发电装置与使用发电装置的物件

申请号 CN201410557121.6 申请日 2014-10-20 公开(公告)号 CN105591515A 公开(公告)日 2016-05-18
申请人 曾胜克; 发明人 曾胜克;
摘要 本 发明 揭露一种发电装置与使用发电装置的物件,包含第一壳体、感应模组、第二壳体、 磁性 模组、盖板以及弹性元件。感应模组固设于第一中空部。第二壳体盖设于第一壳体。磁性模组嵌设于第二壳体的第一固定部。盖板盖设于第二壳体的外表面,凸部穿透穿孔并将磁性模组抵持于第一固定部中。弹性元件设置于第一壳体与第二壳体之间。当发电装置受一外 力 时,第二壳体与第一壳体产生相对运动,同时带动磁性模组的第一磁性元件沿外力的一施力方向于第一滑动空隙中滑动,并使得感应线圈感应一磁通量变化而产生一感应 电流 。
权利要求

1.一种发电装置,其特征在于包含:
一第一壳体,具有一第一中空部及一第一开口部;
一感应模组,固设于该第一壳体并设置于该第一中空部中,该感应模组包含一导磁元件与绕设于该导磁元件的一感应线圈,该导磁元件包含一第一端部与一第二端部,该第一端部与该第二端部之间形成有一第一滑动空隙;
一第二壳体,具有一第二中空部及一第二开口部,该第二壳体藉由该第二开口部来将该第一壳体套设于该第二中空部中,该第二壳体具有一第一固定部及一穿孔,该第一固定部形成于该第二壳体的一内表面且具有一第一垂直槽体,该穿孔穿透该第二壳体的该内表面及一外表面并与该第一垂直槽体连通;
磁性模组,嵌设于该第一固定部的该第一垂直槽体中,该磁性模组包含一第一磁性元件;
一盖板,盖设于该第二壳体的该外表面,该盖板包含一凸部,该凸部穿透该穿孔并将该磁性模组抵持于该第一固定部中;以及
一弹性元件,设置于该第一壳体与该第二壳体之间;
其中,当该发电装置受一外时,该第二壳体与该第一壳体产生相对运动,同时带动该磁性模组的该第一磁性元件沿该外力的一施力方向于该第一滑动空隙中滑动,并使得该感应线圈感应一磁通量变化而产生一感应电流,同时,该弹性元件因应该外力而被压缩并于该外力消失后,该弹性元件对该第一壳体及该第二壳体施加有一回复力,该回复力的方向与该外力相反。
2.如权利要求1所述的发电装置,其特征在于,该感应模组的该导磁元件包含:
一第一感应臂,该第一感应臂包含一第一连接部、一第一缠绕部及该第一端部,该第一连接部藉由该第一缠绕部与该第一端部连接;以及
一第二感应臂,该第二感应臂包含一第二连接部、一第二缠绕部及该第二端部,该第二连接部藉由该第二缠绕部与该第二端部连接,该第二连接部与该第一连接部连接。
3.如权利要求2所述的发电装置,其特征在于,该第一感应臂另包含一第一延伸部,该第一延伸部自该第一端部相对于该第一连接部的另一方向往外延伸而成,该第二感应臂另包含一第二延伸部,该第二延伸部自该第二端部相对于该第二连接部的另一方向向外延伸而成,该第一延伸部与该第二延伸部之间形成有一第二滑动空隙,适于供该第二壳体的该第一固定部于其中沿该外力的方向移动。
4.如权利要求2所述的发电装置,其特征在于,该感应模组的该第一缠绕部及该第二缠绕部分别呈一L状,该第一缠绕部及该第二缠绕部藉该第一连接部及该第二连接部连接并大致呈一U字状。
5.如权利要求1所述的发电装置,其特征在于,该第二壳体具有一第二壁部及一支撑部,该第一固定部藉由该支撑部与该第二壁部连接,该第一壳体进一步包含有一开槽,其中,当该发电装置受该外力时,该第二壳体与该第一壳体产生相对运动,而该支撑部得以进入该开槽中以为相对运动。
6.如权利要求1所述的发电装置,其特征在于,该第二壳体更包含有一第二固定部,该第二固定部形成于该第二壳体的该内表面,该第二固定部与该第一固定部藉由该穿孔连通,该第二固定部具有一第二垂直槽体,该磁性模组的该第一磁性元件的两端分别嵌设于该第一垂直槽体及该第二垂直槽体之中。
7.如权利要求6所述的发电装置,其特征在于,该第一壳体具有一固位结构,该固位结构形成于该第一壳体的一内表面,该固位结构具有一第一导体;该第二固定部具有一第二导体,其中,当该发电装置受该外力时,该第二壳体与该第一壳体产生相对运动,而该第一导体得以进入该第二导体中以为相对运动。
8.如权利要求1所述的发电装置,其特征在于,该磁性模组另包含一第二磁性元件,嵌设于该第一固定部的该第一垂直槽体中,且与该第一磁性元件邻接,该第一磁性元件与该第二磁性元件相对应于该第一端部的侧表面的极性为相异。
9.如权利要求1所述的发电装置,其特征在于,该第一壳体具有一第一翼部,该第一翼部自该第一壳体相对于该第一开口部处的一外表面往其法向量方向往外延伸而成,该第二壳体具有一第二翼部,该第二翼部自该第二壳体相对于该第二开口部处的该内表面往其法向量方向往外延伸而成,该第一翼部及该第二翼部相互扣合以防止该第一壳体及该第二壳体脱离。
10.如权利要求1所述的发电装置,其特征在于,该第一壳体更包含有至少一定位柱,该定位柱的内部具有一定位孔,该弹性元件埋设于该定位孔内,该第二壳体更包含有至少一第二凸柱,该第二凸柱的位置相对应于该定位孔,且该第二凸柱穿设于该弹性元件内,在受该外力时,该第二凸柱的厚度小于该弹性元件的厚度。
11.一种发电装置,其特征在于包含:
一第一壳体,具有一第一中空部及一第一开口部;
一感应模组,固设于该第一壳体并设置于该第一中空部,该感应模组包含一导磁元件与绕设于该导磁元件的一感应线圈,该导磁元件包含一第一端部与一第二端部,该第一端部与该第二端部之间形成有一第一滑动空隙,其中该导磁元件包含一第一感应臂与一第二感应臂且该第一感应臂与该第二感应臂可拆卸分离;
