一種人力充電型手機的製作方法

2023-10-04 13:56:34

專利名稱：一種人力充電型手機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種藉助於人力進行充電的人力充電型手機，其可在沒有外界電 源的情況下給手機提供持久的電力供應；其工作原理是設置於手機機殼內的緊湊性人力驅 動的電磁發電裝置產生電力，該電力通過轉換晶片進行轉換後存儲在手機內的微充電電池 中，最後通過微充電電池直接給手機供電。
背景技術：
隨著社會工業化的加深，經濟的增長，人們生活水平的提高，能源的供需矛盾日益 尖銳。尋求和開發可再生的、清潔的能源已成為能源可持續發展的唯一選擇。在能源供需 矛盾日益突出的今天，人體運動產生的機械能作為一種可再生的、清潔的、普遍存在的能量 受到了人們越來越多的重視。當前，人力發電的研究正在如火如荼的進行中，結合人體各種 運動方式的人力發電的機械設備可謂層出不窮。無疑，隨著常規能源的日益枯竭，以及發展 低碳能源技術重要性的日益體現，人力發電技術會得到更進一步的研究和探討。當今，通訊事業高速發展，作為主要通訊工具的手機已逐漸成為了人們生活中的 必需品。但是就手機供電方面，其還存在很多的不足和急待解決的問題。首先，手機的耗能 巨大，手機用戶的數量每年都在節節攀升，據相關報導我國2010年手機用戶將達7. 38億； 如果按當前市場上手機所用的3. 7V左右的鋰電池來計算，這些手機的耗電量將是巨大的， 對於化石能源日益枯竭的今天來說這是一個不容忽視的數字。其次，手機必須依靠外界電 源供電，給人們帶來了很大不便；手機用戶經常會碰到在通話或者急需使用手機時手機卻 沒電，並且在周圍環境中也找不到可以為手機供電的電源這類尷尬的事情。例如在野外作 業，在海底工作等。最後，手機充電器的攜帶不方便；為了保證手機能正常工作，人們在出 差、旅遊等時都要帶上笨重的手機充電器，這大大地增加了人們出行的負擔和麻煩。

實用新型內容本實用新型目的在於，克服上述存在的諸多問題和需要而提供了一種人力充電手 機，其無需外界電源也不必使用額外的充電器就可以為手機提供持久的電力，在節能環保 的同時給人們的工作和生活帶來了很大的便利；其將人力電磁發電裝置、微充電電池及轉 換晶片等有效地結合起來，為手機提供了一個節能、環保、便利、持久的供電模式。為實現上述實用新型目的，本實用新型提供的技術方案如下本實用新型提供的人力充電型手機，其包括一手機；一裝於所述手機電池盒內的微充電電池14 ；其特徵在於，還包括一軸向垂直地固定安裝在所述手機電池盒內底面上的固定軸27 ；一安裝於所述固定軸27上的電磁發電裝置12 ；所述電磁發電裝置12的結構如 下從固定軸27最內側起依次固定在所述固定軸27上的爪式磁極25、AC-DC轉換晶片24 和線圈；[0011]依次轉動地安裝於所述固定軸27上的線圈之後的圓餅狀永磁鐵23和圓形杯狀永 磁狄托盤21 ；所述圓餅狀永磁鐵23位於所述圓形杯狀永磁狄托盤21的圓形杯內；所述圓 形杯狀永磁狄托盤21杯底外側面中心處固定一凸臺30 ；依次固定安裝於所述凸臺30上的盤形彈簧26和將盤形彈簧26扣裝其中的盤形 彈簧蓋22，所述盤形彈簧蓋22內側固定端固定在所述凸臺30上，所述盤形彈簧蓋22外側 自由端由設於所述盤形彈簧蓋22側面上的自由端出口 28導出，最後通過手機外殼上盤形 彈簧自由端出口處引出；所述爪式磁極25扣裝在所述AC-DC轉換晶片之上，並伸到圓餅狀 永磁鐵與圓形杯狀永磁狄托盤21的間隙中；一位於手機電池盒內與AC-DC轉換晶片24相連的DC-DC轉換晶片13 ；所述DC-DC 轉換晶片13另一端與所述微充電電池14電連接。所述的爪式磁極25為分布於圓周方向的具有至少2個磁極的爪式磁極，其材質為 導磁材料；並以分布於圓周方向的8個磁極的八爪磁極(材質為不鏽鋼)為優選；所述的微充電電池為超級電容電池或快速電存儲設備。