CN212055005U - 一种基于pcb电枢的手摇发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于pcb电枢的手摇发电机，包括外壳、手摇柄、齿轮变速箱、电机组件和整流稳压器，所述手摇柄与所述外壳转动连接，并位于所述外壳一侧，所述齿轮变速箱包括一级齿轮、超越离合器和二级齿轮，所述一级齿轮与所述手摇柄可拆卸连接，并位于所述手摇柄一侧，所述超越离合器与所述一级齿轮固定连接，并位于所述一级齿轮上，所述二级齿轮与所述一级齿轮转动连接，并位于远离所述超越离合器一侧，所述电机组件包括pcb电枢，所述pcb电枢与所述二级齿轮固定连接，并位于远离所述手摇柄一侧，所述整流稳压器与所述外壳固定连接，并位于所述电机组件上方，体积小，结构简单，可靠性高，便于携带。

Description

一种基于pcb电枢的手摇发电机

技术领域

本实用新型涉及电气工程技术领域，尤其涉及一种基于pcb电枢的手摇发电机。

背景技术

面对自然灾害频频发生，例如汶川地震后，公路、电力、通信等全部中断，影响整个救援行动，尤其通信中断影响到救援的进度。手摇发电机则是解决这一问题的最佳选择，在没有外部电源的地方，即可对通信设备进行人工充电，简单快捷，易于操作，传统的手摇发电机由定子、转子、滑环、电刷等组成，电枢绕组位于定子铁芯槽中，体积大，结构复杂，可靠性低，不方便携带。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于pcb电枢的手摇发电机，体积小，结构简单，可靠性高，便于携带。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于pcb电枢的手摇发电机，所述基于pcb电枢的手摇发电机包括外壳、手摇柄、齿轮变速箱、电机组件和整流稳压器，所述手摇柄与所述外壳转动连接，并位于所述外壳一侧，所述齿轮变速箱与所述手摇柄转动固定连接，并位于所述外壳中，所述齿轮变速箱包括一级齿轮、超越离合器和二级齿轮，所述一级齿轮与所述手摇柄可拆卸连接，并位于所述手摇柄一侧，所述超越离合器与所述一级齿轮固定连接，并位于所述一级齿轮上，所述二级齿轮与所述一级齿轮转动连接，并位于远离所述超越离合器一侧，所述电机组件与所述齿轮变速箱固定连接，并位于远离所述手摇柄一侧，所述电机组件包括pcb电枢，所述pcb电枢与所述二级齿轮固定连接，并位于远离所述手摇柄一侧，所述整流稳压器与所述外壳固定连接，并位于所述电机组件上方。

其中，所述齿轮变速箱还包括连接轴，所述连接抽与所述一级齿轮和所述二级齿轮固定连接，并位于所述一级齿轮和所述二级齿轮之间。

其中，所述电机组件包括传动轴，所述传动轴与所述二级齿轮和所述pcb电枢固定连接，并位于远离所述手摇柄一侧。

其中，所述电机组件还包括磁轭，所述磁轭与所述传动轴固定连接，并位于所述传动轴两侧，所述磁轭的数量为多个。

其中，所述电机组件还包括转子，所述转子与所述磁轭固定连接，并位于远离所述传动轴一侧，所述转子的数量与所述磁轭的数量相同。

其中，所述基于pcb电枢的手摇发电机还包括滚动轴承，所述滚动轴承与所述磁轭转动连接，并位于所述磁轭和所述外壳之间，所述滚动轴承的数量为多个。

其中，所述基于pcb电枢的手摇发电机还包括手摇柄壳，所述手摇柄壳与所述手摇柄转动连接，与所述外壳可拆卸连接，并位于所述手摇柄和所述外壳连接处。

其中，所述基于pcb电枢的手摇发电机还包括连接端，所述连接端与所述整流稳压器固定连接，并位于远离所述电机组件一侧。

本实用新型的一种基于pcb电枢的手摇发电机，所述基于pcb电枢的手摇发电机包括外壳、手摇柄、齿轮变速箱、电机组件和整流稳压器，所述手摇柄与所述外壳转动连接，并位于所述外壳一侧，所述齿轮变速箱与所述手摇柄转动固定连接，并位于所述外壳中，所述齿轮变速箱包括一级齿轮、超越离合器和二级齿轮，所述一级齿轮与所述手摇柄可拆卸连接，并位于所述手摇柄一侧，所述超越离合器与所述一级齿轮固定连接，并位于所述一级齿轮上，所述二级齿轮与所述一级齿轮转动连接，并位于远离所述超越离合器一侧，所述电机组件与所述齿轮变速箱固定连接，并位于远离所述手摇柄一侧，所述电机组件包括pcb电枢，所述pcb电枢与所述二级齿轮固定连接，并位于远离所述手摇柄一侧，所述整流稳压器与所述外壳固定连接，并位于所述电机组件上方，体积小，结构简单，可靠性高，便于携带。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的一种基于pcb电枢的手摇发电机的结构示意图。

