CN203430714U - 一种发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发电装置，包括：壳体、摆锤、发电机、传动组件和电路板。具体而言，所述摆锤可转动地设在所述壳体上；所述发电机设在所述壳体上；所述传动组件设在所述壳体上，且所述传动组件分别与所述摆锤和所述发电机相连；所述电路板与所述发电机相连，所述电路板包括整流电路。根据本实用新型的发电装置，有效地收集了摆锤摆动的能量，提高了能源的利用效率，节能环保，而且通过吸收摆锤的动能进行发电，使发电装置便于携带，提高了发电装置的实用性。

Description

一种发电装置

技术领域

本实用新型涉及能源转换设备制造技术领域，特别涉及一种发电装置。

背景技术

环保是当今世界的主题，随着人们对低碳生活、绿色能源的追求及当今科学技术的发展，将微小的振动能量转换成电能的能量采集技术越来越受关注，能够通过能量采集装置来驱动的电子部件也日益增多。同时，各种便携式的电子产品（例如手机、无绳电话、数码相机等）越来越多的应用于人们的日常生活中，这些电子产品大多采用外接充电器进行充电，一次充电使用时间短，充电频繁，并且在需要充电时，常常由于各种条件而难以实现及时、实地充电，给使用者带来不便。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种便携式的发电装置。

根据本实用新型的发电装置，包括：壳体、摆锤、发电机、传动组件和电路板。具体而言，所述摆锤可转动地设在所述壳体上；所述发电机设在所述壳体上；所述传动组件设在所述壳体上，所述传动组件包括输入齿轮和与所述输入齿轮相互配合的输出齿轮，所述输入齿轮与所述摆锤相连，且所述输出齿轮与所述发电机相连；所述电路板与所述发电机相连，所述电路板包括整流电路。

根据本实用新型的发电装置，通过传动组件将摆锤的摆动或转动的能量传送至发电机，以便于发电机发电。由此，有效地收集了摆锤摆动的能量，提高了能源的利用效率，节能环保，而且通过吸收摆锤的动能进行发电，使发电装置便于携带，提高了发电装置的实用性。

另外，根据本实用新型上述的发电装置，还可以具有如下附加的技术特征：

所述传动组件还包括第一提速齿轮组，所述第一提速齿轮组包括第一齿轮和与所述第一齿轮同轴地相连的第二齿轮，所述第一齿轮的齿数小于所述第二齿轮的齿数，所述第一齿轮与所述输入齿轮配合且所述第二齿轮与所述输出齿轮配合。

所述传动组件还包括第二提速齿轮组，所述第二提速齿轮组包括第三齿轮和与所述第三齿轮同轴地相连的第四齿轮，所述第三齿轮的齿数小于所述第四齿轮的齿数，所述第三齿轮与所述第二齿轮配合且所述第四齿轮与所述输出齿轮配合。

所述第一齿轮具有第一齿轮轴且所述第二齿轮具有与所述第一齿轮轴相适配的第一轴孔，所述第一齿轮轴为非圆形轴且所述第一齿轮轴配合在所述第一轴孔内，所述第三齿轮具有第二齿轮轴且所述第四齿轮具有与所述第二齿轮轴相适配的第二轴孔，所述第二齿轮轴为非圆形轴且所述第二齿轮轴配合在所述第二轴孔内。

所述传动组件还包括第一单向传动组件，所述第一单向传动组件分别与所述输入齿轮和所述输出齿轮配合。

所述第一单向传动组件包括第五齿轮、第一换向柱、第一换向块及第六齿轮，所述第五齿轮与所述第一换向柱相连，且所述第五齿轮具有第一旋转方向和第二旋转方向，在所述第一旋转方向所述第一换向块分别抵压所述第一换向柱和所述第六齿轮，在所述第二旋转方向所述第一换向块与所述第一换向柱或所述第六齿轮具有间隙，所述第五齿轮与所述输入齿轮配合，且所述第六齿轮与所述输出齿轮配合。

