KR200399983Y1 - Apparatus for generating electric using rotative force door hinge - Google Patents

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KR200399983Y1
KR200399983Y1 KR20-2005-0015812U KR20050015812U KR200399983Y1 KR 200399983 Y1 KR200399983 Y1 KR 200399983Y1 KR 20050015812 U KR20050015812 U KR 20050015812U KR 200399983 Y1 KR200399983 Y1 KR 200399983Y1
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Abstract

본 고안은 도어를 열고 닫을 때 발생하는 힌지(hinge)축의 회전력을 이용하여 디지털도어록 등의 전원으로 사용하는 발전장치로서, 힌지축에서 발생하는 양방향회전력을 입력축에 인가하여 출력축에는 항상 일방향으로 회전력을 전달하는 일방향동력전달부와; 상기 일방향동력전달부 출력축에 기어비가 다른 기어들로 결합하여 회전수를 증속하고 태엽에 감김 형태로 회전력을 저장하는 회전력 저장부와; 상기 태엽이 감기고 풀린 상태, 발전제어스위치, 충전전류, 배터리전압 등을 감시하여 발전기의 회전수 및 정지 제어기 등을 작동하는 마이크로컨트롤러 유닛과; 상기 태엽축에 기어비가 다른 기어들로 결합해서 회전수를 증속하며 증속된 기어 축에 회전수 및 정지 제어기를 연결하여 발전기 로터 축에 결합한다. 그리하여, 도어를 열고 닫을 때 발생한 회전력을 태엽에 저장하였다가 필요할 때 태엽을 풀어 발생한 회전력으로 발전하도록 구성된 도어 회전력을 이용한 발전장치.The present invention is a power generation device that uses power of digital door lock, etc. by using the rotational force of the hinge shaft generated when the door is opened and closed. The bidirectional rotational power generated from the hinge shaft is applied to the input shaft, and the output shaft is always rotated in one direction. One-way power transmission unit for transmitting; A rotational force storage unit configured to increase rotational speed by coupling gears having different gear ratios to the one-way power transmission unit output shaft and to store rotational force in a winding form; A microcontroller unit which monitors the winding and unwinding state, a power generation control switch, a charging current, a battery voltage, and the like to operate a rotation speed and a stop controller of the generator; The gear ratio is coupled to the gear shafts of the main shaft to increase the rotational speed, and the rotational speed and the stop controller are connected to the increased gear shaft and coupled to the generator rotor shaft. Thus, the power generation device using the door rotational force configured to store the rotational force generated when the door is opened and closed in the mainspring and to generate the rotational force generated by releasing the mainspring when necessary.

Description

도어 회전력을 이용한 발전장치{Apparatus for generating electric using rotative force door hinge}Apparatus for generating electric using rotative force door hinge}

본 고안은 도어를 열고 닫을 때 발생하는 힌지(hinge)축의 회전력을 이용하여 디지털도어록 등의 전원으로 사용하는 발전장치로서, 특히 도어를 열고 닫을 때 발생하는 양방향회전력을 일방향동력전달장치를 이용 태엽에 축적한다. 그리고 태엽 감긴 상태, 배터리전압, 충전전류 등을 감시하여 마이크로컨트롤러로 발전을 효율적으로 제어하여 발전횟수를 단축하고 배터리 수명을 연장하는 특징의 도어 회전력을 이용한 발전장치이다.The present invention is a power generation device that uses power of digital door lock, etc. by using the rotational force of the hinge shaft generated when the door is opened and closed. In particular, the bidirectional rotational power generated when the door is opened and closed is used on the mainspring. To accumulate. It is a power generation device that uses door rotational force to reduce power generation frequency and extend battery life by controlling power generation efficiently by monitoring winding state, battery voltage and charging current.

근래에 들어 급속한 전자산업의 발전과 사회의 변화에 따라 잠금장치도 변화되어 기계식 열쇠를 사용하던 것을 이제는 보안을 강화하려는 차원과 편리성에 따라 디지털식으로 버튼을 누르거나 생체인식 등을 이용한 잠금장치가 널리 사용되고 있다. 그러나 종래의 잠금장치들은 대부분이 건전지를 사용하는 관계로 건전지의 방전에 따른 작동정지를 항상 염두에 둬야 하는 문제점이 있어, 자체적으로 발전하여 사용한다든지 외부에 배터리 연결단자를 구비하여 배터리를 연결하여 작동하는 방식들이 사용되고 개발되었다.In recent years, with the rapid development of the electronics industry and the change of society, the locking device has been changed, and the locking device using digital keys or biometrics is now used depending on the convenience and the level of convenience for the use of mechanical keys. It is widely used. However, the conventional lock devices have a problem that always keep in mind the operation stop due to the discharge of the battery, since most of them use the battery, either by using their own power generation or by connecting the battery with a battery connection terminal externally Methods were used and developed.

예컨대, 등록실용신안공보 20-0264884 '디지털 스위칭수단을 포함하는 전기작동식 도어잠금장치'가 있는데 이 방법의 경우 주전원인 배터리가 방전하면 도어록 손잡이를 수회 반복하여 회전시켜 발전하고 있다.For example, Korean Utility Model Publication No. 20-0264884 'Electrically operated door lock device including a digital switching means' in this case is developed by rotating the door lock handle several times when the main battery is discharged.