一第二壳体,具有一第二中空部及一第二开口部,该第二壳体藉由该第二开口部来将该第一壳体套设于该第二中空部中,该第二壳体具有一第一固定部及一穿孔,该第一固定部形成于该第二壳体的一内表面且具有一第一垂直槽体,该穿孔穿透该第二壳体的该内表面及一外表面并与该第一垂直槽体连通;
一磁性模组,嵌设于该第一固定部的该第一垂直槽体中,该磁性模组包含一第一磁性元件;
一盖板,盖设于该第二壳体的该外表面,该盖板包含一凸部,该凸部穿透该穿孔并将该磁性模组抵持于该第一固定部中;以及
一弹性元件,设置于该第一壳体与该第二壳体之间。
12.如权利要求11所述的发电装置,其特征在于:
该第一感应臂包含一第一连接部、一第一缠绕部及该第一端部,该第一连接部藉由该第一缠绕部与该第一端部连接;以及
该第二感应臂包含一第二连接部、一第二缠绕部及该第二端部,该第二连接部藉由该第二缠绕部与该第二端部连接。
13.如权利要求12所述的发电装置,其特征在于,该导磁元件更包含一卡固件嵌合该第一感应臂与该第二感应臂。
14.如权利要求11所述的发电装置,其特征在于,该导磁元件包含:
一缠绕件,包含一第一缠绕部、一第二缠绕部、一第一连接部及一第二连接部,该第一缠绕部、该第二缠绕部、该第一连接部及该第二连接部为一体成型;
该第一端部,嵌设于该第一缠绕部相对于该第一连接部的另一端;以及
该第二端部,嵌设于该第二缠绕部相对于该第二连接部的另一端。
15.如权利要求14所述的发电装置,其特征在于,该第一端部包含一第三连接部,该第一缠绕部包含一第四连接部,该第一端部藉由该第三连接部与该第一缠绕部的该第四连接部相互嵌合,其中该第二端部包含一第五连接部,该第二缠绕部包含一第六连接部,该第二端部藉由该第五连接部与该第二缠绕部的该第六连接部相互嵌合。
16.如权利要求11所述的发电装置,其特征在于,该第一磁性元件相对于该导磁元件来回运动的距离介于2mm至5mm之间。
17.如权利要求16所述的发电装置,其特征在于,该第一磁性元件于该滑动空隙沿一外力的一施力方向相对于该导磁元件运动产生的感应电压大于3V。
18.如权利要求17所述的发电装置,其特征在于,更包含一发光二极体,该感应电压供该发光二极体发光。
19.如权利要求16所述的发电装置,其特征在于,该第一磁性元件于该滑动空隙沿该外力的一施力方向相对于该导磁元件运动产生的感应电压介于6.5V至15V之间。
20.一种使用发电装置的物件,其特征在于:
该物件包含一容置空间装设该发电装置;
该发电装置包含:
一第一壳体,具有一第一中空部及一第一开口部;
一感应模组,固设于该第一壳体并设置于该第一中空部,该感应模组包含一导磁元件与绕设于该导磁元件的一感应线圈,该导磁元件包含一第一端部与一第二端部,该第一端部与该第二端部之间形成有一第一滑动空隙,其中该导磁元件包含一第一感应臂与一第二感应臂且该第一感应臂与该第二感应臂可拆卸分离;
一第二壳体,具有一第二中空部及一第二开口部,该第二壳体藉由该第二开口部来将该第一壳体套设于该第二中空部中,该第二壳体具有一第一固定部及一穿孔,该第一固定部形成于该第二壳体的一内表面且具有一第一垂直槽体,该穿孔穿透该第二壳体的该内表面及一外表面并与该第一垂直槽体连通;
一磁性模组,嵌设于该第一固定部的该第一垂直槽体中,该磁性模组包含一第一磁性元件;
一盖板,盖设于该第二壳体的该外表面,该盖板包含一凸部,该凸部穿透该穿孔并将该磁性模组抵持于该第一固定部中;以及
一弹性元件,设置于该第一壳体与该第二壳体之间;
其中,当该物件受一外力时,该第二壳体与该第一壳体产生相对运动,同时带动该磁性模组的该第一磁性元件沿该外力的一施力方向于该第一滑动空隙中滑动,并使得该感应线圈感应一磁通量变化而产生一感应电流,同时,该弹性元件因应该外力而被压缩并于该外力消失后,该弹性元件对该第一壳体及该第二壳体施加有一回复力,该回复力的方向与该外力相反。
21.如权利要求20所述的物件,其特征在于,该物件系一子,且该容置空间位于该鞋子的鞋跟

说明书全文

发电装置与使用发电装置的物件

技术领域

[0001] 本发明关于一种发电装置与使用发电装置的子,并且特别是关于一种利用电磁感应(electromagnetic induction)产生电能的发电装置。

背景技术

[0002] 为了符合当前全世界提倡环保节能的趋势,市场上出现许多兼具实用与节能的产品。其中,利用人们简单动作就可以产生电能的商品,不仅可以达到节能环保的效果,在使用上也往往饶富趣味。举例来说,经手按压产生电能的手电筒以及从机械能转换成电能的脚踏车,皆是实用且可以产生电能的商品。
[0003] 另一方面,当行人在夜间行走时,若周围的环境灯光微弱,交通意外十分容易产生。因此,行人身上经常需要配带易反光或可自发光的配件,以增加在夜间的识别度。可自发光的配件因为需要随身携带,配件内部通常装设薄型的电池,然而,所述薄型的电池内含,容易对环境造成污染。另外,若所述配件没有良好的防水设备,则所述电池容易漏电、受潮或者损坏。
[0004] 综上所述,若发光配件可以搭配人们简单动作就可以产生电能,并且其内部结构简单不需要高规格的防水设备。除了不需于配件的内装置具有高污染性的水银电池的外,更利于行人于全天候配带,提高行人交通的安全性。因此,所述配件具有高度实用性,成为各家厂商积极研究的问题。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于,提供一种发电装置与使用发电装置的物件,可以利用人们简单动作就可以产生电能,除了不需于配件的内装置具有高污染性的水银电池外,可供LED使用以提高行人交通的安全性。