所述传动组件还包括第三提速齿轮组，所述第三提速齿轮组分别与所述第六齿轮和所述输出齿轮配合。

所述传动组件还包括第二单向传动组件，所述第二单向传动组件分别与所述输入齿轮、输出齿轮及所述第一单向传动组件配合。

所述第二单向传动组件包括第七齿轮、第二换向柱、第二换向块及第八齿轮，所述第七齿轮与所述第二换向柱相连，且所述第七齿轮具有第三旋转方向和第四旋转方向，在所述第三旋转方向所述第二换向块与所述第二换向柱或所述第八齿轮具有间隙，在所述第四旋转方向所述第二换向块分别抵压所述第第二换向柱和所述第八齿轮，所述第七齿轮与所述输入齿轮配合，且所述第八齿轮分别与所述第六齿轮和所述输出齿轮配合。

所述传动组件还包括第四提速齿轮组，所述第四齿轮组分别与所述第八齿轮和所述输出齿轮配合。

所述第五齿轮具有第三齿轮轴且所述第一换向柱具有与所述第三齿轮轴相适配的第三轴孔，所述第三齿轮轴为非圆形轴且所述第三齿轮轴配合在所述第三轴孔内，所述第七齿轮具有第四齿轮轴且所述第二换向柱具有与所述第第七齿轮轴相适配的第四轴孔，所述第四齿轮轴为非圆形轴，且所述第四齿轮轴配合在所述第四轴孔内。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施例的发电装置的示意图。

图2是本实用新型的一个实施例的发电装置的示意图。

图3是本实用新型的一个实施例的发电装置的爆炸示意图。

图4是本实用新型的一个实施例的发电装置的壳体与传动组件配合的示意图。

图5是本实用新型的一个实施例的发电装置的传动组件的示意图。

图6是本实用新型的另一实施例的发电装置的爆炸示意图。

图7是本实用新型的另一实施例的发电装置的壳体与传动组件配合的示意图。

图8是本实用新型的另一实施例的发电装置的传动组件的示意图。

图9是本实用新型的再一实施例的发电装置的爆炸示意图。

图10是本实用新型的再一实施例的发电装置的壳体与传动组件配合的示意图。

图11是本实用新型的再一实施例的发电装置的传动组件的示意图。

图12和图13是本实用新型的两个齿轮通过扁位间隙配合的分解示意图。

图14是本实用新型的一个实施例的发电装置的第一单向传动组件的示意图。

图15是本实用新型的一个实施例的发电装置的第一单向传动组件中第五齿轮沿逆时针方向转动时第一传动块和第六齿轮配合的示意图。

图16是本实用新型的一个实施例的发电装置的第一单向传动组件中第五齿轮沿顺时针方向转动时第一传动块和第六齿轮配合的示意图。

图17是本实用新型的一个实施例的发电装置的发电机的示意图。

图18是本实用新型的一个实施例的发电装置的电路板的电路图。

图19是本实用新型的一个实施例的发电装置的电路板的电路图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

环保是当今世界的主题，随着人们对低碳生活、绿色能源的追求及当今科学技术的发展，将微小的振动能量转换成电能的能量采集技术越来越受关注，能够通过能量采集装置来驱动的电子部件也日益增多。同时，各种便携式的电子产品（例如手机、无绳电话、数码相机等）越来越多的应用于人们的日常生活中，这些电子产品大多采用外接充电器进行充电，一次充电使用时间短，充电频繁，并且在需要充电时，常常由于各种条件而难以实现及时、实地充电，给使用者带来不便。为此，本实用新型提出了一种可把摆锤的摆动或旋转动能能量转换成电能的发电装置。

下面参照附图详细描述本实用新型实施例的发电装置。

实施例1

如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的发电装置，包括：壳体1、摆锤2、传动组件3、发电机4和电路板5。

具体而言，摆锤2可转动地设在壳体1上。发电机4设在壳体1上。传动组件3设在壳体1上，且传动组件3分别与摆锤2和发电机4相连，用于将摆锤2的摆动或转动的能量传动至发电机4，以便于发电机4将摆锤2摆动或转动的动能转换为电能。电路板5与发电机4相连，电路板5包括整流电路。

传动组件3为齿轮传动组件，传动组件3包括输入齿轮31和输出齿轮32，且输入齿轮31与输出齿轮32相互配合，输入齿轮31与摆锤2相连，且输出齿轮32与发电机4相连。由此，通过齿轮传动，使传动组件3的结构简单，方便涉及，而且还提高了传动组件3的稳定性。

