CN106487197A - 一种带线圈智能发电球 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能球技术领域，具体涉及一种带线圈智能发电球，包括球体，所述球体内部设有永磁体组件和导线组件，所述永磁体组件包括相对设置的两固定薄膜，以及分别设置在两固定薄膜上的两永磁体，所述导线组件包括固定在球体内壁的电路组件和线圈，所述线圈包括一环形导线绕组，所述环形导线绕组位于两永磁体的相对面内，所述环形导线绕组的两端与球体内壁紧密贴合后与所述电路组件构成闭合回路。本发明通过在球体内部易于固定并实现配重均衡的电磁发电装置，并且通过对整个球体及其内部结构的改变，实现球体运动过程中对于球体形变及运动势能的高效捕捉，并最大程度地转换为电能进行存储。

Description

一种带线圈智能发电球

技术领域

本发明涉及智能球技术领域，具体涉及一种带线圈智能发电球。

背景技术

球体，例如足球、篮球、橄榄球等，其作为运动载体的同时被不断地通过拍打、撞击等方式实现运动辅助功能。然而，现有的球体其功能定位仅限于运动辅助，而球体本身由于被外部势能的作用而产生的形变和震动的本身能量，却没有被很好的利用。在现有公开的技术中，有技术方案是通过在球体内部设置电感发电装置，并配合感应电路来实现对球体弹性形变或运动过程中势能的捕捉和利用。现有的一般方式是采用通过弹簧等方式将永磁体固定于球体内部，并配合套设在永磁体外部的感应线圈，通过永磁体及弹簧在运动过程中的运动切割感应线圈，来实现低速电磁发电。然而这种方式其采用永磁体运动和感应线圈固定的方式，则容易造成永磁体碰撞线圈而导致故障，且整个发电装置的位置不好固定，需要在球体内部填充固定物质，从而增加整个球体的重量，改变球体重量的标准，不利于标准化推广。且其由于震动无法有效传导而导致发电效率低。

发明内容

为此，需要提供一种带线圈智能发电球，通过在球体内部易于固定并实现配重均衡的电磁发电装置，并且通过对整个球体及其内部结构的改变，实现球体运动过程中对于球体形变及运动势能的高效捕捉，并最大程度地转换为电能进行存储。

为实现上述目的，本发明提供了一种带线圈智能发电球，包括球体，所述球体内部设有永磁体组件和导线组件，所述永磁体组件包括相对设置的两固定薄膜，以及分别设置在两固定薄膜上的两永磁体，所述导线组件包括固定在球体内壁的电路组件和线圈，所述线圈包括一环形导线绕组，所述环形导线绕组位于两永磁体的相对面内，所述环形导线绕组的两端与球体内壁紧密贴合后与所述电路组件构成闭合回路。

进一步的，所述环形导线绕组的两端均匀布设在电路组件两侧构成半圆形结构。从而保证所述环形导线绕组及其继续延伸的两端的能够更好地实现配重平衡，并且将环形导线绕组的两端均匀布设在电路组件两侧，环形导线绕组设置在位于两永磁体的相对面内，从而能够保证环形导线绕组在运动过程中能够充分切割永磁体的磁场线，并在环形导线绕组中产生EMF。

进一步的，所述电路组件包括蓄电池和主控板，所述蓄电池与环形导线绕组构成闭合充电回路，所述蓄电池为主控板提供工作电源。

更进一步的，所述电路组件还包括交流转直流模块、电压转换模块和充电控制模块，所述交流转直流模块与线圈电性连接，交流转直流模块与电压转换模块电性连接，电压转换模块与充电控制模块电性连接，充电控制模块与蓄电池和主控板电性连接，充电控制模块通过管理蓄电池对主控板进行智能供电。

进一步的，所述环形导线绕组的两端位于两永磁体的相对面外。

进一步的，所述固定薄膜的圆周边缘与球体内壁紧密固定贴合。

进一步的，所述固定薄膜为圆形薄膜，采用TPU材质制作而成，两固定薄膜的对称轴与球体的中心轴重合。

更进一步的，圆形薄膜中部具有一圆形安装囊，所述永磁体为圆形永磁体，该圆形永磁体嵌入圆形安装囊内。在制作过程中，该圆形薄膜可以通过两片TPU膜夹设一永磁体在中部，并在边缘处将两片TPU膜贴合，两片TPU中部形成一固定有圆形永磁体的圆形安装囊。