그리고 등록실용신안공보 20-0324650 '발전기를 갖춘 도어 클로저'의 경우 문을 열고 닫을 때마다 발전기가 작동되어 배터리 충방전특성상 배터리 수명 단축하는 문제점이 예견된다.In addition, in the Utility Model Publication No. 20-0324650 'door closure with a generator', the generator is operated every time the door is opened and closed, which is expected to reduce the battery life due to the battery charge and discharge characteristics.

이에, 본 고안은, 상술한 바와 같은 종래 문제점을 일소할 수 있는 것으로, 특히, 수시로 열고 닫는 도어의 특성을 감안하여 배터리에 수시로 충방전되는 문제점을 개선하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is capable of eliminating the conventional problems as described above, and particularly, in view of the characteristics of the doors that are frequently opened and closed, the object of the present invention is to improve the problem that the battery is frequently charged and discharged.

본 고안은 이러한 목적 달성을 위하여 도어를 열고 닫을 때마다 발전기를 회전시키지 않고 도어를 열고 닫을 때 발생하는 양방향회전력을 일방향회전력으로 변환하여 태엽에 가득 축적하여 두었다가 전기가 필요할 때 태엽을 풀어 발전을 하도록 구성함으로써 배터리 충방전 횟수를 단축하였다.In order to achieve this purpose, the present invention does not rotate the generator every time the door is opened and closed, and converts the bidirectional rotational power generated when the door is opened and closed to one-way rotational power to accumulate in the mainspring and release the mainspring when electricity is needed. By configuring the battery, the number of charge / discharge cycles of the battery is reduced.

본 발명에 따른 도어 회전력을 이용한 발전장치는, 크게 도어를 열고 닫을 때 발생하는 양방향회전력을 일방향으로 변환하는 일방향동력전달부(A), 회전수증속 및 회전력저장부(B), 마이크로 컨트롤러 유닛(C), 발전 및 배터리 충전회로(D)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The generator using the door rotational force according to the present invention, the one-way power transmission unit (A), the rotational speed increase and rotational force storage unit (B), which converts the bidirectional rotational power generated when the door is opened and closed in one direction, the microcontroller unit ( C), power generation and battery charging circuit (D) is characterized in that it comprises.

도 3을 참조하여 각 구성요소의 결합관계를 설명한다.Referring to Figure 3 will be described the coupling relationship of each component.

1) 일방향동력전달부(A)1) One- way power transmission unit (A)

치선원과 치폭, 잇수가 같은 입력기어1(12), 입력기어2(14)와;An input gear 1 (12) and an input gear 2 (14) having the same tooth width and number of teeth as the tooth source;

입력기어1(12) 중심부에 오른쪽으로 회전(내륜과 외륜이 lock 상태)하는 일방향클러치4(10) 외륜을 결합한 일방향클러치4(10)와;A one-way clutch 4 (10) which combines an outer ring with a one-way clutch 4 (10) which rotates to the right (inner and outer rings are locked) at the center of the input gear 1 (12);

입력기어2(14) 중심부에 오른쪽으로 공회전(내륜과 외륜이 pulley 상태)하는 일방향클러치3(9) 외륜을 결합한 일방향클러치3(9)과;A one-way clutch 3 (9) which combines an outer ring with one-way clutch 3 (9) idling to the right in the center of the input gear 2 (14) (inner ring and outer ring pulley state);

상단에 도어 힌지(hinge)축을 결합하고 하단에 일방향클러치3(9) 내륜을 결합하며 또, 하단에서 입력기어2(14) 치폭의 2, 3배 떼서 일방향클러치4(10) 내륜을 결합한 입력축(11)과;Input shaft that combines the door hinge shaft at the top and the inner ring of one-way clutch 3 (9) at the bottom, and combines the inner ring of the one-way clutch 4 (10) by removing two or three times the width of the input gear 2 (14) at the bottom ( 11);

입력기어1(12)과 맞물리며 입력기어1(12)보다 치폭은 2, 3배이고 치선원과 잇수는 같은 출력기어(13)와;An output gear 13 that meshes with the input gear 1 (12) and has a tooth width two or three times larger than the input gear 1 (12) and the same number of teeth as the tooth source;

상단에 출력기어(13)를 결합하고 입력축(11)에 평행한 출력축(21)과;An output shaft 21 coupled to the output gear 13 at an upper end thereof and parallel to the input shaft 11;

입력기어2(14)와 출력기어(13)는 맞물리지 않도록 높낮이를 다르게 배치하고 입력기어2(14)와 출력기어(13)가 내접해서 원활히 회전하며 치폭이 입력기어2(14)보다 2, 3배인 내접기어(8)와;The input gear 2 (14) and the output gear 13 are arranged differently in height so that they do not mesh, and the input gear 2 (14) and the output gear 13 are internally rotated smoothly, and the tooth width is 2, 3 than the input gear 2 (14). Bain internal gear (8);

외륜과 내륜사이에 구름이 좋은 매개체가 있는 베어링(4)으로 외륜은 고정판1(40)에 결합하고 내륜에 내접기어(8) 외 측을 결합하여 내접기어(8)가 안에서 원활히 회전할 수 있도록 베어링(4)을 포함하여 구성된다.The bearing (4) has a good medium between the outer ring and the inner ring. The outer ring is coupled to the fixed plate 1 (40) and the inner ring (8) is coupled to the inner ring so that the internal gear (8) can rotate smoothly inside. It comprises a bearing (4).