其中，两个齿轮相互配合是指两个齿轮直接啮合或者两个齿轮通过其他部件相互配合，以使一个齿轮可以带动另一个齿轮转动。具体而言，输入齿轮31与输出齿轮32相互配合，是指输入齿轮31直接与输出齿轮32相互啮合，或者输入齿轮31通过其他传动元件与输出齿轮32相连。这对于本领域的普通技术人员是可以理解的。

根据本实用新型实施例的发电装置，通过传动组件3将摆锤2的摆动或转动的能量传送至发电机4，以便于发电机4发电。由此，有效地收集了摆锤2摆动的能量，提高了能源的利用效率，节能环保，而且通过吸收摆锤2的动能进行发电，使发电装置便于携带，提高了发电装置的实用性。

实施例2

壳体1是整个发电装置的装配基体，分上腔体和下腔体，摆锤2设置在壳体部上方，传动组件3设置在壳体1的上腔体内，发电机4及电路板5设置在壳体1的下腔体内。

摆锤2包括一具有高密度的扇形金属锤体及锤板，随着携带主体运动的变化而来回摆动，用于给传动组件3提供动力。

实施例3

如图3至图5所示，传动组件3还包括第一提速齿轮组33，第一提速齿轮组33包括第一齿轮331和第二齿轮332，其中第一齿轮331和第二齿轮332同轴地相连，换言之，第一齿轮331和第二齿轮332的轴线重合，且第一齿轮331和第二齿轮332相连。第一齿轮331的齿数小于第二齿轮332的齿数，第一齿轮331与输入齿轮31配合，且第二齿轮332与输出齿轮32配合。由此，通过第一提速齿轮组33，可以提高输出齿轮32的转速，从而方便发电机4发电。

进一步地，传动组件3还包括第二提速齿轮组34，第二提速齿轮组34包括第三齿轮341和第四齿轮342，其中第三齿轮341与第四齿轮342同轴地相连。第三齿轮341的齿数小于第四齿轮342的齿数，第三齿轮341与第二齿轮332配合，且第四齿轮342与输出齿轮32配合。由此，进一步地便于发电机4发电。

此外，本实用新型的传动组件3还可以包括三个以上的提速齿轮组，这对于本领域的普通技术人员是可以理解的。

有利地，第一齿轮331具有第一齿轮轴（未示出），且第二齿轮332具有第一轴孔（未示出），第一轴孔与第一齿轮轴相适配。第一齿轮轴为非圆形轴，且第一齿轮轴配合在第一轴孔内，第三齿轮341具有第二齿轮轴（未示出），且第四齿轮342具有第二轴孔（未示出），第二轴孔与第二齿轮轴相适配，第二齿轮轴为非圆形轴，且第二齿轮轴配合在第二轴孔内。换言之，第一齿轮331和第二齿轮332通过扁位间隙配合，第三齿轮341和第四齿轮342通过扁位间隙配合。由此，使第一齿轮331和第二齿轮332稳定地配合，使第三齿轮341和第四齿轮342稳定的配合，提高了第一提速齿轮组33和第二提速齿轮组34的稳定性，且使传动组件3结构简单，便于装配。

此外，第一齿轮331和第二齿轮332还可以通过卡接、焊接等方式配合，第三齿轮341和第四齿轮342还可以通过卡接、焊接等方式配合。

具体而言，在本实用新型的一个实施例中，传动组件3包括第一定位板301、第二定位板303、第一齿轮331、第二齿轮332、第三齿轮341、第四齿轮342、输入齿轮31、输出齿轮32及滚动轴承302。滚动轴承302设置于第一定位板301上，输入齿轮31与摆锤2相连。

滚动轴承302的内圈与输入齿轮31固定连接、滚动轴承302的外圈过盈配合在第一定位板301上。输入齿轮31通过螺钉与摆锤2连接为一体，摆锤2的摆动会带动输入齿轮31同速同向转动。

所述第一齿轮331和第二齿轮332通过扁位间隙配合连接在一起。所述扁位间隙配合如图12和图13所示，第一个齿轮上有一个键槽扁位3001，另一个齿轮上有扁位突起3002，键槽扁位3001与扁位突起3001之间通过键槽扁位间隙配合，当第一个齿轮转动时会带动第二个齿轮一起同向运动。

第三齿轮341和第四齿轮342通过扁位间隙配合连接在一起。第一齿轮331与输入齿轮31相啮合，第二齿轮332与第三齿轮341相啮合，第四齿轮342与输出齿轮32相啮合。

