GR1009610B - Hand fidget spinner for the charging of portable devices via universal serial bus-usb port - Google Patents

Abstract

The invention relates to an integrated innovative device (hand fidget spinner) meant for the charging of new-generation electronic devices such as smart phones, tablets etc. via a universal serial bus (USB). The invented fidget spinner converts its kinetic energy into electric during its utilisation for leisure.

Description

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ DESCRIPTION

Στροβιλιστής χειρός με δυνατότητα φόρτισης συσκευών μέσω ενιαίου σειριακού διαύλου Hand-held turbine with the ability to charge devices via a single serial bus

Η παρούσα εφεύρεση είναι ένας συνδυασμός του στροβιλιστή χειρός με μια διάταξη που επιτρέπει τη μετατροπή της κινητικής ενέργειάς του σε ηλεκτρική, ικανή για τη φόρτιση ηλεκτρονικών συσκευών νεότερης γενιάς (έξυπνα κινητά τηλέφωνα, ταμπλέτες κλπ) που φορτίζονται μέσω ενιαίου σειριακού διαύλου. Η εφεύρεση βασίζεται στο ευρέως διαδεδομένο προϊόν της αγοράς, που σε ελεύθερη απόδοση στα ελληνικά είναι νευρικός στροβιλιστής (Fidget Spinner). Ο νευρικός στροβιλιστής, είναι μια συσκευή που κυκλοφορεί στο εμπόριο ως παιχνίδι, αποτελούμενη συνήθως από ένα εύκαμπτο πλαστικό σώμα σε σχήμα ισοσκελούς τριγώνου το οποίο φέρει μεταλλικούς δακτυλίους στις νοητές γωνίες του τριγώνου (περιφερειακό σώμα ή «φτερωτή») κι έναν μεταλλικό δακτύλιο (κεντρικό σώμα) που εμπεριέχει μια κυκλική διάταξη ρουλεμάν στο κέντρο του, σε θέση τέτοια, ώστε ο στροβιλιστής να είναι απόλυτα ζυγισμένος και να περιστρέφεται με τις μικρότερες δυνατές απώλειες ενέργειας λόγω τριβής. The present invention is a combination of the hand turbine with a device that allows the conversion of its kinetic energy into electrical energy, capable of charging new generation electronic devices (smart mobile phones, tablets, etc.) that are charged through a single serial bus. The invention is based on the widespread product on the market, which in free translation in Greek is a fidget spinner. A neural spinner is a device marketed as a toy, usually consisting of a flexible plastic body in the shape of an isosceles triangle which carries metal rings at the imaginary corners of the triangle (peripheral body or "impeller") and a metal ring (central body ) which includes a circular bearing arrangement in its center, in such a position that the turbine is perfectly balanced and rotates with the least possible energy losses due to friction.

Στην παρούσα εφεύρεση ο στροβιλιστής ενσωματώνεται σε μια ολοκληρωμένη συσκευή που εμπεριέχει ηλεκτρονική διάταξη έτσι, ώστε ο χρήστης του να μπορεί να φορτίσει διάφορες ηλεκτρονικές συσκευές νέας γενιάς, που κυκλοφορούν ευρέως στο εμπόριο συνδέοντάς τες μέσω ενός καλωδίου ενιαίου σειριακού διαύλου πάνω στην προτεινόμενη συσκευή. Η τελική συσκευή μετατρέπει την κινητική ενέργεια του στροβιλιστή σε ηλεκτρική, για την φόρτιση συσκευών. Για να επιτευχθεί αυτό, θα χρειαστεί ο στροβιλιστής να παράσχει τάση της τάξης των 5 V καθώς και ρεύμα από 500 mA έως περίπου 1500 mA (5ν/1,5Α). In the present invention the turbine is integrated into an integrated device that includes an electronic device so that its user can charge various electronic devices of the new generation, which are widely circulated in the trade by connecting them through a single serial bus cable on the proposed device. The final device converts the turbine's kinetic energy into electrical energy to charge devices. To achieve this, the turbine will need to provide a voltage of around 5V as well as a current of 500mA to about 1500mA (5V/1.5A).

