CN2867710Y - 一种回收行车能量的发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种回收行车能量的发电装置，包括整流电路、电池组，还有螺线管、球形磁铁芯空芯圆筒，螺线管绕装在空芯圆筒之外，球形磁铁芯设于空芯圆筒之内，并与其保持间隙，螺线管感应到的电流通过整流电路整流后送到电池组。本实用新型具有结构简单合理，高效节能、体积小、自重轻、成本低、经济环保，无论车子加速、减速、上坡、下坡或在不平路面匀速行驶，均可自动回收能量的优点。

Description

一种回收行车能量的发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种发电装置，特别是一种回收行车能量的发电装置。

背景技术

目前，世界各国使用的各式自行车照明发电装置，普遍采用我们常见的干电池提供电力；或者在车胎的轮缘装设有摩擦轮的外置式发电机；再或者在后轮主轴处安装内置式发电花鼓。这些装置存在以下缺点：1、废旧干电池污染环境，增加社会资源的消耗和行车照明的费用负担；2、内、外置式发电装置，增加了自行车结构重量，且维修困难，价格昂贵，提高了购车费用；3、内、外置式的照明发电装置，采用骑行时人体出力发电，加大了骑行阻力，使人感到特别疲劳，消耗人体功率，降低骑行效率。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种结构简单合理，高效节能、体积小、自重轻、成本低、经济环保，无论车子加速、减速、上坡、下坡或在不平路面匀速行驶，均可自动回收能量的一种回收行车能量的发电装置。

本实用新型的目的可以通过以下措施来达到：

一种回收行车能量的发电装置，包括整流电路、电池组，其结构特点是：还有螺线管、球形磁铁芯空芯圆筒，螺线管绕装在空芯圆筒之外，球形磁铁芯设于空芯圆筒之内，并与其保持间隙，螺线管感应到的电流通过整流电路整流后送到电池组。

本实用新型的目的还可通过以下措施来达到：

在螺线管及空芯圆筒之外还装有铝制外壳，在空芯圆筒端部与铝制外壳端部之间设有橡胶垫。

螺线管是由两个或两个以上螺线管同一轴向并联而成，并采用直径为0.12mm铜线绕。

球形磁铁芯由钕铁硼材料制成，球体直径为15mm，表面磁场强度达5000高斯以上，并与空芯圆筒内径保留0.5～1mm间隙。

整流电路由二极管D₁～D₄、电容C组成，二极管D₁～D₄为桥式整流连接，其输入端与螺线管的输出端连接，输出端与电容C及电池组连接。

在电池组的两端还接有由开关K、电阻R及发光二极管LED串联组成的照明电路。

空芯圆筒由聚丙烯材料制成。

电池组由两个直径为18mm、厚为3mm、电压为3伏的可充电纽扣电池串接而成。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、利用球形磁铁芯在螺线管内的运动产生感应电流，不论自行车在任何运动状态下或路面不平时，均能起到正交切割螺线管线圈的作用，从而不断产生感应电流，并通过整流电路向蓄电池充电。

2、结构简单合理，安装使用方便，高效节能，经济环保，体积小，自重轻。

3、无需增加人体付出的功率，即可回收部分行车能量，转化为电能，而不影响骑行效率。

4、无需为使用干电池支付经常性更换电池费用；或为使用内、外置式发电装置一次性支付昂贵的购置费，以及较高的维修管理费用。

5、拓展用途广，可制成不用干电池的家用手电筒；可代替机动车使用的笨重的铅锌蓄电池等。

附图说明

图1为本实用新型的结构剖视图

图2为图1的A-A向结构剖视图

图3～图5为本实用新型的电路原理图

图6～图10为本实用新型产生感应电流的原理图

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步详述：

参照图1～图5，本实用新型包括螺线管1，球形磁铁芯2，电池组4，整流电路，照明电路，空芯圆筒5，铝制外壳6、橡胶垫7等。螺线管由直径为0.12mm的铜线缠绕在空芯圆筒5外；每组绕线轴向长度为20mm，两组绕线同轴并联。如用更多个螺线管1并联，则会提高效率。分组并联的目的是为了保证在一定的螺线管长度下，减少球形磁铁心2不能走完螺线管1线圈全程时产生的电压降(滑线电阻效应)。球形磁铁芯2由钕铁硼材料制成，球体直径为15mm，表面磁场强度可达5000高斯以上。电池组4由两个直径为18mm，厚为3mm，电压为3伏的可充电纽扣电池串接而成。空芯圆筒5由聚丙烯材料制成。整流电路由二极管D₁～D₄、电容C组成，二极管D₁～D₄为桥式整流连接，其输入端与螺线管1的输出端连接，输出端与电容C及电池组4连接。照明电路由相互串联的开关K，电阻R及发光二极管LED组成；它们与电池组4并接。

