專利名稱：自發(fā)電手電筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型提供一種自發(fā)電手電筒，尤其是一種能利用手臂的自然擺動實(shí)現(xiàn)自發(fā)電照明 的手電筒。
背景技術(shù)：
手電筒是人們廣泛使用的生活用品， 一般用干電池提供電能，不僅需耗用干電池，干電 池用后的處置也是環(huán)境問題，如手電筒能自發(fā)電而不需使用干電池，其經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益 不言而喻。目前實(shí)現(xiàn)自發(fā)電手電筒較為成熟的技術(shù)方案是通過手電筒外的壓把、搖把等工具 給手電筒做功，所做功經(jīng)轉(zhuǎn)速提升裝置提升轉(zhuǎn)速后驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電，或存儲在渦巻彈簧內(nèi)， 由其緩慢釋放并通過轉(zhuǎn)速提升裝置提升轉(zhuǎn)速后驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電，專利號為02220353.2、 8209097. 8以及99223619. 3的公開專利均屬此類方案，此類方案產(chǎn)品需要使用者用按壓壓把 或轉(zhuǎn)動搖把等不自然動作對手電筒持續(xù)做功，使用者易疲勞，特別是在行走時使用尤為不便。 特別需提到的是99223619. 3方案中提到了擺輪元件與本實(shí)用新型的擺錘元件名稱非常相似， 但其擺輪的作用是控制轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，而本實(shí)用新型則是利用擺錘實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，作用不同。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種更方便實(shí)用的自發(fā)電手電筒，解決把自然擺臂動作所做的 功轉(zhuǎn)化成電能實(shí)現(xiàn)自發(fā)電照明的技術(shù)問題。
為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，本實(shí)用新型由發(fā)光元件、微型發(fā)電機(jī)、轉(zhuǎn)速提升裝置、殼體 等部分組成，本實(shí)用新型設(shè)計有擺錘，擺錘與在殼體內(nèi)位置固定的擺動支點(diǎn)軸相連接,擺錘可 以繞擺動支點(diǎn)軸正反兩向擺動；擺錘和轉(zhuǎn)速提升裝置之間有使轉(zhuǎn)速提升裝置的輸入輪或輸入 軸隨擺錘的擺動而轉(zhuǎn)動的力傳遞結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)速提升裝置的輸出輪或輸出軸與微型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子相 連接；所述轉(zhuǎn)速提升裝置是能將輸入輪或輸入軸的正反兩向轉(zhuǎn)動提升轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速變速裝置。 本實(shí)用新型工作原理如下:手臂自然擺動時,其手掌部分為近似圓弧狀的前后運(yùn)動，當(dāng)用手掌 握住本實(shí)用新型且使擺錘的擺動平面與手掌部分前后運(yùn)動平面基本平行，擺動支點(diǎn)軸跟隨手 掌運(yùn)動，并帶動與之相連接的擺錘運(yùn)動使擺錘具有動能，同時由于擺錘與擺動支點(diǎn)軸相連接 且擺動支點(diǎn)軸位置固定，使擺錘只能做繞擺動支點(diǎn)軸的正反兩向擺動運(yùn)動，如此，擺錘通過 擺動支點(diǎn)軸承接了手掌部分前后運(yùn)動所做的功；擺錘通過力傳遞結(jié)構(gòu)將其正反兩向擺動運(yùn)動 傳遞給轉(zhuǎn)速提升裝置，使輸入輪或輸入軸正向或反向轉(zhuǎn)動，既擺錘利用力傳遞機(jī)構(gòu)進(jìn)一步將 承接的功轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)速提升裝置的輸入；由于轉(zhuǎn)速提升裝置能將輸入輪或輸入軸的正反兩向轉(zhuǎn) 動提升轉(zhuǎn)速，使正反兩向轉(zhuǎn)動輸入均能提升轉(zhuǎn)速后由輸出輪或輸出軸輸出，帶動與之相連接 的微型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，使微型發(fā)電機(jī)發(fā)電；所發(fā)電能供給發(fā)光元件發(fā)光照明。