CN201129628Y - 具有惯性飞轮的手动发电的充电、照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有惯性飞轮的手动发电的充电、照明装置。其包括：承载体、驱动件、通过驱动件带动的齿轮传动机构以及通过齿轮传动机构带动的发电马达，所述的驱动件与齿轮传动机构连动，且齿轮传动机构与发电马达之间通过一离合齿轮连动；该发电马达的中心轮轴上固定有惯性飞轮，且该发电马达产生电流后输至电压电流控制回路，该回路设有开关，并将电流转换、整流后通过开关控制存储至电池或输出至发光体，或其他内置电器装置或输出至外接输出接口，以进行对外接电器进行充电或供电。本实用新型无须接外部电源，驱动手动发电装置即可实现发电和对蓄电池的充电，以完成照明、充电功效，其结构简单，易加工制作，造价低，实用性强，使用方便。

Description

具有惯性飞轮的手动发电的充电、照明装置

技术领域：

本实用新型涉及电器装置技术领域，特指一种具有惯性飞轮的手动发电的充电、照明装置。

背景技术：

目前，人们随着当今社会的不断发展，生活节奏也随之变快，一些通讯工具和电子电器设备，对于这些使用电池的产品而言，其虽然便于携带，使用方便，但是作为蓄电装置的电池电量有限，需要不断的更换或者充电。例如在汽车上，警示牌是必须随车携带的重要物品，其是在紧急驻车时，摆放出来以提示其他行使车辆注意的工具。现有的警示牌，本身是不会发光的，在白天亮度充足时可以看见，而在晚上或亮度不足时，是很难看见的，只是依靠车灯照亮后反光方可看见。因此需要有可发光的警示牌，而发光比较简单直接的方法，通过电池和灯泡。对于使用电池的产品而言，其虽然便于携带，使用方便，但是作为蓄电装置的电池电量有限，需要不断的更换或者充电。为此人们设计出可充电的装置。

见美国专利号为6690141、6959999的专利说明书，这两个专利均采用摇柄产生电流以供照明及对外充电，但这两个专利的缺点是：当手动摇柄停止转动时，因发电机需要拖曳整个齿轮组以及摇柄，故无法利用惯性继续转动而停止。我们可以在专利号为6959999的专利文件中看到，其采用在第一齿轮上增加“重量”以持续该齿轮的惯性转动，此举虽然可以增加些许惯性动能，但效果非常有限，因为该加重了重量的齿轮仍然需要带动整个齿轮组以及摇柄一起转动，中间消耗的能量非常大，真正驱动发电机的能量非常有限，本发明正是在于要克服该问题，通过离合齿轮及惯性飞轮来增加发电容量。

实用新型内容：

本实用新型所要解决的技术问题就是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、操作便利的具有惯性飞轮的手动发电的充电、照明装置。本实用新型并在外力消失后，产品内部仍可利用惯性作用持续发电，其可以广泛应用在手电筒、警示牌、充电器等等产品中。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：承载体、驱动件、通过驱动件带动的齿轮传动机构以及通过齿轮传动机构带动的发电马达，所述的驱动件与齿轮传动机构连动，且齿轮传动机构与发电马达之间通过一离合齿轮连动；该发电马达的中心轮轴上固定有惯性飞轮，且该发电马达产生电流后输至电压电流控制回路，该回路设有开关，并将电流转换、整流后通过开关控制存储至蓄电元件如电容、充电电池等，或输出至发光体，或其他内置电器装置或输出至外接输出接口，以进行对外接电器进行充电或供电；或者通过蓄电元件将存储的电源输出至发光体，或其他内置电器装置或输出至外接输出接口。

所述的驱动件为压柄，该压柄上安装有使压柄自动复位的弹性元件。

所述的驱动件为一摇柄，该摇柄具有一杆柄以及安装于杆柄末端的手柄。

所述弹性元件为一双脚弹簧，其中央与压柄的一端同时枢设于齿轮传动机构中驱动轮的轮轴上，其中一勾脚勾在承载体上，弹性元件的另一勾脚则抵压在压柄上。

所述的离合齿轮套设在一偏转轮轴上，该离合齿轮与齿轮组的最后一个齿轮啮合，离合齿轮的偏转轮轴定位于偏转槽内，以控制其偏离时距离及角度，偏转轮轴与齿轮组的最后一个齿轮可通过连接片连接。

