CN2756859Y - 偏心发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种偏心发电装置，供设置于一可转动的物体上，该偏心发电装置包括一设置于该物体上的基座，及一可沿一中心轴线转动地枢设于该基座上的偏心座，其特征在于该偏心座的重心偏离该中心轴线；该偏心发电装置更包括一设置于该基座与该偏心座其中的一个上的线圈单元，及一设置于该基座与该偏心座其中的另一个上的磁性模组；该线圈单元具有至少一场感应面，该磁性模组具有至少一场发射面；当该基座受该物体带动而转动时，该偏心座受重力曳引而相对该基座转动，导致该场感应面及该场发射面彼此相对位移而于该线圈单元产生电流。

Description

偏心发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种发电装置，特别是涉及一种适用于一个转动物体上并借由偏心造成感应线圈与磁铁的相对旋转而产生感应电流的偏心发电装置。

背景技术

由于人类对于光线的反应相当敏锐，因此，为了达到警示、美观，以及娱乐等效果，人们通常会于如车轮、鞋子或溜溜球等活动物体上，设置能被动反光，或甚至能主动发光的装置。

被动反光部分，通常是将反光片黏贴于活动物体表面，借反射来自该活动物体以外的光线，达到上述警示、美观，以及娱乐等效果。然而，在欠缺其它入射光源的环境下，几乎全无用武之地。更由于反光片受光线入射与反射角度影响，只能被动地在特定角度反射出由入射角度进入的光线，造成方向性的限制，无法对较广的角度反射出高亮度的光线。

要克服上述问题，最直接的方式莫过于改采主动发光，而依电源供给型态，大致可区分为电池供给方式、及发电机供给方式。其中，电池不但对环境伤害极大，更有蓄电量有限等使用上的困扰，在蓄电量/体积比效率较高的水银电池，对环境的威胁更重。另一方面，若考量亮度与使用时间，而选择体积与重量较大的电池时，又将导致运用上的限制，就如同将一般汽车使用的电瓶装设于脚踏车所造成骑乘者的负担与不便等困扰。

因此，一般在脚踏车上使用的发光装置，通常会以发电方式供给电力，但以往的如磨轮发电机，由于发电机机体与发电机转轴必须分别架设于脚踏车具有相对位移的两位置点，例如机体设置于车架上、转轴头端接触至轮圈。如此，不但零件分散、组装时又须进行对位，且设置位置也受到限制，同时车体结构更须进行修改；加上驱动发电机转轴的方式与电源线连接等困扰，使得采用发电机供给电源的发光装置难以装设于如脚踏车轮等的活动物体上。当然，更无须论及运用于如溜溜球等完全无法找到相对活动的构件的物体上。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是在提供一种适用于一个转动物体上并借由偏心造成感应线圈与磁铁的相对旋转而产生感应电流的偏心发电装置。

本实用新型的另一目的是在提供一种以重力曳引的偏心发电装置。

本实用新型的又一目的是在提供一种可设置于无相对活动构件的物体上的偏心发电装置。

本实用新型偏心发电装置是供设置于一可转动的物体上，该偏心发电装置包括一设置于该物体上的基座，及一可沿一中心轴线转动地枢设于该基座上的偏心座，其特征在于该偏心座的重心偏离该中心轴线；该偏心发电装置更包括一设置于该基座与该偏心座其中的一个上的线圈单元，及一设置于该基座与该偏心座其中的另一个上的磁性模组；该线圈单元具有至少一场感应面，该磁性模组具有至少一场发射面；当该基座受该物体带动而转动时，该偏心座受重力曳引而相对该基座转动，导致该场感应面及该场发射面彼此相对位移而于该线圈单元产生电流。

本实用新型偏心发电装置的另一特征在于该偏心发电装置更包括一设置于该基座与该偏心座其中的一个并与该线圈单元电性连接的负载单元。该负载单元能为一个灯具，甚至能包含一个发光二极体或一白炽灯泡。

本实用新型偏心发电装置的另一特征在于该线圈单元包括复数以该中心轴线为中心地环设于该基座与该偏心座其中的一个上的线圈，以及复数由该等线圈所定义的场感应面。该等线圈彼此串联。

本实用新型偏心发电装置的另一特征在于该磁性模组包括复数以该中心轴线为中心地环设于该基座与该偏心座其中的一个上的磁铁，以及复数由该等磁铁所定义出分别垂直各该磁铁磁极的连线的场发射面。