[0006] 依据本发明的一具体实施例,本发明的一种发电装置包含第一壳体、感应模组、第二壳体、磁性模组、盖板以及弹性元件。第一壳体具有一第一中空部及一第一开口部;感应模组固设于第一壳体并设置于第一中空部中,感应模组包含一导磁元件与绕设于导磁元件的一感应线圈,导磁元件包含一第一端部与一第二端部,第一端部与第二端部之间形成有一第一滑动空隙;第二壳体,具有一第二中空部及一第二开口部,第二壳体藉由第二开口部来将第一壳体套设于第二中空部中,第二壳体具有一第一固定部及一穿孔,第一固定部形成于第二壳体的一内表面且具有一第一垂直槽体,穿孔穿透第二壳体的内表面及一外表面并与第一垂直槽体连通;一磁性模组嵌设于第一固定部的第一垂直槽体中,磁性模组包含一第一磁性元件;盖板盖设于第二壳体的外表面,盖板包含一凸部,凸部穿透穿孔并将磁性模组抵持于第一固定部中;以及弹性元件设置于第一壳体与第二壳体之间。
[0007] 其中,当发电装置受一外时,第二壳体与第一壳体产生相对运动,同时带动磁性模组的第一磁性元件沿外力的一施力方向于第一滑动空隙中滑动,并使得感应线圈感应一磁通量变化而产生一感应电流,同时,弹性元件因应该外力而被压缩并于该外力消失后,弹性元件对第一壳体及该第二壳体施加有一回复力,该回复力的方向与该外力相反。
[0008] 在前述的基础上,感应模组的导磁元件得选择性地包含有一第一感应臂及一第二感应臂。第一感应臂包含一第一连接部、一第一缠绕部及该第一端部,第一连接部藉由第一缠绕部与第一端部连接。第二感应臂包含一第二连接部、一第二缠绕部及第二端部,第二连接部藉由第二缠绕部与第二端部连接,第二连接部与第一连接部连接。
[0009] 在前述的基础上,第一感应臂得选择性地包含有第一延伸部,第二感应臂得选择性地包含有第二延伸部。第一延伸部自第一端部相对于第一连接部的另一方向往外延伸而成。第二延伸部自第二端部相对于第二卡固部的另一方向向外延伸而成。第一延伸部与第二延伸部之间形成有一第二滑动空隙,适于供第二壳体的第一固定部于其中沿外力的方向移动。
[0010] 在前述的基础上,感应模组的第一缠绕部及第二缠绕部得分别呈一L状。第一缠绕部及该第二缠绕部藉该第一连接部及该第二连接部连接并大致呈一U字状。
[0011] 在前述的基础上,第二壳体得选择性地具有一第二壁部及一支撑部。第一固定部藉由支撑部与第二壁部连接。第一壳体得选择性地包含有一开槽,其中,当发电装置受外力时,第二壳体与第一壳体产生相对运动,而支撑部得以进入开槽中以为相对运动。
[0012] 在前述的基础上,第二壳体得选择性地包含有一第二固定部。第二固定部形成于第二壳体的内表面。第二固定部与第一固定部藉由穿孔连通。第二固定部具有一第二垂直槽体,磁性模组的第一磁性元件的两端系分别嵌设于第一垂直槽体及第二垂直槽体之中。
[0013] 在前述的基础上,第一壳体得选择性地具有一固位结构。固位结构形成于第一壳体的一内表面。固位结构具有一第一导体;第二固定部具有一第二导体。其中,当发电装置受外力时,第二壳体与第一壳体产生相对运动,而第一导体得以进入第二导体中以为相对运动。
[0014] 在前述的基础上,该磁性模组得选择性地另包含一第二磁性元件。第二磁性元件嵌设于第一固定部的第一垂直槽体中,且与第一磁性元件邻接。第一磁性元件与第二磁性元件相对应于第一端部的侧表面的极性为相异。
[0015] 在前述的基础上,第一壳体得选择性地具有一第一翼部,第二壳体得选择性地具有一第二翼部。第一翼部自第一壳体相对于第一开口部处的一外表面往其法向量方向往外延伸而成。第二翼部自第二壳体相对于第二开口部处的内表面往其法向量方向往外延伸而成。第一翼部及第二翼部相互扣合以防止第一壳体及第二壳体脱离。
[0016] 在前述的基础上,该第一壳体得选择性地包含有至少一定位柱,第二壳体得选择性地包含有至少一第二凸柱。定位柱的内部具有一定位孔,弹性元件埋设于定位孔内。第二凸柱的位置相对应于定位孔,且第二凸柱穿设于弹性元件内。第二凸柱的厚度小于弹性元件的厚度。
[0017] 依据本发明的另一具体实施例,本发明的一种发电装置包含:一第一壳体、一感应模组、一第二壳体、一磁性模组、一盖板以及一弹性元件。第一壳体具有一第一中空部及一第一开口部。感应模组固设于第一壳体并设置于第一中空部中。感应模组包含一导磁元件与绕设于导磁元件的一感应线圈。导磁元件包含一第一端部与一第二端部,第一端部与第二端部之间形成有一第一滑动空隙,其中导磁元件由至少二元件所组成。第二壳体具有一第二中空部及一第二开口部,第二壳体藉由第二开口部来将第一壳体套设于第二中空部中。第二壳体具有一第一固定部及一穿孔,第一固定部形成于第二壳体的一内表面且具有一第一垂直槽体,穿孔穿透第二壳体的内表面及一外表面并与该第一垂直槽体连通。磁性模组嵌设于第一固定部的第一垂直槽体中,磁性模组包含一第一磁性元件。盖板盖设于第二壳体的外表面。盖板包含一凸部,凸部穿透穿孔并将磁性模组抵持于第一固定部中。一弹性元件设置于第一壳体与第二壳体之间。
[0018] 其中,当发电装置受一外力时,第二壳体与第一壳体产生相对运动,同时带动磁性模组的第一磁性元件沿该外力的一施力方向于第一滑动空隙中滑动,并使得感应线圈感应一磁通量变化而产生一感应电流。同时,弹性元件因应外力而被压缩并于外力消失后,弹性元件对第一壳体及第二壳体施加有一回复力,回复力的方向与该外力相反。
[0019] 在前述的基础上,导磁元件得选择性地包含一第一感应臂以及一第二感应臂。第一感应臂包含一第一连接部、一第一缠绕部及第一端部。第一连接部藉由第一缠绕部与第一端部连接。第二感应臂包含一第二连接部、一第二缠绕部及第二端部。第二连接部藉由第二缠绕部与第二端部连接。其中第二连接部与第一连接部相互嵌合。
