АВТОНОМНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ С РУЧНЫМ ПРИВОДОМ Российский патент 2015 года по МПК H02N11/00 

Изобретение относится к зарядным устройствам, а именно к автономным источникам питания с ручным приводом, и предназначено для использования в спасательных средствах как аварийный источник питания, а также может использоваться в походных условиях и в быту.

Известен "Генератор с ручным приводом" RU 2376700, состоящий из ротора и соединенного с корпусом генератора статора; в торцевой части генератора на конце вала его ротора практически симметрично относительно его оси закреплены два конца гибкого шнура или двух связанных через рукоятку шнуров. Данное техническое решение имеет следующие недостатки:

- для приведения его в действие необходимо сначала закрутить шнур.

- во время работы данного устройства надо использовать обе руки.

- устройство перестает работать, как только прекращается воздействие на шнуры.

Данное устройство больше подходит для использования как игрушка или тренажер типа эспандера с подсветкой, но в качестве зарядного устройства или источника питания его использовать крайне неудобно.

Известен "Автономный источник электрической энергии с ручным пневматическим приводом" патент RU 2312446, содержащий синхронный бесконтактный генератор с возбуждением от постоянного магнита, состоящий из шихтованного статора, набранного из листов электротехнической стали, и ротора с постоянным магнитом с ручным пневматическим приводом, состоящим из мягкого упругого меха, прикрепленного к жесткому основанию, внутри которого расположены синхронный бесконтактный генератор с возбуждением от постоянного магнита, вал которого соединен с турбиной, находящейся в канале внутри жесткого основания, двух пружин, находящихся внутри меха, и двух клапанов в нижней части меха, блок выпрямителя и аккумулятора, соединенный проводами с генератором и универсальным штекерным разъемом. Из описания совершенно не понятно, работает ли данное устройство от кисти руки или надо сжимать его двумя руками. И в первом и во втором случае данное устройство долго не посжимаешь, быстро устанут обе руки или кисть. Отсутствует накопитель механической энергии, как только прекратится воздействие на данное устройство, прекратится и выработка тока.

Известен "Автономный источник электрической энергии с ручным механическим приводом" RU 2308643, выбранный в качестве прототипа, состоящий из корпуса, электрического генератора, механического привода, рукоятки подвижного подпружиненного устройства, последовательно соединенные выпрямитель, аккумулятор и штекерный разъем, соединенный с рукояткой коленчатый вал, в качестве механического привода используются ременные передачи, а обмотка статора электрического генератора уложена на цилиндр, вставленный непосредственно в зазор электрического генератора. Механическая часть, это в основном привод ротора, состоит из ручки, один конец которой закреплен на оси, а второй представляет собой шатун, который подвижно соединен с коленчатым валом, совмещенным на одной оси со шкивом, который ремнем связан со шкивом меньшего диаметра. Шкив выполнен на одной оси со шкивом большего диаметра, который ремнем соединен со шкивом меньшего диаметра, расположенным на валу ротора. Данное техническое решение имеет тот же самый общий недостаток, как и все устройства, где используется сила кисти руки. Кисть руки не может долго работать в режиме «сжал - отпустил», как правило, через несколько минут работы рука устает. Таким образом, данное устройство можно использовать лишь на короткое время для подсветки, зарядка мобильных телефонов или зарядка либо питание для лаптопов требует длительного времени работы подобного устройства.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение всех описанных недостатков известных устройств, увеличение срока и надежности работы устройства. Она решается тем, что в автономном источнике питания с ручным приводом, содержащем корпус, внутри которого располагается генератор, приводимый в действие посредством механического привода, в качестве механического накопителя энергии используется конусная пружина скручивания, а для внешних потребителей имеется вывод с наружными контактами.

Изобретение поясняется следующими чертежами:

На Фиг. 1 - общий вид устройства.

На Фиг. 2 - вид корпуса устройства без шнура: а - вид сверху, б - вид спереди, в - вид сбоку.

Фиг. 3 - вид устройства без верхней половины.

Фиг. 4 - сечение А-А.

Фиг. 5 - зубчатое колесо.

Фиг. 6 - шкив.

Фиг.7 - центральный вал.

Фиг.8 - сечение вала Б-Б.

Фиг.9 - сечение вала В-В.

Фиг.10 - диск (вид сбоку).

Фиг.11 - ведущая шестерня (вид сбоку).

Фиг.12 - выключатель в разрезе.

Фиг.13 - фиксирующая вилка.

Фиг.14 - головка с контактами в разрезе.

Фиг.15 - головка с контактами (вид снизу).

Устройство состоит из корпуса 1 (Фиг.1, 2, 3, 4), внутри которого расположен генератор 2 (Фиг.3), аккумулятор с зарядным блоком 3 (Фиг.3) и механический привод генератора. Корпус 1 (Фиг.1, 2, 3, 4) состоит из двух половин, внутри корпуса имеются две цилиндрические полости. В одной полости располагается генератор 2 (Фиг.3) и аккумулятор с зарядным устройством 3 (Фиг.3), в другой полости расположен механический привод генератора. Механический привод состоит из центрального вала 4 (Фиг.3, 7, 8, 9), шкива 5 (Фиг.3, 6), зубчатого колеса 7 (Фиг.3, 4, 5), пружины скручивания 8 (Фиг.3), прижимной пружины 9 (Фиг.3), конусной пружины скручивания 10 (Фиг.3), диска 11 (Фиг.3, 10), ведущей шестерни 12 (Фиг.3, 11), промежуточной шестерни 13 (Фиг.3) и шестерни генератора 15 (Фиг.3). Вал 4 (Фиг.3, 7, 8, 9) выполнен в форме правильного шестигранника, хвостовики вала цилиндрические, разного диаметра, передний конец вала также имеет форму шестигранника, но меньшего размера. На шкив 5 (Фиг.3, 6) намотан шнур 6 (Фиг.3), на одной стороне шкива имеется боковой зубчатый венец, которым он входит в зацепление с боковым зубчатым венцом зубчатого колеса 7 (Фиг.3, 4, 5).