由此，擺動 支點(diǎn)軸、擺錘、轉(zhuǎn)速提升裝置、擺錘和轉(zhuǎn)速提升裝置之間的力傳遞結(jié)構(gòu)及微型發(fā)電機(jī)和發(fā)光 元件，共同構(gòu)成了一個可將手臂自然擺動時手掌部分前后運(yùn)動所做功，轉(zhuǎn)化成電能和光能的 能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了自發(fā)電照明的目的。
為使本實(shí)用新型所發(fā)光亮不隨手臂往復(fù)擺動而晃動，本實(shí)用新型安裝發(fā)光元件的燈頭與 提供電源的手電筒本體分離，兩者之間通過導(dǎo)線連接。
本實(shí)用新型的殼體上固定有兩根彈簧片，彈簧片的一端固定在殼體上，另一端分別按相 反方向沿擺錘運(yùn)動圓弧指向擺錘。兩根彈簧片的作用是縮短擺錘往復(fù)擺動過程中在兩個變換 運(yùn)動方向點(diǎn)及其附近時段時長，當(dāng)擺錘接近變換運(yùn)動方向點(diǎn)時，動能逐漸消耗完畢，擺錘的 運(yùn)動速度減慢，使微型發(fā)電機(jī)輸出電壓及功率迅速下降，影響發(fā)光元件工作，通過設(shè)置兩根 彈簧片，并使彈簧片的非固定端能在變換運(yùn)動方向點(diǎn)前與擺錘接觸，擺綞擺動接觸彈簧片后， 彈簧片的阻力使擺錘迅速減慢停止，同時彈簧片的反彈作用加快了擺錘的換向速度，并給擺
綞反向 一個初速度，縮短了擺錘換向時間。擺錘和彈簧片的非固定端接觸面在擺錘側(cè)面的中 心點(diǎn)位置為宜。
本實(shí)用新型的有益效果是能把擺臂所做的功轉(zhuǎn)化成電能和光能實(shí)現(xiàn)自發(fā)電照明，由于擺 臂動作是人的自然動作，特別是行走時的自然動作，因此提高了使用的方便性和實(shí)用性。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型的第一個具體實(shí)施方式
剖開殼體后的正面視圖。
圖2是本實(shí)用新型的第一個具體實(shí)施方式
剖開殼體后的側(cè)面視圖。
圖3是本實(shí)用新型的第一個具體實(shí)施方式
彈簧片與殼體連接部分的局部視圖。
圖4是本實(shí)用新型的電路圖。
圖5是本實(shí)用新型的第二個具體實(shí)施方式
剖開殼體后的正面視圖。
圖6是本實(shí)用新型的第二個具體實(shí)施方式
剖開殼體后的側(cè)面視圖。
圖7是本實(shí)用新型的第二個具體實(shí)施方式
彈簧片與殼體連接部分的局部視圖。
圖8是本實(shí)用新型的第三個具體實(shí)施方式
剖開殼體后的正面視圖。
圖9是本實(shí)用新型的第三個具體實(shí)施方式
剖開殼體后的側(cè)面視圖。
圖10是本實(shí)用新型的第三個具體實(shí)施方式
彈簧片與殼體連接部分的局部視圖。
具體實(shí)施方式

圖1所示為本實(shí)用新型的第一個具體實(shí)施方式
，由發(fā)光元件U)、微型發(fā)電機(jī)(6)、殼 體(7)和轉(zhuǎn)速提升裝置等部分組成，本實(shí)施方式的轉(zhuǎn)速提升裝置是一對嚙合的大齒輪(9) 和小齒輪(12)構(gòu)成的齒輪變速機(jī)構(gòu)，大齒輪(9)是轉(zhuǎn)速提升裝置的輸入輪，小齒輪(12) 是轉(zhuǎn)速提升裝置的輸出輪，擺錘(10)直接用螺釘(11)固定在大齒輪(9)上，擺錘(10) 通過螺釘(11)及大齒輪(9)與擺動支點(diǎn)軸(8)相連接，大齒輪(9)的轉(zhuǎn)軸即為擺錘(10) 的擺動支點(diǎn)軸(8)，螺釘(11)既是擺錘(10)與大齒輪(9)間的連接件，也是擺錘(10) 與轉(zhuǎn)速提升裝置間的力傳遞結(jié)構(gòu)，擺錘(10)繞擺動支點(diǎn)軸(8)雙向擺動時，通過螺釘(11) 帶動大齒輪(9)雙向轉(zhuǎn)動，大齒輪(9)帶動小齒輪(12)并提升轉(zhuǎn)速，小齒輪(12)與微 型發(fā)電機(jī)(6)的轉(zhuǎn)子同軸連接，使微型發(fā)電機(jī)(6)發(fā)電，所發(fā)電能經(jīng)導(dǎo)線(5)和中間電路 (3)后供發(fā)光元件(1)發(fā)光，實(shí)現(xiàn)自發(fā)電照明。