螺线管1套装于空芯圆筒5之外，球形磁铁芯2放置于空芯圆筒5之内，并与空芯圆筒5内径保留0.5～1mm间隙。行车时，球体可灵活地在空芯圆筒5内前后滚动，其磁力线正交切割螺线管1的线圈，使螺线管1产生交变的感应电流，此电流通过二极管D₁～D₄桥式整流，电容C滤波后向电池组4充电。电路板8可通过螺钉9固定在空芯圆筒内。在空芯圆筒5及螺线管1外还要套上铝制外壳6；在空芯圆筒5端部与铝制外壳6端部之间设有橡胶垫7。充电后的电池组4可为照明电路供电；开关K可放在车把上，发光二极管LED可安装在车头灯盒内。

球形磁铁芯2是本实用新型的核心技术，在球形磁铁芯2向前或向后滚动的过程中，N极和S极则依其滚动2πR行程而变化一次，但这不会妨碍整流电路的整流功能。对于被球形磁铁芯2磁力线切割的圆形螺线管1线圈，任何时候，任何位置都存在一个正交切割点，线圈产生感应电流是不成问题的。球形磁铁芯2的直径为15mm，其磁极N和S转换一次，行程为S＝2π×7.5mm＝47.1mm，而螺线管1的轴向长度为20mm，即可大大降低了滑线电阻产生降压效应的影响。如果采用更短的螺线管1的轴向长度，而用更多个螺线管并联，则会提高发电装置的效率。

参照图6～图10，球形磁铁芯2在空芯圆筒5的塑料内壁静止时，处于随遇平衡状态，其安息角为零。当车子初速度V₀＝0时，经过时间t，车速至V_t时，则产生加速度a＝(V_t-V₀)/t。设球形磁铁芯2的质量为m，根据牛顿第二定律，球形磁铁芯2便产生F＝ma的惯性力，其方向与车子前进的方向相反，并作用于球心。而球的自重G＝mg，对空芯圆筒5内壁产生一个与球体运动方向相反的静摩擦力f＝μmg(μ是滚动摩擦系数)。F和f形成球形磁铁芯2向车子运动相反方向的滚动力偶，使球形磁铁芯2由螺线管1的前端滚动到后端，因而其磁力线切割了螺线管1的线圈而产生磁感应电流。而在车子减速时，则球形磁铁芯2向相反方向运动，由螺线管1的后端滚动到前端，同样会使螺线管1产生磁感应电流。如果加速后的车子匀速前进时，加速度a＝0，惯性力F＝0，此时球形磁铁芯2在螺线管1内前后的运动则是由于路面不平而产生微小振动，破环了球形磁铁芯2相对空芯圆筒5的静止，也会使球形磁铁芯2产生运动，形成新的平衡。如果车子发生上坡或下坡，则如图9、图10所示，产生平行斜坡的分力F与摩擦力f，形成球形磁铁芯2滚动力偶；上坡时滚动方向向后，与车子运动方向相反，下坡时向前，与车子运动方向相同(因为其安息角为零)。

Claims (8)

1、一种回收行车能量的发电装置，包括整流电路、电池组(4)，其特征在于：还有螺线管(1)、球形磁铁芯(2)、空芯圆筒(5)，螺线管(1)绕装在空芯圆筒(5)之外，球形磁铁芯(2)设于空芯圆筒(5)之内，并与其保持间隙，螺线管(1)感应到的电流通过整流电路整流后送到电池组(4)。

2、根据权利要求1所述的一种回收行车能量的发电装置，其特征在于：在螺线管(1)及空芯圆筒(5)之外还装有铝制外壳(6)，在空芯圆筒(5)端部与铝制外壳(6)端部之间设有橡胶垫(7)。

3、根据权利要求1所述的一种回收行车能量的发电装置，其特征在于：螺线管(1)是由两个或两个以上螺线管同一轴向并联而成，并采用直径为0.12mm铜线绕制。

4、根据权利要求1所述的一种回收行车能量的发电装置，其特征在于：球形磁铁芯(2)由钕铁硼材料制成，球体直径为15mm，表面磁场强度达5000高斯以上，并与空芯圆筒(5)内径保留0.5～1mm间隙。

5、根据权利要求1所述的一种回收行车能量的发电装置，其特征在于：整流电路由二极管D₁～D₄、电容C组成，二极管D₁～D₄为桥式整流连接，其输入端与螺线管(1)的输出端连接，输出端与电容C及电池组(4)连接。

6、根据权利要求1所述的一种回收行车能量的发电装置，其特征在于：在电池组(4)的两端还接有由开关K、电阻R及发光二极管LED串联组成的照明电路。

7、根据权利要求1所述的一种回收行车能量的发电装置，其特征在于：空芯圆筒(5)由聚丙烯材料制成。

8、根据权利要求1所述的一种回收行车能量的发电装置，其特征在于：电池组(4)由两个直径为18mm、厚为3mm、电压为3伏的可充电纽扣电池串接而成。

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