본 실시예는 입력기어1(12)에 결합한 일방향클러치4(10)는 오른쪽으로 회전시 내륜과 외륜이 회전(lock)상태가 되고 입력기어2(14)에 결합한 일방향클러치3(9)는 왼쪽으로 회전시 내륜과 외륜이 회전(lock)상태가 되도록 결합하였으나, 이 예로 한정되는 것은 아니다.In this embodiment, when the one-way clutch 4 (10) coupled to the input gear 1 (12) rotates to the right, the inner and outer rings are locked, and the one-way clutch 3 (9) coupled to the input gear 2 (14) is left. In this case, the inner ring and the outer ring are combined to be in a locked state, but the present invention is not limited thereto.

상기 일방향클러치는 공지된 기술로 간략히 설명하면, 내륜과 외륜사이에 매개체가 있어 한쪽 방향으로는 매개체가 내륜과 외륜사이에 끼면서 회전(lock)상태가 되고, 그 반대방향으로는 매개체가 내륜과 외륜사이를 물러나면서 공회전(pulley)상태가 되는 것으로, 흔히 자전거 뒷바퀴에 동력전달용으로 사용되는 Freewheel 같은 것을 말한다.The one-way clutch is briefly described by a known technique, and there is a medium between the inner ring and the outer ring, and in one direction, the medium is locked between the inner ring and the outer ring, and the medium is locked with the inner ring. It is pulled between the outer rings and becomes a pulley state, such as a freewheel, which is often used for power transmission on the rear wheel of a bicycle.

2) 회전수증속 및 회전력저장부(B)2) The speed increase and torque storage unit (B) is

상기 출력축(21) 하단에 결합한 증속기어1(15)과;An increase gear 1 (15) coupled to a lower end of the output shaft (21);

증속기어1(15)에 맞물리며 증속기어1(15)보다 잇수가 적고 치선원이 작아 더 많은 회전을 하는 증속기어2(16)와;An increase gear 2 (16) that meshes with the increase gear 1 (15) and has more teeth than the increase gear 1 (15) and has a smaller tooth line;

증속기어2(16) 중심부에 오른쪽으로 회전(내륜과 외륜이 lock 상태)하는 일방향클러치1(5) 외륜을 결합한 일방향클러치1(5)과;A one-way clutch 1 (5) which combines an outer ring with a one-way clutch 1 (5) which rotates to the right (inner and outer rings are locked) at the center of the gear 2;

상단은 고정판1(40)에 축이 원활히 회전할 수 있도록 베어링 등으로 결합하고 일방향클러치1(5) 내륜을 결합한 태엽축(31)과;The upper end is coupled to the fixed plate 1 (40) with a shaft or the like to smoothly rotate the bearing and the one-way clutch 1 (5) the inner shaft coupled to the inner ring;

일방향클러치1(5)과 증속기어2(16)가 닿지 않을 정도 아래로 떼고 탄성이 강한 철편으로 둥글게 감아 만든 태엽(7) 안쪽 끝을 태엽축(31)에 결합하고 태엽(7) 바깥쪽 끝부분은 고정판2(41)에 고정하여 태엽축(31)이 오른쪽으로 회전하면 감기도록 된 태엽(7)과;The inner end of the mainspring (7) wound around the one-way clutch 1 (5) and the speed increase gear 2 (16) so as not to touch and rounded with a strong elastic piece is coupled to the main shaft (31) and the outer end of the mainspring (7) The part is fixed to the fixed plate 2 (41) and the mainspring (7) to be wound when the main shaft 31 is rotated to the right;

태엽축(31) 하단에 오른쪽으로 공회전(내륜과 외륜이 pulley 상태)하는 일방향클러치2(6) 내륜이 결합한 일방향클러치로 구성된다.It consists of a one-way clutch 2 (6) inner ring is coupled to the lower end of the main shaft 31, the one-way clutch 2 (6) idle idling (inner ring and outer ring pulley state).

