【doc】手压式自发电暖手宝

【doc】手压式自发电暖手宝 手压式自发电暖手宝 第3O卷第1期 2012年2月 轻工机械 LjfIndustryMachinery Vo1.30No.1 Feb.2012 [新设备?新材料?新方法]DOI:10.3969/j.issn.1005-2895.2012.01.019 手压式自发电暖手宝 陈建忠,程钟慧 (南京信息工程大学滨江学院电子工程系,江苏南京210044) 摘要:发明了一种实用新型的自发电暖手宝,利用电磁感应原理,在按压压杆 时,压杆带动了齿轮旋转,进而带动 环形磁铁槽内的铜丝线圈高速旋转,实现切割磁力场,产生电动势.外接蓄电池,电 热布,LED发光二极管,输出电压经 处理后能储存起来,可用于电热布发热或LED发光.将该系统装进毛绒手偶中,按 压此暖手宝,既能暖手娱乐又能照明 使用,兼具握力健身功能,安全可靠,节能环保,实用性强.图4参11 关键词:电子产品;暖手宝;电磁感应原理;手压发电机 中图分类号:TS914.2文献标志码:A文章编号:1005-2895(2012)O1-0076-03 HandPressingAuto-Generating?-HeatHandTreasure CHENJian—zhong,CHENGZhong—hui (DepartmentofElectricalEngineering,BinjiangCollegeofNanjingInformationEngineeri ngUniversity,Nanjing210044,China) Abstract:Thepaperdesignedapracticalnewappliance— handwarmingtreasure.Itworkswithelectromagneticprinciple :whenstrutbarispressed,strutdrivengearrotation,whichdrivingwirecoilsintheringmagnet channelinhigh—speed rotatingandcausecuttingmagneticfieldtoproduceelectromotiveforce.Itaddsbatteryoutsid e,electricheatcloth,and LEDlight— emittingdiode,theoutputvoltagecanbestoredaftertreatment,whichcanbeusedtomakeelect ricclothheat ortheLEDlight.Putthesystemintothefluffyhandpuppet,whenitispressedbyhand,itcanbot hwarmourhands andilluminatewithfunctionasgrippingandbody— building.Itissafeandreliable,energysaving,friendlyenvironment andpractica1.[Ch,4fig.11ref.] Keywords:electronic;handtreasure;electromagneticinduction;handpressinggenerator 0引言 暖手宝因使用便捷,取暖性好,在冬季很受人们青 睐,但事故发生率也随之增长,因为市售的暖手宝均是 插热式的,产品单一,加热介质为软质液体,功率多在 500,1000W,属于大功率电器,在加热过程中可能会 发生短路,漏液,爆炸甚至引发火灾,存在潜在性的危 险.另外,因为不具备充电功能,不宜外出旅行使用. 为解决以上问,本实用新型设计了一种通过手压发 电机自动发电,电能储存,能使电热布发热,用毛绒物 保暖,温度适宜;同时还具有照明功能,使用方便,内部 配有充电电池,可将手压发电机产生的电能储存,也可 通过低压电源适配器充电作为补充;造型新颖,小巧精 致,便于携带,手感好. 1设计原理 1.1原理框图? 参照图1所示,手压式自发电暖手宝,由机械齿轮 压杆模块,微型发电机模块,蓄电模块,电热布,照明电 路模块组成.