CN202550645U - 一种便携式微型高效发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种便携式微型高效发电装置，是采用行星轮传动的增速机构连接微型发电机总成，将机械能转换成电能，并通过可充放电电池组储能，再利用控制单元及功能电路，实现输出直流电压为1.5V～15V可调、输出电流约1A。行星轮系采用一端支撑固定，发电机输入轴嵌入行星轮系的偏心轴内并与其支承轴颈同心安装，平衡配重块固连在双联外齿轮侧面。本装置可充分利用各种小功率的人力机械能或风能，转换发并储存电能。利用本装置可为多种类便携式电子产品，如手电筒、手机、相机、遥控器、笔记本电脑、野营灯等直接供电或对该类产品的可充电电池充电，满足日常生活中人们对于应急用电的需求。

Description

一种便携式微型高效发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种便携式微型高效发电装置，具体为便携式电子产品供电或充电的带增速行星轮发电机的直流发电装置，属日用电器产品领域。 

背景技术

手机、相机、笔记本电脑、电筒等便携式电子产品，主要依靠普通电池或由市电向电子产品的可充电电池供电。当这些电子产品电能不足、使用者外出作业、旅游，或一时无法获取市电等外接电源时，一种能为该类便携电子产品提供应急电源，保证其正常使用的便携式高效发电装置成为必备品。现有的微型发电装置往往是存在体积大、或容量小、效率低、结构复杂、功能单一等诸多问题，导致实用性差，难于形成得到更广泛应用的商品。 

中国实用新型专利《带有行星齿轮的发电机》申请号：200820232396.2所公开的，是在皮带轮与转子轴之间安装有行星齿轮增速装置的发电机，主要是应用于车用发电；实用新型专利《增速式发电机》申请号：87100202也是主要应用于车船或农业机械中的发电装置；《家旅两用垂直轴微型风力发电装置》申请号：201020104087.4所公开的装置，并不能满足使用者随身携带需求、《一种自发电手电筒》申请号：201020027004.6所公开的，是在手电筒后盖装有微型发电机和齿轮组，还有二极管、电阻、电容组成整流储能电路，其不足之处是该发电机仅是通过按钮开关与LED灯连接，发电机效率低、可存储电能量少、功能少。 

另一方面，当前的微型手持式发电机主要为永磁式直流发电机，这种电机的输出电压在转速低时很不平稳，只有当发电机转子达到较高且平稳速度时，其输出电压才能达到平稳，从而有利于后续的整流及控制单元高效率工作。 

发明内容

本实用新型针对背景技术所述问题，提出一种便携式微型高效发电装置，是采用行星轮传动的增速机构连接微型发电机总成，将机械能转换成电能，并通过可充放电电池组储能，再利用控制单元及功能电路，实现输出直流电压为1.5V～15V可调、输出电流约1A。利用本装置可为多种类便携式电子产品，如手电筒、手机、相机、遥控器、笔记本电脑、野营灯等直接供电或对该类产品的可充电电池充电，满足日常生活中人们对于应急用电的需求。 

本实用新型的技术方案是：一种便携式微型高效发电装置，包括发电单元、动力输入单元、储能单元及控制单元；所述发电单元是微型永磁式发电机，储能单元是可充放电电池组；其特征在于：所述动力输入单元是一个采用行星轮传动的增速机构，包括行星轮系和机械动力输入接口，所述行星轮系采用2KH-NN型轮系结构，行星轮系的输入、输出轴同心安装，输入端固定支撑，输出端与微型永磁式发电机的输入轴配合；所述控制单元包括将发电机输出电压整流稳压后向电池组充电储能单元、控制电池组适应不同种类电子产品用电的放电输出单元，还有兼容接入市电向电池组充电的转换单元，所述的放电输出单元为直流输出电压1.5V～15V连续可调、电流≤1A的标准USB输出接口和标有正、负极性的接线端子。 

如上所述的便携式微型高效发电装置，其特征在于：所述行星轮系是一个增速装置，包括旋转内齿轮Z_a、固定内齿轮Z_b、双联外齿轮Z_c和Z_d、偏心轴、平衡配重块；所述动力输入接口与旋转内齿轮Z_a通过轴承衬套固连，双联外齿轮Z_c和Z_d空套在偏心轴的偏心轴颈上，发电机输入轴嵌入偏心轴的支撑轴颈内，平衡配重块固连在双联外齿轮Z_c和Z_d侧面。其有益效果是：用行星轮系增速机构驱动发电，输入、输出轴同心安装且两端固定，较传统的展开式齿轮传动具有传动比大、结构紧凑、便于携带等优点，利用该种行星轮系结构和齿轮参数，机械效率可达92%，特别是发电机输入轴嵌入偏心轴固连，减小了本装置的体积，便于制造装配，避免机械干涉，平衡配重块用于稳定运转。 

如上所述的便携式微型高效发电装置，其特征在于：所述机械动力输入接口与行星轮系轴承衬套的连接是手摇式把手与轴承衬套固连、也可以是风力驱动叶轮或风力驱动装置的输出轴与轴承衬套固连、还可以是家庭娱乐及健身设备的旋转单元输出轴与轴承衬套固连。其有益效果是：可充分利用各种小功率的人力机械能或风能，转换发并储存电能。 