3) 마이크로 컨트롤러 유닛(C)3) Microcontroller unit (C)

입력부, 저장부, CPU, 표시부, 출력부로 구성된 전자회로이고,An electronic circuit composed of an input unit, a storage unit, a CPU, a display unit, and an output unit,

응용장치(예 디지탈도어록 등)로 부터 제어되는 발전제어스위치와;A power generation control switch controlled from an application device (eg, a digital door lock);

고정탭(fixed tap)과 가변탭(variable tap)사이에 저항체(resister)로 된 가변저항기이며 태엽(7)외곽에 근접하여 고정판2(41)에 고정되고, 가변탭을 스프링으로 밀어 태엽(7) 외곽에 닿도록 하여 태엽(7)이 풀리고 감김에 따라 가변탭이 움직여서 저항값이 변하는 것을 감지하여 태엽의 감김 상태를 판독하는 태엽상태감시기(2)와;It is a variable resistor made of a resistor between a fixed tap and a variable tap, and is fixed to the fixing plate 2 (41) close to the outside of the main spring (7), and pushes the variable tap with a spring (7). A spring condition monitor (2) which detects the winding state of the winding by detecting the change of the resistance value as the variable tap moves as the spring (7) is released and wound so as to reach the outside;

발전기(3) 출력단과;A generator 3 output stage;

충전전류제어회로 출력단과;A charge current control circuit output stage;

배터리 출력단을 마이크로 컨트롤러 유닛 입력부에 연결해서,Connect the battery output terminal to the microcontroller unit input,

이 입력부에 들어오는 신호에 따라 마이크로 컨트롤러 저장부에 저장된 프로그램으로 프로세싱하여,Depending on the signal coming into this input, it is processed by a program stored in the microcontroller storage,

발전기(3) 로터축을 잡아주든가 놓아주어 회전수 및 정지를 제어하는 발전기 회전수 및 정지제어기(1)와;Generator speed and stop controller (1) for holding or releasing the rotor shaft to control the speed and stop;

충전전류제어회로 제어점을 마이크로 컨트롤러 유닛 출력부에 연결하여 제어함으로써 필요한 전원을 얻도록 구성된다.The charging current control circuit is configured to connect the control point to the microcontroller output unit to control the power supply.

4) 발전 및 배터리 충전회로(D)4) Power generation and battery charging circuit (D)

일방향클러치2(6) 외륜에 결합한 증속기어3(17)과;One-way clutch 2 (6) and an increase gear 3 (17) coupled to the outer ring;

증속기어3(17)에 맞물리고 증속기어3(17)보다 치선원이 작고 잇수가 적은 증속기어4(18)는 발전기 회전수 및 정지제어기(1)와 발전기 로터축에 함께 결합한다. 그리고 상기 마이크로 컨트롤러 유닛 출력부가 발전기 회전수 및 정지제어기(1)를 제어 즉, 발전기(3) 로터축을 잡고있다 놓아주면 태엽이 풀리면서 발전기(3)가 회전하여 발전한 전기가 충전회로를 통과 배터리에 충전되도록 구성된다.The speed increase gear 4 (18), which is engaged with the speed increase gear 3 (17) and has fewer tooth lines and fewer teeth than the speed increase gear 3 (17), is coupled to the generator rotational speed and the stop controller 1 and the generator rotor shaft. When the microcontroller unit output unit controls the generator speed and the stop controller 1, that is, the generator shaft is held by the rotor shaft, the spring is released and the electricity generated by the generator 3 rotates through the charging circuit. Configured to be charged.

본 발명 실시예에 사용한 발전제어스위치는 응용기기 즉, 디지털도어록으로 잠금장치를 해제하려할 때 작동(on)되도록 구성됨으로써 디지털도어록을 사용할 때만 발전하여 용량이 적은 배터리로 구현이 가능할뿐더러 응용하기에 따라 배터리를 사용하지않고도 구현이 가능하다.The power generation control switch used in the embodiment of the present invention is configured to be operated (on) when an application device, i.e., to release the lock by the digital door lock, is developed only when the digital door lock is used, and can be implemented as a battery having a small capacity and also to be applied. Therefore, it can be implemented without using a battery.

한편, 회전력을 태엽에 충분히 축적하여 두었다가 전기가 필요할 때 발전제어스위치 on 또는 off 하여 발전기를 제어함으로써 적은 용량의 배터리로 본 발명을 구현하지만, 태엽이 완전히 감긴 상태에서 회전력이 발생한다면 본 장치가 파손할 수 있으므로 태엽상태를 감시하다가 태엽이 완전히 감기면 태엽을 풀어 발전하여 파손을 미연에 방지하게 된다. 그리고 이 태엽상태감시기는 태엽이 감긴량을 측정하는 측정소자로 본 실시예는 전자회로에 사용되는 직선형 가변저항기를 사용하였다. 상기 가변저항기는 고정탭과 가변탭 사이에 저항체를 두어 가변탭이 움직이면 가변탭과 고정탭사이의 저항값이 변하게 되는 것으로서, 본 발명에서는 이 가변탭을 스프링으로 밀어 태엽외곽에 닿도록 하여 태엽이 풀리고 감김에 따라 가변탭이 움직여서 가변저항기 양단 간의 저항값이 달라지는 것을 이용하는 방법으로 구현하였으며, 이러한 예에 결코 한정되는 것은 아니다.On the other hand, the present invention is implemented with a small capacity battery by accumulating the rotational force sufficiently in the mainspring and controlling the generator by turning on or off the power generation control switch when electricity is needed, but if the rotational force occurs in the state in which the mainspring is completely wound, the apparatus is damaged. As it is possible to monitor the state of the mainspring, if the mainspring is completely wound, the mainspring is released and developed to prevent damage in advance. This state-of-the-art state monitor is a measuring element for measuring the amount of winding of the mainspring. In this embodiment, a linear variable resistor used in an electronic circuit is used. The variable resistor has a resistor between the fixed tab and the variable tab so that the resistance value between the variable tab and the fixed tab changes when the variable tab is moved. In the present invention, the variable tap is pushed with a spring to reach the outer periphery of the spring. As the variable tap moves as it is unwound and rolled up, the resistance value between the both ends of the variable resistor is implemented by using the method, but is not limited thereto.