如图1至图5所示，携带主体的运动变化带动摆锤2来回摆动。当摆锤2沿图4所示的顺时针方向摆动时，与摆锤2连接在一起的输入齿轮31也沿顺时针方向转动；第一齿轮331与输入齿轮31相啮合，转动方向相反，为逆时针方向转动，第一齿轮331与第二齿轮332连接，则第二齿轮332逆时针方向转动，第二齿轮332和第三齿轮341相啮合，则第三齿轮341顺时针转动；第三齿轮341与第四齿轮342通过扁位间隙配合在一起，转动方向相同，故第四齿轮342沿顺时针方向转动；第四齿轮342沿顺时针方向转动，带动与之啮合输出齿轮32逆时针转动。

当摆锤2沿图4所示的逆时针方向摆动时，与摆锤2连接在一起的输入齿轮31也沿逆时针方向转动；第一齿轮331与输入齿轮31相啮合，转动方向相反，为顺时针方向转动，第一齿轮331与第二齿轮332连接，则第二齿轮332顺时针方向转动，第一齿轮331和第四齿轮342相啮合，则第三齿轮341逆时针转动；第三齿轮341与第四齿轮342通过扁位间隙配合在一起，转动方向相同，故第四齿轮342沿逆时针方向转动；第四齿轮342沿逆时针方向转动，带动与之啮合的输出齿轮32顺时针转动。

故摆锤2转动经过传动组件3最终带动输出齿轮32转动。同时传动组件3具有提速的作用，由输入齿轮31到第一齿轮331为一级提速；由第二齿轮332到第三齿轮341为二级提速；由第四齿轮342到输出齿轮32为三级提速，例如采用一级传动比为5、二级传动比为3、三级传动比为4/3，则总传动比为5*3*4/3=20。经过三次提速，即使摆锤2摆动速度较低，输出齿轮32也可以获得比较高的转速。

故与输出齿轮32通过扁位配合的发电机转轴始终不停的转动，有较高转速，而与电机轴过盈配合成一体的发电机转子也始终不停的转动，且有较高转速，在绕组上产生较高的感应电动势，大大地简化了装置的电路设计同时也提高了能量的利用效率。

实施例4

如图6至图8所示，传动组件3还包括第一单向传动组件35，第一单向传动组件35分别与输入齿轮31和输出齿轮32配合。

第一单向传动组件35包括第五齿轮351、第一换向柱352、第一换向块353及第六齿轮354，第五齿轮351与第一换向柱352相连，且第五齿轮351具有第一旋转方向（即如图7所示沿逆时针旋转的方向）和第二旋转方向（即如图7所示沿顺时针旋转的方向），在所述第一旋转方向，第一换向块353分别抵压第一换向柱352和第六齿轮354，在所述第二旋转方向，第一换向块353与第一换向柱352或第六齿轮354具有间隙，第五齿轮351与输入齿轮31配合，且第六齿轮354与输出齿轮32配合。由此，使输出齿轮32稳定的向一个方向旋转，便于发电机4发电。

进一步地，传动组件3还包括第三提速齿轮组36，第三提速齿轮组36分别与第六齿轮354和输出齿轮32配合。

第五齿轮351具有第三齿轮轴（未示出），且第一换向柱352具有与所述第三齿轮轴相适配的第三轴孔，所述第三齿轮轴为非圆形轴且所述第三齿轮轴配合在所述第三轴孔内。

具体而言，传动换向部3，包括第一定位板301、设置于第一定位板301上的滚动轴承302、与摆锤2连接的输入齿轮31、第一单向传动组件35、第三提速齿轮组36、输出齿轮32及第二定位板303。第一单向传动组件35包括第五齿轮351、第一换向柱352，第一换向块353，第六齿轮354。

所述第一定位板301上设置的滚动轴承302的内圈与输入齿轮31固定连接、外圈过盈配合在第一定位板301上。所述输入齿轮31通过螺钉与摆锤2连接为一体，摆锤2的摆动会带动输入齿轮31同速同向转动。