图2是本实用新型提供的电机组件的结构示意图。

图3是本实用新型提供的超越离合器的结构示意图。

1-外壳、2-手摇柄、3-齿轮变速箱、4-电机组件、5-整流稳压器、6-手摇柄壳、7-连接端、31-一级齿轮、32-超越离合器、33-二级齿轮、34-连接轴、41-pcb电枢、42-传动轴、43-磁轭、44-转子、8-滚动轴承、321-齿轮、322-滚柱、323-弹簧、324-转轴。

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“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，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。

请参阅图1至图3，本实用新型提供一种基于pcb电枢的手摇发电机，所述基于pcb电枢的手摇发电机包括外壳1、手摇柄2、齿轮变速箱3、电机组件4和整流稳压器5，所述手摇柄2与所述外壳1转动连接，并位于所述外壳1一侧，所述齿轮变速箱3与所述手摇柄2固定连接，并位于所述外壳1中，所述齿轮变速箱3包括一级齿轮31、超越离合器32和二级齿轮33，所述一级齿轮31与所述手摇柄2可拆卸连接，并位于所述手摇柄2一侧，所述超越离合器32与所述一级齿轮31固定连接，并位于所述一级齿轮31上，所述二级齿轮33与所述一级齿轮31转动连接，并位于远离所述超越离合器32一侧，所述电机组件4与所述齿轮变速箱3固定连接，并位于远离所述手摇柄2一侧，所述电机组件4包括pcb电枢41，所述pcb电枢41与所述二级齿轮33固定连接，并位于远离所述手摇柄2一侧，所述整流稳压器5与所述外壳1固定连接，并位于所述电机组件4上方。

在本实施方式中，所述基于pcb电枢的手摇发电机包括外壳1、手摇柄2、齿轮变速箱3、电机组件4和整流稳压器5，所述手摇柄2与所述外壳1转动连接，并位于所述外壳1一侧，所述齿轮变速箱3与所述手摇柄2固定连接，并位于所述外壳1中，所述齿轮变速箱3包括一级齿轮31、超越离合器32和二级齿轮33，所述一级齿轮31与所述手摇柄2可拆卸连接，并位于所述手摇柄2一侧，所述超越离合器32与所述一级齿轮31固定连接，并位于所述一级齿轮31上，所述超越离合器32由齿轮321、滚柱322、弹簧323、转轴324组成，如图3所示，所述二级齿轮33与所述一级齿轮31转动连接，并位于远离所述超越离合器32侧，所述电机组件4与所述齿轮变速箱3固定连接，并位于远离所述手摇柄2一侧，所述电机组件4包括pcb电枢41，所述pcb电枢41与所述二级齿轮33固定连接，并位于远离所述手摇柄2一侧，所述整流稳压器5与所述外壳1固定连接，并位于所述电机组件4上方，所述外壳1的材料采用铝合金，降低所述手摇发电机的重量，由于手摇发电机的输入转速较低，而发电机的最佳转速不低于2000r/min，因此采用二级齿轮增速，二组齿轮均选择直齿圆柱齿轮并经过调制、表面淬火处理，保证手摇发电机工作机械可靠性，并在所述齿轮变速箱3中设置所述超越离合器32，单向传递动力，同时也为防止反向拖动所述手摇柄2转动击伤操作者，采用所述pcb电枢41，将绕组直接印刷在PCB板上，整个电枢制成圆盘形，轴向尺寸短、体积小、结构简单紧凑等特点，运动过程为：以人力为动力，经所述手摇柄2转动，带动齿轮升速后，驱动所述电机组件4转动，并通过所述整流稳压器5获得平稳的电压输出，体积小，结构简单，可靠性高，便于携带。

进一步的，所述齿轮变速箱3还包括连接轴34，所述连接抽34与所述一级齿轮31和所述二级齿轮33固定连接，并位于所述一级齿轮31和所述二级齿轮33之间。

在本实施方式中，所述齿轮变速箱3还包括连接轴34，所述连接抽34与所述一级齿轮31和所述二级齿轮33固定连接，并位于所述一级齿轮31和所述二级齿轮33之间，所述连接轴34将所述一级齿轮31和所述二级齿轮33连接起来，传动转矩，降低齿轮的磨损，并避免所述一级齿轮31和所述二级齿轮33在转动过程中出现卡齿的情况，也降低了齿轮的磨损。