机械齿轮压杆模块由一个可绕轴转动的 压杆和变速齿轮组成,变速齿轮和微型发电机的单向 启动齿轮啮合;所述微型发电机主要包括铜漆包线圈, 环形磁铁槽,轴承,单向启动齿轮组成;电热布和照明 电路模块并联后连接至蓄电模块,蓄电模块,微型发电 机模块,机械齿轮压杆模块依次连接;电热布与各模块 包装在保护罩里. 1.2手压发电机设计 参照图2所示,微型发电机1由线圈,环形磁铁 收稿日期:2011-07-08;修回日期:2011-09—08 专利项目:南京信息工程大学.手压式自发电暖手宝(201120185344.6) 作者简介:陈建忠(1988),男,福建长乐人,本科,主要研究方向为电子工程技 术.E-mail:cjz1060862677@qq.con [新设叠?新材料?新方法]陈建忠,等手压式自发电暖手宝 图1手压式自发电暖手宝结构框图 Figure1Blockdiagramofthehandpressing handtreasurefromgeneration 槽,轴承,单向启动齿轮组成.机械齿轮压杆模块包括 可绕支点2转动的压杆3,压杆远离支点的一端连接 连杆4,连杆的齿轮与变速齿轮5连接,变速齿轮5与 微型发电机1的单向启动齿轮啮合.在按压压杆时, 压杆上带动连杆,连杆驱动变速齿轮转动,变速齿轮带 动微型发电机的单向启动齿轮旋转,进而带动环形磁 铁槽内的铜丝线圈高速旋转,实现切割磁力场的效果, 线圈切割不同极性磁极下的磁力线,感应产生电动势. 微型交流发电机模块由铜漆包线圈,环形磁铁槽, 轴承,单向启动齿轮组成.用电动机拖动电枢,使之顺 时针方向快速转动,线圈切割不同极性磁极下的磁力 线,感应产生电动势.交流发电机电压E=NBSa~,N 是线圈匝数,B是磁场强度,.s是线圈有效截面积, 是角速度(若已知转速n,可计算?=2,rrn).通过改变 线圈匝数,磁场强度,线圈有效截面积和角速度来增大 发电机的输出功率引. 2 1一发电机;2一支点;3一压杆;4一连杆;5一变速齿轮 图2发电机和机械齿轮压杆模块示意图 Figure2Schematicdiagramofthegenerator andmechanicalgearlevermodule 1.3系统电路设计剖 参照图3所示,发电机8将电动势提供给电热布 6发热,电热布采用市售的新型材料,由碳素纤维和棉 纤维纺织而成,是高性能纤维增强材料.通电后能在 很短的时间内达到人体舒适温度,且保持恒温.通电 后能在较短的时间内,温度即可达到人体非常舒适温 暖的40?左右.其通过开关K1与充电电池串联. 蓄电模块7由一个充电电池和充电电路组成.能 将微型发电机产生的电流通过充电电路储存到电池中, 也能将电源适配器的电通过充电电路储存到电池中. 6一电热布;7一蓄电模块;8一手压发电机 图3工作原理图 Figure3Operatingprincipleofutilitymodels 照明电路模块的若干个发光二极管(LED)并联后 与一个控制开关K2串联.手压压杆时产生的电流输 出到LED,可使LED发光.. 1.4外观简要设计与使用方法 将上述的装置联接好后装进毛绒手偶中,如图4, 其手偶外套可为动物造型,卡通造型等形象,在其中塞 进耐温棉花,铺好,使其手握感舒适,柔软. 当将开关K1的2,3脚闭合,在手压压杆时,压力 通过齿轮传动到发电机,发电机将动能转化为电能,将 电压供给电热布发热;当将开关K1的1,2脚闭合时 由充电电池供电发热;当将开关K1的1,3脚闭合可 LED灯 图4系统装置总图 Figure4Systemdevicesgeneralplan ? 78?轻工机械LightIndustryMachinery2012年第1期 将手压产生的电能储存;也可通过低压电源适配器给 电池充电;当照明电路开关K2合上可用于夜间照明. 2结论 所设计的暖手宝通过手压发电,节能环保.在当 今以节能,环保,健身,安全为主题的社会中,该新型暖 手宝有广泛的市场前景. 该技术相比现有暖手宝具有如下优点: 1)节约能源.采用手压发电方式,可以不依赖外 界电源,节省电能.