第五齿轮351和第一换向柱352通过扁位间隙配合连接在一起。第一单向传动组件35特点是单向运动，具体而言，参照图14至图16所示，当第五齿轮351逆时针方向转动时，带动第一换向柱352沿逆时针转动，第一换向块353分别抵压第一换向柱352和第六齿轮354，由于摩擦带动第一换向块353逆时针方向运动，此时，第一换向块353带动第六齿轮354逆时针方向运动；当第五齿轮351沿顺时针方向转动时，带动第一换向柱352沿顺时针转动，第一换向柱352与第一换向块353之间有间隙无摩擦，第一换向柱352空转，第一换向块353无运动，此时，第六齿轮354静止不动。第五齿轮351与第一换向柱352通过扁位间隙配合，所述扁位间隙配合可参照本实用新型的前述实施例及附图12和图13所示， 

第三提速齿轮组36的结构可以参照前述实施例的描述。第五齿轮351与输入齿轮31相啮合，第六齿轮354与第三提速齿轮组36中齿数较小的齿轮啮合，第三提速齿轮组36中齿数较大的齿轮与输出齿轮32相啮合。

如图6至图8所示，携带主体的运动变化带动摆锤2来回摆动。当摆锤2沿顺时针方向摆动时，与摆锤2连接在一起的输入齿轮31也沿顺时针方向转动。第五齿轮351与输入齿轮31相啮合，转动方向相反，为逆时针方向转动，而第五齿轮351与第一换向柱352连接，则第一换向柱352逆时针方向转动，在摩擦力作用下第一换向柱352会带动第一换向块353逆时针转动，第一换向块353再带动第六齿轮354逆时针转动，经过第三提速齿轮组36后带动输出齿轮32逆时针转动。

当摆锤2沿逆时针方向摆动时，与摆锤2连接在一起的输入齿轮31也沿逆时针方向转动；第五齿轮351与输入齿轮31相啮合，转动方向相反，为顺时针方向转动，而第五齿轮351与第一换向柱352连接，则第一换向柱352顺时针方向转动，此时，第一换向柱352与第一换向块353之间有间隙无摩擦，第一换向柱352空转，第一换向块353静止不动，则第六齿轮354也静止不动，输出齿轮32也静止不动。

故所述摆锤2沿逆时针转动时，输出齿轮32静止不动，此时不能发电；摆锤2沿顺时针转动时，所述输出齿轮32逆时针方向转动，同时传动组件3具有提速的作用，由输入齿轮31到第五齿轮351为一级提速；由第六齿轮354到第三提速齿轮组36中的小齿轮为二级提速，二级传动比为3；由第三提速齿轮组36中的大齿轮到输出齿轮32为三级提速。例如一级传动比为5、二级传动比为3且三级传动比为4/3，总传动比为5*3*4/3=20。经过三次提速，即使摆锤2摆动速度较低，输出齿轮32也可以获得比较高的转速。

故与输出齿轮32通过扁位配合的发电机转轴一半时间转动，一半时间静止，转动时有较高转速，而与电机轴过盈配合成一体的发电机转子同样一半时间转动，一半时间静止，且转动时有较高转速，在绕组上产生较高的感应电动势，大大地简化了装置的电路设计同时也提高了能量的利用效率。

实施例5

如图9至图11所示，传动组件3还包括第二单向传动组件37，第二单向传动组件37分别与输入齿轮31、输出齿轮32及第一单向传动组件35配合。

第二单向传动组件37包括第七齿轮371、第二换向柱372、第二换向块373及第八齿轮374，第七齿轮371与第二换向柱372相连，且第七齿轮371具有第三旋转方向（即如图10所示的逆时针转动的方向）和第四旋转方向（即如图10所示的顺时针转动的方向），在所述第三旋转方向，第二换向块373与第二换向柱372或第八齿轮374具有间隙，在所述第四旋转方向，第二换向块373分别抵压第二换向柱372和第八齿轮374，第七齿轮371与输入齿轮31配合，且第八齿轮374分别与第六齿轮354和输出齿轮32配合。

第二单向传动组件37具有与第一单向传动组件35大体一致的结构，且第二单向传动组件37与第一单向传动组件35的传动方向相反。本领域的普通技术人员根据第一单向传动组件35的结构可以很容易地理解第二单向传动组件37的结构。