进一步的，所述电机组件4包括传动轴42，所述传动轴42与所述二级齿轮33和所述pcb电枢41固定连接，并位于远离所述手摇柄2一侧。

在本实施方式中，所述电机组件4包括传动轴42，所述传动轴42与所述二级齿轮33和所述pcb电枢41固定连接，并位于远离所述手摇柄2一侧，通过所述传动轴42将所述二级齿轮33的转矩传递到所述电机组件4中。

进一步的，所述电机组件4还包括磁轭43，所述磁轭43与所述传动轴42固定连接，并位于所述传动轴42两侧，所述磁轭43的数量为多个。

在本实施方式中，所述电机组件4还包括磁轭43，所述磁轭43与所述传动轴42固定连接，并位于所述传动轴42两侧，所述磁轭43的数量为多个，分别位于所述pcb电枢41的两侧，所述磁轭43的材料为钕铁硼形式的永磁体，型号为N42H，容易加工且可减轻发电机重量，将钕铁硼高矫顽力的特性和Halbach阵列永磁体结构的聚磁效应很好的结合在一起，不仅大幅度减轻发电机重量，增加了发电机的转矩密度和功率密度，提高永磁材料的利用率，降低转动惯量，提高动态响应速度，而且能够有效抑制发电机运行时的振动和噪声。

进一步的，所述电机组件4还包括转子44，所述转子44与所述磁轭43固定连接，并位于远离所述传动轴42一侧，所述转子44的数量与所述磁轭43的数量相同。

在本实施方式中，所述电机组件4还包括转子44，所述转子44与所述磁轭43固定连接，并位于远离所述传动轴42一侧，所述转子44的数量与所述磁轭43的数量相同，所述转子44的材料与所述磁轭43的材料相同，所述转子44位于靠近所述pcb电枢41的两侧，在忽略漏磁的情况下，主磁通由极出发，经过气隙垂直进入所述pcb电枢41，然后在所述pcb电枢41中沿周向至极正对处垂直穿出，经气隙到异侧极，最后经外部空间到极，形成闭合磁路，即沿极－气隙－pcb电枢41周向－气隙－极－外部空间－极路径，在工作时，手摇发电机在人力手摇情况下转动，所述转子44磁极在气隙中形成运动的磁场，因此，磁场和三相绕组相对运动，产生三相对称的三相电流，完成机械能－电能的转换，其中，根据法拉第电磁感应定律计算分析，对于圆形线圈，设导线电阻率为ρ，横截面积为S，线圈半径为R。则感应电压为：

对于三相交流电，幅值为A，波形为正弦波，两两相间相位差为120°，故定义：

V_OA＝A·sinα

计算得相间电压V_AB、V_AC、V_BC：

进一步的，所述基于pcb电枢的手摇发电机还包括滚动轴承8，所述滚动轴承8与所述磁轭43转动连接，并位于所述磁轭43和所述外壳1之间，所述滚动轴承8的数量为多个。

在本实施方式中，所述电机组件4还包括滚动轴承8，所述滚动轴承8与所述磁轭43转动连接，并位于所述磁轭43和所述外壳1之间，所述滚动轴承8的数量为多个，所述滚动轴承8可以在所述手摇发电机工作过程中，避免所述磁轭43转动过程中，与所述外壳1产生磨损，降低使用寿命。

进一步的，所述基于pcb电枢的手摇发电机还包括手摇柄壳6，所述手摇柄壳6与所述手摇柄2转动连接，与所述外壳1可拆卸连接，并位于所述手摇柄2和所述外壳1连接处。

在本实施方式中，所述基于pcb电枢的手摇发电机还包括手摇柄壳6，所述手摇柄壳6与所述手摇柄2转动连接，与所述外壳1可拆卸连接，并位于所述手摇柄2和所述外壳1连接处，可以防止操作者将手误伸入所述外壳1中，造成损伤，也可防止灰尘进入，影响齿轮的配合。

