用于产生电能的便携式设备制造技术

提供一种用于产生电能的便携式设备，所述设备包括：电能产生装置，其响应于输入机械动作而发电；重力驱动的驱动器，其用于通过悬挂质量块在重力作用下的下降来将所述机械动作供应到所述电能产生装置；以及重激励机构，其适于使所述重力驱动的驱动器在所述质量块升高的同时进行操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于通过重力作用下的质量块下降来产生电能的便携式设备。
技术介绍
可从Deciwatt有限公司(公司编号08589358)获得并在WO2011/045606和WO2014/195681中描述的GravityLightTM产品是便携式电能产生装置，其被设计为向不能接入电力网的客户提供照明。具体地说，GravityLightTM被设想为取代在发展中国家使用的有害煤油灯，其中这种设备的低成本对于其接受和了解至关重要。通过以下步骤操作该设备：由用户提起质量块(通过抓握质量块或拉动配重)，然后释放质量块，于是该质量块在其下降时为发电机提供动力，从而产生足够的电能来提供光源，或者为诸如无线电设备或充电电池等电子装置提供电力。然而，与其它照明和电力系统相比，该设备具有缺点，例如，它不提供连续的电力。当质量块被提起时，驱动皮带(链轮带)经由棘轮系统在相反方向上重新卷绕，从而导致发电机解耦并且暂时不产生电力。因此，用户可能需要在完全黑暗的环境下安全地(经过配重)提起重质量块。这仅在每二十分钟左右发生几秒钟，并且已被用户普遍接受作为这种新型自由运行照明的不可避免的特征
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种用于产生电能的便携式设备，所述设备包括：电能产生装置，其响应于输入机械动作而发电；重力驱动的驱动器，其用于通过悬挂质量块在重力作用下的下降来将所述机械动作供应到所述电能产生装置；以及重激励机构，其适于使所述重力驱动的驱动器能够在所述质量块升高的同时进行操作。因此，提供了一种设备，该设备通过如下方式克服了现有技术中的所述缺陷：输出连续动力，而不管质量块是在重力作用下下降还是被用户升高(相对于地面)。这种连续系统为设备的用户开创了不同的使用模式。当操作现有技术的GravityLightTM时，因为光/电力在重绕过程期间将停止输出，因此用户通常不会在质量块撞击地面之前提起质量块，并且这增加了重激励操作的频率。然而，本文描述的系统允许用户通过部分地提升质量块来定期“加满动力”，例如，每当用户使质量块移动时不会失去光/电力。这种方式还为无线电或充电电池等产生了更有用的连续电力。本申请人已经设想了能够使该装置连续运行的各种方法。一种这样的方法是使用发电机对电池进行充电，然后可以在提升期间为灯供电。除了提供充电电池(以及适当的电路)相对昂贵之外，该方法还具有额外的缺点，即所产生的能量高达一半通过电池充电和放电循环而损失。实现连续运行的另一种可能方式是使用弹簧来存储足够量的能量以在提升期间(例如，约五秒)为灯提供电力。然而，这增加了系统的复杂性和成本。此外，它在设备中产生了额外的故障点，并且向用户施加压力以快速地提升质量块。另一种方法是将两个GravityLightTM装置一起使用，使得当一个装置的质量块被提升时，另一个装置仍在工作。然而，这具有一些缺点：除非所有附接设备(例如，外围作业灯或无线电)在GravityLightTM装置之一达到下降周期尽头时也被同样地接管，但这增加了成本，另外，需要额外电路来处理在两个GravityLightTM发电机的输出电连接时必须避免的回流电流，这降低了效率和/或增加了成本。改进方法于是在于：将单个发电机与两个单独的质量块和驱动器组合，以降低一些成本。然而，这种方法的缺点在于：需要安装点来双重支撑质量块，或者当仅一个重物驱动系统而另一个重物正在等待被提起或正被提起时，电力输出减少至仅一半。这还因允许两个质量块顺畅地经过彼此所需的间隙而增加了尺寸。然而，在本文中这些问题因重激励机构的设置而被解决，该重激励机构适于使重力驱动的驱动器能够在质量块升高的同时进行操作。重激励机构可以使重力驱动的驱动器在重激励过程期间在质量块被提升的同时受到质量块的重力。例如，质量体可以悬挂在回路上，并通过缩短所述回路的一侧而升高。