CN2573850Y - 直线式自发电储能手电筒 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种直线式自发电储能手电筒，包含有发光源、壳体、开关以及控制电路，其特征在于壳体的内部和发光源的后部设置有利用往复运动发电的往复发电装置。能够极其方便地将动能转化为电能，并将其储备起来，然后在照明时使用。

Description

直线式自发电储能手电筒

技术领域

本实用新型涉及一种自发电的无源手电筒，其能够将直线摆动的动能转化为电能，并储备起来，随时给手电筒提供电力。

背景技术

目前，一般人们使用的手电筒大都采用电池作为电源提供照明电力，驱动小灯泡发光，电池一般采用5号、2号或者1号电池。这种电筒的结构简单、使用方便，给消费者带来极大的方便，但是其本身也具有很多缺陷：

1、电池消耗比较快。普通的手电筒电池连续使用？小时左右，其照明的电力就会大大下降，需要重新更换电池，而且即使在不使用的情况下，电池也存在漏电的现象。

2、电池存在环境污染。众所周知，废旧电池是很难处理的，其在自然界中存在的时间相当长，给环境带来很大的污染，处理废旧电池现在仍然是现代社会的一个难题。

3、传统的电热式小灯泡容易烧坏。由于电源的电压随着手电筒的使用慢慢降低，给灯泡提供的电流不稳定，使得小灯泡需要承受的电流变化比较大，长期使用，灯泡容易烧坏。

其中，最主要的问题是废旧电池带来的环境污染依目前的技术手段无法消除。出于对我们人类生存环境的考虑，人们根据法拉第电磁感应定律设计了自发电式手电筒。

如专利88216056.7、90209797.0、99206654.9、01219872.2所描述的那样，这些设计通常采用齿轮或者齿条传动，手电筒的外部设置手动的压杆来提供动能，然后通过微型发电机将动能转化为电能，为发光源提供照明电力。这些设计有两个较大的问题：一是动能转化为电能的方式和结构虽然紧凑，但是部件太多，过于复杂，安装或者使用时，容易产生部件之间配合的问题以及发生损坏，同时，长期使用的要求对上述的部件本身的质量要求比较高，这相应地增加了上述产品的加工生产成本；二、手动的压杆是利用外力，尤其是手扳动或者压动的作用来提供动能，从而带动磁铁转动，使固定的感应线圈回路产生感应电流，由此，需要使用者利用外力特别是手部的力量来给上述的产品增加电力，这从人体工学的角度来看，由于只利用手部或者手指的力量，对于手部或者手指的力量不强的群体就不太适应，反而对使用者的条件作了限制。因此，上述结构设计的合理性和适应性有待于提高。

另外，上述结构的设计使得手电筒本身无法密封，不能防水，对于环境的适应能力不强，尤其是多雨或者多水的环境难以应用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种利用简单的摇动或者摆动动作发电，并将电能储存起来备用的直线式自发电储能手电筒。

本实用新型的另一个目的是提供一种高效利用动能发电的直线式自发电储能手电筒，其利用弹性装置使得摇动或者摆动的动能能够充分的得到利用。

本实用新型的另一个目的是提供一种完全封闭的直线式自发电储能手电筒，该手电筒能够防止水的进入，保障手电筒的使用安全。

本实用新型的另一个目的是提供一种发光源可靠性好，工作寿命长的直线式自发电储能手电筒。

基于上述目的，本实用新型是这样实现的：

一种直线式自发电储能手电筒，包含有发光源、壳体、开关以及控制电路，其特征在于壳体的内部和发光源的后部设置有利用往复运动发电的往复发电装置。上述的往复发电装置包括感应线圈、能够往复运动的永久磁铁以及微型发电机，感应线圈固定于所述的手电筒的内部，永久磁铁从其中穿过，并在直线滑道内随着外壳的摇动做往复运动；微型发电机将永久磁铁的动能转化为交流电能，再通过桥式整流电路将交流电变成直流电，然后利用超大容量的电解电容器滤波并充电储能，就可以达到动能转化为手电筒电能并且随时储存的效果。