Шкив 5 (Фиг.3, 6) и зубчатое колесо 7 (Фиг.3, 4, 5) свободно посажены на цилиндрическую часть вала 4 (Фиг.3). Пружина скручивания 8 (Фиг.3) одним концом закреплена на шкиве 5 (Фиг.3), другим концом в центральной перегородке корпуса 1 (Фиг.3). Посредством прижимной пружины 9 (Фиг.3) шкив 5 (Фиг.3) прижимается к зубчатому колесу 7 (Фиг.3). Конусная пружина скручивания 10 (Фиг.3) одним концом закреплена в зубчатом колесе 7 (Фиг.3), другим концом в диске 11 (Фиг.3). Зубчатое колесо 7 (Фиг.3, 4) фиксируется от проворота в обратную сторону зубчатым фиксатором 16 (Фиг.3, 4), установленным в паз центральной перегородки нижней половины корпуса и подпружиненным пружиной 17 (Фиг.4). Диск 11 (Фиг.3, 10) надет на вал с возможностью свободного перемещения вдоль оси вала. Ведущая шестерня 12 (Фиг.3, 11) плотно посажена на передний конец вала 4 (Фиг. 3). Промежуточная шестерня 13 (Фиг. 3) имеет два зубчатых венца и свободно посажена на промежуточный вал 14 (Фиг. 3). Шестерня 15 (Фиг. 3) плотно посажена (шлицы, шпонка) на вал генератора 2 (Фиг. 3). Механический привод работает следующим образом: шнур 6 за ручку 18 (Фиг. 1) вытягивается из корпуса 1 (Фиг. 3), при этом прокручивает шкив 5, который, в свою очередь, посредством бокового зубчатого венца, входящего в зацепление с боковым зубчатым венцом зубчатого колеса 7 также поворачивает это зубчатое колесо, которое накручивает пружину 10. После частичного или полного сматывания шнура 6 со шкива 5 шнур отпускается и пружиной 8 шкив 5 возвращается в исходное положение, наматывая на шкив шнур 6. Фиксатор 16, входя в зацепление с наружными зубцами зубчатого колеса 7, не дает ему провернуться назад под действием пружины 10 и прокручивающегося назад шкива 6. Пружина 10, раскручиваясь, вращает диск 11, который, в свою очередь, вращает вал 4. При скручивании и раскручивании пружина 10 перемещает вдоль оси вала диск 11. Вал 4 вращает ведущую шестерню 12, которая передает вращение через промежуточную сдвоенную шестерню 13 шестерне 15 генератора 2. Зубчатая передача (ведущая шестерня - промежуточная шестерня - шестерня генератора) является мультипликатором, т.е. многократно увеличивает обороты вала генератора 2 относительно оборотов вала 4. В зависимости от жесткости полностью накрученная пружина 10 должна обеспечивать непрерывную работу генератора в течение 10÷30 минут. Шестерня 15 вращает вал ротора генератора 2, вырабатываемый генератором ток через зарядный блок заряжает аккумулятор 3. От аккумулятора питание подается через выключатель 19 (Фиг. 1, 2а, 2б, 12) на вывод с наружными контактами 20 (Фиг. 1, 2а) и светодиоды 21 (Фиг. 1, 2а). На вывод с наружными контактами 20 (Фиг. 1, 2а,) надевается головка 22 (Фиг. 14, 15) с внутренними контактами, от которых питание подается на внешние потребители. При хранении или транспортировке контакты 23 (Фиг. 12) выключателя 19 (Фиг. 1, 2а, 12) разомкнуты посредством фиксирующей вилки 24 (Фиг. 13), которая устанавливается между корпусом выключателя 19 (Фиг. 12) и шляпкой 25 (Фиг. 12) толкателя 26 (Фиг. 12), подпружиненного пружиной 27 (Фиг. 12). Перед началом использования автономного источника питания необходимо всего лишь удалить фиксирующую вилку 24 и устройство готово к работе. К корпусу 1 прикреплена рамка 28 (Фиг 1, 2а), посредством которой корпус 1 может крепиться в месте установки различными средствами крепления.

Изобретение относится к зарядным устройствам, а именно к автономным источникам питания с ручным приводом, и предназначено для использования в спасательных средствах как аварийный источник питания, а также может использоваться в походных условиях и в быту. Технический результат - повышение надежности и удобства пользования. Предлагаемое устройство имеет два накопителя энергии, механический накопитель - конусная пружина скручивания и электрический - аккумулятор. Корпус автономного источника питания с ручным приводом состоит из двух половин, внутри корпуса имеются две цилиндрические полости. В одной полости располагается генератор и аккумулятор с зарядным устройством, в другой полости расположен механический привод генератора. Механический привод состоит из центрального вала, шкива, зубчатого колеса, пружины скручивания, прижимной пружины, конусной пружины скручивания, диска, ведущей шестерни, промежуточной шестерни и шестерни генератора. 1 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Автономный источник питания с ручным приводом, содержащий корпус, внутри которого располагается генератор, приводимый в действие посредством механического привода, отличающийся тем, что в качестве механического накопителя энергии используется конусная пружина скручивания.

2. Автономный источник питания по п. 1, отличающийся тем, что для внешних потребителей имеется вывод с наружными контактами.