一種腳踏發電裝置的製作方法

2023-06-30 03:02:21

專利名稱：一種腳踏發電裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種發電裝置，具體是一種用在公交站臺、旅遊景區等公共場所給便攜電子設備充電的腳踏發電裝置。
背景技術：
隨著生活水平的提高，人們對電子產品的依賴度越來越高。以智慧型手機、平板電腦為代表的可攜式電子設備正以顯著的速度發展著。可攜式電子設備的多功能化、高性能化及便利性使人們使用的機會增加，伴隨著巨大的電力損耗。此外，我國正大力建設資源節約型、環境友好型社會，需要更多樣、更貼近人們生活的公眾節能意識的宣傳與培養方式。目前，國外已有公司研製出了可以為手機充電的腳踏發電裝置，如一款名為Orange Power Pump的腳踏式手機應急充電器。整個充電裝置主要由兩部分組成:腳踏氣囊、動力發電機。當人們用力踩踏氣囊的時候，氣囊的氣流通過膠皮管傳輸進發電機，發電機由於動力作用旋轉產生電能，然後再用數據線充電給手機。這款腳踏式手機應急充電器雖然環保，但其也存在著重量大、製造成本高等不足。而國內對於此領域的研究也相對較少，除了市面上出現的可以給手機充電的小巧的發電裝置外，其餘大部分都是停留在設計與構思層面，且市面上給手機充電的發電裝置存在著發電量微弱、電壓不穩定等不足。針對上述問題，本發明人在對某市廣大市民進行節能減排意識調查的基礎上設計出一款可以為可攜式電子設備充電的自助發電裝置，該裝置放置於交通站臺、旅遊景區等公共場所，在滿足人們充電需求的同時讓「低碳環保」的觀念深入人心。

發明內容
本發明的目的在於提供一款放置於交通站臺、旅遊景區等公共場所，可以為可攜式電子設備充電的自助發電裝置。為實現上述目的，本發明採用了以下技術方案:研製一種腳踏發電裝置，該裝置包含固定支座和設於其上的發電機構本體，所述的發電機構本體由踩踏構件、傳動構件以及發電構件等組成。踩踏構件接受使用者的踩踏動作，腳踏板作出相應的反應；傳動構件將腳踏板的往復擺動傳遞到發電構件；發電構件由發電機進行發電，輸出的電能通過整流濾波電路得到適合給便攜設備充電的電能。所述踩踏構件由腳踏板、滑槽、滑動軸承以及銷軸等組成，所述的滑動軸承可以在滑槽中自由滑動，滑動軸承套接在銷軸上，銷軸鉸接在細長軸的一端。所述踩踏板構件在人的踩踏作用下向下轉動，滑動軸承會在滑槽中向裡滑動，滑動軸承通過銷軸帶動細長軸繞支座轉動。當人鬆開踩踏動作時，在扭簧的作用下腳踏板會恢復擺動，因而帶動細長軸繞支座向相反的方向轉動。所述傳動構件包含細長軸、滑套、齒輪、齒條、軸、軸承等。通過細長軸的槓槓傳動，以及齒輪齒條嚙合傳動，將腳踏板的往復擺動轉化為發電機軸的整周轉動。所述傳動構件包含的細長軸一端鉸接在銷軸上，另一端套有滑套，細長軸通過支點鉸接在固定支座上。支點在細長軸上的位置是綜合考慮人體工程學與傳遞效率，通過數模優化得到的，支點距兩端的長度比為5.12:1，能夠保證使用者在舒服發電的前提下有較高的發電效率。所述傳動構件包含的滑套可以在細長軸上滑動，滑套與齒條的一端鉸接，通過滑套可以帶動齒條上下運動，從而帶動嚙合的齒輪轉動。齒條通過導程槽進行限位。所述傳動構件中包含有單向軸承，保證腳踏板在扭簧的作用下進行復位時傳動構件與發電機是脫離狀態，從而保證腳踏板復位能順利進行。所述發電構件中的發電機通過聯軸器與末端齒輪相連，發電機的選取考慮到傳動構件的傳動比，以及編寫設備的充電要求。發電機發出的電經過整流濾波電路後得到穩定的電能，發電構件外接有給可攜式電子設備供電的多種接口。本發明有益效果是:提供一款放置於交通站臺、旅遊景區等公共場所，可以為可攜式電子設備充電的自助發電裝置，方便人們在出行時為隨身攜帶的電子設備進行充電，且在滿足人們充電需求的同時讓「低碳環保」的觀念深入人心。