이하, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 따른 도어 회전력을 이용한 발전장치의 구성과 작용을 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the power generator using the door rotation force according to the present invention through the preferred embodiment.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도어 회전력을 이용한 발전장치의 동작과정을 나타내는 블록도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도어 회전력을 이용한 발전장치의 단면도이다.1 is a block diagram showing an operation process of a power generation apparatus using a door rotation force according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view of the power generation apparatus using a door rotation force according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 1에서 점선으로 구분된 A 블록이 일방향동력전달부이며,First, the A block divided by a dotted line in Figure 1 is a one-way power transmission unit ,

도어를 열거나 닫을 때 발생하는 양방향회전력이 입력축(11)에 전달되는데,The bidirectional rotational power generated when the door is opened or closed is transmitted to the input shaft 11,

입력축(11)이 오른쪽으로 회전하면When the input shaft 11 rotates to the right

일방향클러치4(10) 내륜이 오른쪽으로 회전(lock) 상태여서 입력기어1(12)이 오른쪽으로 회전하고 출력기어(13)와 출력축(21)이 왼쪽으로 회전한다.The inner gear of the one-way clutch 4 (10) is locked to the right, and the input gear 1 (12) rotates to the right, and the output gear 13 and the output shaft 21 rotate to the left.

이때, 내접기어(8)와 입력기어2(14)도 출력기어(13)로 말미암아 왼쪽으로 회전하게 되나, 입력기어2(14) 중심부에 결합한 일방향클러치3(9) 내륜이 오른쪽으로 공회전(pulley) 상태여서 입력축(11)이 오른쪽으로 회전하는데 방해를 하지 않게 된다.At this time, the internal gear 8 and the input gear 2 14 are also rotated to the left by the output gear 13, but the inner ring of the one-way clutch 3 (9) coupled to the center of the input gear 2 14 is idled to the right (pulley). ) So that the input shaft 11 does not interfere with the rotation to the right.

반대로 입력축(11)이 왼쪽으로 회전하면Conversely, if the input shaft 11 is rotated to the left

일방향클러치3(9) 내륜이 왼쪽으로 회전(lock) 상태여서 입력기어2(14)를 왼쪽으로 회전시키고, 내접기어(8)와 출력기어(13)도 왼쪽으로 회전시켜 출력축(21)이 왼쪽으로 회전한다.One-way clutch 3 (9) The inner ring is locked to the left, and the input gear 2 (14) is rotated to the left, and the internal gear 8 and the output gear 13 are also rotated to the left, so that the output shaft 21 is left. Rotate

이때, 출력기어(13)에 맞물린 입력기어1(12)는 당연히 오른쪽으로 회전하나, 입력기어1(12) 중심부에 결합한 일방향클러치4(10) 내륜이 왼쪽으로 공회전(pulley) 상태여서 입력축(11)이 왼쪽으로 회전하는데 방해를 하지 않는다.At this time, the input gear 1 (12) meshed with the output gear 13 naturally rotates to the right, but the inner ring of the one-way clutch 4 (10) coupled to the center of the input gear 1 (12) is in the idle state to the left (pulley) input shaft (11). ) Does not interfere with rotation to the left.

상술한 바와 같이 입력축(11)이 왼쪽과 오른쪽으로 번갈아 회전하여도 출력축(21)은 항상 왼쪽으로만 회전하도록 구성됨을 알 수 있다.As described above, even when the input shaft 11 rotates alternately to the left and the right, it can be seen that the output shaft 21 is always configured to rotate only to the left.

그리고 B 블록이 회전수증속 및 회전력저장부이며,And the B block is the speed increase and torque storage unit ,

상기 일방향동력전달부 출력축(21)에 결합한 증속기어1(15)가 출력축(21) 회전에 따라 왼쪽으로 회전하면 증속기어1(15)보다 치선원이 작고 잇수가 적은 증속기어2(16)는 상기 증속기어1(15)와 맞물려서 오른쪽으로 더 많은 회전을 한다.When the speed increase gear 1 (15) coupled to the one-way power transmission unit output shaft 21 rotates to the left according to the rotation of the output shaft 21, the speed increase gear 2 (16) having smaller tooth lines and fewer teeth than the speed increase gear 1 (15) is Engage with the speed increasing gear 1 (15) to make more rotation to the right.