[0020] 在前述的基础上,导磁元件得选择性地包含一第一感应臂、一第二感应臂以及一卡固件。第一感应臂包含一第一连接部、一第一缠绕部及第一端部。第一连接部藉由第一缠绕部与第一端部连接。第二感应臂包含一第二连接部、一第二缠绕部及第二端部。第二连接部藉由第二缠绕部与第二端部连接。卡固件分别嵌合于第一连接部相对于第二连接部的表面及第二连接部相对于第一连接部的表面,以固定第一连接部及第二连接部。
[0021] 在前述的基础上,该导磁元件得选择性地包含一缠绕件、第一端部以及第二端部。缠绕件包含一第一缠绕部、一第二缠绕部、一第一连接部及一第二连接部。第一缠绕部、第二缠绕部、第一连接部及第二连接部为一体成型。第一端部嵌设于第一缠绕部相对于第一连接部的另一端。第二端部嵌设于第二缠绕部相对于第二连接部的另一端。
[0022] 在前述的基础上,第一端部得选择性地包含一第三连接部,第一缠绕部得选择性地包含一第四连接部,其中第一端部藉由第三连接部与第一缠绕部的第四连接部相互嵌合。第二端部得选择性地包含一第五连接部,第二缠绕部得选择性地包含一第六连接部,其中第二端部藉由第五连接部与第二缠绕部的第六连接部相互嵌合。
[0023] 综上所述,本发明的发电装置可应用于鞋垫或者是地垫等物品之中,当使用者踩踏或挤压发电装置时,发电装置利用电磁感应的物理特性而产生感应电流,进而可以储存所述感应电流并供应LED发光。因此,本发明的发电装置可轻易装设于鞋子之中,于使用者行走的过程自动产生电能。更特别的是,本发明的发电装置应用于发光模组可增加使用者在夜间的识别度,提高使用者交通的安全性。
[0024] 关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

附图说明

[0025] 图1A至图1D:分别绘示本发明的发电装置于一具体实施例中的上方立体示意图、下方立体示意图、右视图以及仰视图。
[0026] 图2A:绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中具有第二壳体、第一磁性元件、第二磁性元件以及盖板的立体示意图。
[0027] 图2B:绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中具有第一壳体、感应模组以及弹性元件的立体示意图。
[0028] 图3A及图3B:绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中第一壳体的自各个上方视的示意图。
[0029] 图3C:绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中第一壳体的自下方视角的示意图。
[0030] 图4A:绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中感应模组的示意图。
[0031] 图4B:绘述了本发明的发电装置于另一具体实施例中感应模组的示意图。
[0032] 图5A:绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中导磁元件的示意图。
[0033] 图5B:绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中图五A的导磁元件的爆炸图。
[0034] 图6A:绘述了本发明的发电装置于另一具体实施例中导磁元件的示意图。
[0035] 图6B:绘述了本发明的发电装置于另一具体实施例中隐藏一感应臂的导磁元件的示意图。
[0036] 图7:绘述了本发明的发电装置于另一具体实施例中导磁元件的示意图。
[0037] 图8A及图8B:绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中第二壳体的自各个上方视角的示意图。
[0038] 图8C:绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中第二壳体的自下方视角的示意图。
[0039] 图9A:绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中盖体的自上方视角的示意图。
[0040] 图9B:绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中盖体的自下方视角的示意图。
[0041] 图10:绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中具有第二壳体、磁性模组以及盖板的立体示意图。
[0042] 图11:绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中具有第一壳体、第二感应臂以及弹性元件的立体示意图。
[0043] 图12:绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中具有第二壳体、第一磁性元件以及第二磁性元件的立体示意图。
[0044] 图13:绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中具有第二壳体、第一磁性元件、第二磁性元件以及盖板的立体示意图。
[0045] 图14:绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中具有第一壳体以及第二壳体的自上方视角的示意图。
[0046] 图15:绘述了本发明的另一实施例中的发电装置与外部电子装置的关系的功能方图。
[0047] 关于本发明的优点,精神与特征,将以实施例并参照所附图式,进行详细说明与讨论。