附图说明

下面通过最佳实施例及附图对本实用新型的偏心发电装置进行详细说明，附图中：

图1是本实用新型偏心发电装置的第一较佳实施例的一示意图，说明本实用新型偏心发电装置的设置位置；

图2是该第一较佳实施例的一示意图，说明该偏心发电装置的设置位置；

图3是该第一较佳实施例的一立体图；

图4是该第一较佳实施例的一平面图，说明该偏心发电装置于一对位状态；

图5是该第一较佳实施例的一平面图，说明该偏心发电装置于一错位状态；

图6是本实用新型偏心发电装置的第二较佳实施例的一立体图；

图7是本实用新型偏心发电装置的第三较佳实施例的一立体分解图；

图8是本实用新型偏心发电装置的第四较佳实施例的一平面图；及

图9是沿图8中线IX-IX的一剖面图。

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的四较佳实施例的详细说明中，将可清楚的明白。在提出详细说明之前，要注意的是，在以下的叙述中，类似的组件是以相同的编号来表示；同时在描述中所提及的相关组件数目、尺寸及材质，也只是为更清楚说明所举的实例，而非用于限定本实用新型。

如图1及图2所示，本实用新型偏心发电装置1的第一较佳实施例是设于一个脚踏车8的车轮81上，该车轮81能绕一平行地面9的主轴82旋转(即该主轴82与重力线相互垂直)。如图2及图3所示，该偏心发电装置1包括一以复数弹片(图未示)及螺丝(图未示)锁固于该车轮81上的中空基座2、一枢设于该基座2的偏心座3、一个固设于该基座2上的线圈单元4、一个固设于该偏心座3上的磁性模组5，以及一与该等线圈单元4电性连接的负载单元6。

该基座2是以塑胶材质制成，并沿一实质平行该主轴82的中心轴线21辐射延伸的一中空圆盘，但其材质与型态并不以此为限。该线圈单元4则具有一个以一实质平行该中心轴线21的参考轴线22为中心缠绕并设置于该基座2内的线圈41、一个由该线圈41所界定出的场感应面42，以及两供该线圈41所产生的感应电流输出的输出端43。该负载单元6为一个设置于该基座2上并与该线圈41电性连接的灯具61，在本实施例中，该灯具61包含一个对电流方向具有选择性的发光二极体。但并不以此为限，上述的发光二极体也能以一与该等输出端43电性连接的白炽灯泡替代。

该偏心座3是沿该中心轴线21可转动地枢设于该基座2上，在本实施例中，该偏心座3为一由铁磁性材质制成概呈半圆形的金属盘，故该偏心座3的重心偏离该中心轴线21；但其型态并不以此为限，只要该偏心座3不以其重心位置与该基座2枢接，则该偏心座3可随意设计为各式型态，例如，采用非对称形状，或增加配重等方式，也能达到同样的效果，此部份将于稍后举例说明。

该磁性模组5设置于该偏心座3上，并具有一个偏离该中心轴线21地设置于该偏心座3上的磁铁51，以及一个由该磁铁51所界定出的一个场发射面52，由于该磁铁51偏离该中心轴线21，因此能加强该偏心座3整体的偏心效果。该磁铁51具有一南磁极与一北磁极，在此定义一南、北磁极的连线53，则该连线53位于场发射面52范围内，且与该场发射面52相互垂直，因此可知该场发射面52为一个垂直该磁铁51表面所发射出的磁力线的截面，并且对应地具有方向性。

在本实施例中，该连线53的方向实质地平行于该中心轴线21，且该偏心座3邻近该基座2的一侧上是形成有一个容纳该磁铁51的凹陷部，并使设置于其上的该磁性模组5的该场发射面52实质平行于该场感应面42。在此须补充说明的是，该偏心座3选用铁磁性材质是为了使加强并有效导引该磁铁51的磁力，以提升其与上述线圈41的电磁感应效果，而并非本实用新型的必要限制。

该磁性模组5与该线圈单元4能相对地在一种如图4所示的对位状态与一种如图5所示的错位状态间移动，如图3及图4所示，当该磁性模组5与该线圈单元4在该对位状态时，该场发射面52与该场感应面42相互靠近重合。如图3及图5所示，当该磁性模组5与该线圈单元4在该错位状态时，该场发射面52与该场感应面42相互远离且不重合。

因此，如图2及图3所示，当该车轮81于地面9上滚动时，该基座2受该车轮81带动而相对地面9转动，此时由于该偏心座3受重力曳引相对地面9不产生转动，使其造成与该基座2相对转动，导致该场感应面42及该场发射面52于该对位状态与该错位状态间相对位移，造成该线圈单元4内的磁通量产生变化，进而使得该线圈单元4产生感应电流并驱动该灯具61发光。

