述的便携式电话，其中所述偶极子磁体通过熔接或者焊接连接。

4.根据权利要求1所述的便携式电话，其中所述偶极子磁体通过烧结连接。

5.根据权利要求1所述的便携式电话，其中所述偶极子磁体通过键合连接。

6.根据权利要求1所述的便携式电话，其中所述至少两个磁极结构通过粘附剂连接在一起。

7.根据权利要求1所述的便携式电话，其中所述至少两个磁极结构通过烧结连接。

8.根据权利要求1所述的便携式电话，其中所述至少两个磁极结构通过键合连接。

9.根据权利要求1所述的便携式电话，其中所述线圈绕组包括多个绕组，当沿着所述线圈绕组的轴的方向观察时所述绕组以顺时针和逆时针的方向交替缠绕，每个所述绕组形成在多层堆叠结构的至少一层中。

10.根据权利要求1所述的便携式电话，其中所述可再充电电池是二次电池。

11.根据权利要求1所述的便携式电话，其中所述过载保护控制装置包括所述整流器。

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