附图说明

附图1为本实用新型实施例与LED手电筒连接示意图； 

附图2为行星轮系传动原理图。

具体实施方式

附图中的标记：附图1中，1—发电机，2—固定套筒，3—内齿轮固定套，4—紧固螺钉，5—固定内齿轮Z_b，6—双联外齿轮Z_c和Z_d，7—旋转内齿轮Z_a，8—紧定螺钉，9—轴用挡圈，10—孔用挡圈，11—球轴承，12—轴承衬套，13—手轮，14—紧固螺钉组件，15—轴承，16—轴用挡圈，17—偏心轴，18—手轮衬套，19—手轮栓，20—手轮销，21—定位钢珠，22—定位弹簧，23—平衡配重块，01—手电筒，02—连接头，03—USB接口，04—绝缘件，05—控制单元，06—开关，07—弹压头，08—压头弹簧，09—可充电锂电池组，101—发电机转轴，102—发电机安装板。 

以下结合附图对本实用新型实施例进一步说明： 

参照附图1、附图2，本实用新型所公开的便携式微型高效发电装置，包括发电单元、动力输入单元、储能单元及控制单元，发电单元是微型永磁式发电机1，储能单元是可充放电电池组09。动力输入单元是一个包含行星轮传动的增速机构，包括行星轮系和动力输入接口，行星轮系采用2KH-NN型结构，包括旋转内齿轮Z_a7、固定内齿轮Z_b5、双联外齿轮6(Z_c和Z_d)、偏心轴17、平衡配重块23，本实施例中，动力输入接口是手轮13，手轮13包含有手轮衬套18、手轮栓19、弹簧20、定位钢珠21、定位弹簧22，手轮13通过紧固螺钉组件14与轴承衬套12固连。双联外齿轮6（Z_c和Z_d）空套在偏心轴17的偏心轴颈上，发电机1的输入轴嵌入偏心轴17的支撑轴颈内，平衡配重块23固连在双联外齿轮6（Z_c和Z_d）侧面，使发电过程工作平稳。

偏心轴17的支承轴颈安装在轴承15的内圈上，轴承15的外圈装在轴承衬套12内部，通过装在轴承衬套12上的球轴承11定位支撑在固定套筒2内。发电机安装板102固连有内齿轮固定套3和固定内齿轮Z_b5，并用紧固螺钉4安装在固定套筒2内，以保证旋转内齿轮Z_a7、固定内齿轮Z_b5以及偏心轴17的支承轴颈同心。在偏心轴17上有与其支承轴颈同心的孔，并与发电机转轴101配合安装，通过紧定螺钉8来传递偏心轴17的运动和动力。 

工作中，转动手轮13时，轴承衬套12及其上固连的内齿轮Z_a7同步旋转，再通过双联外齿轮6（Z_c和Z_d）与固定内齿轮Z_b5啮合，实现行星轮系的双联外齿轮6（Z_c和Z_d）既围绕偏心轴17的偏心轴颈做自转，又围绕与发电机转轴101同心的支承轴颈做公转。当低速转动手轮13时，发电机转轴101高速旋转而发电。在本实施实例中，动力输入单元所涉及的行星传动增速机构，其动力输出接口偏心轴17是采用一端支撑定位的方式，充分利用了发电机上已有的轴承功能，使其结构简单、装配容易、不会产生机械干涉。 

优选的，所述机械动力输入接口与行星轮系轴承衬套12的连接也可以是风力驱动叶轮或风力驱动装置的输出轴与轴承衬套12固连、还可以是家庭娱乐及健身设备的旋转单元输出轴与轴承衬套12固连，可充分利用各种小功率的人力机械能或风能，转换发电并储存电能。 

Claims (3)

1.一种便携式微型高效发电装置，包括发电单元、动力输入单元、储能单元及控制单元；所述发电单元是微型永磁式发电机，储能单元是可充放电电池组；其特征在于：所述动力输入单元是一个采用行星轮传动的增速机构，包括行星轮系和机械动力输入接口，所述行星轮系采用2KH-NN型轮系结构，行星轮系的输入、输出轴同心安装，输入端固定支撑，输出端与微型永磁式发电机的输入轴配合；所述控制单元包括将发电机输出电压整流稳压后向电池组充电储能单元、控制电池组适应不同种类电子产品用电的放电输出单元，还有兼容接入市电向电池组充电的转换单元，所述的放电输出单元为直流输出电压1.5V～15V连续可调、电流≤1A的标准USB输出接口和标有正、负极性的接线端子。

2.如权利要求1所述的便携式微型高效发电装置，其特征在于：所述行星轮系是一个增速装置，包括旋转内齿轮Z_a、固定内齿轮Z_b、双联外齿轮Z_c和Z_d、偏心轴、平衡配重块；所述动力输入接口与旋转内齿轮Z_a通过轴承衬套固连，双联外齿轮Z_c和Z_d空套在偏心轴的偏心轴颈上，发电机输入轴嵌入偏心轴的支撑轴颈内，平衡配重块固连在双联外齿轮Z_c和Z_d侧面。

3.如权利要求1所述的便携式微型高效发电装置，其特征在于：所述机械动力输入接口与行星轮系轴承衬套的连接是手摇式把手与轴承衬套固连、也可以是风力驱动叶轮或风力驱动装置的输出轴与轴承衬套固连、还可以是家庭娱乐及健身设备的旋转单元输出轴与轴承衬套固连。

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