另外，即使质量块本身被提升，质量块也可以通过其重量经由所述回路的另一侧的持续行进来对重力驱动的驱动器持续施加机械动作/力。该重激励过程(或重激励动作)涉及将机械功输入到设备中，该设备将所述功转换成已被升高的质量块形式的一定量重力势能，该重力势能然后逐渐转换成驱动电能产生装置的动能。这具有这样的优点：与其它来源(例如，煤油或太阳能)不同，重力势能可以在一天中的所有时间自由地产生。因此，该装置可以以最小成本进行生产，然后运行而无需持续的成本。此外，与充电电池(例如)不同，装置的效率将不会随时间而显着恶化。为了向电能产生装置供应机械动作，特别有利的是，其中，重力驱动的驱动器包括驱动机构和细长柔性部件，其中，在使用时，所述细长柔性部件与驱动机构和质量块联接，以便提供操作用的重力。细长柔性部件优选地为链轮带、链条、皮带或绳。合适的绳的实例是串珠帘线。驱动机构可以包括例如链轮、齿轮、齿形轮、无齿轮或毂盘。细长柔性部件可以是闭合环形回路。为了实现装置的重激励或“重加载”，重力驱动器的细长柔性部件还优选地与重激励机构联接。细长柔性部件有利地在重激励过程期间保持质量块与重力驱动机构之间的绷紧。这允许来自质量块重量的驱动在质量块被提升的同时被传递到发电装置。还优选地，细长柔性部件在重激励过程期间保持质量块与重激励机构之间的绷紧。提供了这样的进一步益处：其中，重激励机构和驱动机构中的每一者在沿着细长柔性部件的不同位置处同时串联联接。在这种情况下，设备优选地构造为：在重激励过程期间，所述不同位置之间的细长柔性部件的长度被改变。还优选地，在重激励过程期间，用户抓握细长柔性部件的所述长度的一部分且对细长柔性部件施加力，以便改变所述长度并提起质量块。有利的是，细长柔性部件形成第一回路和第二回路，所述质量块仅悬挂在第一回路上，其中，通过拉动第二回路从而增加所述第二回路的长度并减小第一回路的长度来提升所述质量块。第一回路和第二回路形成相同细长柔性部件的相应悬挂部分。这相对于现有技术具有特别的优点：质量块可以提升到比用户自然可达到的高度高的高度，因此质量块可以下降更长时间，从而在需要重激励系统之前允许在更长持续时间内产生电力。此外，如果用户向下拉动细长柔性部件来提升质量块，而不是通过抓握和提升质量块本身来直接提升质量块，则发生不拉紧的机会较少。重激励机构优选地设置有重激励部件。该重激励部件可以是细长柔性部件的形式，例如链轮带、链条、皮带或绳，并且通常设置为环形回路。与重力驱动的驱动器的细长柔性部件不同，重激励机构的细长柔性部件的可被拉动以提升质量块的长度通常始终保持恒定。这使用户能够抓握重激励部件来旋转重激励机构从而提升质量块，而与质量块下降的距离无关。在一些实施方式中，重激励部件本身还可以包括踏板系统或踏板。此外，重激励部件可以设置为重绕部件。另外作为选择，重激励机构可以包括单向棘轮和/或手摇曲柄。提供了这样的明显益处：其中，重激励机构布置成提供就由下降质量块提供的力而言的机械优点，使得提升质量块所需的力小于由质量块产生的重力。这使用户能够更容易地提起质量块(使老年人、儿童和残疾人受益)，并且使用户能够潜在提起比它们通过抓握质量块本身能够提升的重量更重的质量块。目前，如果使用现有技术的GravityLightTM装置，则用户通常更喜欢抓握和提起质量块本身而不是拉动配重。然而，通过提供上述布置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于产生电能的便携式设备，所述设备包括：电能产生装置，其响应于输入机械动作而发电；重力驱动的驱动器，其用于通过悬挂质量块在重力作用下的下降来将所述机械动作供应到所述电能产生装置；以及重激励机构，其适于使所述重力驱动的驱动器能够在所述质量块升高的同时进行操作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.28 GB 1407447.01.一种用于产生电能的便携式设备，所述设备包括：电能产生装置，其响应于输入机械动作而发电；重力驱动的驱动器，其用于通过悬挂质量块在重力作用下的下降来将所述机械动作供应到所述电能产生装置；以及重激励机构，其适于使所述重力驱动的驱动器能够在所述质量块升高的同时进行操作。2.根据权利要求1所述的便携式设备，其中，所述重激励机构使所述重力驱动的驱动器能够在重激励过程期间在所述质量块被提升的同时受到所述质量块的重力。