專利名稱：直線式自發(fā)電儲能手電筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自發(fā)電的無源手電筒，其能夠?qū)⒅本€擺動的動能轉(zhuǎn)化為電能，并儲備起來，隨時(shí)給手電筒提供電力。
2、電池存在環(huán)境污染。眾所周知，廢舊電池是很難處理的，其在自然界中存在的時(shí)間相當(dāng)長，給環(huán)境帶來很大的污染，處理廢舊電池現(xiàn)在仍然是現(xiàn)代社會的一個(gè)難題。
3、傳統(tǒng)的電熱式小燈泡容易燒壞。由于電源的電壓隨著手電筒的使用慢慢降低，給燈泡提供的電流不穩(wěn)定，使得小燈泡需要承受的電流變化比較大，長期使用，燈泡容易燒壞。
其中，最主要的問題是廢舊電池帶來的環(huán)境污染依目前的技術(shù)手段無法消除。出于對我們?nèi)祟惿姝h(huán)境的考慮，人們根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律設(shè)計(jì)了自發(fā)電式手電筒。
如專利88216056.7、90209797.0、99206654.9、01219872.2所描述的那樣，這些設(shè)計(jì)通常采用齒輪或者齒條傳動，手電筒的外部設(shè)置手動的壓桿來提供動能，然后通過微型發(fā)電機(jī)將動能轉(zhuǎn)化為電能，為發(fā)光源提供照明電力。這些設(shè)計(jì)有兩個(gè)較大的問題一是動能轉(zhuǎn)化為電能的方式和結(jié)構(gòu)雖然緊湊，但是部件太多，過于復(fù)雜，安裝或者使用時(shí)，容易產(chǎn)生部件之間配合的問題以及發(fā)生損壞，同時(shí)，長期使用的要求對上述的部件本身的質(zhì)量要求比較高，這相應(yīng)地增加了上述產(chǎn)品的加工生產(chǎn)成本；二、手動的壓桿是利用外力，尤其是手扳動或者壓動的作用來提供動能，從而帶動磁鐵轉(zhuǎn)動，使固定的感應(yīng)線圈回路產(chǎn)生感應(yīng)電流，由此，需要使用者利用外力特別是手部的力量來給上述的產(chǎn)品增加電力，這從人體工學(xué)的角度來看，由于只利用手部或者手指的力量，對于手部或者手指的力量不強(qiáng)的群體就不太適應(yīng)，反而對使用者的條件作了限制。因此，上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和適應(yīng)性有待于提高。
另外，上述結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使得手電筒本身無法密封，不能防水，對于環(huán)境的適應(yīng)能力不強(qiáng)，尤其是多雨或者多水的環(huán)境難以應(yīng)用。
本實(shí)用新型的另一個(gè)目的是提供一種高效利用動能發(fā)電的直線式自發(fā)電儲能手電筒，其利用彈性裝置使得搖動或者擺動的動能能夠充分的得到利用。
本實(shí)用新型的另一個(gè)目的是提供一種完全封閉的直線式自發(fā)電儲能手電筒，該手電筒能夠防止水的進(jìn)入，保障手電筒的使用安全。
本實(shí)用新型的另一個(gè)目的是提供一種發(fā)光源可靠性好，工作壽命長的直線式自發(fā)電儲能手電筒。
