CN206595834U - 一种基于家用门挤压的发电系统 - Google Patents

Abstract

该实用新型涉及一种基于家用门挤压的发电系统，包括弧形齿轮、加速齿轮组件、第一齿轮及交流发电机；所述加速齿轮组件包括若干级传动单元；所述传动单元包括同轴设置的大齿轮及小齿轮；所述弧形齿轮与第一级传动单元的小齿轮啮合，且在开门或关门时受挤压带动所述第一级传动单元转动；在传动方向上，前级所述传动单元的大齿轮依次与后级所述传动单元的小齿轮啮合；所述第一齿轮与所述最后一级传动单元的大齿轮啮合，且与所述交流发电机的转子镶嵌；所述第一齿轮的半径小于所述最后一级传动单元的大齿轮。本实用新型用于在开门或关门时通过上述机械结构使所述交流发电机发电，有效的利用资源，可实现电能的节约。

Description

一种基于家用门挤压的发电系统

技术领域

本实用新型涉及电子机械发电领域，尤其涉及一种基于家用门挤压的发电系统。

背景技术

随着社会城市化进程的发展，现代家用门的安全防护性能显得越为重要。目前家用门的门禁系统、门铃通话系统等电子设备都是与家用电能接线连接进行供电与蓄能。此种供电方式需要配备较大容量的储能电池，才能保证在家用电能意外断电或者供电线路断开等情况下门上电子设备的正常工作，而且在门框与门之间布置有供电线路，可能造成使用不便和影响美观。对于常用的金属门来说，采用家用电能在门上进行电压变换及供给，存在着线束损坏导致漏电等安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于对现有技术做进一步的改进，提供一种基于家用门挤压的发电系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案：

一种基于家用门挤压的发电系统，包括弧形齿轮、加速齿轮组件、第一齿轮及交流发电机；所述加速齿轮组件包括若干级传动单元；所述传动单元包括同轴设置的大齿轮及小齿轮；定义与所述弧形齿轮相连接的所述传动单元为第一级传动单元，与所述第一齿轮相连接的所述传动单元为最后一级传动单元；所述弧形齿轮与所述第一级传动单元的小齿轮啮合，且在开门或关门时受挤压带动所述第一级传动单元转动；沿所述第一级传动单元至所述最后一级传动单元的传动方向上，前级所述传动单元的大齿轮依次与后级所述传动单元的小齿轮啮合；所述第一齿轮与所述最后一级传动单元的大齿轮啮合，且与所述交流发电机的转子镶嵌；所述第一齿轮的半径小于所述最后一级传动单元的大齿轮。

作为进一步改进，沿所述第一级传动单元至所述最后一级传动单元的传动方向上，每级所述传动单元的大齿轮半径依次减小，每级所述传动单元的小齿轮半径与所述第一齿轮的半径相同。

作为进一步改进，所述弧形齿轮、加速齿轮组件、第一齿轮及所述交流发电机设置于门扇内部；所述弧形齿轮与门框之间通过弹簧连接，且在开门或关门时通过弹簧的变形来挤压所述弧形齿轮，从而带动所述第一级传动单元转动。

作为进一步改进，还包括整流稳压电路、充电电池；所述交流发电机的输出通过所述整流稳压电路与所述充电电池连接。

作为进一步改进，所述整流稳压电路包括整流桥、第一滤波电路、开关电源、第二滤波电路；所述交流发电机的输出依次连接所述整流桥、第一滤波电路、开关电源、第二滤波电路及所述充电电池，对所述交流发电机产生的交流电进行整流、滤波、降压稳压及二次滤波，然后对所述充电电池进行充电。

作为进一步改进，所述第一滤波电路包括相互并联的第一电容及第三电容；所述第二滤波电路包括相互并联的第二电容及第四电容；所述第一电容及所述第二电容为瓷片电容；所述第三电容及所述第四电容为电解电容。

作为进一步改进，还包括二极管，正向串联于所述第二滤波电路与所述充电电池之间，防止所述充电电池中电能释放。

作为进一步改进，所述开关电源为KJ型三端开关稳压器。

作为进一步改进，所述交流发电机采用输出电压为5.8V，电流为0.3A的交流发电机。

作为进一步改进，所述充电电池为3.6V可充锂离子扣式电池。

与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点：

1、适用于各种安全门、防盗门，利用开关门时由机械构造、电磁感应转化成电能给门上电子设备供电，有效的利用资源，可实现电能的节约，并且使用充电电池，大大减少一次性化学能电池用完后对环境的污染。

2、在门与门框之间没有复杂的接线，使用方便美观。

3、该发电系统制造成本较低，且使用期限长，性价比高。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用来解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

