手動發電的可攜式長效型照明裝置的製作方法
2023-05-28 10:41:36 2
專利名稱：手動發電的可攜式長效型照明裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型是關於一種可攜式照明裝置，尤指一種可手動發電，且能長時間使用的可攜式照明裝置。
背景技術：
一般的可攜式照明裝置，最常見的即為手電筒，須由裝設乾電池、蓄電池或充電電池以提供照明所需的電能，然電池一旦置放時間過長，則易引發不良的化學反應，進而產生滲漏液，如此不但不能供電，更可能將手電筒及燈泡腐蝕；又電池的電能總有其固定電量，因此如稍有疏忽，則易發生一旦需要緊急照明時卻苦無有電的電池可用的窘境；再者，電池實為極不環保之物，如不回收處理，則會造成環境的汙染，故必須為此付出較多的環境成本。
有鑑於上述手電筒的缺點，市面上出現有一種免電池手電筒，是利用手動式發電機產生電能以儲存於電路中，提供手電筒發光的電能。然由於手動式發電機所能產生的電能有限，以致無法迅速發電，且令儲電電路無法有效儲存電能，如此一來，於耗費許多力氣與時間後，手電筒的照明時間往往僅能有短暫的數分鐘，待電能耗盡後又必須重新以手動式發電機充電，實相當的不方便。
如能有一攜帶式照明裝置，其可提供更具有效率的發電裝置與節電措施，必可令大大增加手動發電的攜帶式照明裝置的實用性。
實用新型內容為此，本實用新型的主要目的在於提供一可攜式照明裝置，其可利用手動發電機發電，並有效地運用所產生的電能，而為一可長時間發光的照明裝置。
為達成前述目的所採取的主要技術手段是令前述照明裝置包括一殼體、一手動發電模塊、一儲電模塊與一發光二極體模塊，該手動發電模塊、儲電模塊與發光二極體模塊均置於該殼體中；又該發光二極體模塊是由複數個發光二極體和一電路板所組成，並於該電路板上設有一節電電路。
透過該手動式發電模塊，可極為有效地以拉動方式產生動力；再由該儲電模塊而可達到快速充電的效果；並由於該節電電路的作用，可維持穩定的電流予發光二極體發光或控制發光二極體的發光以達省電的目的。
前述手動發電模塊是包括一發電機構、一傳動機構與一基臺，該發電機構是設置於該傳動機構上方，該傳動機構則位於該基臺內。
前述傳動機構由上而下包括一齒輪座、一傳動齒輪組、一旋轉傳動軸、一傳動連接座、一簧片插銷、一手拉線與一卷簧。
前述齒輪座頂面是設置有該發電機構，其底面則設置有複數個齒輪軸，其中一齒輪軸是位於對應該發電機構的軸心處。
前述傳動齒輪組是由複數個齒輪組成，匹配地設置於前述齒輪軸上，且相鄰兩個齒輪適可相互嚙合。
前述旋轉傳動軸是與前述齒輪連接，其外緣沿外徑切線方向形成有四個間隔九十度的銷孔。
前述傳動連接座其外型是接近圓柱狀，與前述傳動齒輪組中的一齒輪為同軸，其頂面形成有一直徑小於外徑的同軸圓形凹槽，並形成有一缺口貫穿至圓柱徑面，供前述旋轉傳動軸置於其中，於其底面則形成有一同軸凸柱；又，該簧片插銷將一端固定於所述傳動連接座，另一端則透過該傳動連接座的缺口置入傳動連接座以與該旋轉傳動軸外緣的銷孔相鍥合；另該手拉線纏繞在所述傳動連接座上，並延伸出前述殼體外。
前述卷簧的一端是固定於該傳動連接座底面的凸柱上。
前述基臺具有一圓形凹槽，適可將前述卷簧的另一端固定於其上，並由與該齒輪座的鎖合，而將傳動機構固定於其上。
前述儲電模塊是由複數個(例如四個)電容相互串、並聯組成。
前述節電電路是包括一分段放電電路，其輸入端連接至前述儲電模塊，輸出端連接至該發光二極體，其中該分段放電電路是由至少兩個串接的電阻與兩個開關所組成，兩開關是分別跨接於前述電阻的兩端。
前述節電電路尚包括一振蕩電路，其輸入端連接至前述儲電模塊與發電機構，輸出端連接至該發光二極體，該振蕩電路是包含數個電阻R3～R7、數個電容C5、C6、數個NPN電晶體Q1、Q3與一PNP電晶體Q2，其中電晶體Q1的射極與電晶體Q2的射極連接，該電晶體Q1的基極與電阻R4、電容C5並聯，電晶體Q2的基極與電阻R5、電容C6並聯，電晶體Q1的集極與電阻R4、電容C2共同與電阻R3連接，電阻R1再與儲電模塊和發光二極體連接，電晶體Q3的基極連接電阻R7，與電晶體Q2的集極共同透過電阻R6接地，電晶體Q3的集極與發光二極體連接。
為進一步說明本實用新型的具體技術內容，以下結合實施例及附圖詳細說明如後，其中圖1是本實用新型一實施例的分解圖。
圖2是本實用新型的外觀示意圖。
圖3是本實用新型的手動發電模塊的分解圖。
圖4是本實用新型的手動發電模塊的剖視圖。
圖5是本實用新型的儲電模塊與分段放電電路的電路圖。
圖6是本實用新型的振蕩電路的電路圖。
具體實施方式
關於本實用新型如圖1、圖2所示，本實用新型手動發電的可攜式長效型照明裝置，是由下列組件組成一手動發電模塊20，是包括一發電機構21、一傳動機構22與一基臺23，該發電機構21設置於該傳動機構22的上方，該傳動機構22則設置於該基臺23內並與的固定鎖合；一儲電模塊30，是為可充電的電容器組，其與前述手動發電模塊20的發電機構21連接，以儲存該發電機構21產生的電能；一發光二極體模塊40，是包括數個發光二極體41與一電路板42，該電路板42上設有一節電電路(圖中未示)，其連接於儲電模塊30與發光二極體41之間；一殼體10，於本實施例中，是由一前後殼相對組合而成，且為一可愛的熊造型，於熊造型的肚子處設有一透明燈罩11，而熊造型的尾巴是呈獨立分離的球體12，前述手動發電模塊20、儲電模塊30與發光二極體模塊40是置於所述殼體10內。
該手動發電模塊20的構造，如圖3所示，其中該傳動機構22是包括一齒輪座221、一傳動齒輪組222、一旋轉傳動軸223、一傳動連接座224、一簧片插銷225、一手拉線226與一卷簧227；又該發電機構21是為一發電機，設置於前述齒輪座221的頂面。
前述齒輪座221是為一矩形板，其底面設置有複數個齒輪軸221a、221b，其中一齒輪軸221a是與該發電機構21的軸心連結。
前述傳動齒輪組222，是由複數個傳動齒輪222a、222b所組成，可匹配地設置於前述齒輪軸221a、221b上，並可相互嚙合。
前述旋轉傳動軸223是呈圓柱狀，與前述傳動齒輪軸221b同心，其外緣沿外徑切線方向形成有四個間隔九十度的銷孔223a，並於其頂面向上延伸出一卡合柱223b，由該卡合柱223b與該傳動齒輪軸221b連結。
前述傳動連接座224的外型接近圓柱狀，與前述旋轉傳動軸223是為同軸，其頂面形成有一直徑小於外徑的同軸圓形凹槽，供前述旋轉傳動軸223置於其中，該傳動連接座224並形成有一缺口貫穿至圓柱徑面，其底面則形成有一同軸凸柱224a。
前述簧片插銷225是將其一端固定於前述傳動連接座224上，另一端則透過該傳動連接座224的缺口置入傳動連接座224以與該旋轉傳動軸223外緣的銷孔223a相楔合。
前述手拉線226是纏繞在該傳動連接座224的外緣，並與殼體10上的球體12連接。
前述卷簧227的一端是固定於該傳動連接座224底面的凸柱224a上。