进一步的，所述基于pcb电枢的手摇发电机还包括连接端7，所述连接端7与所述整流稳压器5固定连接，并位于远离所述电机组件4一侧。

在本实施方式中，所述基于pcb电枢的手摇发电机还包括连接端7，所述连接端7与所述整流稳压器5固定连接，并位于远离所述电机组件4一侧，用于与为小功率通信电台、对讲机、笔记本电脑、PDA、手机、摄像机、数码相机、音乐CD、MP4、MP3、便携移动电视、DVD、收音机、手电照明、各类灯具、电动工具、各类测量仪器等便携式产品连接，对其供电或充电。

本实用新型的一种基于pcb电枢的手摇发电机，所述基于pcb电枢的手摇发电机包括外壳1、手摇柄2、齿轮变速箱3、电机组件4和整流稳压器5，所述手摇柄2与所述外壳1转动连接，并位于所述外壳1一侧，所述齿轮变速箱3与所述手摇柄2转动固定连接，并位于所述外壳1中，所述齿轮变速箱3包括一级齿轮31、超越离合器32和二级齿轮33，所述一级齿轮31与所述手摇柄2可拆卸连接，并位于所述手摇柄2一侧，所述超越离合器32与所述一级齿轮31固定连接，并位于所述一级齿轮31上，所述二级齿轮33与所述一级齿轮31转动连接，并位于远离所述超越离合器32一侧，所述电机组件4与所述齿轮变速箱3固定连接，并位于远离所述手摇柄2一侧，所述电机组件4包括pcb电枢41，所述pcb电枢41与所述二级齿轮33固定连接，并位于远离所述手摇柄2一侧，所述整流稳压器5与所述外壳1固定连接，并位于所述电机组件4上方，将绕组直接印刷在PCB板上，整个电枢制成圆盘形，并利用二级齿轮增速，结合所述整流稳压器5稳定输出电压，所述手摇发电机体积小，结构简单，可靠性高，便于携带。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种基于pcb电枢的手摇发电机，其特征在于，所述基于pcb电枢的手摇发电机包括外壳、手摇柄、齿轮变速箱、电机组件和整流稳压器，所述手摇柄与所述外壳转动连接，并位于所述外壳一侧，所述齿轮变速箱与所述手摇柄转动固定连接，并位于所述外壳中，所述齿轮变速箱包括一级齿轮、超越离合器和二级齿轮，所述一级齿轮与所述手摇柄可拆卸连接，并位于所述手摇柄一侧，所述超越离合器与所述一级齿轮固定连接，并位于所述一级齿轮上，所述二级齿轮与所述一级齿轮转动连接，并位于远离所述超越离合器一侧，所述电机组件与所述齿轮变速箱固定连接，并位于远离所述手摇柄一侧，所述电机组件包括pcb电枢，所述pcb电枢与所述二级齿轮固定连接，并位于远离所述手摇柄一侧，所述整流稳压器与所述外壳固定连接，并位于所述电机组件上方。

2.如权利要求1所述的一种基于pcb电枢的手摇发电机，其特征在于，所述齿轮变速箱还包括连接轴，所述连接抽与所述一级齿轮和所述二级齿轮固定连接，并位于所述一级齿轮和所述二级齿轮之间。

3.如权利要求2所述的一种基于pcb电枢的手摇发电机，其特征在于，所述电机组件包括传动轴，所述传动轴与所述二级齿轮和所述pcb电枢固定连接，并位于远离所述手摇柄一侧。

4.如权利要求3所述的一种基于pcb电枢的手摇发电机，其特征在于，所述电机组件还包括磁轭，所述磁轭与所述传动轴固定连接，并位于所述传动轴两侧，所述磁轭的数量为多个。

5.如权利要求4所述的一种基于pcb电枢的手摇发电机，其特征在于，所述电机组件还包括转子，所述转子与所述磁轭固定连接，并位于远离所述传动轴一侧，所述转子的数量与所述磁轭的数量相同。

6.如权利要求5所述的一种基于pcb电枢的手摇发电机，其特征在于，所述基于pcb电枢的手摇发电机还包括滚动轴承，所述滚动轴承与所述磁轭转动连接，并位于所述磁轭和所述外壳之间，所述滚动轴承的数量为多个。

7.如权利要求6所述的一种基于pcb电枢的手摇发电机，其特征在于，所述基于pcb电枢的手摇发电机还包括手摇柄壳，所述手摇柄壳与所述手摇柄转动连接，与所述外壳可拆卸连接，并位于所述手摇柄和所述外壳连接处。

8.如权利要求7所述的一种基于pcb电枢的手摇发电机，其特征在于，所述基于pcb电枢的手摇发电机还包括连接端，所述连接端与所述整流稳压器固定连接，并位于远离所述电机组件一侧。

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