具体实施方式

[0048] 请参见图1A至图1D及图2A至图2B,图1A至图1D分别绘示本发明的发电装置于一具体实施例中的上方立体示意图、下方立体示意图、右视图以及仰视图,图2A绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中具有第二壳体、磁性模组以及盖板的立体示意图,图2B绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中具有第一壳体、感应模组以及弹性元件的立体示意图。需注意的是,以上系利用实际比例绘制而成。
[0049] 如前述各图所示,于本例中,发电装置1包含有第一壳体10、感应模组20、第二壳体30、磁性模组40、盖板50以及弹性元件60。
[0050] 第一壳体10具有一第一中空部及一第一开口部,感应模组20固设于第一中空部,第二壳体30则盖设于第一开口部处以将第一中空部与外界大致地进行隔离,盖板50盖设于第二壳体的外表面以将磁性模组40固定于第二壳体30中,弹性元件60设置于第一壳体10与第二壳体30之间用以提供一回复、抵抗力。
[0051] 在应用时,使用者能将发电装置1安装于例如是鞋具的载具上。当使用者走动时,使用者踩踏鞋具并对该发电装置1直接或是简接地施加有一垂直方向的外力。当发电装置1受该外力时,使盖设于第二壳体的盖板50及第二壳体30与第一壳体10产生相对运动,同时亦带动磁性模组40与感应模组20产生相对运动,而感应模组20中的感应线圈感应一磁通量变化而产生一感应电流以收集后供与发电装置1耦接的外部电子装置2,如发光二极体201为应用,如图15所绘示,即为一例,图15绘述了本发明的另一实施例中的发电装置与外部电子装置的关系的功能方块图。与此同时,在第一壳体10或第二壳体30受该外力时,其二者之间的弹性元件60变型并提供一回复力以抵抗该外力,而当该外力消失后,该弹性元件60的该回复力使该第一壳体10及第二壳体30回复原位。
[0052] 在进一步说明本发明的作动原理前,以下将先对各元件的细部设计进行说明。再请一并参阅图2A至图2B及图3A至3C,图3A及图3B绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中第一壳体的自各个上方视角的示意图,图3C绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中第一壳体自下方视角的示意图。
[0053] 于本例中,本发明的第一壳体10一略呈方形的碗状结构,其具有一外表面101及内表面102。而另一方面,第一壳体10亦得大致分为一第一底座104及一第一壁部1041。第一壁部1041自第一底座104的内表面往其法向量方向往外延伸而成,而第一壁部1041围设有一第一中空部11,该第一中空部11相对于该第一底座104的另一端具有一第一开口部12。同时,而第一壁部1041相对于该第一底座104的另一侧具有一第一侧缘103,而该第一侧缘103则围绕前述的第一开口部12。
[0054] 此外,第一壳体10亦具有至少一第一凸柱13、承载台14、定位柱15以及固位结构16,前述的各者均分别位于第一中空部11中,且其自该第一壳体10的该第一底座处104的内表面102往其法向量方向往外延伸而成。
[0055] 各第一凸柱13得以用于穿透感应模组20并固定其水平位置,而承载台14则得以用于承载该感应模组20以来将其维持于一第一中空部11的指定高度处。
[0056] 另外,于本例中,第一壳体10得具有多个定位柱15,于本例中,定位柱15分别设于第一壳体10的四个角落处。定位柱15的内部具有一定位孔151用以供弹性元件60(如图2B所示)埋设于其中,于本例中,弹性元件得系一弹簧,惟不以此为限,其亦得为其他得以提供回复力的元件,如气压缓冲件等,均得为之。
[0057] 再者,第一壳体10的内部亦具有一固位结构16,该固位结构16形成于第一壳体10的内表面102。固位结构16除一侧与该第一底座104的内表面连接外,其亦从其侧面连接第一壁部1041。更明确的说,固位结构16具有一阶梯部161及一第一导体162。第一导体162设置于第一壳体10的相对中央处并藉由阶梯部161来与第一壁部1041连接。第一导体162具有一垂直的状结构,其得以与第二壳体30的一第二固定部34的一第二导体
342配合,以让第二固定部34的第二导体342沿该第一导体162的榫状结构滑动。另外,阶梯部161与第一导体162的连接处的高度大致相同,而其靠近第一壁部1041处则具有一凹陷以呈现一阶梯状结构,该凹陷得用以承载供感应模组20,并将其维持于第一中空部11的指定高度处。
[0058] 另外,第一壳体10更包含一开槽18,其形成于第一壁部1041相对应于前述的阶梯部161的另一侧处,其得以让第二壳体30的一支撑部35进入并于其中滑动。
[0059] 除此之外,第一壳体10相对于第一侧缘103处亦得具有至少一第一翼部1031。第一翼部1031自第一侧缘103的外表面往其法向量方向向外延伸而成。第一壳体10得藉由第一翼部1031来与第二壳体30的第二翼部3031为活动式的卡合以防其二者在组合后意外分离。于本例中,第一翼部1031的上方表面得具有一倾斜导角,以让第二壳体30得以较轻易地与其卡合。此外,第一壳体10另具有一出线孔171及一与其连接的线槽172。出线孔171设置于该第一底座104的中央部份并穿透之,同时出线孔171与设置于外表面101的L型线槽172连接,出线孔171及线槽172的设计得供电线穿出并设置于第一壳体10的外表面101。