更进一步的，两永磁体的对称轴与球体的中心轴重合。

区别于现有技术，上述技术方案通过采用在球体内部设置一种全新结构的永磁体组件，将两永磁体相对固定设置在相对的两固定薄膜内，固定薄膜的边缘与球体内壁紧密连接从而实现永磁体的定位，而固定薄膜在球体运动和形变过程中也会发生形变，从而形成永磁体在球体内壁的缓冲装置，避免永磁体在球体运动过程中由于形变导致该永磁体碰撞球体内壁或其他部件从而造成损坏。而同时，两永磁体是采用嵌设在固定薄膜内的方式与固定薄膜连接，从而良好地作为永磁体的运动缓冲装置，且避免了传统采用弹簧等方式造成永磁体碰撞损坏。且导线组件采用环状结构，一部分与电路组件固定在球体内壁，另一部分自由悬空形成环形导线绕组，环形导线绕组在球体运动和形变过程中，环形导线绕组可以通过运动并做切割磁场运动。

附图说明

图1为本发明一种带线圈智能发电球的实施例的结构示意图。

图2为本发明一种带线圈智能发电球的实施例的剖视示意图。

图3为本发明一种带线圈智能发电球的实施例的电路原理图。

附图标记说明：

1、球体，2、固定薄膜，3、永磁体，4、电路组件，41、蓄电池，42、主控板，43、交流转直流模块，44、电压转换模块，45、充电控制模块5，线圈，51、环形导线绕组，52、环形导线绕组的两端，53、固定点。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1至图3，本实施例的一种带线圈智能发电球，包括球体1，所述球体1内部设有永磁体组件和和导线组件，所述永磁体组件包括相对设置的两固定薄膜2，以及分别设置在两固定薄膜2上的两永磁体3，所述固定薄膜2为圆形薄膜2，采用TPU材质制作而成，两固定薄膜2的对称轴与球体1的中心轴重合。也就是说两固定薄膜2是相互平行的，两固定薄膜2之间的垂直距离大约为球体直径R的1/5-1/2，所述固定薄膜2的圆周边缘与球体1内壁紧密固定贴合。圆形薄膜2中部具有一圆形安装囊21，所述永磁体3为圆形永磁体3，该圆形永磁体3嵌入圆形安装囊21内。在制作过程中，该圆形薄膜可以通过两片TPU膜夹设一永磁体3在中部，并在边缘处将两片TPU膜贴合，两片TPU中部形成一固定有圆形永磁体3的圆形安装囊21。在另一些实施例中，该安装囊21可以制作成方形或其他形状，而相应的永磁体3也可以制作成方形或其他形状。两永磁体3的对称轴与球体1的中心轴重合。且永磁体3设计成薄片状，两片永磁体3相对设置，能够保证磁场的感应面积。本实施例中，该TPU膜的厚度可以设计成1mm-5mm，厚度越大则其能够负载的永磁体体积和重量越大，但是又不能无限增大TPU膜的厚度，否则会给整个球体的总重量以及球皮表面所受的拉升张力均衡度造成影响。由于TPU膜属于透气膜，因此在球体内部设置TPU膜并不会给整个球体的充放气造成较大影响，相反能够保证球体内部各气体腔室中的气压均衡。

两固定薄膜2与球体的固定可以采用两种方式，其一，首先制作固定薄膜2并在其内部嵌入永磁体3，然后在将组合好的永磁体组件配合线圈，在球体内胆的制作过程中作为制作材料的一部分，一体化成型。其二，首先制作球体内胆，完成后充气并预留安装孔，通过安装孔伸入球体内胆内部，将事先制作完成好的永磁体组件和线圈固定在球体内胆内壁，并通过粘合剂与球体内胆内壁紧密粘合。