传动组件3还包括第四提速齿轮组38，第四提速齿轮组38分别与第八齿轮374输出齿轮32和所述输出齿轮配合。

第七齿轮371具有第四齿轮轴（未示出）且第二换向柱372具有与所述第第七齿轮轴相适配的第四轴孔，所述第四齿轮轴为非圆形轴，且所述第四齿轮轴配合在所述第四轴孔内。

具体而言， 所述传动组件3，包括第一定位板301、设置于第一定位板上的滚动轴承302、与摆锤2连接的输入齿轮31、第一单向传动组件35、第二单向传动组件37、第四提速齿轮组38及第二定位板303。第一单向传动组件35包括第五齿轮351，第一换向柱352，第一换向块353、第六齿轮354；第二单向传动组件37包括第七齿轮371，第二换向柱372，第二换向块373、第八齿轮374。

所述第一定位板301上设置的滚动轴承302内圈与所述输入齿轮31固定连接、外圈过盈配合在所述第一定位板301上；所述输入齿轮31通过螺钉与摆锤2连接为一体，摆锤2的摆动会带动输入齿轮31同速同向转动。

第五齿轮351和第一换向柱352通过扁位间隙配合连接在一起。当第一换向柱352逆时针方向转动时，由于摩擦带动第一换向块353同向运动，此时，第一换向块353带动第六齿轮354逆时针方向运动；当第一换向柱352顺时针方向转动时，第一换向柱352与第一换向块353之间有间隙无摩擦，第一换向柱352空转，第一换向块353静止无运动，此时，第六齿轮354也静止不动。

第七齿轮371和第二换向柱372通过扁位间隙配合连接在一起，当第二换向柱372顺时针方向转动时，由于摩擦带动第二换向块373同向运动，此时，第二换向块373带动第八齿轮374顺时针方向运动；第二换向柱372沿逆时针方向转动时，第二换向柱372与第二换向块373之间有间隙无摩擦，第二换向柱372空转，第二换向块373无运动，此时，第八齿轮374静止不动。

第一单向传动组件35和第二单向传动组件37的传动方向相反，即当第一换向柱352沿一个方向旋转带动第六齿轮354旋转时，此时，第二换向柱372与第八齿轮374间无摩擦，空转。反之亦然。

第五齿轮351与输入齿轮31相啮合，第六齿轮354与第八齿轮374相啮合，第七齿轮371与输入齿轮31啮合，第八齿轮374分别与第六齿轮354和第四提速齿轮组38中的小齿轮啮合，第四提速齿轮组38中的大齿轮与输出齿轮32相啮合。

携带主体的运动变化带动摆锤2来回摆动。当摆锤2沿逆时针方向摆动时，与摆锤2连接在一起的输入齿轮31也沿逆时针方向转动；第五齿轮351与输入齿轮31相啮合，转动方向相反，为顺时针方向转动，而第五齿轮351与第一换向柱352连接，则第一换向柱352顺时针方向转动，此时由于第一换向柱352和第一换向块353间有间隙无摩擦，二者空转；第七齿轮371与输入齿轮31相啮合，转动方向相反，为顺时针转动，而第七齿轮371与第二换向柱372连接，则第二换向柱372顺时针方向转动，在摩擦力作用下第二换向柱372会带动第二换向块373顺时针转动，第二换向块373再带动第八齿轮374顺时针转动；第六齿轮354和第八齿轮374相啮合，则第六齿轮354逆时针旋转；经过第四提速齿轮组38输出齿轮32顺时针转动。

当摆锤2沿顺时针方向摆动时，与摆锤连接在一起的输入齿轮31也沿顺时针方向转动；第五齿轮351与输入齿轮31相啮合，转动方向相反，为逆时针方向转动，而输入齿轮31与第一换向柱352连接，则第一换向柱352逆时针方向转动，在摩擦力作用下第一换向柱352会带动第二换向块373逆时针转动，第二换向块373再带动第六齿轮354逆时针转动；第七齿轮371与输入齿轮31相啮合，转动方向相反为逆时针转动，而第七齿轮371与第二换向柱372连接，则第二换向柱372逆时针方向转动，此时，第二换向柱372与第二换向块373之间有间隙，无摩擦，二者空转，由于第六齿轮354与第八齿轮374相啮合，转动方向相反，而第六齿轮354是逆时针转动的，所以第八齿轮374顺时针转动；第六齿轮354的转动经过第四提速齿轮组38带动与之啮合输入齿轮31顺时针转动。