3.根据前述权利要求中任一项所述的便携式设备，其中，所述重力驱动的驱动器包括驱动机构和细长柔性部件，其中，在使用时，所述细长柔性部件与所述驱动机构和所述质量块联接，以便提供操作用的重力。4.根据权利要求3所述的便携式设备，其中，所述细长柔性部件是链轮带、链条、皮带或绳。5.根据权利要求3或4所述的便携式设备，其中，所述细长柔性部件还与所述重激励机构联接。6.根据权利要求5所述的便携式设备，其中，所述重激励机构和所述驱动机构中的每一者在沿着所述细长柔性部件的不同位置处同时串联联接。7.根据权利要求6所述的便携式设备，还适于使得：其中，在重激励过程期间，所述不同位置之间的细长柔性部件的长度被改变。8.根据权利要求6或7所述的便携式设备，还适于使得：其中，在重激励过程期间，用户抓握所述细长柔性部件的所述长度的一部分且对所述细长柔性部件施加力，以便改变所述长度并提起所述质量块。9.根据权利要求3至8中任一项所述的便携式设备，其中，所述细长柔性部件被设置为闭合环形回路。10.根据权利要求9所述的便携式设备，其中，所述细长柔性部件形成第一回路和第二回路，所述质量块仅悬挂在所述第一回路上，其中，通过拉动所述第二回路从而增加所述第二回路的长度并减小所述第一回路的长度来提升所述质量块。11.根据前述权利要求中任一项所述的便携式设备，其中，所述重激励机构布置成提供就由下降质量块提供的力而言的机械优点，使得提升所述质量块所需的力小于由所述质量块产生的重力。12.根据前述权利要求中任一项所述的便携式设备，其中，所述重激励机构设置有细长柔性部件形式的重激励部件。13.根据权利要求12所述的便携式设备，其中，所述重激励部件被设置为链轮带、链条、皮带或绳。14.根据权利要求13所述的便携式设备，其中，所述重激励部件被设置为重绕部件或环形回路。15.根据前述权利要求中任一项所述的便携式设备，其中，所述重激励机构包括棘爪链轮。16.根据权利要求1至14中任一项所述的便携式设备，其中，所述重激励机构包括扭簧离合器，所述扭簧离合器包括：重绕链轮，其具有与其同轴的中央心轴；以及螺旋弹簧，其卷绕在所述心轴上；其中，所述螺旋弹簧构造为当沿第一方向将量值在扭矩预定操作范围内的扭矩施加在所述重绕链轮上时对所述心轴施加夹持力，所述夹持力足以防止所述重绕链轮沿所述第一方向的旋转；并且其中，在重激励过程期间，当沿与所述第一方向相反的第二方向将扭矩施加在所述重绕链轮上时，所述螺旋弹簧进一步构造为与所述心轴分离，以便允许所述重绕链轮沿所述第二方向的旋转。17.根据权利要求16所述的便携式设备，其中，根据沿所述第一方向施加在所述重绕链轮上的扭矩处于所述预定操作范围内且超过第一卷绕扭矩阈值的第一卷绕过载条件，所述螺旋弹簧的第一部分构造为位移预定量；其中，所述扭簧离合器还包括第一开关形式的卷绕扭矩传感器；并且其中，当满足所述第一卷绕过载条件时，所述第一开关响应于所述螺旋弹簧的所述第一部分的所述位移而可操作地提供状态的电变化。18.根据权利要求17所述的便携式设备，其中，所述卷绕扭矩传感器还包括报警装置，所述报警装置构造为当满足所述第一卷绕过载条件时响应于由所述第一开关提供的状态的电变化来提示用户。19.根据权利要求16至18中任一项所述的便携式设备，其中，所述扭簧离合器包括卷绕过载保护器，所述卷绕过载保护器可操作地构造为防止所述夹持力超过预定量值，夹持力的所述预定量值与根据第二卷绕过载条件的扭矩的所述操作范围的上限对应，其中，当沿所述第一方向施加到所述重绕链轮上的扭矩超过扭矩的所述操作范围的上限时，允许所述心轴相对于所述螺旋弹簧旋转，从而引起所述质量块的受控下降。20.根据权利要求19所述的便携式设备，其中，所述卷绕过载保护器包括止挡件和来自所述螺旋弹簧的突起，所述突起适于因所述心轴的旋转而撞击所述止挡件，从而所述止挡件防止所述夹持力超过所述预定量值。21.根据前述权利要求中...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·菲利普·里迪福德，詹姆斯·威廉·里夫斯，T·A·波拉克，
申请(专利权)人：德西沃特有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB