一種帶線圈智能發電球的製作方法

2023-05-01 17:21:46

本發明涉及智能球技術領域，具體涉及一種帶線圈智能發電球。

背景技術：

球體，例如足球、籃球、橄欖球等，其作為運動載體的同時被不斷地通過拍打、撞擊等方式實現運動輔助功能。然而，現有的球體其功能定位僅限於運動輔助，而球體本身由於被外部勢能的作用而產生的形變和震動的本身能量，卻沒有被很好的利用。在現有公開的技術中，有技術方案是通過在球體內部設置電感發電裝置，並配合感應電路來實現對球體彈性形變或運動過程中勢能的捕捉和利用。現有的一般方式是採用通過彈簧等方式將永磁體固定於球體內部，並配合套設在永磁體外部的感應線圈，通過永磁體及彈簧在運動過程中的運動切割感應線圈，來實現低速電磁發電。然而這種方式其採用永磁體運動和感應線圈固定的方式，則容易造成永磁體碰撞線圈而導致故障，且整個發電裝置的位置不好固定，需要在球體內部填充固定物質，從而增加整個球體的重量，改變球體重量的標準，不利於標準化推廣。且其由于震動無法有效傳導而導致發電效率低。

技術實現要素：

為此，需要提供一種帶線圈智能發電球，通過在球體內部易於固定並實現配重均衡的電磁發電裝置，並且通過對整個球體及其內部結構的改變，實現球體運動過程中對於球體形變及運動勢能的高效捕捉，並最大程度地轉換為電能進行存儲。

為實現上述目的，本發明提供了一種帶線圈智能發電球，包括球體，所述球體內部設有永磁體組件和導線組件，所述永磁體組件包括相對設置的兩固定薄膜，以及分別設置在兩固定薄膜上的兩永磁體，所述導線組件包括固定在球體內壁的電路組件和線圈，所述線圈包括一環形導線繞組，所述環形導線繞組位於兩永磁體的相對面內，所述環形導線繞組的兩端與球體內壁緊密貼合後與所述電路組件構成閉合迴路。

進一步的，所述環形導線繞組的兩端均勻布設在電路組件兩側構成半圓形結構。從而保證所述環形導線繞組及其繼續延伸的兩端的能夠更好地實現配重平衡，並且將環形導線繞組的兩端均勻布設在電路組件兩側，環形導線繞組設置在位於兩永磁體的相對面內，從而能夠保證環形導線繞組在運動過程中能夠充分切割永磁體的磁場線，並在環形導線繞組中產生EMF。

進一步的，所述電路組件包括蓄電池和主控板，所述蓄電池與環形導線繞組構成閉合充電迴路，所述蓄電池為主控板提供工作電源。

更進一步的，所述電路組件還包括交流轉直流模塊、電壓轉換模塊和充電控制模塊，所述交流轉直流模塊與線圈電性連接，交流轉直流模塊與電壓轉換模塊電性連接，電壓轉換模塊與充電控制模塊電性連接，充電控制模塊與蓄電池和主控板電性連接，充電控制模塊通過管理蓄電池對主控板進行智能供電。

進一步的，所述環形導線繞組的兩端位於兩永磁體的相對面外。

進一步的，所述固定薄膜的圓周邊緣與球體內壁緊密固定貼合。

進一步的，所述固定薄膜為圓形薄膜，採用TPU材質製作而成，兩固定薄膜的對稱軸與球體的中心軸重合。

更進一步的，圓形薄膜中部具有一圓形安裝囊，所述永磁體為圓形永磁體，該圓形永磁體嵌入圓形安裝囊內。在製作過程中，該圓形薄膜可以通過兩片TPU膜夾設一永磁體在中部，並在邊緣處將兩片TPU膜貼合，兩片TPU中部形成一固定有圓形永磁體的圓形安裝囊。

更進一步的，兩永磁體的對稱軸與球體的中心軸重合。

區別於現有技術，上述技術方案通過採用在球體內部設置一種全新結構的永磁體組件，將兩永磁體相對固定設置在相對的兩固定薄膜內，固定薄膜的邊緣與球體內壁緊密連接從而實現永磁體的定位，而固定薄膜在球體運動和形變過程中也會發生形變，從而形成永磁體在球體內壁的緩衝裝置，避免永磁體在球體運動過程中由於形變導致該永磁體碰撞球體內壁或其他部件從而造成損壞。而同時，兩永磁體是採用嵌設在固定薄膜內的方式與固定薄膜連接，從而良好地作為永磁體的運動緩衝裝置，且避免了傳統採用彈簧等方式造成永磁體碰撞損壞。且導線組件採用環狀結構，一部分與電路組件固定在球體內壁，另一部分自由懸空形成環形導線繞組，環形導線繞組在球體運動和形變過程中，環形導線繞組可以通過運動並做切割磁場運動。

附圖說明

圖1為本發明一種帶線圈智能發電球的實施例的結構示意圖。

圖2為本發明一種帶線圈智能發電球的實施例的剖視示意圖。

圖3為本發明一種帶線圈智能發電球的實施例的電路原理圖。

附圖標記說明：

1、球體，2、固定薄膜，3、永磁體，4、電路組件，41、蓄電池，42、主控板，43、交流轉直流模塊，44、電壓轉換模塊，45、充電控制模塊5，線圈，51、環形導線繞組，52、環形導線繞組的兩端，53、固定點。