[0060] 请参阅图4A及图4B至图5A及图5B,图4A绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中感应模组的示意图,图4B绘述了本发明的发电装置于另一具体实施例中感应模组的示意图,图5A绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中导磁元件的示意图,图5B绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中图5A的导磁元件的爆炸图。感应模组20大致地由一导磁元件21以及缠绕在导磁元件21外的感应线圈226、246所组成。于本例中,导磁元件21得由第一感应臂22以及相对应的第二感应臂24所组成,该第一感应臂22及该第二感应臂24的延伸方向与该外力方向相互垂直。第一感应臂22包含有一第一连接部224、一第一缠绕部222及第一端部229。于本例中,第一感应臂22的末端定义为第一端部229。而第一连接部224藉由第一缠绕部222与第一端部229连接。第一缠绕部222外缠绕有至少一感应线圈(或称第一感应线圈组)226。相对应地,第二感应臂24则包含有一第二连接部244、一第二缠绕部242及第二端部249。于本例中,第二感应臂24的末端定义为第二端部249。而第二连接部244藉由第二缠绕部242与第二端部249连接。第二缠绕部242外缠绕有至少一感应线圈(或称第二感应线圈组)246。
[0061] 再者,第一端部229及第二端部249分别地具有多个穿孔228、248,该些穿孔228、248的延伸方向与该外力方向相互垂直。而于本例中,前述各穿孔228、248的尺寸大小及位置与第一壳体10的第一凸柱13相对应。第一感应臂22及第二感应臂24得藉由该些穿孔
228、248以分别地套设于第一壳体10的该些第一凸柱13并固设于第一壳体10内。
[0062] 另外,于本例中,感应模组20的第一缠绕部222及第二缠绕部242分别呈一L状。第一缠绕部222及第二缠绕部242藉第一连接部224及第二连接部244连接并大致呈一U字状。于本例中,感应线圈226、246分别缠绕第一缠绕部222及第二缠绕部242,如图4A所示,惟不以此为限,于实际应用时,感应线圈226、246得缠绕第一缠绕部222、第二缠绕部
242、第一连接部224及第二连接部244,如图4B所示。
[0063] 再者,当导磁元件21的第一感应臂22及第二感应臂24藉由第一连接部224及第二连接部244相互连接时,第一端部229及第二端部249之间形成有一缺口。该缺口则被定义为一第一滑动空隙23以供磁性模组40的各磁性元件于其中滑动。
[0064] 此外,第一感应臂22另包含一第一延伸部225。第一延伸部225自该第一端部229相对于该第一连接部224的另一方向往外延伸而成。而第二感应臂24另包含一第二延伸部245。第二延伸部245自该第二端部249相对于该第二连接部244的另一方向往外延伸而成。第一延伸部225与第二延伸部245之间形成有一第二滑动空隙25,其适于供第二壳体30的第一固定部33于其中沿该外力的方向移动。于本例中,第二滑动空隙25的宽度大于第一滑动空隙23的宽度,惟不以此为限,于实际应用时,滑动空隙的宽度得视滑动于其中的物体的尺寸大小作调整。
[0065] 请再参阅图4A至图7,图6A绘述了本发明的发电装置于另一具体实施例中导磁元件的示意图,图6B绘述了本发明的发电装置于另一具体实施例中隐藏一感应臂的导磁元件的示意图,图7绘述了本发明的发电装置于另一具体实施例中导磁元件的示意图。
[0066] 于另一具体实施例中,本发明为提升感应模组20的绕线作业效率,导磁元件21得由至少二元件所组成,如图4A至图7所示,惟不以此为限,于实际应用时,视使用的情况,导磁元件21亦可以为一体成型。
[0067] 于一具体实施例中,如图5A及图5B所示,导磁元件21包含一第一感应臂22以及一第二感应臂24。第一感应臂22包含一第一连接部224、一第一缠绕部222及第一端部229。第一连接部224得藉由第一缠绕部222与第一端部229连接。第二感应臂24包含一第二连接部244、一第二缠绕部242及第二端部249。于本例中,第一连接部224得具有一凹槽,该凹槽自第一连接部224相对于第二连接部244的表面沿法向量方向往内延伸而成;
第二连接部244得具有一榫状结构,该榫状结构自第二连接部244相对于第一连接部224的表面沿法向量方向往外延伸而成。第一连接部224的凹槽与第二连接部244的榫状结构的位置及尺寸大小相对应的。第一连接部224与第二连接部244得藉由该凹槽及该榫状结构相互嵌合。其中该凹槽及该榫状结构的嵌合方向与该外力方向相互垂直。
[0068] 于一具体实施例中,如图6A及图6B所示,导磁元件21包含一第一感应臂22、一第二感应臂24以及一卡固件26。第一感应臂22包含一第一连接部224、一第一缠绕部222及第一端部229。第一连接部224得藉由第一缠绕部222与第一端部229连接。第二感应臂24包含一第二连接部244、一第二缠绕部242及第二端部249。卡固件26分别嵌合于第一连接部224相对于第二连接部244的表面及第二连接部244相对于第一连接部224的表面,以固定第一连接部224及第二连接部244。于本例中,卡固件26具有两榫状结构,第一连接部224相对于第二连接部244的表面具有一凹槽,第二连接部244相对于第一连接部224的表面具有一凹槽。卡固件26的两榫状结构自卡固件26相对于第一连接部224的两侧表面分别沿法向量方向向外延伸而成。第一连接部224及第二连接部244的凹槽与卡固件26的两榫状结构的位置及尺寸大小相对应的。卡固件26得设置于第一连接部224及第二连接部244之间。第一连接部224及第二连接部244的凹槽得分别藉由卡固件26的两榫状结构以为嵌合。