值得一提的是，当该线圈单元4与该磁性模组5由该对位状态移动至该错位状态时，由于该线圈单元4的磁通量渐减，此时发生感应电流的方向将与其等由该错位状态移动至该对状态时该线圈单元4内的磁通量渐增所产生的感应电流相反，因此该灯具61包含两分别以不同极性与该等输出端43电性连接的发光二极体，便能使该灯具61交替闪烁地发出光芒。借此使得该脚踏车8产生主动发光的警示效果，而不致于如加贴反光片的脚踏车8，因天色昏暗或无外界光源，导致警示效果大打折扣。另一方面，更由于该灯具61所产生的光线能朝各方向射出，因此使得警示效果不仅限于该脚踏车8(见图1)的侧边，而具有全方位的警示效果，有效地提升安全性。

由上述可知，只要借由该偏心座3受重力作用导致其相对该基座2转动，而使设置于其上的该线圈4单元与该磁性模组5于该对位状态与该错位状态间移动，便能造成该线圈4内的磁通量发生变化，而产生感应电流。因此，不论各个组成元件的数目是一个或者多个，均仍能实施本实用新型。

如图6所示，本实用新型偏心发电装置1的第二较佳实施例与上述第一较佳实施例大致相同，其差异在于该线圈单元4具有八个共面地设置于该基座2上的线圈41，而该偏心座3为一形成有一扇形缺口30的金属盘，且该磁性模组5具有六个共面地设置于该偏心座3上的磁铁51。同样地，此处各组成元件的数目，仅是为方便说明，而并非用以限定本实用新型。

在本实施例中，该等线圈41是以该中心轴线21为中心地环设于该基座2内，且该等由上述线圈41所界定出的场感应面42彼此也共面。该等线圈41均同向缠绕并彼此串联，而该灯具61则包括两分别以不同极性与该线圈单元4电性连接的发光二极体。

该等磁铁51以该中心轴线21为中心而间隔环设于该偏心座3上，且该等由上述磁铁51所界定出的场发射面52彼此也共面。由于该偏心座3形成有该扇形缺口30，故其重心是往远离该扇形缺口30的方向偏离该中心轴线21。该偏心座3的扇形缺口30范围大致包含两组线圈41，因此明显地该等磁铁51并非是以该中心轴线21对称设置，而同样加强了偏心的效果。

如图2及图6所示，与上述相同地，当该车轮81相对该地面9转动时，便能驱使该磁性模组5的场发射面52与该线圈单元4的场感应面42相对地在对位状态与错位状态间移动，并产生感应电流，且依本实施例的设计，在该偏心座3与该基座2相对转动一圈的时间内，该灯具61包含的发光二极体将会产生八次的闪烁效果，当然，此处的闪烁次数乃是与该等线圈41及该等磁铁51的配置数目有关，当知此仅为举例说明，而非对本实用新型的限定。

此外，由于只要使上述线圈单元4与上述磁性模组5相对地在对位状态与错位状态间移动即能产生感应电流，因此上述线圈41与上述磁铁51并非限定必须指定地设置于该基座2与该偏心座3上，如图7所示，本实用新型偏心发电装置1的第三较佳实施例虽大致与上述第二较佳实施例相同，但仍有差异存在，其差异在于在本实施例中，该线圈单元4具有八设置于该偏心座3上且彼此共平面的线圈41；而该磁性模组5则也具有八设置于该基座2上且彼此共平面的磁铁51，在本实施例中，该等线圈41及该等磁铁51均以该中心轴线21为中心对称地分别环设于该偏心座3及该基座2上。其中，该基座2是由铁磁性材质制成的金属圆盘，而该偏心座3则包含一轻质的塑胶圆盘31，及一固设于该塑胶圆盘31上且偏离该中心轴线21的配重物32。因此，虽该偏心座3外观对称，但其重心仍偏离该中心轴线21。

因此如图2及图7所示，当该车轮81相对该地面9转动时，便能驱使各该磁铁51与各该线圈41也能相对地在对位状态与错位状态间移动，并产生感应电流。

如图8及图9所示，本实用新型偏心发电装置1的第四较佳实施例是改良自上述第二较佳实施例，其差异在于，在本实施例中，该线圈单元4及该磁性模组5的配置与上述第二较佳实施例不同。