前述基臺23具有一圓形凹槽，可將前述卷簧227的另一端亦可固定於其上，並可將組合後的傳動機構22設置於其中，再由表面的鎖合孔與該齒輪座221鎖合固定，如圖4所示。
該手動發電模塊20的運作，是由拉動該球體12以牽動手拉線226，帶動該旋轉傳動軸223及傳動連接座224的旋轉，並將該卷簧227束緊，此時該簧片插銷225不會阻擋旋轉傳動軸223與傳動齒輪222b的旋轉，利用傳動齒輪222a、222b間的相互嚙合，推動該發電機構21內的磁鐵軸心旋轉，以產生電能；若釋放該球體12，則等同放開手拉線226，此時束緊的卷簧227因其彈性反作用力使傳動連接座224以反方向旋轉，並將手拉線226卷回後，該簧片插銷225則因與旋轉傳動軸223上的銷孔相抵而令旋轉傳動軸223與傳動齒輪222b停止，而不至於隨之朝反方向旋轉。
該儲電模塊30是如圖5所示，是以數個電容C1～C4所組成，其中電容C1與C2串聯，電容C3與C4串聯，其電壓則分別為兩電容的相加，再將兩串聯電路相互並聯，並使兩組串聯電容相加的電壓低於該發電機構21的電壓，如此即可令發電機構21所產生的電能容易地充入所述儲電模塊30中。
該分段放電電路421是由兩串接的電阻R1、R2與兩個開關所組成，如圖5所示，其輸入端連接至儲電模塊30，輸出端則連接至該發光二極體41，其中一開關是跨接於電阻R1的兩端，另一開關則跨接在兩電阻R1、R2相對外側的節點上。由於電容放電時，電流的衰減速度與電容及電阻有關，即當電容與電阻的乘積越大時，則放電速度越慢，故當該儲電模塊30充滿電時，則將兩開關開路，儲電模塊30送出的電流經過電阻R1、R2送至發光二極體，此時電源線上的電阻值為兩電阻之和，如此可降低儲電模塊30的放電速度；當儲電模塊30的電壓降低至3伏特時，令跨接在電阻R1兩端的開關閉路，則此時電流通過的電阻僅為R2，則儲電模塊30的放電速度略為增加；當儲電模塊30的電壓降低至1.5伏特時，則將兩開關均閉路，此時電流通過的電阻接近於0，故儲電模塊30的放電速度更快，由此三段式放電，可穩定儲電模塊30的放電速度，以達節電功效。
該振蕩電路422，如圖6所示，包含數個電阻R3～R7、數個電容C5、C6、數個NPN電晶體Q1、Q3與一PNP電晶體Q2，該發電機構21產生的電能經過一橋式整流器整流後，輸入該儲電模塊30與振蕩電路422中，其中電晶體Q1與Q2的基極分別連接有一RC電路，再透過電阻R3連接至電源與該儲電模塊30輸出端，Q2的集極透過電阻R7連接Q3的基極、透過電阻R6接地。該振蕩電路422由儲電模塊30放電時對RC電路充電，待RC電路的電壓足以令Q1與電晶體Q2導通時，亦同時令電晶體Q3導通，此時該發光二極體41發光；待RC電路將其儲存的電能放完後，電晶體Q3立即關閉，則此時發光二極體41熄滅，利用人眼的視覺暫留期間，再對RC電路充電，充滿電後，又令發光二極體41發亮。如此一來，可令該發光二極體41以適當的振蕩頻率極快速改變明暗狀態，充分利用視覺暫留的原理，以達到省電的功效。
由上述可知，透過該手動發電模塊，可輕易且迅速的產生電能；並由該儲電模塊可容易的將所產生的電能儲存起來；再由該分段放電電路採三段式放電，令電流穩定而不致迅速的流失；由振蕩電路產生的振蕩頻率快速的控制發光二極體的明暗，利用視覺暫留的原理以達到省電的功效。
綜上所述，本實用新型實為一極具進步性及實用性的佳作，且未見於刊物或公開使用，符合新型專利的申請條件，故依法提出申請。