基于上述目的，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種直線式自發(fā)電儲能手電筒，包含有發(fā)光源、殼體、開關(guān)以及控制電路，其特征在于殼體的內(nèi)部和發(fā)光源的后部設(shè)置有利用往復(fù)運(yùn)動發(fā)電的往復(fù)發(fā)電裝置。上述的往復(fù)發(fā)電裝置包括感應(yīng)線圈、能夠往復(fù)運(yùn)動的永久磁鐵以及微型發(fā)電機(jī)，感應(yīng)線圈固定于所述的手電筒的內(nèi)部，永久磁鐵從其中穿過，并在直線滑道內(nèi)隨著外殼的搖動做往復(fù)運(yùn)動；微型發(fā)電機(jī)將永久磁鐵的動能轉(zhuǎn)化為交流電能，再通過橋式整流電路將交流電變成直流電，然后利用超大容量的電解電容器濾波并充電儲能，就可以達(dá)到動能轉(zhuǎn)化為手電筒電能并且隨時(shí)儲存的效果。
往復(fù)發(fā)電裝置沿手電筒的縱向設(shè)置，其感應(yīng)線圈固定在靠近手電筒側(cè)壁的固定裝置上，固定裝置形成便于永久磁鐵縱向滑動的直線滑道。
上述的永久磁鐵是釹鐵硼永久磁鐵。
所述的往復(fù)發(fā)電裝置的磁鐵的兩側(cè)設(shè)置有彈性緩沖裝置，該裝置能夠?qū)⒂谰么盆F的運(yùn)動動能轉(zhuǎn)化為勢能，再將勢能轉(zhuǎn)化為使永久磁鐵反方向運(yùn)動的動能提供給永久磁鐵，為其提供初試的運(yùn)動動能，能夠充分、有效地利用手電筒搖動產(chǎn)生的能量。
上述的彈性緩沖裝置由緩沖塊、彈簧組成，緩沖塊位于彈簧的前方，并設(shè)置在彈簧上，以支撐做直線往復(fù)運(yùn)動的永久磁鐵。
所述的手電筒內(nèi)可以設(shè)置磁控管作為電源開關(guān)，對應(yīng)的外部設(shè)置相應(yīng)的磁鐵，以便于將手電筒的殼體密封，制作成防水的結(jié)構(gòu)。
所述的手電筒，其發(fā)光源可以采用超光LED，這樣使得其工作壽命達(dá)到數(shù)萬小時(shí)，可靠性比普通的小燈泡大大提高。
由此，當(dāng)手電筒被搖動或者擺動時(shí)，永久磁鐵在直線滑道內(nèi)隨著外殼的搖動或者擺動做往復(fù)運(yùn)動，感應(yīng)線圈回路則產(chǎn)生交流電流，并通過橋式整流電路將交流電變?yōu)橹绷麟?，超大容量電解電容器進(jìn)行濾波并將電能儲備起來，以備照明使用。
當(dāng)電解電容器內(nèi)儲存有電能或者擺動手電筒時(shí)，將開關(guān)推掣至開的位置，磁鐵靠近磁控管，磁控管接通，致使超光LED工作，開始照明；將開關(guān)推掣至關(guān)的位置，磁鐵就遠(yuǎn)離磁控管，不再對磁控管產(chǎn)生作用，磁控管則自動斷開，致使電路不能接通，超光LED不工作，不能照明。磁控管的斷開與否，不影響搖動或者擺動手電筒對電解電容器的充電、儲能。
本實(shí)用新型采用直線式的往復(fù)運(yùn)動進(jìn)行發(fā)電儲能方式，能夠極其方便地將動能轉(zhuǎn)化為電能，并將其儲備起來，然后在照明時(shí)使用。其不需要用手部或者手指的力量扳動，來對手電筒進(jìn)行充電，不需要手電筒內(nèi)部設(shè)置的復(fù)雜的將動能利用的傳動機(jī)構(gòu)，避免了上述機(jī)構(gòu)帶來的傳動、配合以及磨損的問題，同時(shí)，只需要擺動或者搖動手電筒就可以發(fā)電、儲能，十分方便于應(yīng)用，任何人都可以使用，只要他能夠隨意第搖動或者擺動手電筒。
基于此結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型還可以設(shè)置其它的增強(qiáng)功能裝置，如防水裝置，以增加密封性能，使其能夠應(yīng)用在更為廣泛的環(huán)境中；更為節(jié)能有效的發(fā)光源，以提高手電筒的使用壽命和可靠性。