故无论摆锤2沿顺时针转动或逆时针转动，所述输入齿轮31都朝着一个方向逆时针转动。同时齿轮传动组件3具有提速的作用，由输入齿轮31到第七齿轮371为一级提速；由第2换向轮312到第3齿轴314为二级提速；由轮片315到输入齿轮31为三级提速，传动比为4/3。经过三次提速，即使摆锤2摆动速度较低，输入齿轮31也可以获得比较高的转速。

故与输入齿轮31通过扁位配合的发电机4转轴始终朝一个方向转动，而与电机轴过盈配合成一体的发电机转子也始终朝一个方向转动，且有较高转速，在绕组上产生较高的感应电动势，大大地简化了装置的电路设计同时也提高了能量的利用效率。

实施例6

发电机4为微型步进永磁发电机，如图17所示，包括轴401、转子402、定子铁芯片一403、定子铁芯片二404、绕组支架405、绕组406及设置于转子下方的第3定位板407。轴401上下端分别装在第二定位板303、第3定位板407中对应的定位轴孔上，装配后轴可在轴孔内转动。转子402中的轴套套在轴401上，上部与输入齿轮31通过扁位连接在一起，输入齿轮31可带动转子402同速同向转动；转子402包括一个环形永磁体，环形永磁体为钕铁硼材料，钕铁硼材料充磁后有很高的剩磁，实际采用900V充磁设备充磁后剩磁为1.3T，环形永磁体沿径向充磁两极，充磁后，环形永磁体一半为N极，一半为S极。定子铁芯片一403中设置有转子孔，转子402装在其中有足够间隙并可在里面转动。定子铁芯片二404与定子铁芯片一403形成主要磁路，定子铁芯片二404和定子铁芯片一403通过螺钉固定在壳体1上。当转子402在定子铁芯片一403中的转子孔中转动时，其上的永磁体也会随着转动，在定子铁心片二404上产生变化的磁场。绕组支架405套装在定子铁芯片二404上，绕线绕组406绕制在绕组支架的槽中，当定子铁芯片二404中的磁场发生变化时，绕组406上产生感应电动势。

所述电路板5与绕组406连接，电路板5包括整流电路，以对发电机产生的电流进行整流，电路板5还可以包括稳压、蓄能的电路。如图18所示，电路板采用分级充电的方式来完成能量的收集工作。第一级回路是由发电机线圈R1，MOSFET Q1、Q2，二极管D1、D2，电阻R2和电容C1组成。随着发电机线圈R1的转动产生交流电，经过R2、D2半波整流的方式给电容C1充电，Vsc为电压检测电路时刻监测C1两端的电压，待电容C1充电至某一特定数值（示例中使用的0.4V），Vsc给Q2发出信号使R2短接，此时R1、D1不经过R2直接给C1充电，这样的情况提高了充电的效率，同时Vsc启动多级升压电路工作，起动第二级回路工作。第二级回路是由多级升压电路，电容C2、C3、C4，Vss检测电路组成，多级升压回路启动，根据C1的实际电压升压至1.2V-2.3V之间，以此电压给电容C4充电，同时Vss检测电路检测C4的电压对多级升压电路发出信号控制多级升压电路的升级比，电容C4给手表电路提供能量。

在第一级升压回路中，Q1和D1是保护回路，防止电容C1两端的电压值超过C1的最大允许值，当Vsc探知可能会出现这样的情况则给Q1发送信号使Q1接通，则R1、Q1和D1直接形成回路，保护C1不受损害。

参考上述的原理对实际的电路进行简化，由于B1在实际状况下的输出电压是1-4V，在C1的承受范围之内，故在此电路中去除保护回路，但仍然采用两级充电的方式来完成能量存储的工作。

其中，在图18中，U1为Vsc检测电路，U2为多级升压电路，U3为Vss检测电路，U4为手表电路。

原理图如图19所示，B1为Generator输出，R1、Q1、C1和D1组成第一级充电回路，当B1开始工作的状况下，B1、R1、C1、D1 和S1009形成半波整流回路为C1充电，S1009为电压探测器其功能为监测电容C1两端的电压，待C1两端的电压达到预设值则给Q1发射信号，B1、C1和D1直接形成充电回路给C1充电，这样可以提高实际的充电效率。