[0069] 而需注意的是,虽上述的导磁元件21为分成二段,于另一实施例中,如图7所示,为进一步提升感应模组20的绕线作业效率,亦可将导磁元件21如图中所述分成三段。于本例中,导磁元件21包含一缠绕件210、第一端部229以及第二端部249。缠绕件210包含一第一缠绕部222、一第二缠绕部242、一第一连接部224及一第二连接部244,其中第一缠绕部222、第二缠绕部242、第一连接部224及第二连接部244为一体成型。第一端部229嵌设于第一缠绕部222相对于第一连接部224的另一端。第二端部249嵌设于第二缠绕部242相对于第二连接部244的另一端。
[0070] 此外,如图7所示,于本例中,第一端部229包含一第三连接部2292,第一缠绕部222包含一第四连接部2222,第二端部249包含一第五连接部2492,第二缠绕部242包含一第六连接部2422。第三连接部2292自第一端部229相对应于第一缠绕部222的表面沿法向量方向往内延伸而成,于本例中,第三连接部2292一凹槽。第四连接部2222自第一缠绕部222相对应于第一端部229的表面沿法向量方向往外延伸而成,于本例中,第四连接部
2222一榫状结构。于实际应用时,第一端部229得藉由第三连接部2292与第一缠绕部222及第四连接部2222相互嵌合。同时,第五连接部2492自第二端部249相对应于第二缠绕部242的表面沿法向量方向往内延伸而成,于本例中,第五连接部2492一凹槽。第六连接部
2422自第二缠绕部242相对应于第二端部249的表面沿法向量方向往外延伸而成,于本例中,第六连接部2422一榫状结构。于实际应用时,第二端部249得藉由该第五连接部2492与第二缠绕部242的第六连接部2422以相互嵌合。
[0071] 当进行绕线作业时,导磁元件21得先分成三段,俟绕完线后再将其复合并予以固定即可。于实际应用时,第一缠绕部222及第二缠绕部242的绕线数得共为3000匝至3500匝,惟不以此为限,绕线匝数亦得视缠绕部的结构设计或尺寸大小来做调整。本发明将导磁元件21分成三段的设计亦得以提升感应模组20的绕线作业效率。
[0072] 请参阅图8A至图8C,图8A及图8B绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中第二壳体的自各个上方视角的示意图。图8C绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中第二壳体的自下方视角的示意图。
[0073] 于本例中,本发明的第二壳体30呈一略呈方形的碗状结构,其具有一外表面301及一内表面302。而另一方面,第二壳体30亦得大致分为一第二底座304及第二壁部3041。第二壁部3041自第二底座304的内表面往其法向量方向往外延伸而成,而第二壁部3041围设有一第二中空部31,该第二中空部31相对于该第二底座304的另一端具有一第二开口部36。同时,而第二壁部3041相对于该第一底座104的一侧具有一第二侧缘303,而该第二侧缘103则围绕前述的第二开口部36。第二壳体30藉由第二开口部36得将该第一壳体
10套设于该第二中空部31中。
[0074] 此外,第二壳体30亦具有一穿孔32、一第一固定部33、一第二固定部34、一支撑部35及至少一第二凸柱37。前述的各者均分别位于第二中空部31中,且第一固定部33、第二固定部34及第二凸柱37自该第二壳体30的该第二底座304处的内表面302往其法向量方向往外延伸而成。
[0075] 第一固定部33具有一第一垂直槽体331。该第一垂直槽体331自第一固定部33相对于第二固定部34的表面沿其法向量方向往内延伸而成。穿孔32穿透第二壳体30的内表面302及外表面301并与该第一垂直槽体331连通。穿孔32得用以供磁性模组40穿透,而与穿孔32连通的第一固定部33的第一垂直槽体331得用以供磁性模组40嵌设于其中。
[0076] 支撑部35自第二壁部3041相对于第一固定部33的表面沿其法向量方向往外延伸而成。其中,第一固定部33得藉由支撑部35与该第二壁部3041连接。支撑部35的位置相对于该开槽18的位置,且支撑部35的宽度小于开槽18的宽度,使支撑部35得以进入开槽18并于其中滑动。
[0077] 第二固定部34与第一固定部33藉由穿孔32连通。第二固定部34具有一第二垂直槽体341。第二垂直槽体341自第二固定部34相对于第一固定部33的表面沿其法向量方向往内延伸而成。第二垂直槽体341亦连通于穿孔32,第一垂直槽体331及第二垂直槽体341之间得用以嵌设磁性模组40的第一磁性元件的两端。此外,第二固定部34另具有一第二导体342。第二导体342自第二固定部34相对于第一固定部33的另一表面沿其法向量方向往内延伸而成一凹槽结构。第二导体342的结构及位置相对应于第一壳体10的固位结构16的第一导体162,以让第一导体162的榫状结构进入第二导体342的凹槽并于其中滑动。
[0078] 该至少一第二凸柱37的位置相对应于定位孔151,且第二凸柱37的厚度(或称高度)小于弹性元件60的厚度(或称高度)。上述的设计得以让第二凸柱37穿设于该埋设于该定位孔151的弹性元件60内(未显示于图8A至图8C中),得以维持第二壳体30及第一壳体10的相对位置。而前述的厚度一词,指各元件沿外力方向的长度。而弹性元件的长度系指其受完全压缩后沿外力方向的长度。