圖1中，1為掛環(huán)，2為螺釘，3為外殼，4為永久磁鐵，5為緩沖塊，6為彈簧，7為PCB半成品，8為螺釘，9為上蓋，10為透鏡，11為超光LED，12為反光罩，13為防水圖，14為磁控管，15為推掣，16為磁鐵，17為蓋片，18為防水壓片，19為防水墊，20為感應(yīng)線圈，21為防水底蓋，22為固定裝置，23為滑道。
圖2中，M1是擺動式微型發(fā)電機(jī)，D1-D4為橋式整流電路的四個(gè)整流二極管，C1和C2是兩個(gè)電解電容器，SW1為磁控管，LED1為超光LED。
超光LED支撐架的下方固定有PCB半成品7，PCB半成品的適當(dāng)部位通過螺釘8固定有磁控管14，同時(shí)，對應(yīng)于磁控管14的部位設(shè)有手電筒開關(guān)。
手電筒開關(guān)包括磁鐵16和推掣15，磁鐵16被推掣15包容，隨著推掣的上下移動而上下位移，磁鐵16和推掣15的內(nèi)側(cè)設(shè)有防水壓片18、防水壓片18形成向內(nèi)凹陷的結(jié)構(gòu)，并在其底端具有突出部位，以形成與推掣之間的卡扣的卡合方式，控制手電筒的開關(guān)。推掣15部位的內(nèi)側(cè)沿外殼3設(shè)置有與防水壓片18形成密封的蓋片17。
手電筒外殼3的中、下部形成的空腔內(nèi)設(shè)有用以固定往復(fù)發(fā)電裝置的固定裝置22，固定裝置22內(nèi)部形成滑道23，外部表面具有用以固定感應(yīng)線圈的凹槽；所述的往復(fù)發(fā)電裝置包括感應(yīng)線圈20、永久磁鐵4，感應(yīng)線圈20固定于固定裝置20外部表面中部形成的凹槽內(nèi)，永久磁鐵4則設(shè)置在滑道23內(nèi)。
滑道23的兩端設(shè)置有彈簧6、緩沖塊5，彈簧6被螺釘2固定于固定裝置的兩端，這樣能夠?qū)⒂谰么盆F的運(yùn)動動能轉(zhuǎn)化為勢能，再將勢能轉(zhuǎn)化為使永久磁鐵反方向運(yùn)動的動能提供給永久磁鐵，為其提供初試的運(yùn)動動能，能夠充分、有效地利用手電筒搖動產(chǎn)生的能量。
永久磁鐵4在外殼3內(nèi)的固定裝置22形成的滑道23中隨著手電筒的搖動或者被動做上下運(yùn)動，通過一對緩沖塊5與彈簧6變向，由于永久磁鐵4的運(yùn)動，導(dǎo)致感應(yīng)線圈的磁場強(qiáng)度變化，在感應(yīng)線圈20中產(chǎn)生交流感應(yīng)電動勢，經(jīng)橋式整流電路(圖2所示)整流后，充電儲能于電解電容C1及C2中，如果手電筒處于開的狀態(tài)，則直接驅(qū)動白色的超光LED11。
控制手電筒時(shí)，將推掣15推到下面的檔位時(shí)，磁鐵16遠(yuǎn)離磁控管14，磁控管14斷開，不做照明。此時(shí)永久磁鐵4在外殼3內(nèi)做上下運(yùn)動時(shí)，結(jié)果是對電解電容C1及C2充電；推掣15被推到上面的檔位時(shí)，磁鐵16靠近磁控管14，磁控管14閉合，永久磁鐵4在外殼內(nèi)上下運(yùn)動時(shí)，不僅對電解電容C1和C2充電，也驅(qū)動白色超光LED11工作，以用以照明。如果磁控管閉合時(shí)永久磁鐵4在外殼3內(nèi)不做上下運(yùn)動，白色超光LED11只能依靠電解電容器中的存儲電能工作，電能消耗到過少時(shí)，白色超光LED11就不會發(fā)光。
白色超光LED11所發(fā)的光線經(jīng)透鏡10聚光，或者經(jīng)反光罩12反光后再經(jīng)過透鏡10聚光，以照亮目標(biāo)。
