專(zhuān)利名稱(chēng)：便攜式照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及照明裝置，尤其涉及一種便攜式照明裝置。
背景技術(shù)：
全球性的能源短缺和環(huán)境污染在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的中國(guó)表現(xiàn)尤為突出，節(jié)能和環(huán)保 是實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定可持續(xù)高速發(fā)展所急需解決的首要問(wèn)題。每年照明電能的損耗約占全 部電能損耗的12% 15%，作為能源的消耗大戶(hù)，必須盡快尋找可以替代傳統(tǒng)能源的新一 代節(jié)能環(huán)保能源。由于干電池容易對(duì)環(huán)境造成污染，現(xiàn)有的便攜式照明裝置大多為可循環(huán)利用的充 電式照明裝置，其充電方式通常為交流電充電、太陽(yáng)能充電等。便攜式照明裝置多在戶(hù)外 使用，若其采用交流電充電，很難保證在照明裝置的電量用盡時(shí)可以找到電源為其充電，如 在戶(hù)外、礦洞或其它沒(méi)有電源接口的地方長(zhǎng)時(shí)間使用照明裝置的情況。采用太陽(yáng)能充電極 大改善了這種情況，但是，太陽(yáng)能充電受天氣環(huán)境的制約非常嚴(yán)重，在陰天、晚上或光線暗 的情況下，充電就變得十分困難。因此，亟待提供一種改進(jìn)的便攜式照明裝置以克服上述缺 陷。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種可手動(dòng)充電的便攜式照明裝置。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種便攜式照明裝置，其包括充電單 元、蓄電單元和照明單元。所述充電單元包括手動(dòng)充電機(jī)構(gòu)，所述手動(dòng)充電機(jī)構(gòu)包括一端設(shè) 有齒條的把手、驅(qū)動(dòng)齒輪、設(shè)于所述把手的齒條和所述驅(qū)動(dòng)齒輪之間的傳動(dòng)齒輪、與所述驅(qū) 動(dòng)齒輪同軸設(shè)置的磁極輪、以及與所述把手相抵的復(fù)位彈簧。所述驅(qū)動(dòng)齒輪外圍設(shè)有與其 活動(dòng)連接的銷(xiāo)子，所述磁極輪內(nèi)側(cè)設(shè)有與所述銷(xiāo)子相配合的卡齒，所述磁極輪上安裝有至 少兩塊弧形磁鐵，所述磁鐵之間設(shè)有線圈，所述線圈的平面與所述磁鐵間的磁感線呈一定 角度，所述線圈兩端與所述蓄電單元電連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的便攜式照明裝置通過(guò)按壓把手即可驅(qū)動(dòng)所述磁極 輪轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)置在所述磁極輪上的磁鐵隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，在這種情況下，線圈切割磁感線，在線圈兩 端產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)，利用其為蓄電單元提供電能，消除了環(huán)境因素的影響，使用者可以根據(jù) 需要隨時(shí)隨地手動(dòng)充電，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)到蓄電單元，方便實(shí)用且節(jié)能環(huán)保。并 且，當(dāng)驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其兩側(cè)的銷(xiāo)子由于離心力的作用向外打出，卡住磁極輪內(nèi)側(cè)的卡 齒，帶動(dòng)磁極輪轉(zhuǎn)動(dòng)，而當(dāng)驅(qū)動(dòng)齒輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)或反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，銷(xiāo)子會(huì)脫離磁極輪，磁極輪由 于慣性會(huì)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，從而可以更充分地把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，進(jìn)一步提高充電效率。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，所述傳動(dòng)齒輪包括與所述把手的齒條嚙合的小齒 輪、與所述小齒輪固定在同一中心軸上的大齒輪，所述小齒輪和大齒輪具有一定比例的齒 數(shù)和半徑，所述大齒輪與所述驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合。由于小齒輪和大齒輪同軸固定，所以當(dāng)其旋轉(zhuǎn) 時(shí)具有相同的角速度，又因?yàn)樗鲂↓X輪和大齒輪具有一定比例的齒數(shù)和半徑，當(dāng)小齒輪在把手的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，大齒輪隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，由大齒輪帶動(dòng)的驅(qū)動(dòng)齒輪即可實(shí)現(xiàn)加速變速，使 得線圈可以更快速地切割磁感線，從而獲得較大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。優(yōu)選地，所述線圈的平面與所述磁鐵間的磁感線垂直，以使線圈兩端產(chǎn)生較大的 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。優(yōu)選地，所述蓄電單元包括充電電池和與所述充電電池并聯(lián)的電容，以得到較為 穩(wěn)定的正電信號(hào)。可選地，所述充電單元還包括太陽(yáng)能光電板，所述太陽(yáng)能光電板與所述蓄電單元 電連接。較佳地，所述太陽(yáng)能光電板為可折疊式太陽(yáng)能光電板，在需要時(shí)，將折疊式太陽(yáng)能 光電板打開(kāi)，增大采光面積，提高太陽(yáng)光能的使用率，在不需要時(shí)，將其折疊，可以保護(hù)光電 板的安全。
可選地，所述充電單元還包括USB接口，所述USB接口與所述蓄電單元電連接，采 用USB借口充電方便快捷。優(yōu)選地，所述照明單元為L(zhǎng)ED陣列，LED陣列輸出功率大，很大程度上提高了電能 的使用率。優(yōu)選地，所述磁極輪上安裝有兩塊半圓形磁鐵，兩塊所述半圓形磁鐵構(gòu)成磁極環(huán) 且其內(nèi)側(cè)具有相反的極性，以使線圈可以切割更多的磁感線，產(chǎn)生更大的電動(dòng)勢(shì)。較佳地，所述線圈內(nèi)設(shè)置有軟鐵，軟鐵的作用是導(dǎo)磁，使穿過(guò)線圈的磁通量更大， 磁極輪旋轉(zhuǎn)時(shí)可以切割更多的磁感線。通過(guò)以下的描述并結(jié)合附圖，本實(shí)用新型將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本 實(shí)用新型的實(shí)施例。

圖1為本實(shí)用新型便攜式照明裝置的原理圖。圖2為圖1所示便攜式照明裝置的手動(dòng)驅(qū)動(dòng)組件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖1所示便攜式照明裝置的磁電轉(zhuǎn)換組件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4a_4b為圖1所示便攜式照明裝置的太陽(yáng)能光電板的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在參考附圖描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，附圖中類(lèi)似的元件標(biāo)號(hào)代表類(lèi)似的元 件。如上所述，本實(shí)用新型提供了一種可以手動(dòng)充電的便攜式照明裝置。下面將結(jié)合附圖詳細(xì)闡述本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案。如圖1所示，本實(shí)施例 的便攜式照明裝置包括充電單元、蓄電單元4和照明單元5，其中，所述充電單元包括手動(dòng) 充電機(jī)構(gòu)1、太陽(yáng)能光電板2和USB接口 3。如圖2-3所示，所述手動(dòng)充電機(jī)構(gòu)1包括一端設(shè)有齒條Ila的把手11、驅(qū)動(dòng)齒輪 13、設(shè)于所述把手11的齒條Ila和所述驅(qū)動(dòng)齒輪13之間的傳動(dòng)齒輪12、與所述驅(qū)動(dòng)齒輪 13同軸設(shè)置的磁極輪14、以及與所述把手相抵的復(fù)位彈簧(圖未示)。本實(shí)施例的把手11 為L(zhǎng)型，其一側(cè)邊的內(nèi)側(cè)設(shè)有齒條11a，設(shè)有齒條Ila的一端為活動(dòng)端。所述驅(qū)動(dòng)齒輪13外 圍設(shè)有與其活動(dòng)連接的銷(xiāo)子15，所述磁極輪14內(nèi)側(cè)設(shè)有與所述銷(xiāo)子15相配合的卡齒14a。 圖2中的弧形雙線代表齒。所述磁極輪14上安裝有至少兩塊弧形磁鐵16，所述磁鐵16之間設(shè)有線圈17，所述線圈17的平面與所述磁鐵16間的磁感線呈一定角度，所述線圈17兩 端與所述蓄電單元4電連接。進(jìn)一步地，所述傳動(dòng)齒輪12可以包括與所述把手11的齒條 Ila嚙合的小齒輪12a、與所述小齒輪12a固定在同一中心軸上的大齒輪12b，所述小齒輪 12a和大齒輪12b具有一定比例的齒數(shù)和半徑，所述大齒輪12b與所述驅(qū)動(dòng)齒輪13嚙合。 所述磁鐵16最好為兩塊半圓形磁鐵16a、16b，這兩塊半圓形磁鐵16a、16b構(gòu)成磁極環(huán)，其中 磁鐵16a的內(nèi)側(cè)為N極、外側(cè)為S極，磁鐵16b的內(nèi)側(cè)為S極、外側(cè)為N極，如圖4所示。當(dāng) 然，在保證線圈17的平面與磁鐵16間的磁感線呈角度的情況下，也可以調(diào)換其極性。所述 所述線圈17的平面最好與所述磁鐵16間的磁感線垂直，這樣，當(dāng)磁鐵16隨磁極輪14轉(zhuǎn)動(dòng) 時(shí)，線圈17可以切割更多的磁感線，從而在線圈17兩端產(chǎn)生較大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如圖3所 示，所述線圈17內(nèi)設(shè)置有軟鐵18，軟鐵18的作用是導(dǎo)磁，使穿過(guò)線圈17的磁通量更大，磁 極輪14旋轉(zhuǎn)時(shí)可以切割更多的磁感線。當(dāng)使用者按壓把手11時(shí)，把手11以圖2中的0點(diǎn)為支點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，把手11上的齒 條Ila帶動(dòng)傳動(dòng)齒輪12的小齒輪12a逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，與之同軸固定的大齒輪12b隨之轉(zhuǎn)動(dòng)， 由于所述小齒輪12a和大齒輪12b具有一定比例的齒數(shù)和半徑，假設(shè)為η倍，則由所述大齒 輪12b帶動(dòng)的驅(qū)動(dòng)齒輪13可以獲得η倍線速度的加速順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了加速變速過(guò) 程。驅(qū)動(dòng)齒輪13順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其外側(cè)的銷(xiāo)子15由于離心力的作用向外打出，卡住磁極輪 14內(nèi)側(cè)的卡齒14a，帶動(dòng)磁極輪14同向轉(zhuǎn)動(dòng)。固定在磁極輪14上的磁鐵16隨著磁極輪14 轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈17切割磁感線，在線圈17兩端產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)，以為蓄電單元4提供電能，為其 充電。當(dāng)把手11被壓到最低點(diǎn)時(shí)停止，傳動(dòng)齒輪12、驅(qū)動(dòng)齒輪13、磁極輪均隨之停止轉(zhuǎn)動(dòng)， 此時(shí)，銷(xiāo)子15脫離磁極輪14，磁極輪14由于慣性會(huì)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，更充分地把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電 能。同時(shí)，把手11在復(fù)位彈簧的作用下，逐漸回到原位，在這個(gè)過(guò)程中，銷(xiāo)子15沒(méi)有卡住磁 極輪14的卡齒14a，磁極輪14不受其影響。該過(guò)程周而復(fù)始，即可以為蓄電單元4充電。本實(shí)施例中的太陽(yáng)能光電板2為折疊式光電板，在需要時(shí)，將折疊式太陽(yáng)能光電 板打開(kāi)，如圖4b所示，增大采光面積，提高太陽(yáng)光能的使用率，在不需要時(shí)，將其折疊，如圖 4a所示，可以保護(hù)光電板的安全。再次參照?qǐng)D1，作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，所述蓄電單元4包括充電電池41和 與所述充電電池41并聯(lián)的電容Cl，電容Cl充當(dāng)恒穩(wěn)器，可以得到較為穩(wěn)定的正電信號(hào)，以 解決機(jī)械能及光能產(chǎn)電不穩(wěn)定的問(wèn)題，將穩(wěn)定的電能進(jìn)行蓄存或共給照明單元5照明，最 大程度解決了交變電流充電時(shí)電路不穩(wěn)定導(dǎo)致電路抗干擾能力差的問(wèn)題。所述充電電池41 可以為鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、鉛蓄電池、鐵鋰電池等，優(yōu)選為鋰電池，因?yàn)槠鋯?體電池電壓高、能量比大，儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)，高低溫性能好。本實(shí)施例的照明單元5為L(zhǎng)ED陣列， 由多個(gè)LED 二極管串并聯(lián)構(gòu)成，LED陣列輸出功率大，很大程度上提高了電能的使用率并且 易于檢修。采用手動(dòng)充電機(jī)構(gòu)1充電時(shí)，其產(chǎn)生的交流電經(jīng)過(guò)二極管Dl、D2整流將交變信號(hào) 轉(zhuǎn)換為單向信號(hào)，對(duì)充電電池41充電。太陽(yáng)能光電板2產(chǎn)生的直流電經(jīng)過(guò)電阻R1、二極管 D3與充電電池41并聯(lián)充電。USB接口 3充電通過(guò)VBUS接口接電壓信號(hào)，GND端串聯(lián)電感 L2接地，VBUS與電感Li、二極管D4串聯(lián)再與充電電池41并聯(lián)，給充電電池41充電，數(shù)據(jù) 端懸空不接。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，照明單元5發(fā)光照明。此電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，非負(fù)載元件少，電 路耗能低，其原理為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知，在此省略詳細(xì)描述。需要說(shuō)明的是，圖1中的其它電子元器件的使用并不以此為限，與之類(lèi)似的變換均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
由于本實(shí)施例的便攜式照明裝置有三種充電方式，所以其可以避免環(huán)境因素的影 響，使用者可以根據(jù)需要選擇最便捷的充電方式。需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型的便攜式照明 裝置也可以?xún)H設(shè)置手動(dòng)充電機(jī)構(gòu)1，所述太陽(yáng)能光電板2和USB接口 3為可選部件。
權(quán)利要求一種便攜式照明裝置，包括充電單元、蓄電單元和照明單元，其特征在于所述充電單元包括手動(dòng)充電機(jī)構(gòu)，所述手動(dòng)充電機(jī)構(gòu)包括一端設(shè)有齒條的把手、驅(qū)動(dòng)齒輪、設(shè)于所述把手的齒條和所述驅(qū)動(dòng)齒輪之間的傳動(dòng)齒輪、與所述驅(qū)動(dòng)齒輪同軸設(shè)置的磁極輪、以及與所述把手相抵的復(fù)位彈簧，所述驅(qū)動(dòng)齒輪外圍設(shè)有與其活動(dòng)連接的銷(xiāo)子，所述磁極輪內(nèi)側(cè)設(shè)有與所述銷(xiāo)子相配合的卡齒，所述磁極輪上安裝有至少兩塊弧形磁鐵，所述磁鐵之間設(shè)有線圈，所述線圈的平面與所述磁鐵間的磁感線呈一定角度，所述線圈兩端與所述蓄電單元電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式照明裝置，其特征在于所述傳動(dòng)齒輪包括與所述把 手的齒條嚙合的小齒輪、與所述小齒輪固定在同一中心軸上的大齒輪，所述小齒輪和大齒 輪具有一定比例的齒數(shù)和半徑，所述大齒輪與所述驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式照明裝置，其特征在于所述線圈的平面與所述磁鐵 間的磁感線垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的便攜式照明裝置，其特征在于所述蓄電單元包括 充電電池和與所述充電電池并聯(lián)的電容。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的便攜式照明裝置，其特征在于所述充電單元還包括太陽(yáng)能 光電板，所述太陽(yáng)能光電板與所述蓄電單元電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的便攜式照明裝置，其特征在于所述太陽(yáng)能光電板為可折疊 式太陽(yáng)能光電板。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的便攜式照明裝置，其特征在于所述充電單元還包括USB接 口，所述USB接口與所述蓄電單元電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的便攜式照明裝置，其特征在于所述照明單元為L(zhǎng)ED陣列。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的便攜式照明裝置，其特征在于所述磁極輪上安裝有兩塊半 圓形磁鐵，兩塊所述半圓形磁鐵構(gòu)成磁極環(huán)且其內(nèi)側(cè)具有相反的極性。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的便攜式照明裝置，其特征在于所述線圈內(nèi)設(shè)置有軟鐵。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種便攜式照明裝置，其包括充電單元、蓄電單元和照明單元。所述充電單元包括手動(dòng)充電機(jī)構(gòu)，所述手動(dòng)充電機(jī)構(gòu)包括一端設(shè)有齒條的把手、驅(qū)動(dòng)齒輪、設(shè)于所述把手的齒條和所述驅(qū)動(dòng)齒輪之間的傳動(dòng)齒輪、與所述驅(qū)動(dòng)齒輪同軸設(shè)置的磁極輪、以及與所述把手相抵的復(fù)位彈簧。所述驅(qū)動(dòng)齒輪外圍設(shè)有與其活動(dòng)連接的銷(xiāo)子，所述磁極輪內(nèi)側(cè)設(shè)有與所述銷(xiāo)子相配合的卡齒，所述磁極輪上安裝有至少兩塊弧形磁鐵，所述磁鐵之間設(shè)有線圈，所述線圈的平面與所述磁鐵間的磁感線呈一定角度，所述線圈兩端與所述蓄電單元電連接。該便攜式照明裝置可以手動(dòng)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為照明用電能，方便實(shí)用、節(jié)能環(huán)保。
文檔編號(hào)F21L4/08GK201739790SQ20102025711
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者王知權(quán), 雷海東, 高婷 申請(qǐng)人:江漢大學(xué)