电热布采用活性碳素纤维发热体 和棉纤维纺织而成,热效率高. 2)即时暖手.无需插电等待加热,按压几分钟后 表面温度可达人体非常舒适的温度,另外也可通过内 部电池供电发热,外出旅行都可以随时使用. 3)照明功能.在暖手宝内部安装LED灯,可用 于夜间一定范围内的照明使用. 4)安全可靠.手压暖手宝产生的电压和电流较 小,温度不会过高,不起电弧,从而有效地杜绝了火灾 等事故的发生;在使用过程中电热布不易发生折断,安 全可靠,用户可以放心使用. 5)健身锻炼.手压暖手宝在按压过程中,手关 节,肘关节可以进行运动,再加上电热布的取暖,促进 了血液循环,可防止手指长冻疮从而达到健身效果. 6)外型时尚.造型新颖,如同手中玩偶,其有趣 生动的设计也使其在众多同类产品中脱颖而出可吸引 不同人群购买. 所设计的新型暖手宝成本适中,易于批量生产,产 品推广范围大,使用人群广,老少皆宜. 参考文献(References): 1]南京信息工程大学.手压式自发电暖手宝:中国,201120185344.6 [ [P].2011.-06-03. [2]竺士章.发电机励磁系统试验[M].北京:中国电力出版社,2005. [3]高志.机械原理[M].上海:华东理工大学出版社,2011. [4]李永刚,李和明,万亭.发电机转子绕组匝间短路故障特性分析 与识别[M].北京:中国电力出版社,2009. [5]张乃国.电子电源技术与应用[M].北京:机械工业出版社,2010. [6]周志敏,周纪海,纪爱华.便携式电子设备充电器实用电路与电源 管理[M].北京:中国电力出版社,2009. [7]沈锦飞.电源变换应用技术[M].北京:机械工业出版社,2007. [8]段九州I,王志新.功率输出与电源供给电路[M]//段九州,王志 新.最新电子电路大金:第4卷.北京:中国计量出版社,2008. [9]张培寅.电热设备[M].北京:化学工业出版社,2006. [10]周志敏,周纪海,纪爱华.LED照明技术与应用电路[M].北京: 电子工业出版社,2009. [11]WINDERS.LED驱动电路设计[M].谢运祥,王晓刚,译.北京: 人民邮电出版社,2009. [信??简讯] .,行业简讯.微型再劲化台达C200精睿型变频器隆重上市 继2011年年中推出无感测矢量控制型变频器系列之后,台达集团于近日再次重磅出击,推出了一款精睿型矢量变频器—— VFD.C200系列,该系列产品的主打特色为:超小型化设计,强大的驱动力. 超迷你型结构 VFD—C200系列矢量变频器在方便安装,调试的同时,采用了高阶矢 量超迷你型设计,体积小,结构紧凑,性能可靠,最佳的散热设计,可适应 50?环境高温. 强大的驱动力 新型的VFD.C200系列矢量变频器可提供高阶矢量控制模式FOC +PG.FOCsensorless,Pmsensorlesso小马力驱动器可控制IM/PM电机, 且具有共振频率抑制,共振频率跳跃功能,体现出强大的驱动力.功率 范围宽广(0.4—7.5kW),还内建标准PLC程序编辑功能,程序容量 5Ksteps,且内置先进的PID控制功能,可执行压力或流量控制. 模块化设计 VFD—C200采用模块化设计,为设备后期的扩展应用预留了充分的 选择接口,如:产品可程序化的超长加减速单位选择控制,以及具备独立 且多段的加减速控制;配有多功能输入输出数字端子,且含高速计数,编码器输入端子;设有多信道的模拟接口;闭回路的接口控制 设计;直流母线并连设计;标准配置可外挂式高亮度LED操作接口等等,大大强化了用户应用的灵活性. 支持工控网络通信 此外,VFD—C200系列矢量变频器采用工控网络通信标准,内置高速通信MODBUSRS-485和CANopen卡,可选配多样通信模 块,支持现场总线的建置. 台达VFD.C200系列矢量变频器可广泛应用于食品包装机,输送带设备,纺织机,木工机,风机,水泵等工程项目领域.同时,针 对不同行业的特殊工艺需求,台达还特别为用户提供安全可靠和高性价比的集成解决,以方便用户的操作使用,台达也将在未 来时间内继续为各行业用户带来更加完善的节能产品及解决方案.(宋莉)