所述的微充電電池以鋰電 池為優選。本實用新型的電磁發電裝置中的爪式磁極25固定在固定軸27最靠近手機機殼 的位置，在爪式磁極25之後的沿軸方向固定有與其同軸的AC-DC轉換晶片和線圈；爪式磁 極25、AC-DC轉換晶片24和線圈都作為不動部件固定在固定軸27上，而圓形杯狀永磁狄托 盤21與它們同軸裝配在固定軸27上，但其可以繞固定軸27轉動；圓餅狀永磁鐵23固定在 圓形杯狀永磁狄托盤21內部，在圓形杯狀永磁狄托盤21的帶動下可以繞固定軸27轉動； 圓形杯狀永磁狄托盤21的杯底外側面中心處有一個凸臺30，在此凸臺30上裝有盤形彈簧 26，盤形彈簧26類似於鋼捲尺結構，拉伸時尺寸很大，但收縮後體積十分緊湊；當人力拉動 在手機側面的盤形彈簧26的自由端時，盤形彈簧26被拉開且同時產生一個向回卷的力，當 施在盤形彈簧26自由端的力撤銷時，盤形彈簧26在彈性力的作用下向回卷緊；盤形彈簧 26在被拉開和自由回卷的過程中都會帶動電磁發電裝置中的圓形杯狀永磁狄托盤21繞固 定軸27轉動，固定在圓形杯狀永磁狄托盤21另一面的圓餅狀永磁鐵23也將被帶動繞固定 軸27做圓周運動，圓餅狀永磁鐵23的轉動導致爪式磁極的極性發生周期性變化，從而使被 磁極所包圍的線圈周圍的磁場發生周期性變化，最後在線圈中產生交變的電流；產生的電 流通過AC-DC轉換晶片處理後變為直流電，此直流電再通過DC-DC轉換晶片處理後存儲在 微充電電池14中供手機使用。所述的微充電電池14可採用超級電容電池(並以鋰電池為優選)或快速電存儲 設備，存儲通過DC-DC轉換晶片處理後的電力。所述的整流晶片包括AC_DC轉換晶片和DC-DC轉換晶片；其中AC-DC轉換晶片固 定在線圈與磁極之間，線圈中產生的交流電通過此晶片處理後轉換為直流電；而DC-DC轉 換晶片的一端接AC-DC轉換晶片，另一端接電池，其作用是將通過AC-DC轉換晶片處理得到 的直流電轉換為可以為微充電電池充電的電流，以備後續為電池充電所用。所述的手機的其他功能部件包括除了上述手機供電的部件外，為實現手機基本功 能應具有的其他所有功能部件，其主要有主板，顯示屏，按鍵組，天線等。本實用新型的優點在於可部分緩解當前的能源危機，把低能量密度、低品位的人 體動能利用起來；綠色環保，對低碳經濟有積極貢獻；為手機提供了便捷、節能、環保、持久的供電模式。
圖1為本實用新型結構的爆炸圖；圖2為本實用新型電磁發電裝置結構的示意圖；圖3為本實用新型手機外殼結構圖；圖4-1和附圖4-2為本實用新型總裝配圖；圖5為本實用新型電磁發電裝置結構的爆炸圖；圖6為本實用新型電磁發電裝置結構的爆炸圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例進一步描述本實用新型。圖1為本實用新型結構的爆炸圖；圖2為本實用新型電磁發電裝置結構的示意圖； 圖3為本實用新型手機外殼結構圖；附圖4-1和附圖4-2為本實用新型總裝配圖；圖5為本 實用新型電磁發電裝置結構的爆炸圖；圖6為本實用新型電磁發電裝置結構的爆炸圖；由 圖可知，本實用新型提供的人力充電型手機，其包括一手機；一裝於所述手機電池盒內的微充電電池14 ；其特徵在於，還包括一軸向垂直地固定安裝在所述手機電池盒內底面上的固定軸27 ；一安裝於所述固定軸27上的電磁發電裝置12 ；所述電磁發電裝置12的結構如 下從固定軸27最內側起依次固定在所述固定軸27上的爪式磁極25、AC-DC轉換晶片24 和線圈；依次轉動地安裝於所述固定軸27上的線圈之後的圓餅狀永磁鐵23和圓形杯狀永 磁狄托盤21 ；所述圓餅狀永磁鐵23位於所述圓形杯狀永磁狄托盤21的圓形杯內；所述圓 形杯狀永磁狄托盤21杯底外側面中心處固定一凸臺30 ；依次固定安裝於所述凸臺30上的盤形彈簧26和將盤形彈簧26扣裝其中的盤形 彈簧蓋22，所述盤形彈簧蓋22內側固定端固定在所述凸臺30上，所述盤形彈簧蓋22外側 自由端由設於所述盤形彈簧蓋22側面上的自由端出口 28導出，最後通過手機外殼上盤形 彈簧自由端出口處引出；所述爪式磁極25扣裝在所述AC-DC轉換晶片之上，並伸到圓餅狀 永磁鐵與圓形杯狀永磁狄托盤21的間隙中；一位於手機電池盒內與AC-DC轉換晶片24相連的DC-DC轉換晶片13 ；所述DC-DC 轉換晶片13另一端與所述微充電電池14電連接。