C2、S882Z和C3为第二级充电回路， S882Z为DC/DC转换器其功能是将输入的电压值进行升压至某固定值输出，实际情况是在C1充电至一定电压的情况下才开始工作，经过S882ZIC进行升压输出固定的电压值至电容C3，C3为第二级能量存储单元。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种发电装置，其特征在于，包括：

壳体；

摆锤，所述摆锤可转动地设在所述壳体上；

发电机，所述发电机设在所述壳体上；

传动组件，所述传动组件设在所述壳体上，所述传动组件包括输入齿轮和与所述输入齿轮相互配合的输出齿轮，所述输入齿轮与所述摆锤相连，且所述输出齿轮与所述发电机相连；

电路板，所述电路板与所述发电机相连，所述电路板包括整流电路。

2.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述传动组件还包括第一提速齿轮组，所述第一提速齿轮组包括第一齿轮和与所述第一齿轮同轴地相连的第二齿轮，所述第一齿轮的齿数小于所述第二齿轮的齿数，所述第一齿轮与所述输入齿轮配合且所述第二齿轮与所述输出齿轮配合。

3.根据权利要求2所述的发电装置，其特征在于，所述传动组件还包括第二提速齿轮组，所述第二提速齿轮组包括第三齿轮和与所述第三齿轮同轴地相连的第四齿轮，所述第三齿轮的齿数小于所述第四齿轮的齿数，所述第三齿轮与所述第二齿轮配合且所述第四齿轮与所述输出齿轮配合。

4.根据权利要求3所述的发电装置，其特征在于，所述第一齿轮具有第一齿轮轴且所述第二齿轮具有与所述第一齿轮轴相适配的第一轴孔，所述第一齿轮轴为非圆形轴且所述第一齿轮轴配合在所述第一轴孔内，所述第三齿轮具有第二齿轮轴且所述第四齿轮具有与所述第二齿轮轴相适配的第二轴孔，所述第二齿轮轴为非圆形轴且所述第二齿轮轴配合在所述第二轴孔内。

5.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述传动组件还包括第一单向传动组件，所述第一单向传动组件分别与所述输入齿轮和所述输出齿轮配合。

6.根据权利要求5所述的发电装置，其特征在于，所述第一单向传动组件包括第五齿轮、第一换向柱、第一换向块及第六齿轮，所述第五齿轮与所述第一换向柱相连，且所述第五齿轮具有第一旋转方向和第二旋转方向，在所述第一旋转方向所述第一换向块分别抵压所述第一换向柱和所述第六齿轮，在所述第二旋转方向所述第一换向块与所述第一换向柱或所述第六齿轮具有间隙，所述第五齿轮与所述输入齿轮配合，且所述第六齿轮与所述输出齿轮配合。

7.根据权利要求6所述的发电装置，其特征在于，所述传动组件还包括第三提速齿轮组，所述第三提速齿轮组分别与所述第六齿轮和所述输出齿轮配合。

8.根据权利要求6所述的发电装置，其特征在于，所述传动组件还包括第二单向传动组件，所述第二单向传动组件分别与所述输入齿轮、输出齿轮及所述第一单向传动组件配合。

9.根据权利要求8所述的发电装置，其特征在于，所述第二单向传动组件包括第七齿轮、第二换向柱、第二换向块及第八齿轮，所述第七齿轮与所述第二换向柱相连，且所述第七齿轮具有第三旋转方向和第四旋转方向，在所述第三旋转方向所述第二换向块与所述第二换向柱或所述第八齿轮具有间隙，在所述第四旋转方向所述第二换向块分别抵压所述第第二换向柱和所述第八齿轮，所述第七齿轮与所述输入齿轮配合，且所述第八齿轮分别与所述第六齿轮和所述输出齿轮配合。

10.根据权利要求9所述的发电装置，其特征在于，所述传动组件还包括第四提速齿轮组，所述第四齿轮组分别与所述第八齿轮和所述输出齿轮配合。

11.根据权利要求9所述的发电装置，其特征在于，所述第五齿轮具有第三齿轮轴且所述第一换向柱具有与所述第三齿轮轴相适配的第三轴孔，所述第三齿轮轴为非圆形轴且所述第三齿轮轴配合在所述第三轴孔内，所述第七齿轮具有第四齿轮轴且所述第二换向柱具有与所述第第七齿轮轴相适配的第四轴孔，所述第四齿轮轴为非圆形轴，且所述第四齿轮轴配合在所述第四轴孔内。

Images