往复发电装置沿手电筒的纵向设置，其感应线圈固定在靠近手电筒侧壁的固定装置上，固定装置形成便于永久磁铁纵向滑动的直线滑道。

上述的永久磁铁是钕铁硼永久磁铁。

所述的往复发电装置的磁铁的两侧设置有弹性缓冲装置，该装置能够将永久磁铁的运动动能转化为势能，再将势能转化为使永久磁铁反方向运动的动能提供给永久磁铁，为其提供初试的运动动能，能够充分、有效地利用手电筒摇动产生的能量。

上述的弹性缓冲装置由缓冲块、弹簧组成，缓冲块位于弹簧的前方，并设置在弹簧上，以支撑做直线往复运动的永久磁铁。

所述的手电筒内可以设置磁控管作为电源开关，对应的外部设置相应的磁铁，以便于将手电筒的壳体密封，制作成防水的结构。

所述的手电筒，其发光源可以采用超光LED，这样使得其工作寿命达到数万小时，可靠性比普通的小灯泡大大提高。

由此，当手电筒被摇动或者摆动时，永久磁铁在直线滑道内随着外壳的摇动或者摆动做往复运动，感应线圈回路则产生交流电流，并通过桥式整流电路将交流电变为直流电，超大容量电解电容器进行滤波并将电能储备起来，以备照明使用。

当电解电容器内储存有电能或者摆动手电筒时，将开关推掣至开的位置，磁铁靠近磁控管，磁控管接通，致使超光LED工作，开始照明；将开关推掣至关的位置，磁铁就远离磁控管，不再对磁控管产生作用，磁控管则自动断开，致使电路不能接通，超光LED不工作，不能照明。磁控管的断开与否，不影响摇动或者摆动手电筒对电解电容器的充电、储能。

本实用新型采用直线式的往复运动进行发电储能方式，能够极其方便地将动能转化为电能，并将其储备起来，然后在照明时使用。其不需要用手部或者手指的力量扳动，来对手电筒进行充电，不需要手电筒内部设置的复杂的将动能利用的传动机构，避免了上述机构带来的传动、配合以及磨损的问题，同时，只需要摆动或者摇动手电筒就可以发电、储能，十分方便于应用，任何人都可以使用，只要他能够随意第摇动或者摆动手电筒。

基于此结构，本实用新型还可以设置其它的增强功能装置，如防水装置，以增加密封性能，使其能够应用在更为广泛的环境中；更为节能有效的发光源，以提高手电筒的使用寿命和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型实施例的剖视图，

图2为本实用新型实施例的电路原理图。

图1中，1为挂环，2为螺钉，3为外壳，4为永久磁铁，5为缓冲块，6为弹簧，7为PCB半成品，8为螺钉，9为上盖，10为透镜，11为超光LED，12为反光罩，13为防水图，14为磁控管，15为推掣，16为磁铁，17为盖片，18为防水压片，19为防水垫，20为感应线圈，21为防水底盖，22为固定装置，23为滑道。

图2中，M1是摆动式微型发电机，D1-D4为桥式整流电路的四个整流二极管，C1和C2是两个电解电容器，SW1为磁控管，LED1为超光LED。

具体实施方式

参照图1、图2所示，图中，本实用新型的上部设置有用以照明的超光LED11，超光LED11固定于支撑架上，其周缘分布有延伸到手电筒外壳3顶端的反光罩12，反光罩12的前端设置有固定于上盖9的透镜10。

超光LED支撑架的下方固定有PCB半成品7，PCB半成品的适当部位通过螺钉8固定有磁控管14，同时，对应于磁控管14的部位设有手电筒开关。

手电筒开关包括磁铁16和推掣15，磁铁16被推掣15包容，随着推掣的上下移动而上下位移，磁铁16和推掣15的内侧设有防水压片18、防水压片18形成向内凹陷的结构，并在其底端具有突出部位，以形成与推掣之间的卡扣的卡合方式，控制手电筒的开关。推掣15部位的内侧沿外壳3设置有与防水压片18形成密封的盖片17。

