CN2924913Y - 一种自发电电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自发电电池，包括端部带负极端的外壳体及置于外壳体空腔内的可充电电池芯，外壳体内设有与其内壁滑动连接且端部带正极帽的内壳体，内壳体内设有与内壳体内壁呈滑动连接的线圈组，在线圈组的空腔内设有可作往复运动的永磁体，与线圈组电连接的可充电电池芯正负端又与内壳体的正极帽、外壳体的负极端分别电连接。本实用新型通过线圈组切割磁力线所产生的电流由整流调压及过充保护电路向可充电电池芯充电的原理实现电池自发电，其结构紧凑、体积相当小巧，充电操作相当方便，发电效率高、输出电压稳定、可以长期使用，适用面广。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种发电充电储电放电装置，特别是涉及一种通过外部动能作用能够发电充电储电放电的自发电电池。
背景技术：
目前人们使用手机、MP3播放器等便携式用电设备越来越普遍，这些用电设备基本都是以干电池、可充电池作为电源。干电池不能反复使用，及容易造成资源的浪费和环境的污染。可充电池可以反复使用，但目前均采用交流型充电器对可充电池进行充电；而使用这种充电器必须在有交流电源的地方才能够进行，因此它只具有变压整流的功能而没有自发电的功能。当人们在无交流电源的野外工作或旅行时，无法对可充电池进行充电，严重影响人们的正常工作和生活。另外，采用交流电为可充电池充电，间接地消耗了石油，煤炭等自然资源，不利于环境保护。
针对这个问题，1991年10月2日公告的CN 91204307.5号中国实用新型专利说明书提供了一种多功能直流发电充电装置，它并不使用交流电源而是利用手动的动作，使机械能转变为电能进行充电。其机壳内装有齿条和齿轮传动机构，齿条与压杆相连接，按动压杆，通过齿条和齿轮机构的传动带动直流发电机转动，从而获得所需的电能。这种装置的不足之处在于其结构不够紧凑，发电效率较低，输出电压不稳定，使用者劳动强度大。
发明创造内容：
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、发电效率较高、输出电压稳定、可长期使用的利用人体动能或其它生物动能来发电充电的自发电电池。
本实用新型可以通过以下技术方案来实现：
为了达到上述目的，本实用新型提供了一种自发电电池，包括端部带负极端的外壳体及置于外壳体空腔内的可充电电池芯，外壳体内设有与其内壁滑动连接且端部带正极帽的内壳体，内壳体内设有与内壳体内壁呈滑动连接的线圈组，在线圈组的空腔内设有可作往复运动的永磁体，与线圈组电连接的可充电电池芯正负端又与内壳体的正极帽、外壳体的负极端分别电连接。
线圈组与可充电电池芯之间还设有整流调压及过充保护电路。
所述的线圈组数量为2组或2组以上。相邻的线圈组绕线方向相反且串联相接，线圈组间设置有副弹簧。装配时，线圈组稳固在线圈框架上，与线圈组相对应的线圈框架有突起部位和凹槽部位，相邻间的线圈框架突起部位和凹槽部位匹配接合，以保证在任何状态下相邻线圈框架都处于衔接状态，彼此间只能作轴向相对位移。
所述永磁体由一个或多个永磁单体组成。当永磁体由多个永磁单体组成时，各个永磁单体的直径及长度分别相同，且永磁单体间的同性磁极相对接，即以NSSNNSSN的方式相结合。在永磁体由多个永磁单体组成时的可充电拉伸状态下，多组线圈组间的中心距应等于永磁单体的长度，此举可有效防止各线圈组间因不同磁极切割线圈所产生的电流相抵触的现象。
另外，线圈组与外壳体底端间设有主弹簧，该主弹簧套置在可充电电池芯外侧。永磁体运动区域的前后端或永磁体的前后端分别装有缓冲体，有利于永磁体在运动区域内运动时不会产生刚性碰撞。线圈组与内壳体间还设有用于调整线圈组与内壳体相对位置关系的调整块。
当内壳体以及藏于内壳体与外壳体之共同内腔中的器件完全滑入外壳体时，可充电电池芯的正负极分别与正极帽及负极端电连接，此时为待放电状态，这时的本实用新型的尺寸外形及功能与标准型号可充电电池相同。当内壳体自外壳体内拉出时，在主弹簧、副弹簧及调整块的共同作用下，线圈框架连同线圈组相对拉开距离并分别移至有效位置；由于采用柔性电缆进行电联接，故保证了各线圈组、整流调压及过充保护电路及可充电电池芯在伸展开后的正常电连接，此为本实用新型自发电电池的可充电状态。
在可充电状态下，将本实用新型来回摆动，将导致永磁体在多个线圈框架的共同中心孔内往复运动，实现线圈组切割磁力线而产生交变电流，所产生电流经整流调压及过充保护电路调整为电压适当的直流电后，输入可充电电池芯储能，完成了自发电及充电过程。
本实用新型与现有技术相比有如下优点：
本实用新型采用了伸缩式的壳体结构及柔性线圈位移结构，整体收缩至最小体积后可当标准的充电电池一样正常使用，也可用交流充电器对本实用新型进行充电；壳体伸长后可通过线圈组切割磁力线所产生的电流由整流调压及过充保护电路向可充电电池芯充电，实现电池自发电及充电。本实用新型结构紧凑、体积小巧，可依适宜方式放在鞋上或手臂上；当人们走路或摆动手臂时，不知不觉中就进行着充电，充电操作相当方便，发电效率高、输出电压稳定、可以长期使用，适用面广。