所述的发电马达的中心轮轴上固定有一马达齿轮，该马达齿轮可与离合齿轮啮合。

所述齿轮传动机构包括：第一齿轮、第二双联齿轮、第三双联齿轮以及第四双联齿轮，其中第一齿轮中的大齿轮、第三双联齿轮套设在轮轴上，第二双联齿轮、第四双联齿轮套设在第二轮轴上，第一齿轮与第二双联齿轮中的小齿轮啮合，第二双联齿轮的大齿轮与第三双联齿轮中的小齿轮啮合，第三双联齿轮的大齿轮与第四双联齿轮中的小齿轮啮合，第四双联齿轮中的大齿轮与离合齿轮啮合。

或者，所述齿轮传动机构采用如下结构，其包括：第一齿轮和第二双联齿轮，其中第一齿轮大齿轮套设在轮轴上，第二双联齿轮套设在第二轮轴上，第一齿轮与第二双联齿轮中的小齿轮啮合，第二双联齿轮的大齿轮与离合齿轮啮合。或者再增加几个双联齿轮，以进一步提升转速。

所述的压柄上设有一穿于承载体的弧形齿条，该弧形齿条与齿轮传动机构中的驱动轮啮合连动；所述压柄的上端枢设于承载体上，弧形齿条由压柄的中部延伸出，并且其依承载体内壁的弧形轨槽移动。

所述的充电回路包括电压电流控制回路、蓄电池以及控制回路的开关。

本实用新型采用摇杆或按压式发电装置提供可充电电源，其工作过程如下：当使用者摇动或者按压驱动件驱动齿轮传动机构，再通过离合齿轮带动发电马达转动，驱动发电马达产生电流，该电流通过充电回路存储。当使用者释放压柄后，离合齿轮脱离发电马达上的马达齿轮。与此同时，惯性轮在惯性作用下仍继续飞转，驱动发电马达持续产生充电电流，这样就节约了人力，无须使用者持续按压压柄。另外，通过开关开启开充电回路电流输出端，这样连接在电流输出端的发光体、充电接口就可以工作，产生照明、警示或者充电功用。本实用新型操作方便，可广泛应用于交通指挥棒、手电、警示牌、充电器等等小电器中。

综上可知，本实用新型既可直接安装在电器具中使用，或直接与电器具连接使用，又可对充电电池进行充电或供电，其特点是在电力不足或蓄电池储电量少时，无须接外部电源，驱动手动发电装置，即可实现发电和对蓄电池的充电，并且不再使用一次性电池，不会对环境造成影响，有利于环保。本发电装置结构简单，易加工制作，造价低，实用性强，使用方便。

附图说明：

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

图1是本实用新型实施例一的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一的内部结构示意图；

图3是本实用新型实施例一中离合齿轮与马达齿轮啮合状态的示意图；

图4是本实用新型实施例一中离合齿轮与马达齿轮分离状态的示意图；

图5是本实用新型实施例一中离合齿轮的偏转槽的示意图；

图6是本实用新型实施例一的第二种实施方式示意图；

图7是本实用新型实施例二的示意图；

图8是本实用新型实施例二中单向齿轮的结构示意图；

图9是本实用新型实施例三的结构示意图；

图10是本实用新型实施例四的结构示意图；

图11是本实用新型实施例四的内部结构示意图；

图12是本实用新型应用产品的示意图。

具体实施方式：

如图1～5所示，本实用新包括：承载体1、压柄11、使压柄11自动复回的弹性元件12、齿轮传动机构2以及通过齿轮传动机构2带动的发电马达3、离合齿轮4以及惯性轮5。该发电马达3接入承载体1内的充电回路，以将发电马达3产生电流输入充电回路中蓄电元件71如电容、充电电池等，该充电回路的电流输出端接有用于照明或警示的发光体72、连接放电输出接口73。

上述齿轮传动机构2、发电马达3、离合齿轮4以及惯性轮5都安装在承载体1内。该弹性元件12为一双脚弹簧，其中央与压柄11同时枢设于轴栓上，其中一勾脚勾在承载体1的支轴上，弹性元件12的另一勾脚则抵压在压柄11。压柄11与该齿轮传动机构2的输入端连动，驱动该齿轮传动机构2。离合齿轮4位于齿轮传动机构2的输出端，并且离合齿轮4可与发电马达3中心轮轴31上的马达齿轮32啮合，以驱动发电马达3转动，产生电流。

上述驱动齿轮传动机构2中的第一齿轮21可以直接采用一齿轮，驱动齿轮传动机构2转动的压柄11可直接采用扳扣。该扳扣穿于承载体1并固定在该齿轮的轮轴26上，为了将扳扣能达到自动复位的功能，于是在扳扣上设置有自动复回的弹性元件12，如弹簧，该弹簧的一端设置在勾在承载体1的支轴上，另弹性勾脚则抵触在扳扣背面。