所述的爪式磁極25為分布於圓周方向的具有至少2個磁極的爪式磁極，其材質為 導磁材料；並以分布於圓周方向的8個磁極的八爪磁極(材質為不鏽鋼)為優選；所述的微充電電池為超級電容電池或快速電存儲設備。所述的微充電電池以鋰電 池為優選。從附圖1給出的人力充電手機結構的爆炸圖可清晰地給出了本實用新型中各大 部件的布局情況；本實用新型的人力充電型手機的基本工作原理是當人拉動電磁發電裝 置中盤形彈簧的自由端時，盤形彈簧被拉開且同時產生了一個向回卷的力，當施在盤形彈
5簧自由端的力撤銷時，盤形彈簧在恢復彈性形變力的作用下向回卷緊；在盤形彈簧被拉開 和自由回卷的過程中都會帶動電磁發電裝置中的永磁鐵座繞固定軸轉動，此時固定在永磁 鐵座中的永磁鐵將跟隨其一起轉動，永磁鐵的轉動使處於永磁鐵座與永磁鐵間隙中的磁極 發生周期性變化，磁極的變化導致線圈周圍的磁場發生變化，最後在線圈中產生交變的電 流。此交變的電流通過固定在線圈上的AC-DC轉換晶片轉換為直流電，此直流電再通過 DC-DC轉換晶片處理後轉換為可以為微充電電池供電的電流存儲在鋰電池中，此後電池將 直接給手機供電；圖中標號「 15」為手機電池盒盒蓋，標號「11」為手機機殼。附圖2是本實用新型電磁發電裝置的結構示意圖，從圖中可以看出其主要由永磁 鐵座，永磁鐵，盤形彈簧，AC-DC轉換晶片，線圈，磁極，盤形彈簧蓋7部分組成，它們都同軸 安裝在附圖3所示的手機外殼內部的固定軸上。其中，磁極固定在最靠近機殼的位置，沿 著固定軸的方向分別裝配有AC-DC轉換晶片，線圈，永磁鐵，永磁鐵座，盤形彈簧，盤形彈簧 蓋。AC-DC轉換晶片、線圈和磁極都固定在固定軸上不能繞軸轉動。永磁鐵座同軸裝配在固 定軸上，且可以繞固定軸轉動。盤形彈簧的非自由端固定在永磁鐵座具有凸臺的一面，自由 端通過盤形彈簧蓋上盤形彈簧的出口延伸到盤形彈簧蓋外，最後通過手機外殼上盤形彈簧 自由端出口處引出。盤形彈簧蓋同軸裝配在固定軸上，但是其不能繞固定軸轉動。另外，永 磁鐵固定在永磁鐵座沒有凸臺的一面，其可以跟隨永磁鐵座繞固定軸轉動。附圖3給出了本實用新型手機外殼的結構示意圖，從圖中可以清晰地看到固定軸 的位置，此固定軸的主要作用是一方面，支撐和連接永磁鐵座、永磁鐵、盤形彈簧、AC-DC 轉換晶片、線圈、磁極、盤形彈簧蓋這7個部件；另一方面，其將這些部件固定在手機外殼 上。同時，附圖3還給出了手機外殼上盤形彈簧自由端出口位置，盤形彈簧的自由端通過此 出口引出方便拉動。附圖4為本實用新型的總裝配圖，從圖中可以清晰地看到盤形彈簧自由端伸出手 機外殼的位置。另外，可以看到在盤形彈簧自由端有一個圓柱形的手柄，其作用是一方面， 防止了人們在拉動盤形彈簧時被彈簧劃傷；另一方面，此手柄正好卡在手機外殼盤形彈簧 自由端出口的位置，防止盤形彈簧在彈性力的作用下縮回手機外殼內。附圖5給出了沿固定軸方向電磁發電裝置結構的爆炸圖，其清晰地給出了本實用 新型中電磁發電裝置各組成部件的布局和裝配關係，有助於更好地理解電磁發電裝置的工 作原理。附圖6給出了與附圖5沿固定軸相反方向的電磁發電裝置結構的爆炸圖，其作為 附圖5的補充圖與附圖5相結合可以更全面地表達電磁發電裝置中各部件的結構。例如， 從附圖6中可以清楚地看到盤形彈簧蓋上盤形彈簧自由端伸出口的位置，而此結構在附圖 5上卻看不到。但是，附圖5上可以看到在附圖6上被遮住的電磁鐵座上的凸臺。使用時，根據手機電力的多少，打開充電開關後，人手可拉動盤形彈簧自由端，從 而驅動切割磁力線產生電力，這其中一部分可直接用於手機，另一部分則可存儲於電池中， 供後續使用。本實用新型提供的人力充電型手機具有很多優點，自給自足，綠色環保，特別是可 在無任何外界電力供應的場合下使用，其人力發電方式甚至提供了一種手機保健功能。因 而在許多場合下具有十分重要的用途。最後所應說明的是，以上人力充電型手機實施例僅用以說明本實用新型的技術方