이때, 증속기어2(16)는 오른쪽으로 회전(lock)하는 일방향클러치1(5)를 중심부에 결합하여 태엽축(31)에 결합돼서 태엽축이 오른쪽으로 회전하면서 태엽(7)을 감는다. 그러나 태엽축이 오른쪽으로 회전하여도, 태엽축에 결합한 발전부 증속기어3(17)는 중심부에 오른쪽으로 공회전(pulley)하는 일방향클러치2(6)가 결합한 관계로 회전을 하지 않게 된다.At this time, the speed increase gear 2 (16) is coupled to the central shaft by coupling the one-way clutch 1 (5) to the lock (lock) to the right, and wound the mainspring (7) while the main shaft is rotated to the right. However, even if the main shaft is rotated to the right, the power generation gear increase gear 3 (17) coupled to the main shaft does not rotate due to the combination of the one-way clutch 2 (6) that is idle (pulley) to the right in the center.

다음으로, C 블록이 마이크로 컨트롤러 유닛이며,Next, the C block is a microcontroller unit ,

태엽축에 결합한 증속기어3(17)에 맞물려 회전하며, 증속기어3(17)보다 치선원과 잇수가 적은 증속기어4(18)를 발전기 회전수 및 정지 제어기(1)와 함께 발전기 로터축에 함께 결합하고, 태엽상태감시기가 태엽이 충분히 감겼는지와 완전히 풀렸는지를 감지하여 마이크로프로세서 입력부로 신호를 보내면 마이크로프로세서는 저장부에 저장된 프로그램에 따라 출력부를 통하여 발전기 회전수 및 정지 제어기(1)를 제어하여 발전기가 회전하든가 정지 또는 회전수를 조절하여 발전을 제어하게 된다. 이때, 발전제어스위치의 on 또는 off 신호, 발전기의 출력전압, 배터리에 흐르는 전류도 함께 실시간으로 감지하고 이 감지 신호는 입력부로 보내져서 마이크로프로세서 저장부에 저장된 프로그램과 비교하여 상기 발전기 회전수 및 정지제어기(1)나 충전전류제어회로를 제어하여 필요한 전원을 얻고, 표시부를 통하여 본 발전장치의 동작상태를 나타내도록 구성된 마이크로 컨트롤러 유닛이다.Gearhead 4 (18), which is engaged with the gearbox 3 (17) coupled to the main shaft and has fewer teeth and teeth than the gearbox 3 (17), is connected to the generator rotor shaft together with the generator speed and the stop controller (1). Coupled together, the spring condition monitor senses whether the spring is sufficiently wound and fully loosened and sends a signal to the microprocessor input, where the microprocessor sends the generator speed and stop controller (1) through the output according to the program stored in the storage. By controlling the generator to rotate or stop or control the number of revolutions to control the power generation. At this time, the on or off signal of the power generation control switch, the output voltage of the generator, the current flowing through the battery is also sensed in real time, and this detection signal is sent to the input unit compared with the program stored in the microprocessor storage unit and the generator speed and stop It is a microcontroller unit configured to control the controller 1 or the charging current control circuit to obtain the required power, and to indicate the operating state of the power generation apparatus through the display unit.

마지막으로 D 블록이 발전 및 배터리 충전회로이며,Finally, the D block is the power generation and battery charging circuit ,

상기 발전기 회전수 및 정지제어기(1)를 상기 마이크로 컨트롤러가 제어하여 발전기 로터축을 잡고 있다 놓아주면, 태엽이 풀리려는 힘에 의하여 태엽축이 왼쪽으로 회전하면 증속기어3(17)는 왼쪽으로 회전(lock) 상태인 일방향클러치2(6) 외륜을 중심부에 결합하고 내륜을 태엽축에 결합해서 태엽축이 풀리면서 왼쪽으로 회전한다. 따라서, 상기 증속기어3(17)에 맞물린 증속기어4(18)가 오른쪽으로 회전하면서 발전기 로터축을 회전시켜 발전이 이루어진다. When the generator rotational speed and the stop controller 1 are held by the microcontroller to hold the generator rotor shaft, the gearhead 3 (17) rotates to the left when the main shaft is rotated to the left by the force to release the spring. The one-way clutch 2 (6) in the locked state is coupled to the outer ring at the center and the inner ring is coupled to the main shaft to unwind the main shaft and rotate to the left. Therefore, the speed increase gear 4 (18) engaged with the speed increase gear 3 (17) is rotated to the right while rotating the generator rotor shaft to generate power.

이때, 태엽축이 왼쪽으로 회전하여도, 왼쪽으로 공회전(pulley)하는 일방향클러치1(5) 외륜이 증속기어2(16) 중심부에 결합한 관계로 인하여 증속기어2(16)는 회전을 하지 않게 되는 것이다.At this time, even if the main shaft is rotated to the left, the gearbox 2 (16) does not rotate due to the relationship that the outer ring of the one-way clutch 1 (5), which is idling to the left, is coupled to the center of the increase gear 2 (16). will be.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 도어 회전력을 이용한 발전장치는 도어 힌지축이 어느 방향으로 회전하든 태엽축은 항상 일방향으로 회전하여 하나의 태엽에 회전력을 저장할 수 있게 되는 것이다. 그리고 태엽을 실시간으로 감긴 상태를 감시하다가 태엽이 충분히 감기면 발전을 하든가 전기가 필요할 때 발전제어스위치를 on 하여 전원을 얻는 방법을 택하여 잦은 충방전으로 배터리 수명이 단축되는 것을 방지하며, 배터리 없이도 구현할 수 있도록 구성된 도어회전력을 이용한 발전장치이다.As described in detail above, in the power generation apparatus using the door rotation force according to the present invention, in which direction the door hinge axis rotates, the main shaft always rotates in one direction so as to store the rotation force in one mainspring. In addition, it monitors the state of winding the wind in real time, and if the wind is sufficiently wound, it is possible to generate electricity or turn on the power generation control switch when power is needed to prevent the battery life from being shortened by frequent charging and discharging. It is a power generation device using a door rotational power configured to be implemented.