本实施例中齿轮传动机构2采用了如下的结构：其包括：第一齿轮21、第二双联齿轮22、第三双联齿轮23以及第四双联齿轮24。其中第一齿轮21中的大齿轮、第三双联齿轮23套设在轮轴26上，第二双联齿轮22、第四双联齿轮24套设在第二轮轴25上。轮轴12和第二轮轴25通过盒体6上开设的定位孔定位。第一齿轮21与第二双联齿轮22中的小齿轮啮合，第二双联齿轮22的大齿轮与第三双联齿轮23中的小齿轮啮合，第三双联齿轮23的大齿轮与第四双联齿轮24中的小齿轮啮合。通过这样一系列的传动，压柄11的输入的压速被增大，最后，通过第四双联齿轮24中的大齿轮与离合齿轮4啮合，再次将增大按压速度，这样在驱动发电马达3转动时就可以产生较高的转速，提高发电效率。

本实用新型最大的特点就是采用了离合齿轮4，当外力驱动压柄11带动齿轮传动机构2工作时，离合齿轮4与发电马达3上的马达齿轮32啮合，从而带动发电马达3发电。当作用在压柄11上的外力消失后，离合齿轮4与马达齿轮32分离，这样发电马达3在的中心轮轴在惯性作用下可以继续旋转，持续发电，而不会出现压柄11停止运动，发电马达3立刻停止工作的状况或者压柄11反向回位带动发电马达3反向转动。

离合齿轮4具体结构如下：离合齿轮4套设在一偏转轮轴41上，该离合齿轮4的偏转轮轴41通过连接片42与齿轮传动机构2中的第二轮轴25连接，同时离合齿轮4与齿轮传动机构2中的输出齿轮，即第四双联齿轮24中的大齿轮啮合。离合齿轮4与第四双联齿轮24形成一种行星齿轮系，离合齿轮4可绕第四双联齿轮24旋转。连接片42可以确保离合齿轮4的稳定，令其轴心线角度不会出现偏转。为了限定离合齿轮4的偏转角度，本实用新型将偏转轮轴41的两端位于一偏转槽61内，这样离合齿轮4的偏转角度就通过偏转槽61限定。当驱动齿轮传动机构2，令第四双联齿轮24顺时针旋转时，第四双联齿轮24的大齿轮带动离合齿轮4转动，由于离合齿轮4处于一种非固定状态，在第四双联齿轮24带动下其产生顺时针偏转，这时就同发电马达3上的马达齿轮32啮合，从而带动发电马达3转动。当作用在压柄11上的外力消失后，第四双联齿轮24停止旋转，其对离合齿轮4所产生的向上作用力消失，但此时马达齿轮32在惯性作用下继续旋转顺时针旋转，其在旋转过程中将推动离合齿轮4向下运动，导致离合齿轮4与之分离，马达齿轮32实现空转，并带动中心轮轴31继续旋转一定时间后才停止。在此过程中，发电马达3持续工作。

为了增加发电马达3的惯性旋转，在发电马达3的中心轮轴31末端还固定有一惯性轮5，这样当压柄11带动发电马达3发电时，惯性轮5同时旋转，同时由于惯性轮5具有相对较大的质量，其具有的惯性也较大，这样当中心轮轴31空转时，在惯性轮5带动下，中心轮轴31持续转动的时间更长，发电能力更强。

本实用新型的齿轮传动机构2可以根据需求设计，并不局限于上述结构。见图6，这是本实施例的第二种实施方式，本实施例所采用的齿轮传动机构2包括：第一齿轮21和第二双联齿轮22，其中第一单向变速齿轮21套设在轮轴26上，第二双联齿轮22套设在第二轮轴25上，第一齿轮21与压柄11固定在轮轴26上，第一齿轮21与第二双联齿轮22中的小齿轮啮合，第二双联齿轮22的大齿轮与离合齿轮4啮合。本实施例所采用的齿轮传动机构2只具有一级增速。另外，本实施例中惯性轮5设置在发电马达3的下方。

发电马达3产生的电力将存储在电路板70中的蓄电元件71中(电容、充电电池等)，该电路板70具有充电回路，该充电回路包括电压电流控制回路、蓄电元件71以及控制回路的开关74。另外，在电路板70可设置有发光体72和输出接口73以及其他内置电器装置76，通过蓄电元件71所存储的电源为发光体72或其他内置电器装置76提供电源，令本实用新型具有照明及相关的功能。或者通过输出接口73对小型电器(例如手机)充电或供电。