具體實施方式

為詳細說明技術方案的技術內容、構造特徵、所實現目的及效果，以下結合具體實施例並配合附圖詳予說明。

請參閱圖1至圖3，本實施例的一種帶線圈智能發電球，包括球體1，所述球體1內部設有永磁體組件和和導線組件，所述永磁體組件包括相對設置的兩固定薄膜2，以及分別設置在兩固定薄膜2上的兩永磁體3，所述固定薄膜2為圓形薄膜2，採用TPU材質製作而成，兩固定薄膜2的對稱軸與球體1的中心軸重合。也就是說兩固定薄膜2是相互平行的，兩固定薄膜2之間的垂直距離大約為球體直徑R的1/5-1/2，所述固定薄膜2的圓周邊緣與球體1內壁緊密固定貼合。圓形薄膜2中部具有一圓形安裝囊21，所述永磁體3為圓形永磁體3，該圓形永磁體3嵌入圓形安裝囊21內。在製作過程中，該圓形薄膜可以通過兩片TPU膜夾設一永磁體3在中部，並在邊緣處將兩片TPU膜貼合，兩片TPU中部形成一固定有圓形永磁體3的圓形安裝囊21。在另一些實施例中，該安裝囊21可以製作成方形或其他形狀，而相應的永磁體3也可以製作成方形或其他形狀。兩永磁體3的對稱軸與球體1的中心軸重合。且永磁體3設計成薄片狀，兩片永磁體3相對設置，能夠保證磁場的感應面積。本實施例中，該TPU膜的厚度可以設計成1mm-5mm，厚度越大則其能夠負載的永磁體體積和重量越大，但是又不能無限增大TPU膜的厚度，否則會給整個球體的總重量以及球皮表面所受的拉升張力均衡度造成影響。由於TPU膜屬於透氣膜，因此在球體內部設置TPU膜並不會給整個球體的充放氣造成較大影響，相反能夠保證球體內部各氣體腔室中的氣壓均衡。

兩固定薄膜2與球體的固定可以採用兩種方式，其一，首先製作固定薄膜2並在其內部嵌入永磁體3，然後在將組合好的永磁體組件配合線圈，在球體內膽的製作過程中作為製作材料的一部分，一體化成型。其二，首先製作球體內膽，完成後充氣並預留安裝孔，通過安裝孔伸入球體內膽內部，將事先製作完成好的永磁體組件和線圈固定在球體內膽內壁，並通過粘合劑與球體內膽內壁緊密粘合。

所述導線組件包括固定在球體1內壁的電路組件4和線圈5，以及與電路組件4構成閉合迴路連接的運動導線5，所述線圈5包括一環形導線繞組51，所述環形導線繞組51位於兩永磁體的相對面內，所述環形導線繞組的兩端52與球體內壁緊密貼合後與所述電路組件4構成閉合迴路。本實施例中，所述環形導線繞組的兩端52均勻布設在電路組件4兩側，固定在電路組件4兩側，從而保證環形導線繞組51及其繼續延伸的兩端52能夠更好地實現配重平衡，環形導線繞組兩端52與環形導線繞組51之間有兩個固定點53，環形導線繞組兩端52從電路組件4兩側至固定點53之間都是均勻呈現半圓形設置在球體1內壁，環形導線繞組51設置在位於兩永磁體3的相對面內，從而能夠保證環形導線繞組51在運動過程中能夠充分切割永磁體的磁場線，並在環形導線繞組51中產生EMF。

本實施例中，所述電路組件4包括蓄電池41和主控板42，所述蓄電池41與運動導線5構成閉合充電迴路，所述蓄電池41為主控板42提供工作電源。所述電路組件4還包括交流轉直流模塊43、電壓轉換模塊44和充電控制模塊45，所述交流轉直流模塊43與運動導線5電性連接，交流轉直流模塊43與電壓轉換模塊44電性連接，電壓轉換模塊44與充電控制模塊45電性連接，充電控制模塊45與蓄電池41和主控板42電性連接，充電控制模塊45通過管理蓄電池41對主控板42進行智能供電。

本發明的工作原理為：通過採用在球體內部設置一種全新結構的永磁體組件，將兩永磁體相對固定設置在相對的兩固定薄膜內，固定薄膜的邊緣與球體內壁緊密連接從而實現永磁體的定位，而固定薄膜在球體運動和形變過程中也會發生形變，從而形成永磁體在球體內壁的緩衝裝置，避免永磁體在球體運動過程中由於形變導致該永磁體碰撞球體內壁或其他部件從而造成損壞。而同時，兩永磁體是採用嵌設在固定薄膜內的方式與固定薄膜連接，從而良好地作為永磁體的運動緩衝裝置，且避免了傳統採用彈簧等方式造成永磁體碰撞損壞。且導線組件採用環狀結構，一部分與電路組件固定在球體內壁，另一部分自由懸空形成環形導線繞組，環形導線繞組在球體運動和形變過程中，擺動件的擺動可以加速運動段的運動並更好地做切割磁場運動。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者終端設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者終端設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括……」或「包含……」限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者終端設備中還存在另外的要素。此外，在本文中，「大於」、「小於」、「超過」等理解為不包括本數；「以上」、「以下」、「以內」等理解為包括本數。

儘管已經對上述各實施例進行了描述，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例做出另外的變更和修改，所以以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利保護範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍之內。