手电筒外壳3的中、下部形成的空腔内设有用以固定往复发电装置的固定装置22，固定装置22内部形成滑道23，外部表面具有用以固定感应线圈的凹槽；所述的往复发电装置包括感应线圈20、永久磁铁4，感应线圈20固定于固定装置20外部表面中部形成的凹槽内，永久磁铁4则设置在滑道23内。

滑道23的两端设置有弹簧6、缓冲块5，弹簧6被螺钉2固定于固定装置的两端，这样能够将永久磁铁的运动动能转化为势能，再将势能转化为使永久磁铁反方向运动的动能提供给永久磁铁，为其提供初试的运动动能，能够充分、有效地利用手电筒摇动产生的能量。

永久磁铁4在外壳3内的固定装置22形成的滑道23中随着手电筒的摇动或者被动做上下运动，通过一对缓冲块5与弹簧6变向，由于永久磁铁4的运动，导致感应线圈的磁场强度变化，在感应线圈20中产生交流感应电动势，经桥式整流电路(图2所示)整流后，充电储能于电解电容C1及C2中，如果手电筒处于开的状态，则直接驱动白色的超光LED11。

控制手电筒时，将推掣15推到下面的档位时，磁铁16远离磁控管14，磁控管14断开，不做照明。此时永久磁铁4在外壳3内做上下运动时，结果是对电解电容C1及C2充电；推掣15被推到上面的档位时，磁铁16靠近磁控管14，磁控管14闭合，永久磁铁4在外壳内上下运动时，不仅对电解电容C1和C2充电，也驱动白色超光LED11工作，以用以照明。如果磁控管闭合时永久磁铁4在外壳3内不做上下运动，白色超光LED11只能依靠电解电容器中的存储电能工作，电能消耗到过少时，白色超光LED11就不会发光。

白色超光LED11所发的光线经透镜10聚光，或者经反光罩12反光后再经过透镜10聚光，以照亮目标。

图1中，防水圈13及防水垫19是用来密封手电筒，以将其内部部件与外界隔离，达到防水的效果。手电筒的下方还设置有挂环1。

图2所示，二极管D1-D4、电解电容C1及C2、磁控管SW1装配在PCB上成为PCB半成品(图2所示)，摆动式微型发电机M1的关键部件为永久磁铁和感应线圈(图2所示)，感应线圈连接到PCB半成品上，白色的超光LED也连接到PCB半成品上(图2所示)。

其中，D1-D4的型号为1N4001，C1和C2是两个1F5.5V电容器，超光LED采用Φ5mmSR白色超光LED。

Claims (7)

1、一种直线式自发电储能手电筒，包含有发光源、壳体、开关以及控制电路，其特征在于壳体的内部和发光源的后部设置有利用往复运动发电的往复发电装置，往复发电装置包括感应线圈、能够往复运动的永久磁铁以及微型发电机，感应线圈固定于所述的手电筒的内部，永久磁铁从其中穿过，并在直线滑道内随着外壳的摇动做往复运动。

2、如权利要求1所述的直线式自发电储能手电筒，其特征在于往复发电装置沿手电筒的纵向设置，其感应线圈固定在靠近手电筒侧壁的固定装置上，固定装置形成便于永久磁铁纵向滑动的直线滑道。

3、如权利要求2所述的直线式自发电储能手电筒，其特征在于上述的永久磁铁是钕铁硼永久磁铁。

4、如权利要求2所述的直线式自发电储能手电筒，其特征在于所述的往复发电装置的磁铁的两侧设置有能够将永久磁铁的运动动能转化为势能，再将势能转化为使永久磁铁反方向运动的动能提供给永久磁铁，为其提供初试的运动动能的弹性缓冲装置。

5、如权利要求4所述的直线式自发电储能手电筒，其特征在于所述的弹性缓冲装置由缓冲块、弹簧组成，缓冲块位于弹簧的前方，并设置在弹簧上，以支撑做直线往复运动的永久磁铁。

6、如权利要求1所述的直线式自发电储能手电筒，其特征在于所述的手电筒内可以设置磁控管作为电源开关，对应的外部设置相应的磁铁。

7、如权利要求1所述的直线式自发电储能手电筒，其特征在于所述的手电筒，其发光源可以采用超光LED。