6案而非限制。儘管參照實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當 理解，對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，都不脫離本實用新型技術方案的 精神和範圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍當中。
權利要求一種人力充電型手機，其包括一手機；一裝於所述手機電池盒內的微充電電池(14)；其特徵在於，還包括一軸向垂直地固定安裝在所述手機電池盒內底面上的固定軸(27)；一安裝於所述固定軸(27)上的電磁發電裝置(12)；所述電磁發電裝置(12)的結構如下從固定軸(27)最內側起依次固定在所述固定軸(27)上的爪式磁極(25)、AC DC轉換晶片(24)和線圈；依次轉動地安裝於所述固定軸(27)上的線圈之後的圓餅狀永磁鐵(23)和圓形杯狀永磁狄托盤(21)；所述圓餅狀永磁鐵(23)位於所述圓形杯狀永磁狄托盤(21)的圓形杯內；所述圓形杯狀永磁狄托盤(21)杯底外側面中心處固定一凸臺(30)；依次固定安裝於所述凸臺(30)上的盤形彈簧(26)和將盤形彈簧(26)扣裝其中的盤形彈簧蓋(22)，所述盤形彈簧蓋(22)內側固定端固定在所述凸臺30上，所述盤形彈簧蓋(22)外側自由端由設於所述盤形彈簧蓋(22)側面上的自由端出口(28)導出，最後通過手機外殼上盤形彈簧自由端出口引出手機機殼外；所述爪式磁極(25)扣裝在所述AC DC轉換晶片(24)之上，並伸到圓餅狀永磁鐵與圓形杯狀永磁狄托盤(21)的間隙中；一位於手機電池盒內與AC DC轉換晶片(24)相連的DC DC轉換晶片(13)；所述DC DC轉換晶片(13)另一端與所述微充電電池(14)電連接。
2.按權利要求1所述的人力充電型手機，其特徵在於，所述的爪式磁極(25)為分布於 圓周方向的具有至少2個磁極的爪式磁極，其材質為導磁材料。
3.按權利要求2所述的人力充電型手機，其特徵在於，所述的爪式磁極(25)為分布於 圓周方向的8個磁極的八爪磁極，其材質為不鏽鋼。
4.按權利要求1所述的人力充電型手機，其特徵在於，所述的微充電電池為超級電容 電池或快速電存儲設備。
5.按權利要求4所述的人力充電型手機，其特徵在於，所述超級電容電池為鋰電池。
專利摘要一種人力充電型手機，其包括手機和微充電電池；特點是還包括固定裝在電池盒內底面上的固定軸；裝於固定軸上的電磁發電裝置；電磁發電裝置結構是從固定軸最內側起依次固定在固定軸上的爪式磁極、AC-DC轉換晶片和線圈；依次轉動地裝於固定軸上線圈之後的圓餅狀永磁鐵和圓形杯狀永磁狄托盤；永磁狄托盤杯底外側中心處設一凸臺；依次裝於凸臺上的盤形彈簧和盤形彈簧蓋，盤形彈簧固定端固定在凸臺上，彈簧自由端由設於盤形彈簧蓋側面上的自由端出口導出，並引出機殼外；位於手機電池盒內與AC-DC轉換晶片相連的DC-DC轉換晶片；DC-DC轉換晶片另一端與微充電電池電連接；具有綠色環保，便捷、節能、持久為手機供電的低碳。
文檔編號H04M1/02GK201766624SQ20102018881
公開日2011年3月16日 申請日期2010年5月7日 優先權日2010年5月7日
發明者代丹, 劉靜 申請人:中國科學院理化技術研究所