Η διάταξη μετατροπής της κινητικής ενέργειας σε ηλεκτρική τοποθετείται στο κεντρικό σώμα του στροβιλιστή, το οποίο εφεξής θα ονομάζεται συμβολικά «βαρελάκι» (Σχήμα 2). Η αρχή λειτουργίας της διάταξης μετατροπής καθώς και η ηλεκτρονική σειρά εξαρτημάτων φαίνονται στο Σχήμα 1. Επίσης στο Σχήμα 2 απεικονίζεται η τομή της συνολικής συσκευής, δηλαδή ο στροβιλιστής μαζί με το «βαρελάκι» και τα εξαρτήματα που περιέχει. The device for converting the kinetic energy into electricity is placed in the central body of the turbine, which will henceforth be symbolically called the "barrel" (Figure 2). The principle of operation of the conversion device as well as the electronic series of components are shown in Figure 1. Also in Figure 2 is shown the section of the overall device, i.e. the turbine together with the "barrel" and the components it contains.

Τα εξαρτήματα που περιέχονται στο βαρελάκι είναι: The components contained in the keg are:

A. Η κυκλική διάταξη του Στροβιλιστή με Ρουλεμάν (1) και φτερωτή (8) (σχήμα 2), A. The circular arrangement of the Turbine with Bearing (1) and impeller (8) (figure 2),

Β. Ένα Μοτέρ 2 (σχήμα 2) B. A Motor 2 (figure 2)

Γ. Ένας πυκνωτής 3 (σχήμα 2). C. A capacitor 3 (figure 2).

Δ. Ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα 4 (σχήμα 2). D. An integrated circuit 4 (figure 2).

Ε. Ένας συσσωρευτής (5) Λιθίου Ιόντος ή Λιθίου Πολυμερούς (Σχήμα 2). ΣΤ. Μία Δίοδος 6 (σχήμα 2). E. A (5) Lithium Ion or Lithium Polymer battery (Figure 2). F. One Diode 6 (figure 2).

Ζ. Μία θύρα ενιαίου σειριακού διαύλου (7) (σχήμα 2) . G. One single serial bus port (7) (figure 2) .

Επιπλέον απεικονίζονται στο σχήμα 2 η σύνδεση (9) της φτερωτής με τον άξονα μοτέρ (2). In addition, figure 2 shows the connection (9) of the impeller with the motor shaft (2).

Προκειμένου τα εξαρτήματα αυτά να εφαρμοστούν στο κεντρικό σώμα (βαρελάκι), ο στροβιλιστής της εφεύρεσης έχει διαφορετικές διαστάσεις από αυτές του παιχνιδιού του εμπορίου. In order for these components to be applied to the central body (barrel), the spinner of the invention has different dimensions than those of the commercial toy.

Οι διαστάσεις δύναται να τροποποιηθούν ανάλογα με το μοτέρ, τον συσσωρευτή και τα εξαρτήματα, αλλά και για λόγους ισορροπίας. Η τομή Β, Σχήμα 2, είναι το λογικό διάγραμμα για την κατανόηση της παρούσας ευρεσιτεχνίας. Στο τελικό πρωτότυπο, είναι πιθανόν να μεταβληθούν οι τομές και το τελικό ύψος της τομής. The dimensions may be modified depending on the motor, battery and accessories, but also for reasons of balance. Section B, Figure 2, is the logic diagram for understanding the present invention. In the final prototype, the sections and the final height of the section may change.

Στο κεντρικό σώμα (βαρελάκι) και μέσα από την κυκλική διάταξη ρουλεμάν (1), βρίσκονται το μοτέρ (2) σε σύνδεση με το ολοκληρωμένο κύκλωμα (4), το οποίο είναι με τη σειρά του σε σύνδεση σειριακά με τον πυκνωτή (3). In the central body (barrel) and through the circular bearing arrangement (1), the motor (2) is connected to the integrated circuit (4), which is in turn connected in series with the capacitor (3).