附图1是本实用新型的一种基于家用门挤压的发电系统的结构示意图。

附图2是本实用新型的一种基于家用门挤压的发电系统中的整流稳压电路原理图。

主要元件符号说明

弧形齿轮 100

加速齿轮组件 200

第一级传动单元 210

最后一级传动单元 220

第一齿轮 300

交流发电机 400

整流桥 10

第一滤波电路 20

第二滤波电路 30

开关电源 40

充电电池 E

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

本系统中涉及到的相关模块均为硬件系统模块或者为现有技术中计算机软件程序或协议与硬件相结合的功能模块，该功能模块所涉及到的计算机软件程序或协议的本身均为本领域技术人员公知的技术，其不是本系统的改进之处；本系统的改进为各模块之间的相互作用关系或连接关系，即为对系统的整体的构造进行改进，以解决本系统所要解决的相应技术问题。

下面将结合附图和实施方式对本实用新型的一种基于家用门挤压的发电系统作具体介绍。

请参阅图1，一种基于家用门挤压的发电系统，包括弧形齿轮100、加速齿轮组件200、第一齿轮300、交流发电机400；所述加速齿轮组件200包括若干级传动单元，所述传动单元包括同轴设置的大齿轮及小齿轮，其它实施例中，如果安装空间不受限制，也可以在增大所述传动单元的大齿轮半径的情况下只设置一级所述传动单元，在本实施例中，优选的，设置三级所述传动单元。定义与所述弧形齿轮100相连接的所述传动单元为第一级传动单元210，与所述第一齿轮300相连接的所述传动单元为最后一级传动单元220。

所述弧形齿轮100与所述第一级传动单元210的小齿轮啮合，且在开门或关门时受挤压带动所述第一级传动单元210转动，根据实际情况，所述的弧形齿轮100可以是在开门的时候受挤压也可以是在关门的时候受挤压。本实施例中，所述弧形齿轮100、加速齿轮组件200、第一齿轮300及所述交流发电机400设置于门扇内部；所述弧形齿轮100与门框之间通过弹簧连接，且在开门或关门时通过弹簧变形来挤压所述弧形齿轮100，从而带动所述第一级传动单元210转动。所述弧形齿轮100可以是弹性结构，一端固定设置，在受挤压时通过另一端的变形带动所述第一级传动单元210转动。在其它实施例中，所述弧形齿轮100也可以是刚性结构，一端与所述第一级传动单元210的小齿轮啮合，另一端悬挂可移动设置，在受挤压时通过整体移动带动所述第一级传动单元210转动。

沿所述第一级传动单元210至所述最后一级传动单元220的传动方向上，前级所述传动单元的大齿轮依次与后级所述传动单元的小齿轮啮合。

所述第一齿轮300与所述最后一级传动单元220的大齿轮啮合，且与所述交流发电机400的转子镶嵌，用于带动转子转动，而转子周围有弧形状的磁铁，进而产生磁感应而产生电流；所述第一齿轮300的半径小于所述最后一级传动单元220的大齿轮，因为大齿轮与小齿轮啮合线速度相同，由大齿轮带动小齿轮来使小齿轮转速加快。

本实用新型应用磁电原理，根据上述结构，在开门或关门时，所述弧形齿轮100受挤压，从而带动所述第一级传动单元210转动，经过若干极所述传动单元进一步带动所述第一齿轮300加速转动，使所述交流发电机400发电。利用同轴齿轮角速度相同，相互啮合的齿轮线速度相同的原理，由v＝wr,(其中v为齿轮线速度，w为齿轮角速度，r为齿轮半径)知每一级所述传动单元的大齿轮半径r应尽量在有限空间内取最大值以提高线速度v，并且把相同的线速度v传递给下一级所述传动单元的小齿轮，而相应小齿轮半径r较小，线速度v不变，则相应的角速度w便会相应的增大，最后使得所述第一齿轮300的转速加快带动所述交流发电机400达到额定转速即可发电。本实施例中，在满足所需要转速的前提下，考虑到为了保持齿轮间的间隙及安装空间限制，优选的，沿所述第一级传动单元210至所述最后一级传动单元220的传动方向上，每级所述传动单元的大齿轮半径依次减小，每级所述传动单元的小齿轮半径与所述第一齿轮300的半径相同。

具体实施时，考虑到各个齿轮间的摩擦较大，使用时间长后易出现各齿轮生锈及其齿轮磨损等问题，出产前给各齿轮加注润滑油，从而有效防止齿轮生锈且减少摩擦，提高了启动时的转速，达到所述交流发电机的额定转速，对外输出电流。

请参阅图2，进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，还包括整流稳压电路、充电电池E；所述交流发电机400的输出通过所述整流稳压电路与所述充电电池E连接。所述整流稳压电路包括整流桥10、第一滤波电路20、开关电源40、第二滤波电路30；所述交流发电机400的输出依次连接所述整流桥10、第一滤波电路20、开关电源40、第二滤波电路30及所述充电电池E，对所述交流发电机400产生的交流电进行整流、滤波、降压稳压及二次滤波，得到一个稳定的直流电，然后对所述充电电池E进行充电。具体的，所述整流桥10采用全桥整流，本实施例中优选的，所述开关电源40为KJ型三端开关稳压器。本实施例中，所述交流发电机400采用输出电压为5.8V，电流为0.3A的交流发电机；所述充电电池E为3.6V可充锂离子扣式电池(充电电压限制4.1V，容量150mAh)。所述交流发电机400产生的交流电通过整流、滤波、降压稳压后输出电压为4V,电流为0.3A供给所述充电电池E充电，所述充电电池E再给门上的电子设备进行供电使其工作，本实施例中门上的负载电子设备为门铃，在供电回路串联限流电阻R及控制开关K。