如
圖1所示，本實(shí)用新型的第一個具體實(shí)施方式
被分開成兩部分，安裝發(fā)光元件(1) 的燈頭(2)與提供電源的手電筒本體分離，兩者通過導(dǎo)線(5)連接，使發(fā)光元件(1)光亮 不隨手臂往復(fù)擺動而晃動。中間電路(3)也被安裝在燈頭(2)內(nèi)，在燈頭(2) h還有一夾 扣(4)，夾扣可夾在衣服口袋或皮帶上，解放另一只手以便于勞動。如圖2所示在殼體(7) 的側(cè)面固定有一根腕帶(14)，便于手掌握住手電筒。
圖3和
圖1給出了本實(shí)用新型的第一個具體實(shí)施方式
彈簧片(13)形狀及其與殼體(7) 的連接結(jié)構(gòu)，彈簧片(13)的方形固定端被卡在殼體(7)圓形外殼的方孔內(nèi)，彈簧片(13) 的活動端分別按相反方向沿擺錘(10)運(yùn)動圓弧指向擺錘(10)。
圖4是本實(shí)用新型的電路圖，F(xiàn)代表微型發(fā)電機(jī)，R,表示發(fā)光元件，兩者之間的中間電 路(3)可實(shí)現(xiàn)整流儲能和穩(wěn)壓作用，電路由整流二極管D、電容C、電感L和穩(wěn)壓二極管Dz 構(gòu)成，整流二極管D將微型發(fā)電機(jī)所發(fā)交流電整流成直流，電容C既有濾波穩(wěn)壓的作用，還 起儲能作用，在微型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低輸出電壓及功率不足時，供給發(fā)光元件使用，在速度較
高的時段，微型發(fā)電機(jī)的輸出電壓和頻率較高，電路中的電感L的感抗增大，限制發(fā)光元件 上的電壓和電流，穩(wěn)壓二極管Dz可保護(hù)發(fā)光元件。因此，本電路可保持有較穩(wěn)定的電壓和功
率供給發(fā)光元件，使所發(fā)出光亮較為穩(wěn)定，也起保護(hù)發(fā)光元件作用。根據(jù)微型發(fā)電機(jī)和發(fā)光 元件兩者的特性不同，中間電路(3)可以有不同的設(shè)計方法，其功能主要是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、儲能 和保護(hù)作用，如微型發(fā)電機(jī)和發(fā)光元件性能足夠好，也可不設(shè)置中間電路(3)，直接用導(dǎo)線
(5) 連接。
圖5、圖6、圖7給出了本實(shí)用新型的第二個具體實(shí)施方式
，由發(fā)光元件(1)、微型發(fā) 電機(jī)(6)、殼體(7)和轉(zhuǎn)速提升裝置等部分組成，擺錘(9)通過螺釘(12)及過渡連接部 分(14)與擺動支點(diǎn)軸(8)連接，微型發(fā)電機(jī)(6)鑲嵌在擺錘(9)內(nèi)，擺錘(9)和微型 發(fā)電機(jī)(6) —起可繞擺動支點(diǎn)軸(8)雙向擺動，本實(shí)施方式的轉(zhuǎn)速提升裝置由固定在殼體 (7)內(nèi)的內(nèi)齒齒輪(10)及與微型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子同軸連接的小齒輪(11)構(gòu)成，內(nèi)齒齒輪(10) 為轉(zhuǎn)速提升裝置的輸入輪，小齒輪(11)是轉(zhuǎn)速提升裝置的輸出輪，擺錘(9)與微型發(fā)電機(jī)
(6) 之間的結(jié)合面即為擺錘(9)與轉(zhuǎn)速提升裝置之間的力傳遞結(jié)構(gòu)，當(dāng)手臂擺動通擺動支 點(diǎn)軸(8)給擺錘(9)和微型發(fā)電機(jī)(6)反復(fù)做功使其擺動時，擺錘(9)通過與微型發(fā)電 機(jī)(6)之間的結(jié)合面使內(nèi)齒齒輪(10)和小齒輪(11)之間產(chǎn)生相對運(yùn)動，內(nèi)齒齒輪(10) 帶動小齒輪(11)轉(zhuǎn)動并提升轉(zhuǎn)速，使微型發(fā)電機(jī)(6)發(fā)電。圖5、圖6所示導(dǎo)線(5)山 微型發(fā)電機(jī)(6)引出后，在擺動支點(diǎn)軸(8)上繞一圈后順著擺動支點(diǎn)軸(8)徑向穿出殼體