이상에서 상세히 설명한 바와 같은 본 고안에 따른 도어 회전력을 이용한 발전장치는 구조가 간단하여 생산원가를 낮출 수 있을뿐더러, 효율적으로 발전을 제어하여 배터리 수명 연장 등을 하여 환경오염을 방지하고 배터리 없이도 구현이 가능하여 경제적 절약 효과가 있다.The power generation device using the door rotation force according to the present invention as described in detail above can not only reduce the production cost due to the simple structure, but also to effectively control the generation to extend the battery life, to prevent environmental pollution, and to implement without a battery Possible economic savings.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 동작과정을 나타내는 블록도,1 is a block diagram showing an operation process according to an embodiment of the present invention;

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 투시도,2 is a perspective view according to an embodiment of the present invention,

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 단면도,3 is a cross-sectional view according to an embodiment of the present invention,

도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 분해도,4 is an exploded view according to an embodiment of the present invention;

도 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 발전과 배터리 충전 제어회로.5 is a power generation and battery charge control circuit according to an embodiment of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

1: 발전기 회전수 및 정지제어기 2: 태엽 상태 감시기 3: 발전기1: Generator speed and stop controller 2: Winding condition monitor 3: Generator

4: 베어링 5, 6: 회전력저장부 일방향클러치1, 24: bearing 5, 6: torque storage one-way clutch 1, 2

7: 태엽 8: 일방향동력전달부 내접기어7: Manual winding 8: Internal gear for one-way power transmission

9, 10: 일방향동력전달부 일방향클러치3, 49, 10: one-way power transmission unit one-way clutch 3, 4

11: 힌지축에 결합하는 입력축 12, 14: 일방향동력전달부 입력기어1, 211: Input shaft coupled to the hinge shaft 12, 14: One-way power transmission input gear 1, 2

13: 일방향동력전달부 출력기어 15, 16: 회전수증속부 증속기어1, 213: Output gears for one-way power transmission 15, 16: Gears for speed increase 1, 2

17, 18: 발전부 증속기어3, 4 17, 18: power generation gearbox 3, 4

21: 일방향동력전달부 출력축 31: 회전력저장부 태엽축21: one-way power transmission unit output shaft 31: rotational force storage spring shaft

40: 고정판1 41: 고정판240: fixed plate 1 41: fixed plate 2

A: 일방향동력전달부 블록 B: 회전수증속 및 회전력저장부 블록A: One-way power transmission block B: Speed increase and torque storage block

C: 마이크로 컨트롤러 유닛 블록 D: 발전 및 배터리 충전회로 블록.C: Microcontroller unit block D: Generation and battery charging circuit block.

Claims (5)