假设关门一次，时间为2s，则产生的电量：

C＝300mA×2/(60×60)h＝1/6mAh；

根据电池充满电时的容量大约是电池容量的1.5倍--2倍,设经过开关门n次使得该电池充满，则：

150mAh×2＝300mAh；

n＝300mAh/C＝300mAh/(1/6mAh)＝1800次；

因此在正常使用时不必考虑所述充电电池E是否过充的问题。

假设每按一次门铃大约通电2s,则每次耗电量Δ：

Δ＝2/(60×60)h×50mA＝1/36mAh

k＝C/Δ＝6次

所以以每次通电2s，则每开关1次门能提供门铃通电6次，总共长达6×2s＝12s。故产生的电能远远大于门铃耗电所需，多余部分可供给其它门上电子设备使用。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，所述第一滤波电路20包括相互并联的第一电容C1及第三电容C3；所述第二滤波电路30包括相互并联的第二电容C2及第四电容C4。优选的，所述第一电容C1及所述第二电容C2为瓷片电容；所述第三电容C3及所述第四电容C4为电解电容。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，还包括二极管D，正向串联于所述第二滤波电路30与所述充电电池E之间，利用了二极管D的单身导电性控制电流的方向，防止所述充电电池E中电能释放，造成浪费。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种基于家用门挤压的发电系统，其特征在于，包括弧形齿轮、加速齿轮组件、第一齿轮及交流发电机；

所述加速齿轮组件包括若干级传动单元；所述传动单元包括同轴设置的大齿轮及小齿轮；定义与所述弧形齿轮相连接的所述传动单元为第一级传动单元，与所述第一齿轮相连接的所述传动单元为最后一级传动单元；

所述弧形齿轮与所述第一级传动单元的小齿轮啮合，且在开门或关门时受挤压带动所述第一级传动单元转动；

沿所述第一级传动单元至所述最后一级传动单元的传动方向上，前级所述传动单元的大齿轮依次与后级所述传动单元的小齿轮啮合；

所述第一齿轮与所述最后一级传动单元的大齿轮啮合，且与所述交流发电机的转子镶嵌；所述第一齿轮的半径小于所述最后一级传动单元的大齿轮。

2.根据权利要求1所述的基于家用门挤压的发电系统，其特征在于，沿所述第一级传动单元至所述最后一级传动单元的传动方向上，每级所述传动单元的大齿轮半径依次减小，每级所述传动单元的小齿轮半径与所述第一齿轮的半径相同。

3.根据权利要求1所述的基于家用门挤压的发电系统，其特征在于，所述弧形齿轮、加速齿轮组件、第一齿轮及所述交流发电机设置于门扇内部；所述弧形齿轮与门框之间通过弹簧连接，且在开门或关门时通过弹簧的变形来挤压所述弧形齿轮，从而带动所述第一级传动单元转动。

4.根据权利要求1或2所述的基于家用门挤压的发电系统，其特征在于，还包括整流稳压电路、充电电池；所述交流发电机的输出通过所述整流稳压电路与所述充电电池连接。

5.根据权利要求4所述的基于家用门挤压的发电系统，其特征在于：所述整流稳压电路包括整流桥、第一滤波电路、开关电源、第二滤波电路；所述交流发电机的输出依次连接所述整流桥、第一滤波电路、开关电源、第二滤波电路及所述充电电池，对所述交流发电机产生的交流电进行整流、滤波、降压稳压及二次滤波，然后对所述充电电池进行充电。

6.根据权利要求5所述的基于家用门挤压的发电系统，其特征在于：所述第一滤波电路包括相互并联的第一电容及第三电容；所述第二滤波电路包括相互并联的第二电容及第四电容；所述第一电容及所述第二电容为瓷片电容；所述第三电容及所述第四电容为电解电容。

7.根据权利要求5所述的基于家用门挤压的发电系统，其特征在于：还包括二极管，正向串联于所述第二滤波电路与所述充电电池之间，防止所述充电电池中电能释放。

8.根据权利要求5所述的基于家用门挤压的发电系统，其特征在于：所述开关电源为KJ型三端开关稳压器。

9.根据权利要求1所述的基于家用门挤压的发电系统，其特征在于：所述交流发电机采用输出电压为5.8V，电流为0.3A的交流发电机。

10.根据权利要求4所述的基于家用门挤压的发电系统，其特征在于：所述充电电池为3.6V可充锂离子扣式电池。