见图7、8，这是本实施例第二实施例。本实施例的压柄11采用如下结构：该压柄11翅曲呈V形的握柄，其上端枢设于承载体1上，其中部设有可依承载体1内壁的弧形轨槽移动的弧形齿条14。第一齿轮21中的小齿轮与压柄11上的弧形齿条14啮合，即通过压柄11的弧形齿条14直接带动第一齿轮21中的小齿轮转动。压柄11直接带动第一齿轮21往复运转。

其工作过程如下：当使用者按压压柄11驱动弧形齿条14，弧形齿条14将带动齿轮传动机构2转动，再通过离合齿轮4带动发电马达3转动，驱动发电马达3产生电流。当使用者释放压柄11后，弹簧将压柄11复回原位，且使弧形齿条14会反向运转，此时离合齿轮4脱离发电马达3上的马达齿轮32。与此同时，惯性轮5在惯性作用下仍继续飞转，驱动发电马达3持续产生电流，这样就节约了人力，无须使用者持续按压压柄11。

本实用新型通过离合齿轮4控制发电马达3与齿轮转动机构2之间是否连动。这样当压柄11在复位过程中就不会带动发电马达3反转。另外，我们可以采用单向齿轮实现这一功能。见图7、8，本实施例中就同时采用了离合齿轮4和单向齿轮21，在实际生产中二者任意选择一个就可以了。

上述单向齿轮21是由一与菱形座板211结合的小齿轮、二滴形块212及大齿轮组合而成；该菱形座板211两端各设有一穿孔可容二滴形块212的凸钮枢入后而摆动功能，而大齿轮内壁具有一单向齿槽，齿槽中的每一斜齿块都设有一垂直挡壁，所以在滴形块的凸棘受到挡壁的阻挡后，即能使大齿轮达到单向传动功能。

单向齿轮21的动作过程：当小齿轮顺时针转动时，会使菱形座板211带动二滴形块212，而二滴形块212的凸棘会抵入大齿轮的单向齿槽内，并受到挡壁阻挡而迫使大齿轮一起顺时针转动。反之，当小齿轮逆时针转动时，菱形座板211带动二滴形块212反向回转，而二滴形块212在离心作用下使凸棘沿着单向齿槽的斜齿块表面滑过，不再受到挡壁的阻挡，所以大齿轮不会被迫逆向转动，而只有小齿轮菱形座板211呈现空转现象。

见图9，这是本实用新型的第三实施例，本实施例仍压柄11结构，其具体采用如下结构：该压柄11一端枢接在承载体1上，其中部向内突出形成延伸部。第一齿轮21中的小齿轮与一摆动齿15啮合，而在摆动齿15上安装有弹性元件12。压柄11上的延伸部与摆动齿15连动，通过按压压柄11带动摆动齿15运转，从而驱动第一齿轮21运转，并在弹性元件12的作用下令压柄复位。

本实施例可以单手操作，相对于目前的摇柄式发电装置，其操作更位方便，可广泛应用于交通指挥棒、手电等等小电器中。

见图10、11，这是本实用新型的第二实施例。本实施例中驱动件采用的是摇柄13，该摇柄13与该齿轮传动机构的输入端连动，以驱动该齿轮传动机构。本实施例其他结构与上述实施例一相同，这里不再一一赘述。

上述所有的实施例中的发电马达3接入承载体1内的充电回路，以将发电马达产生电流输入充电回路中蓄电元件71，该充电回路的电流输出端接有用于照明或警示的发光体72以及其他内置电器76，或者连接放电输出接口73。通过开关74开启开充电回路电流输出端，这样连接在电流输出端的发光体72、内置电器76、充电接口73就可以工作，产生照明、警示或者充电功用。本实用新型操作方便，可广泛应用于交通指挥棒、手电、警示牌、充电器等等小电器中。

综上可知，本实用新型既可直接安装在电器具中使用，或直接与电器具连接使用，又可对充电电池进行充电，其特点是在电力不足或蓄电池储电量少时，无须接外部电源，驱动手动发电装置，即可实现发电和对蓄电池的充电，并且不再使用一次性电池，不会对环境造成影响，有利于环保。本发电装置结构简单，易加工制作，造价低，实用性强，使用方便。

见图12，这是本实用新型所应用的一个实施例，如图所示，本实用新型警示牌包括警示牌本体A，所述警示牌本体A上设有发光体B，发光体B可以为灯泡、LED等，且所述发光体B通过可充电装置提供电源。所述可充电装置就是上述本实用新型所说的手动发电装置，该手动发电装置与一个充电电容连接，通过对充电电容充电后，再对发光体B供电。