權利要求1.一種手動發電的可攜式長效型照明裝置，其特徵在於，是包括一手動發電模塊；一儲電模塊，其與前述手動發電模塊的發電機構連接；一發光二極體模塊，是包括數個發光二極體與一電路板，該電路板上設有一節電電路，其連接於儲電模塊與發光二極體之間；一殼體，前述手動發電模塊、儲電模塊與發光二極體模塊是置於所述殼體內。
2.如權利要求1所述的手動發電的可攜式長效型照明裝置，其特徵在於，該手動發電模塊是包括一發電機構、一傳動機構與一基臺，該發電機構是設置於該傳動機構上方，該傳動機構則位於該基臺內。
3.如權利要求2所述的手動發電的可攜式長效型照明裝置，其特徵在於，該傳動機構由上而下包括一齒輪座、一傳動齒輪組、一旋轉傳動軸、一傳動連接座、一簧片插銷、一手拉線與一卷簧。
4.如權利要求3所述的手動發電的可攜式長效型照明裝置，其特徵在於，該齒輪座頂面是設置有該發電機構，其底面則設置有複數個齒輪軸，其中一齒輪軸是位於對應該發電機構的軸心處。
5.如權利要求4所述的手動發電的可攜式長效型照明裝置，其特徵在於，該傳動齒輪組是由複數個齒輪組成，匹配地設置於前述齒輪軸上，且相鄰兩個齒輪適可相互嚙合。
6.如權利要求5所述的手動發電的可攜式長效型照明裝置，其特徵在於，該旋轉傳動軸是與前述齒輪連接，其外緣沿外徑切線方向形成有四個間隔九十度的銷孔。
7.如權利要求6所述的手動發電的可攜式長效型照明裝置，其特徵在於，該傳動連接座其外型是接近圓柱狀，與前述傳動齒輪組中的一齒輪為同軸，其頂面形成有一直徑小於外徑的同軸圓形凹槽，並形成有一缺口貫穿至圓柱徑面，供前述旋轉傳動軸置於其中，於其底面則形成有一同軸凸柱，與卷簧的一端固定；又，該簧片插銷將一端固定於所述傳動連接座，另一端則透過該傳動連接座的缺口置入傳動連接座以與該旋轉傳動軸外緣的銷孔相鍥合；另該手拉線纏繞在所述傳動連接座上，並延伸出前述殼體外。
8.如權利要求1所述的手動發電的可攜式長效型照明裝置，其特徵在於，該儲電模塊是由複數個電容相互串、並聯組成。
9.如權利要求2所述的手動發電的可攜式長效型照明裝置，其特徵在於，該基臺具有一圓形凹槽，適可將前述卷簧的另一端亦固定於其上，並藉由與該齒輪座的鎖合，而將傳動機構固定於其上。
10.如權利要求1所述的手動發電的可攜式長效型照明裝置，其特徵在於，該節電電路是包括一分段放電電路，其輸入端連接至前述儲電模塊，輸出端連接至該發光二極體，其中該分段放電電路是由至少兩個串接的電阻與兩個開關所組成，兩開關是分別跨接於前述電阻的兩端；一振蕩電路，其輸入端連接至前述儲電模塊與發電機構，輸出端連接至該發光二極體，該振蕩電路是包含數個電阻R3～R7、數個電容C5、C6、數個NPN電晶體Q1、Q3與一PNP電晶體Q2，其中電晶體Q1的射極與電晶體Q2的射極連接，該電晶體Q1的基極與電阻R4、電容C5並聯，PNP電晶體Q2的基極與電阻R5、電容C6並聯，電晶體Q1的集極與電阻R4、電容C2共同與電阻R3連接，電阻R1再與儲電模塊和發光二極體連接，電晶體Q3的基極連接電阻R7，與電晶體Q2的集極共同透過電阻R6接地，電晶體Q3的集極與發光二極體連接。
專利摘要本實用新型是關於一種手動發電的可攜式長效型照明裝置，利用一手動發電模塊發電可有效率的發電並儲存其產生的電能，再由一節電電路將儲電作最有效的利用，使本實用新型的照明裝置得以提供長時間且高亮度的照明。
文檔編號F21Y101/02GK2826146SQ20052011302
公開日2006年10月11日 申請日期2005年7月11日 優先權日2005年7月11日
發明者張忠明, 張棟財 申請人:張忠明, 張棟財