도어 열고 닫을 때 힌지(hinge)축에서 발생하는 양방향회전력을 일방향으로 변환하는 일방향동력전달부(A), 회전수증속 및 회전력저장부(B), 마이크로 컨트롤러 유닛(C), 발전 및 배터리 충전회로(D)를 포함하여 이루어지는 도어 회전력을 이용한 발전장치에 있어서,One-way power transmission unit (A), rotation speed increase and rotational force storage unit (B), microcontroller unit (C), power generation and battery charging circuit for converting bidirectional rotational power generated in the hinge shaft to one direction when the door is opened and closed In the power generation apparatus using a door rotation force comprising (D), 오른쪽으로 공회전(pulley)하는 일방향클러치3(9)를 중심부에 구비하여 입력축(11) 하단에 입력기어2(14)를 결합하고, 오른쪽으로 회전(lock)하는 일방향클러치4(10)를 중심부에 구비하여 입력축(11) 하단에서 입력기어2(14) 치폭의 2, 3배 떼서 입력기어1(12)를 결합하고, 입력기어1(12)와 맞물리는 출력기어(13)를 입력축(11)에 나란한 출력축(21) 상단에 결합하고, 출력기어(13)와 맞물리지 않는 입력기어2(14)와 출력기어(13)만 내접하는 내접기어(8) 외측에 내륜을 결합하고 고정판1(40)에 외륜을 결합한 베어링(4)을 포함하는 일방향동력전달부와;The one-way clutch 3 (9) that rotates to the right (pulley) is provided at the center, and the input gear 2 (14) is coupled to the bottom of the input shaft 11, and the one-way clutch 4 (10) that rotates to the right is located at the center. The input gear 11 at the lower end of the input shaft 11, two or three times the width of the input gear 11 and the input gear 1 12, and the output gear 13 meshing with the input gear 1 12; The inner ring is coupled to the upper end of the output shaft 21 and coupled to the inner gear outside the internal gear 8 in which only the input gear 2 14 and the output gear 13 are not in engagement with the output gear 13 and the fixed plate 1 40. One-way power transmission unit including a bearing (4) coupled to the outer ring to; 상기 출력축(21) 하단에 결합한 증속기어1(15)에 맞물리며 왼쪽으로 공회전(pulley)하는 일방향클러치1(5)를 중심부에 구비하고 증속기어1(15)보다 잇수가 적은 증속기어2(16)이고, 상단은 고정판1(40)에 베어링으로 결합하며 일방향클러치1(5) 내륜을 결합한 태엽축(31)이며, 증속기어2(16) 아래에 태엽(7) 안쪽 끝을 태엽축(31)에 결합하고 바깥쪽 끝부분은 고정판2(41)에 고정하며, 태엽축(31) 하단에 왼쪽으로 회전(lock)하는 일방향클러치2(6) 내륜을 결합한 회전수증속 및 회전력저장부와;An increase gear 2 (16) having a one-way clutch 1 (5) engaged with the increase gear 1 (15) coupled to the lower end of the output shaft 21 and pulleyed to the left in the center and having fewer teeth than the increase gear 1 (15). The upper end is a spring shaft 31 coupled to the fixed plate 1 (40) as a bearing and combined the inner ring of the one-way clutch 1 (5), and the inner end of the spring (7) below the speed increase gear 2 (16). And the outer end is fixed to the fixed plate 2 (41), the rotational speed and rotational force storage unit coupled to the inner ring one-way clutch 2 (6) to rotate to the left (lock) to the bottom of the main shaft (31); 입력부, 저장부, CPU, 표시부, 출력부로 구성된 전자회로이고,An electronic circuit composed of an input unit, a storage unit, a CPU, a display unit, and an output unit, 발전제어스위치, 태엽상태감시기(2), 발전기(3) 출력단, 충전전류제어회로 출력단, 배터리 출력단을 함께 입력부에 연결해서 저장부에 저장된 프로그램으로 프로세싱하여, 발전기 회전수 및 정지제어기(1), 충전전류제어회로 제어점을 출력부에 함께 연결하여 제어하는 마이크로 컨트롤러 유닛과;The power generation control switch, the winding state monitor (2), the generator (3) output stage, the charging current control circuit output stage, and the battery output stage are connected to the input unit and processed by a program stored in the storage unit, and the generator rotation speed and the stop controller (1), A micro controller unit for controlling the charging current control circuit by connecting the control points together to the output unit; 상기 일방향클러치2(6) 외륜에 결합한 증속기어3(17)과 맞물리며 증속기어3(17)보다 잇수가 적은 증속기어4(18)는 발전기 회전수 및 정지제어기(1)와 발전기(3) 로터축에 함께 결합해서, 상기 마이크로 컨트롤러 유닛 출력부에 연결한 발전기 회전수 및 정지제어기(1)를 제어하여 태엽이 풀리면서 발전한 전기가 배터리에 충전되도록 구성되는 도어 회전력을 이용한 발전장치.The increase gear 4 (18), which engages with the increase gear 3 (17) coupled to the outer ring of the one-way clutch 2 (6) and has fewer teeth than the increase gear 3 (17), has a generator rotation speed and a stop controller (1) and a generator (3) rotor. A power generation apparatus using a door rotational force coupled to the shaft, and configured to control the generator speed and the stop controller (1) connected to the microcontroller unit output unit so that the electricity generated as the spring is released is charged to the battery. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 태엽상태감시기(2)는 태엽(7)외곽에 근접하여 고정판2(41)에 고정해서, 태엽(7) 외곽과의 거리를 측정하여 태엽(7)이 감기고 풀린량을 측정하는 태엽상태감시기(2)를 포함한 도어 회전력을 이용한 발전장치.The self-winding state monitor (2) is fixed to the fixed plate 2 (41) near the mainspring (7) outside, by measuring the distance to the outside of the mainspring (7) Power generator using the door rotation force, including (2). 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 발전기 회전수 및 정지제어기(1)는 발전기(3) 로터축에 결합해서 제어신호에 의하여 로터축을 잡아주든가 놓아주어 발전기(3)를 제어하도록 구성된 도어 회전력을 이용한 발전장치.The generator rotation speed and the stop controller (1) is coupled to the generator shaft (3) generator using the door rotational force configured to control the generator (3) by holding or releasing the rotor shaft by a control signal. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 발전제어스위치는 응용기기에 연결되어 응용기기 작동시 발전제어스위치가 작동되어 전기가 필요할 때만 발전하도록 구성된 도어 회전력을 이용한 발전장치.The power generation control switch is a power generation device using a door rotational force configured to generate power only when electricity is needed by operating the power generation control switch when the application device is connected to an application device. 삭제delete
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CN111193314A (en) * 2020-03-30 2020-05-22 辽宁科技大学 Self-generating device of multifunctional health monitoring rocking chair
CN111193314B (en) * 2020-03-30 2024-05-14 辽宁科技大学 Self-generating device of multifunctional health monitoring rocking chair

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