在本实施例中，该基座2具有一塑胶圆盘25，以及一由该塑胶圆盘25的周缘成一角度延伸的围绕壁部26；而该偏心座3则是一小于该塑胶圆盘25、不对称且被该等围绕壁部26环绕的中空盘体。该磁性模组5具有六个环设于该偏心座3上的磁铁51，及六个由该等磁铁51所定义出的场发射面52。由于在本实施例中，该等磁铁51的南北磁极的连线53皆垂直于该中心轴线21，使得该等场发射面52位于围绕该偏心座3的圆弧侧面上，而皆朝向该围绕壁部26。该线圈单元4具有八个设置于该围绕壁部26上的线圈41，及八个由该等线圈41所定义出的场感应面42。由于在本实施例中，该等线圈41则是设置于该围绕壁部26，使得该等场感应面42相对于该场发射面52而朝向该中心轴线21。

由于该偏心座3并非以该中心轴线21为中心形成轴对称，因此其重心偏离该中心轴线21，请配合参见图1，当该基座2受到如车轮81等主轴82平行于地面9的物体带动时，便会使得该偏心座3及该基座2以该中心轴线21相对旋转，进而导致该磁性模组5的场发射面52与该线圈单元4的场感应面42相对地在对位状态与错位状态间移动，借以于该感应线圈单元4上产生电流。

归纳上述，当一可转动的物体，如行进中的脚踏车8车轮82，在重力场中相对地面9滚动时，便能带动设置于其上的该基座2相对地面9转动，并使受重力曳引而不产生转动的该偏心座3与其相对转动，同时借由该线圈单元4及该磁性模组5于该对位状态与该错位状态间移动，导致上述线圈4内的磁通量产生变化，而促使上述线圈4交替地产生正反向的感应电流，而得以驱动上述负载单元6工作。更由于上述线圈单元4是交替地产生正向及反向的感应电流，因此能在完全无任何电子电路的辅助下，直接借由选用对电流方向具有选择性的发光二极体与对电流方向不具选择性的白炽灯泡，便能分别达到明灭闪烁或及持续发光的效果。因此在光照不足的环境下，仍能发挥警示、美观，以及娱乐等效果，且光线照射方向不会受到任何限制。

此外，由于该偏心发电装置1是以感应起电的方式供给电力，因此不会受到体积与重量的限制，能依需求制造成各种大小，除了能持续地长时间地提供电力外，更不会对环境造成任何破坏，使用上相当环保及安全。同时要加以补充说明的是，由于摆动运动属于中动运动中往复转动的特例，因此本实用新型偏心发电装置1理所当然地也能运用于往复转动的摆动物体上，如钟摆。

更由于本实用新型是借由重力曳引上述线圈单元4与上述磁性模组5相对位移而产生感应电流，故完全不须寻找两具有相对位移的位置点分开架设，而能直接设置于一如车轮82等无相对活动构件的转动或摆动物体上，故本实用新型偏心发电装置1能运用于如溜溜球及扯铃等无两相对位移点，同样地达到发电或发光的效果。

Claims (8)

1、一种偏心发电装置，供设置于一可转动的物体上，该偏心发电装置包括一设置于该物体上的基座，及一可沿一中心轴线转动地枢设于该基座上的偏心座，其特征在于：

该偏心座的重心偏离该中心轴线；该偏心发电装置更包括一设置于该基座与该偏心座其中的一个上的线圈单元，及一设置于该基座与该偏心座其中的另一个上的磁性模组；该线圈单元具有至少一场感应面，该磁性模组具有至少一场发射面。

2、如权利要求1所述的偏心发电装置，其特征在于：

该偏心发电装置更包括一设置于该基座与该偏心座其中的一个并与该线圈单元电性连接的负载单元。

3、如权利要求2所述的偏心发电装置，其特征在于：

该负载单元为一灯具。

4.如权利要求3所述的偏心发电装置，其特征在于：

该灯具包含一发光二极体。

5.如权利要求3所述的偏心发电装置，其特征在于：

该灯具包含一白炽灯泡。

6.如权利要求1所述的偏心发电装置，其特征在于：

该线圈单元包括复数以该中心轴线为中心地环设于该基座与该偏心座其中的一个上的线圈，以及复数由该等线圈所定义的场感应面。

7.如权利要求6所述的偏心发电装置，其特征在于：

该等线圈彼此串联。

8.如权利要求1所述的偏心发电装置，其特征在于：

该磁性模组包括复数以该中心轴线为中心地环设于该基座与该偏心座其中的一个上的磁铁，以及复数由该等磁铁所定义出分别垂直各该磁铁磁极的连线的场发射面。

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