圖1中，防水圈13及防水墊19是用來密封手電筒，以將其內(nèi)部部件與外界隔離，達(dá)到防水的效果。手電筒的下方還設(shè)置有掛環(huán)1。
圖2所示，二極管D1-D4、電解電容C1及C2、磁控管SW1裝配在PCB上成為PCB半成品(圖2所示)，擺動式微型發(fā)電機(jī)M1的關(guān)鍵部件為永久磁鐵和感應(yīng)線圈(圖2所示)，感應(yīng)線圈連接到PCB半成品上，白色的超光LED也連接到PCB半成品上(圖2所示)。
其中，D1-D4的型號為1N4001，C1和C2是兩個(gè)1F5.5V電容器，超光LED采用Φ5mmSR白色超光LED。
權(quán)利要求1.一種直線式自發(fā)電儲能手電筒，包含有發(fā)光源、殼體、開關(guān)以及控制電路，其特征在于殼體的內(nèi)部和發(fā)光源的后部設(shè)置有利用往復(fù)運(yùn)動發(fā)電的往復(fù)發(fā)電裝置，往復(fù)發(fā)電裝置包括感應(yīng)線圈、能夠往復(fù)運(yùn)動的永久磁鐵以及微型發(fā)電機(jī)，感應(yīng)線圈固定于所述的手電筒的內(nèi)部，永久磁鐵從其中穿過，并在直線滑道內(nèi)隨著外殼的搖動做往復(fù)運(yùn)動。
2.如權(quán)利要求1所述的直線式自發(fā)電儲能手電筒，其特征在于往復(fù)發(fā)電裝置沿手電筒的縱向設(shè)置，其感應(yīng)線圈固定在靠近手電筒側(cè)壁的固定裝置上，固定裝置形成便于永久磁鐵縱向滑動的直線滑道。
3.如權(quán)利要求2所述的直線式自發(fā)電儲能手電筒，其特征在于上述的永久磁鐵是釹鐵硼永久磁鐵。
4.如權(quán)利要求2所述的直線式自發(fā)電儲能手電筒，其特征在于所述的往復(fù)發(fā)電裝置的磁鐵的兩側(cè)設(shè)置有能夠?qū)⒂谰么盆F的運(yùn)動動能轉(zhuǎn)化為勢能，再將勢能轉(zhuǎn)化為使永久磁鐵反方向運(yùn)動的動能提供給永久磁鐵，為其提供初試的運(yùn)動動能的彈性緩沖裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的直線式自發(fā)電儲能手電筒，其特征在于所述的彈性緩沖裝置由緩沖塊、彈簧組成，緩沖塊位于彈簧的前方，并設(shè)置在彈簧上，以支撐做直線往復(fù)運(yùn)動的永久磁鐵。
6.如權(quán)利要求1所述的直線式自發(fā)電儲能手電筒，其特征在于所述的手電筒內(nèi)可以設(shè)置磁控管作為電源開關(guān)，對應(yīng)的外部設(shè)置相應(yīng)的磁鐵。
7.如權(quán)利要求1所述的直線式自發(fā)電儲能手電筒，其特征在于所述的手電筒，其發(fā)光源可以采用超光LED。
專利摘要本實(shí)用新型是一種直線式自發(fā)電儲能手電筒，包含有發(fā)光源、殼體、開關(guān)以及控制電路，其特征在于殼體的內(nèi)部和發(fā)光源的后部設(shè)置有利用往復(fù)運(yùn)動發(fā)電的往復(fù)發(fā)電裝置。能夠極其方便地將動能轉(zhuǎn)化為電能，并將其儲備起來，然后在照明時(shí)使用。
文檔編號F21L13/00GK2573850SQ0223989
公開日2003年9月17日 申請日期2002年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月15日
發(fā)明者何偉明, 李明 申請人:明高五金制品(深圳)有限公司