圖1是本發明的軸測圖。圖2是本發明的俯視圖。圖3是本發明的後視圖。圖4是本發明的側視圖。圖5是本發明踩踏構件的局部視圖。其中:1-支座、2-腳踏板、3-細長軸、4-肋板、5-支撐板、6-軸承、7-單向軸承、8-齒輪2、9-齒輪3、IO-齒輪4、Il-齒輪5、13_滑套、14-齒輪1、15_導程槽、16-齒條、17-軸1、18-軸2、19-聯軸器、20-發電機、21-滑動軸承、22-扭簧。
具體實施例方式下面結合附圖進一步說明本發明的具體實施。參見圖1-5，本發明包含踩踏構件、傳動構件以及發電構件等。踩踏構件接收使用者的踩踏動作，並在扭簧的作用下繞鉸接點往復上下擺動；傳動構件通過槓桿以及齒輪齒條的傳動，將腳踏板的擺動轉換到發電機軸的整周轉動；發電構件在人力驅動下進行發電，並通過整流濾波電路進行整流濾波，得到能給可攜式電子設備供電的穩定電能。參見圖1、圖2和圖5，滑動軸承在腳踏板下的滑槽中前後滑動，巧妙地將腳踏板的擺動轉換為細長軸的轉動。參見圖1、圖2和圖3，細長軸利用槓槓傳動原理帶動滑套上下移動，滑套帶動與其鉸接的齒條在導程槽中上下滑動，再通過齒條齒輪間的嚙合傳動將運動形式最後轉換為發電機軸的整周轉動。參見圖1和圖4，傳動過程中利用到單向軸承，使用者向下踩踏腳踏板時，運動能傳遞到發電機；使用者鬆開踩踏動作時，腳踏板在扭簧的作用下進行復位，此時傳動構件與發電機是脫離狀態，從而保證腳踏板復位能順利進行。
權利要求
1.一種腳踏發電裝置，包含固定支座和設於支座上的發電機構本體，其特徵在於:所述發電機構本體由踩踏構件、傳動構件以及發電構件等組成，其中: 1)踩踏構件:支座(I)、腳踏板(2)、銷軸(4)、滑動軸承(21)、扭簧(22)； 2)傳動構件:細長軸(3)、套環(13)、齒條(16)，導程槽(15)、齒輪I(14)、 齒輪2 (8)、齒輪3 (9)、齒輪4 (10)、齒輪5 (11)、軸I (17)、軸2 (18)，軸承(6)，3單向軸承(7)； 3)發電構件:聯軸器(19)、發電機(20)，整流濾波電路，外設充電接口。
2.根據權利要求1所述的踩踏構件，其特徵在於:所述的腳踏板(2)鉸接在支座(I)上，通過扭簧(22)進行復位；所述的腳踏板下方的滑槽中裝有滑動軸承(21)，滑動軸承(21)通過銷軸(4)與傳動構件的細長軸(3)相連；腳踏板(2)在腳踏與復位過程中，帶動細長軸(3)繞支座上的固定支點來回擺動。
3.根據權利要求1所述的傳動構件，其特徵在於:所述的滑套(13)可以在細長軸上滑動，並與齒條(16)鉸接，齒條(16)由導程槽(15)進行限位；齒條(16)與齒輪I (14)嚙合，齒輪I (14)通過軸2 (18)與齒輪3 (9)固結，齒輪3 (9)齒輪2 (8)嚙合，齒輪2 (8)與齒輪4 (10)通過軸I (17)固結，齒輪4 (10)與齒輪5 (11)嚙合；通過滑套(13)與細長軸(3)的配合以及齒輪齒條間的嚙合，將腳踏板的擺動現實轉換為發電機軸的整周轉動。
4.根據權利要求3所述的細長軸，其特徵在於:細長軸(3)繞支座(I)旋轉的支點位置，是綜合考慮傳動效率與人體工程學，通過數模優化來確定的；支點距兩端的長度比為5.12:1，保證人在使用該裝置發電舒服的前提下是發電效率最大化。
5.根據權利要求1所述的傳動構件，其特徵在於:所述的支座(I)上裝有單向軸承(7)，保證腳踏板(2)在扭簧(22)的作用下進行復位時傳動構件與發電機是脫離狀態，從而保證腳踏板(2)復位能順利進行。
6.根據權利要求1所述的傳動構件，其特徵在於:利用槓槓傳動以及齒輪齒條傳動原理進行設計，傳動構件有一定的傳動比，保證能帶動發電機進行正常發電。
7.根據權利要求1所述的腳踏發電裝置，其特徵在於:發電機發出的電通過整流濾波電路，得到適用於給便攜電子產品充電的電能；腳踏發電裝置外接有適用於各種終端設備的充電接口，方便使用者選擇使用。
全文摘要
本發明涉及一種腳踏發電裝置，它包含固定支座和設於支座上的發電機構本體，所述的發電機構本體由踩踏構件、傳動構件以及發電構件等組成。所述的腳踏板接收使用者的踩踏動作，並通過扭簧進行復位；所述的傳動構件將腳踏板的往復擺動轉換為發電機軸的整周轉動；所述的發電機由人力驅動進行發電。本髮腳踏發電裝置小巧，發電效率較高，適用於公交站臺、旅遊景區等公共場所，為出行者的各種可攜式電子設備提供電能。
文檔編號H02J7/32GK103195674SQ20131013672
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月19日 優先權日2013年4月19日
發明者張昊, 程明, 張志富, 周超超, 謝溪凌, 李崚灣, 王冬棟, 孫科, 李濤濤, 汪俊亮, 陳定方, 張爭豔 申請人:程明