Σε σύνδεση σε σειρά με τον πυκνωτή (3) είναι η Δίοδος (6) και κατόπιν η σύνδεση με τον συσσωρευτή (5). Καθορίζεται να χρησιμοποιηθούν συσσωρευτές νέας γενιάς εύκαμπτοι, τύπου λεπτού φιλμ επαναφορτιζόμενοι Λιθίου Ιόντος ή Λιθίου Πολυμερούς προσαρμοσμένοι στις διαστάσεις της συσκευής προδιαγραφόμενοι και ως Λεπτής Μεμβράνης (Λιθίου Ιόντος, Λιθίου Πολυμερούς), ώστε να μπορεί να φορτίζει και σε ακινησία της συσκευής, όταν χρειαστεί. In series connection with the capacitor (3) is the Diode (6) and then the connection with the accumulator (5). It is determined to use new generation flexible, thin-film rechargeable Lithium Ion or Lithium Polymer batteries adapted to the dimensions of the device, also specified as Thin Film (Lithium Ion, Lithium Polymer), so that it can charge even when the device is stationary, when needed.

Ο συσσωρευτής αυτός (5) συνδέεται μετά με τους αγωγούς πόλωσης στην θηλυκή θύρα ενιαίου σειριακού διαύλου. This accumulator (5) is then connected with the bias leads to the single serial bus female port.

Σημείωση: Το μοτέρ (2) πρέπει να έχει τέτοιο ύψος ώστε να χωράει στο μισό συνολικό ύψος του κεντρικού σώματος. Αυτό είναι σημαντικό, επειδή μόνο με αυτήν τη διάταξη είναι εφικτό να επιτευχθεί η σύνδεση της φτερωτής (8) (το περιφερειακό σώμα που περιστρέφεται γύρω από το κεντρικό σώμα) πάνω στον άξονα του ρότορα του μοτέρ (2). Note: The motor (2) must be of such a height that it fits in half the total height of the central body. This is important, because only with this arrangement is it possible to achieve the connection of the impeller (8) (the peripheral body that rotates around the central body) on the rotor shaft of the motor (2).

Όταν ο χρήστης του στροβιλιστή δώσει κινητική ενέργεια (στροβιλίσει) το περιφερειακό μέρος της συσκευής, θα προκληθεί από το μοτέρ (2) στο κεντρικό στέλεχος, τάση και ρεύμα της τάξης των 5 έως 10 V από 200 έως περίπου 1500mA. When the twirl user energizes (twirls) the peripheral part of the device, a voltage and current of 5 to 10 V from 200 to about 1500mA will be induced by the motor (2) in the central stem.

Κατόπιν το ρεύμα διοχετεύεται στο ολοκληρωμένο κύκλωμα (4), το οποίο με τη σειρά του κάνει ανόρθωση και μετατρέπει την τάση σε συνεχή με όριο αυτής τα 6V και ρεύμα εντάσεως με όριο τα 1500mA. Το παραγόμενο αυτό ρεύμα περνάει μέσα από πυκνωτή (9) χωρητικότητας 5V/200Mf, έτσι ώστε να υπάρχει η δυνατότητα σταθερής παροχής ρεύματος στον συσσωρευτή (5) και κατόπιν στη θύρα τύπου ενιαίου σειριακού διαύλου. Then the current is channeled to the integrated circuit (4), which in turn rectifies and converts the voltage to DC with a limit of 6V and a current of 1500mA. This generated current passes through a capacitor (9) with a capacity of 5V/200Mf, so that there is the possibility of a constant supply of current to the accumulator (5) and then to the single serial bus type port.

Με αυτό τον τρόπο, όταν ο χρήστης κινεί το περιστρεφόμενο μέρος του στροβιλιστή, μπορεί να φορτίζει συσκευές νεοτέρας γενιάς και να αποθηκεύει την ενέργεια. Λόγω των συσσωρευτών νέας γενιάς ακόμη και όταν η συσκευή χρησιμοποιείται μόνο για χαλάρωση και αναψυχή, δύναται να αποθηκεύει ηλεκτρική ενέργεια για μελλοντική χρήση στη φόρτιση έξυπνων κινητών τηλεφώνων, ταμπλετών κλπ. In this way, when the user moves the rotating part of the turbine, it can charge new generation devices and store the energy. Due to the new generation batteries even when the device is used only for relaxation and recreation, it can store electricity for future use in charging smart phones, tablets, etc.