所述导线组件包括固定在球体1内壁的电路组件4和线圈5，以及与电路组件4构成闭合回路连接的运动导线5，所述线圈5包括一环形导线绕组51，所述环形导线绕组51位于两永磁体的相对面内，所述环形导线绕组的两端52与球体内壁紧密贴合后与所述电路组件4构成闭合回路。本实施例中，所述环形导线绕组的两端52均匀布设在电路组件4两侧，固定在电路组件4两侧，从而保证环形导线绕组51及其继续延伸的两端52能够更好地实现配重平衡，环形导线绕组两端52与环形导线绕组51之间有两个固定点53，环形导线绕组两端52从电路组件4两侧至固定点53之间都是均匀呈现半圆形设置在球体1内壁，环形导线绕组51设置在位于两永磁体3的相对面内，从而能够保证环形导线绕组51在运动过程中能够充分切割永磁体的磁场线，并在环形导线绕组51中产生EMF。

本实施例中，所述电路组件4包括蓄电池41和主控板42，所述蓄电池41与运动导线5构成闭合充电回路，所述蓄电池41为主控板42提供工作电源。所述电路组件4还包括交流转直流模块43、电压转换模块44和充电控制模块45，所述交流转直流模块43与运动导线5电性连接，交流转直流模块43与电压转换模块44电性连接，电压转换模块44与充电控制模块45电性连接，充电控制模块45与蓄电池41和主控板42电性连接，充电控制模块45通过管理蓄电池41对主控板42进行智能供电。

本发明的工作原理为：通过采用在球体内部设置一种全新结构的永磁体组件，将两永磁体相对固定设置在相对的两固定薄膜内，固定薄膜的边缘与球体内壁紧密连接从而实现永磁体的定位，而固定薄膜在球体运动和形变过程中也会发生形变，从而形成永磁体在球体内壁的缓冲装置，避免永磁体在球体运动过程中由于形变导致该永磁体碰撞球体内壁或其他部件从而造成损坏。而同时，两永磁体是采用嵌设在固定薄膜内的方式与固定薄膜连接，从而良好地作为永磁体的运动缓冲装置，且避免了传统采用弹簧等方式造成永磁体碰撞损坏。且导线组件采用环状结构，一部分与电路组件固定在球体内壁，另一部分自由悬空形成环形导线绕组，环形导线绕组在球体运动和形变过程中，摆动件的摆动可以加速运动段的运动并更好地做切割磁场运动。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种带线圈智能发电球，其特征在于，包括球体，所述球体内部设有永磁体组件和导线组件，所述永磁体组件包括相对设置的两固定薄膜，以及分别设置在两固定薄膜上的两永磁体，所述导线组件包括固定在球体内壁的电路组件和线圈，所述线圈包括一环形导线绕组，所述环形导线绕组位于两永磁体的相对面内，所述环形导线绕组的两端与球体内壁紧密贴合后与所述电路组件构成闭合回路。

2.根据权利要求1所述的一种带线圈智能发电球，其特征在于，所述环形导线绕组的两端均匀布设在电路组件两侧构成半圆形结构。

3.根据权利要求1所述的一种带线圈智能发电球，其特征在于，所述电路组件包括蓄电池和主控板，所述蓄电池与环形导线绕组构成闭合充电回路，所述蓄电池为主控板提供工作电源。

4.根据权利要求3所述的一种带线圈智能发电球，其特征在于，所述电路组件还包括交流转直流模块、电压转换模块和充电控制模块，所述交流转直流模块与线圈电性连接，交流转直流模块与电压转换模块电性连接，电压转换模块与充电控制模块电性连接，充电控制模块与蓄电池和主控板电性连接，充电控制模块通过管理蓄电池对主控板进行智能供电。

5.根据权利要求1所述的一种带线圈智能发电球，其特征在于，所述环形导线绕组的两端位于两永磁体的相对面外。

6.根据权利要求1所述的一种带线圈智能发电球，其特征在于，所述固定薄膜的圆周边缘与球体内壁紧密固定贴合。

7.根据权利要求1所述的一种带线圈智能发电球，其特征在于，所述固定薄膜为圆形薄膜，采用TPU材质制作而成，两固定薄膜的对称轴与球体的中心轴重合。

8.根据权利要求7所述的一种带线圈智能发电球，其特征在于，圆形薄膜中部具有一圆形安装囊，所述永磁体为圆形永磁体，该圆形永磁体嵌入圆形安装囊内。

9.根据权利要求8所述的一种带线圈智能发电球，其特征在于，两永磁体的对称轴与球体的中心轴重合。