(7) ，引入到燈頭(2)部分，同樣燈頭(2)部分與提供電源的手電筒本體分離，兩者間通 過導(dǎo)線(5)連接，燈頭(2)上中間電路(3)與夾扣(4)。圖6中殼體(7)側(cè)面固定有腕 帶(15)。圖5和圖7可見本實(shí)施方式彈簧片(13)形狀及其與殼體(7)的間的連接結(jié)構(gòu)。
圖8、圖9、圖IO給出了本實(shí)用新型的第三個具體實(shí)施方式
，山發(fā)光元件(1)、微型發(fā) 電機(jī)(6)、殼體(7)和轉(zhuǎn)速提升裝置等部分組成，擺錘(13)通過螺釘(12)、過渡連接部 分(16)及大齒輪(10)與擺動支點(diǎn)軸(8)連接，本實(shí)施方式的轉(zhuǎn)速提升裝置由兩級變速裝 置構(gòu)成，第一級由嚙合的大齒輪(10)和小齒輪(11)構(gòu)成，第二級由一對皮帶輪構(gòu)成，大 皮帶輪(9)與小齒輪(11)同軸且固定連接，小皮帶輪(14)與微型發(fā)電機(jī)(6)的轉(zhuǎn)子同 軸且固定連接，大齒輪(10)為轉(zhuǎn)速提升裝置的輸入輪，小皮帶輪(14)為輸出輪，螺釘(12) 和過渡連接部分(16)即為擺錘(13)與轉(zhuǎn)速提升裝置間的力傳遞結(jié)構(gòu)。擺錘(13)擺動時 通過螺釘(12)及過渡連接部分(16)使大齒輪(10)雙向轉(zhuǎn)動，經(jīng)小齒輪(11)提升轉(zhuǎn)速 后帶動大皮帶輪(9)，大皮帶輪(9)通過皮帶(15)帶動小皮帶輪(14)再一次提升轉(zhuǎn)速后 驅(qū)動微型發(fā)電機(jī)(6)發(fā)電。同樣燈頭(2)部分與提供電源的手電筒本體分離，兩者間通過 導(dǎo)線(5)連接，燈頭(2)上有中間電路(3)與夾扣(4)。圖9中殼體(7)側(cè)面固定有腕 帶(18)。圖8和圖IO可見本實(shí)施方式彈簧片(n)形狀及其與殼體(7)的連接結(jié)構(gòu)。本實(shí) 施方式中如果只將皮帶輪作為轉(zhuǎn)速提升裝置，則大齒輪(10)與小齒輪(11)即為擺錘(13) 與轉(zhuǎn)速提升裝置間的力傳遞結(jié)構(gòu)的一部分，大皮帶輪(9)為轉(zhuǎn)速提升裝置的輸入輪。
本實(shí)用新型還可以有多種變化,如擺錘還可以是兩個或多個，由兩個或多個不同步擺動 的擺錘相互配合，可改善單擺錘結(jié)構(gòu)在兩個運(yùn)動方向變換點(diǎn)速度減慢，微型發(fā)電機(jī)因轉(zhuǎn)速低使 輸出電壓和功率降低而影響照明效果的情況；同樣根據(jù)擺錘數(shù)量的變化，擺動支點(diǎn)軸可以有 一根或數(shù)根，擺動支點(diǎn)軸在殼體內(nèi)可固定在不同的位置，只須保證擺錘有足夠的雙向擺動空 間，擺動支點(diǎn)軸的形狀也不局限于圓柱狀，還可以是其他適用形狀如圓球狀、圓餅狀；擺錘 與擺動支點(diǎn)軸擺動之間可通過其他部件間接相連接，如上述三個具體實(shí)施方式
所示，也可以 將擺錘做成特殊形狀直接連接，如時鐘的鐘擺形狀，甚至將擺動支點(diǎn)軸與擺錘整體制造，擺 綞與擺動支點(diǎn)軸之間可以是固定連接也可以是活動連接，擺動支點(diǎn)軸不能轉(zhuǎn)動時則擺錘與擺 動支點(diǎn)軸間需活動連接使擺錘可以擺動，如擺動支點(diǎn)軸可以轉(zhuǎn)動則擺錘與擺動支點(diǎn)軸間既可 以活動連接也可以固定連接；擺錘和轉(zhuǎn)速提升裝置之間的力傳遞結(jié)構(gòu)根據(jù)擺動支點(diǎn)軸與和轉(zhuǎn) 速提升裝置的輸入軸或輸入輪的軸兩軸位置相對關(guān)系不同，實(shí)現(xiàn)方法可以有多種變化，兩軸
重合時可采用固定連接或通過兩者間的結(jié)合面實(shí)現(xiàn)力傳遞，如上述三個具體實(shí)施方式
所示， 兩軸平行時可采用直齒圓柱齒輪傳動、導(dǎo)桿-滑塊或?qū)Р?滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)兩軸相互垂直或 成一定角度相交時，可用直齒圓錐齒輪或帶傳動中的半交叉?zhèn)鲃訉?shí)現(xiàn)力傳遞，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜， 兩者間還可以用一些特殊連接方法以實(shí)現(xiàn)在力傳遞的同時達(dá)到其他有益效果，如緩沖、勻速、 儲能、離合等效果，如用渦巻彈簧連接可達(dá)到儲能和緩沖效果，使傳遞到轉(zhuǎn)速提升裝置的力 更均勻平滑，但相應(yīng)會使力傳遞結(jié)構(gòu)更復(fù)雜；力傳遞結(jié)構(gòu)一般直接作用于轉(zhuǎn)速提升裝置的輸 入軸或輸入輪，如第一和第三個具體實(shí)施方式