附图说明：
图1是本实用新型的待放电状态的结构示意图；图2是本实用新型的可充电状态的结构示意图；图3是本实用新型的可充电状态的电路示意图；图4是本实用新型的待放电状态的电路示意图；图5是所述线圈框架的结构示意图；图6是所述线圈框架的剖面结构示意图。
具体实施方式：
本实用新型的主旨是在保证可充电电池的造型符合标准的前提下，借助套管结构实现轴向拉伸时的容积成倍增加；在此扩大后的空间内，各种用于发电和充电的元器件都拥有了充分地运作空间，因而能顺利地完成发电和充电的整个过程。下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：
如附图1、图2、图5、图6所示，一种自发电电池，包括端部带负极端13的外壳体4及置于外壳体空腔内的可充电电池芯7，外壳体4内设有与其内壁滑动连接且端部带正极帽1的内壳体2，内壳体2内设有与内壳体内壁呈滑动连接的线圈组6，在线圈组的空腔内设有作往复运动的永磁体10，与线圈组电连接的可充电电池芯7正负端又与内壳体2的正极帽1、外壳体4的负极端13分别电连接。
线圈组6与可充电电池芯7之间还设有整流调压及过充保护电路8。图示的线圈组6数量为五组，相邻的线圈组绕线方向相反且串联相接，线圈组间设置有副弹簧11，所述的副弹簧11的数量为四副。当然，线圈组的数量可根据具体要求变动。
如图5所示，所述的线圈组6分别稳固在各自的线圈框架5上，线圈组相对应的线圈框架5有突起部位5-2和凹槽部位5-1，相邻间的线圈框架突起部位和凹槽部位匹配接合，保证在任何状态下，相邻线圈框架5都处于衔接状态，彼此间只能作轴向相对位移。
所述永磁体10由一个以上的永磁单体组成，具体数量根据设计而定，各个永磁单体的直径及长度分别相同，且永磁单体间的同性磁极相对接，即以NSSNNSSN的方式相结合，在充电拉伸状态下，多组线圈组间的中心距应等于永磁单体的长度，有效防止各线圈组间因不同磁极切割线圈所产生的电流相抵触的现象。
另外，线圈组与外壳体底端间设有主弹簧12，该主弹簧12套置在可充电电池芯7外侧。永磁体10运动区域的前后端或永磁体10的前后端分别装有缓冲体9，有利于永磁体10在运动区域内运动时不会产生刚性碰撞。线圈组与内壳体间还设有用于调整线圈组与内壳体相对位置关系的调整块3。
当内壳体2以及藏于内壳体2与外壳体4之共同内腔中的器件完全滑入外壳体4时，可充电电池芯7的正负极分别与正极帽1及负极端13电连接，此时为待放电状态，正如图1、图4所示；此时本实用新型的尺寸外形及功能与标准可充电电池相同。
当内壳体2自外壳体4内拉出时，在主弹簧12与副弹簧11及调整块3的共同作用下，线圈框架5连同线圈组6相对拉开距离及分别移至有效位置；由于采用柔性电缆进行电联接，故保证了各线圈组、整流调压及过充保护电路及可充电电芯在伸展开后的正常电连接，此为所述自发电电池的可充电状态。在可充电状态下，将本实用新型来回摆动，将导致永磁体10在多个线圈框架的共同中心孔内往复运动，实现线圈组6切割磁力线而产生交变电流，所产生电流经整流调压及过充保护电路8调整为电压适当的直流电后，输入可充电电池芯7储能，实现自发电过程，如图2、图3所示。
Claims (9)
1、一种自发电电池，包括端部带负极端(13)的外壳体(4)及置于外壳体空腔内的可充电电池芯(7)，其特征在于：外壳体(4)内设有与其内壁滑动连接且端部带正极帽(1)的内壳体(2)，内壳体(2)内设有与内壳体内壁呈滑动连接的线圈组(6)，在线圈组的空腔内设有作往复运动的永磁体(10)，与线圈组电连接的可充电电池芯(7)正负端又与内壳体的正极帽(1)、外壳体的负极端(13)分别电连接。
2、根据权利要求1所述的自发电电池，其特征在于：线圈组(6)与可充电电池芯(7)之间还设有整流调压及过充保护电路。
3、根据权利要求1或2所述的自发电电池，其特征在于：所述的线圈组(6)数量为2组或2组以上，线圈组(6)稳固在线圈框架(5)上。
4、根据权利要求3所述的自发电电池，其特征在于：在多组的线圈组结构中，相邻的线圈组绕线方向相反且串联相接，线圈组间设置有副弹簧(11)。
5、根据权利要求3所述的自发电电池，其特征在于：线圈框架(5)设有突起部位(5-2)和凹槽部位(5-1)，相邻间的线圈框架突起部位和凹槽部位匹配接合。
6、根据权利要求1所述的自发电电池，其特征在于：所述永磁体(10)由一个或多个永磁单体组成。
7、根据权利要求6所述的自发电电池，其特征在于：在由多个永磁单体组成的永磁体结构中，各个永磁单体的直径及长度分别相同，且永磁单体间的同性磁极相对。
8、根据权利要求1所述的自发电电池，其特征在于：线圈组与外壳体底端间设有主弹簧(12)，该主弹簧(12)套置在可充电电池芯(7)外侧。
9、根据权利要求1所述的自发电电池，其特征在于：永磁体(10)运动区域的前后端或永磁体(10)的前后端分别装有缓冲体(9)。
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