Ο στροβιλιστής χειρός με δυνατότητα φόρτισης συσκευών μέσω ενιαίου σειριακού διαύλου είναι μια καινοτόμα ολοκληρωμένη συσκευή που συνδυάζει τις χαλαρωτικές ιδιότητες τα παιχνιδιού με τη δυνατότητα φόρτισης σύγχρονων ηλεκτρονικών συσκευών καθώς και τη δημιουργία αποθέματος ηλεκτρικής ενέργειας για μελλοντική χρήση σε φόρτισή τους. The handheld spinner with the ability to charge devices via a single serial bus is an innovative complete device that combines the relaxing properties of the game with the ability to charge modern electronic devices as well as create a reserve of electricity for future use in charging them.

Claims (3)

ΑΞΙΩΣΕΙΣ 1. Στροβιλιστής χειρός με δυνατότητα φόρτισης συσκευών μέσω ενιαίου σειριακού διαύλου, ο οποίος περιλαμβάνει τον στροβιλιστή χειρός (1, 8) και ενσωματωμένη ηλεκτρονική διάταξη (Σχήμα 1), η οποία αποτελείται από μοτέρ (2), ολοκληρωμένο κύκλωμα (4), δίοδο (6), συσσωρευτή (5), Πυκνωτή (3), θύρα ενιαίου σειριακού διαύλου και η οποία ηλεκτρονική διάταξη μετατρέπει την κινητική ενέργεια του στροβιλιστή σε ηλεκτρική, ικανή να φορτίσει ηλεκτρονικές συσκευές νέας γενιάς (έξυπνα κινητά τηλέφωνα, ταμπλέτες) που φορτίζονται μέσω ενιαίου σειριακού διαύλου.1. Hand-held turbine with the possibility of charging devices through a single serial bus, which includes the hand-held turbine (1, 8) and an integrated electronic device (Figure 1), which consists of a motor (2), an integrated circuit (4), a diode ( 6), accumulator (5), Capacitor (3), single serial bus port and which electronic device converts the kinetic energy of the turbine into electrical energy, capable of charging new generation electronic devices (smartphones, tablets) charged via single serial bus. 2. Στροβιλιστής χειρός με δυνατότητα φόρτισης συσκευών μέσω ενιαίου σειριακού διαύλου, ο οποίος σύμφωνα με την αξίωση ένα (1) εμπεριέχει στην ηλεκτρονική διάταξη μετατροπή της κινητικής ενέργειας συσσωρευτή (5) νέας γενιάς Λιθίου Ιόντος ή Λιθίου Πολυμερούς, επαναφορτιζόμενο με δυνατότητα αποθήκευσης της ηλεκτρικής ενέργειας.2. Hand turbine with the possibility of charging devices via a single serial bus, which according to claim one (1) includes in the electronic device a conversion of the kinetic energy of a new generation Lithium Ion or Lithium Polymer battery (5), rechargeable with the possibility of storing electrical energy . 3. Στροβιλιστής χειρός με δυνατότητα φόρτισης συσκευών μέσω ενιαίου σειριακού διαύλου, ο οποίος σύμφωνα με την αξίωση ένα (1) και την εξαρτημένη αξίωση δύο (2) φορτίζει τις συσκευές, είτε από την ενέργεια που παρέχει ο στροβιλιστής, είτε από την ενέργεια που έχει αποθηκευτεί στον συσσωρευτή (5), κατά τον χρόνο που ο στροβιλιστής χρησιμοποιήθηκε αποκλειστικά για αναψυχή.3. A hand-held turbine capable of charging devices via a single serial bus, which according to claim one (1) and dependent claim two (2) charges the devices, either from the energy provided by the turbine, or from the energy it has stored in the accumulator (5), during the time the turbine was used exclusively for recreation.