，也可以作用于轉(zhuǎn)速提升裝置的其他元件上， 間接使輸入軸或輸入輪轉(zhuǎn)動，如第二個具體實(shí)施方式
所示力傳遞結(jié)構(gòu)；本實(shí)用新型要求的能 實(shí)現(xiàn)將輸入輪或輸入軸的雙向轉(zhuǎn)動提升轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速變速裝置可以有多種變化，除實(shí)例中所示 的齒輪變速裝置、皮帶輪變速裝置，還可以是鏈輪變速裝置，或者是它們組合而成的轉(zhuǎn)速變 速裝置，變速級次也可以根據(jù)需要增減變化；轉(zhuǎn)速提升裝置的輸出輪或輸出軸與微型發(fā)電機(jī) 轉(zhuǎn)子連接方法也可多種變化，除上述三個具體實(shí)施方式
所示的直接固定連接外，還可以根據(jù) 需要采用聯(lián)軸器或離合器等相連接；另外，本實(shí)用新型不限于用手使用，也可以捆綁在腳上 使用，只需使擺錘擺動圓弧平面與小腿行走擺動時運(yùn)動平面基本平行即可。上述變化均落實(shí) 在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種自發(fā)電手電筒，由發(fā)光元件、微型發(fā)電機(jī)、轉(zhuǎn)速提升裝置、殼體等部分組成，其特征是本實(shí)用新型設(shè)計有擺錘，擺錘與在殼體內(nèi)位置固定的擺動支點(diǎn)軸相連接，擺錘可以繞擺動支點(diǎn)軸正反兩向擺動；擺錘和轉(zhuǎn)速提升裝置之間有使轉(zhuǎn)速提升裝置的輸入輪或輸入軸隨擺錘的擺動而轉(zhuǎn)動的力傳遞結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)速提升裝置的輸出輪或輸出軸與微型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子相連接；所述轉(zhuǎn)速提升裝置是能將輸入輪或輸入軸的正反兩向轉(zhuǎn)動提升轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速變速裝置。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種自發(fā)電手電筒，尤其是一種利用手臂的自然擺動實(shí)現(xiàn)自發(fā)電的手電筒。由發(fā)光元件、微型發(fā)電機(jī)、轉(zhuǎn)速提升裝置、殼體等部分組成，本實(shí)用新型設(shè)計有擺錘，擺錘與在殼體內(nèi)位置固定的擺動支點(diǎn)軸相連接，擺錘可以繞擺動支點(diǎn)軸正反兩向擺動；擺錘和轉(zhuǎn)速提升裝置之間有使轉(zhuǎn)速提升裝置的輸入輪或輸入軸隨擺錘的擺動而轉(zhuǎn)動的力傳遞結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)速提升裝置的輸出輪或輸出軸與微型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子相連接；所述轉(zhuǎn)速提升裝置是能將輸入輪或輸入軸的正反兩向轉(zhuǎn)動提升轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速變速裝置。擺錘承接擺臂所做的功而擺動，并傳遞給轉(zhuǎn)速提升裝置提升轉(zhuǎn)速后驅(qū)動微型發(fā)電機(jī)發(fā)電，解決了把擺臂所做的功轉(zhuǎn)化成電能實(shí)現(xiàn)自發(fā)電照明的技術(shù)問題，主要用途是照明。
文檔編號F21L13/06GK201014239SQ20062015939
公開日2008年1月30日 申請日期2006年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月28日
發(fā)明者鐘安庸 申請人:鐘安庸