当然，以上所述仅仅为本实用新型的实施例而已，并非来限制本实用新型实施范围，凡依本实用新型申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。

Claims (9)

1、一种具有惯性飞轮的手动发电的充电、照明装置，其包括：承载体(1)、驱动件、通过驱动件带动的齿轮传动机构(2)以及通过齿轮传动机构(2)带动的发电马达(3)，其特征在于：所述的驱动件与齿轮传动机构(2)连动，且齿轮传动机构(2)与发电马达(3)之间通过一离合齿轮(4)连动；该发电马达(3)的中心轮轴(31)上固定有惯性飞轮，且该发电马达(3)产生电流后输至电压电流控制回路(75)，该回路设有开关(74)，并将电流转换、整流后通过开关控制存储至蓄电元件(71)或输出至发光体(72)，或其他内置电器装置(76)或输出至外接输出接口(73)，以进行对外接电器进行充电或供电；或者通过蓄电元件将存储的电源输出至发光体(72)，或其他内置电器装置(76)或输出至外接输出接口(73)。

2、根据权利要求1所述的具有惯性飞轮的手动发电的充电、照明装置，其特征在于：所述的驱动件为压柄(11)，该压柄(11)上安装有使压柄(11)自动复位的弹性元件(12)。

3、根据权利要求1所述的具有惯性飞轮的手动发电的充电、照明装置，其特征在于：所述的驱动件为一摇柄(13)，该摇柄(13)具有一杆柄(131)以及安装于杆柄(131)末端的手柄(132)。

4、根据权利要求2所述的具有惯性飞轮的手动发电的充电、照明装置，其特征在于：所述弹性元件(12)为一双脚弹簧，其中央与压柄(11)的一端同时枢设于齿轮传动机构(2)中驱动轮的轮轴(26)上，其中一勾脚勾在承载体(1)上，弹性元件(12)的另一勾脚则抵压在压柄(11)上。

5、根据权利要求1～4中任意一条所述的具有惯性飞轮的手动发电的充电、照明装置，其特征在于：所述的离合齿轮(4)套设在一偏转轮轴(41)上，该离合齿轮(4)与齿轮组的最后一个齿轮(24)啮合，离合齿轮的偏转轮轴(41)定位于偏转槽内，以控制其偏离时距离及角度，偏转轮轴(41)与齿轮组的最后一个齿轮亦可通过连接片(42)连接。

6、根据权利要求5所述的具有惯性飞轮的手动发电的充电、照明装置，其特征在于：所述的发电马达(3)的中心轮轴(31)上固定有一马达齿轮(32)，该马达齿轮(32)可与离合齿轮(4)啮合。

7、根据权利要求6所述的具有惯性飞轮的手动发电的充电、照明装置，其特征在于：所述齿轮传动机构(2)包括：第一齿轮(21)、第二双联齿轮(22)、第三双联齿轮(23)以及第四双联齿轮(24)，其中第一齿轮(21)中的大齿轮、第三双联齿轮(23)套设在轮轴(26)上，第二双联齿轮(22)、第四双联齿轮(24)套设在第二轮轴(25)上，第一齿轮(21)与第二双联齿轮(22)中的小齿轮啮合，第二双联齿轮(22)的大齿轮与第三双联齿轮(23)中的小齿轮啮合，第三双联齿轮(23)的大齿轮与第四双联齿轮(24)中的小齿轮啮合，第四双联齿轮(24)中的大齿轮与离合齿轮(4)啮合。

8、根据权利要求6所述的具有惯性飞轮的手动发电的充电、照明装置，其特征在于：所述齿轮传动机构(2)由数个齿轮组成，第一齿轮(21)外接驱动件，并与第二双联齿轮中的小齿轮啮合，第二双联齿轮的大齿轮又与后续双联齿轮中的小齿轮啮合，直至最后一个齿轮，通过该齿轮传动机构(2)将转速提升。

9、根据权利要求2所述的具有惯性飞轮的手动发电的充电、照明装置，其特征在于：所述的压柄(11)上设有一穿于承载体(1)的弧形齿条(14)，该弧形齿条(14)与齿轮传动机构(2)中的驱动轮啮合连动；所述压柄(11)的上端枢设于承载体(1)上，弧形齿条(14)由压柄(11)的中部延伸出，并且其依承载体(1)内壁的弧形轨槽移动。

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