[0079] 除此之外,第二壳体30相对于第二侧缘303处亦得具有至少一第二翼部3031。第二翼部3031自第二侧缘303的内表面往其法向量方向往外延伸而成。第二壳体30得藉由第二翼部3031来与第一壳体10的第一翼部1031为活动式的卡合以防其二者在组合后意外分离(未显示于图8A至图8C中)。
[0080] 再请参阅图12及图13,图12绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中具有第二壳体、第一磁性元件以及第二磁性元件的立体示意图,图13绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中具有第二壳体、第一磁性元件、第二磁性元件以及盖板的立体示意图。
[0081] 于本例中,本发明的磁性模组40包含有一第一磁性元件41及一第二磁性元件42。第一磁性元件41与第二磁性元件42相互邻接,且其邻接的方向与该外力的施力方向平行。
同时,如图12及图13所示,第一磁性元件41与第二磁性元件42相对应于第一端部229的侧表面的极性为相异,藉由极性的相异,其电动势将得以被充份利用,从而维持或是改善其产电效率。此外,值得一提的是,本发明未对磁性元件的材料加以限制,举例来说,第一磁性元件41及第二磁性元件42可以是铷或是其他适当的材料所制成的高磁性磁铁,只要是能够提供磁力的元件应皆属于本发明的范畴。另外,本发明所使用的第一磁性元件41或第二磁性元件42的尺寸大小于较佳实施例中分别为宽18毫米(mm)、厚2毫米(mm)、高3毫米(mm),惟不以此为限,于实际应用中亦可以视情况而选用不同尺寸大小的磁性元件。
[0082] 请参阅图9A及图9B,图9A绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中盖体的自上方视角的示意图,图9B绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中盖体的自下方视角的示意图。
[0083] 于本例中,本发明的盖板50包含一凸部51。凸部51由盖板50的一表面沿法向量方向往外延伸而成。凸部51的位置相对于第二壳体30的穿孔32的位置。凸部51得用以穿透该穿孔32并将磁性模组40抵持于第一固定部33中(未显示于图9A及图9B中)。
[0084] 在对各个元件的设计进行说明后,以下将说明各元件在组合完毕后的相对关系。请参阅图2A至图2B及图10至图11,图10绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中具有第二壳体、磁性模组以及盖板的立体示意图,图11绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中具有第一壳体、第二感应臂以及弹性元件的立体示意图。
[0085] 在组装时,需先准备有一第一壳体10。随后再将弹性元件50埋设于第一壳体10的各个定位柱15的定位孔151内。接着,将感应模组20的第一感应臂22的各个穿孔228套设于相互对应的第一壳体10的各个第一凸柱13,同时,第一感应臂22藉由第一壳体10的承载台14将其维持于第一中空部11的指定高度处。相对应地,将感应模组20的第二感应臂24的各个穿孔248套设于相互对应的第一壳体10的各个第一凸柱13,同时,第二感应臂24藉由第一壳体10的承载台14将其维持于第一中空部11的指定高度处。接着,缠绕有感应线圈226、246的第一感应臂22及第二感应臂24分别藉由第一连接部224及第二连接部244相互连接以为固定。同时,将相互连接的第一连接部224及第二连接部244固设于阶梯部161用以维持感应模组40维持于第一中空部11的指定高度处。而第一感应臂22及第二感应臂24之间的第一滑动空隙23则允许第一磁性元件41或第二磁性元件42于其中滑动而不与第一端部222及第二端部242直接接触
[0086] 接着,再准备一第二壳体30。将磁性模组40嵌设于第二壳体30的第一垂直槽体331及第二壳体30的第二垂直槽体341之间,如图12所示。接着将盖板50盖设于第二壳体30的外表面301。同时,盖板50的凸部51穿透第二壳体30的穿孔32并将第一磁性元件41及第二磁性元件42抵持于第一固定部33及第二中空部34之间,如图13所示。
[0087] 再请参阅图1A及图14,图14绘述了本发明的发电装置于一具体实施例中具有第一壳体以及第二壳体的自上方视角的示意图。最后,再将第二壳体30的四个第二凸柱37与第一壳体10的四个定位孔151相互对齐。将第二壳体30盖设于第一壳体10。第二壳体30透过第二凸柱37及定位孔151与第一壳体10相互结合并固定。同时,第二壳体30及第一壳体10并藉由第二翼部3031及相对应的第一翼部1031以相互扣合,即安装完成。
[0088] 其中,当该发电装置受一外力时,第二壳体30与第一壳体10产生相对运动,即支撑部35得以进入开槽18中以为相对运动;第二壳体30的第一固定部33得以进入第二滑动空隙25以为相对运动;第一导体162得以进入第二导体342中以为相对运动。同时,带动该磁性模组40的第一磁性元件41及第二磁性元件42沿该外力的一施力方向于第一滑动空隙23中滑动,并使得该感应线圈感应一磁通量变化而产生一感应电流。同时,弹性元件60因应该外力而被压缩并于该外力消失后,弹性元件60对第一壳体10及第二壳体30施加有一回复力,该回复力的方向与该外力相反。附带一提的是,于图中所述的具体实施例中,其单向行程距离约为2毫米(mm)至5毫米(mm)。
[0089] 以另一方面,若本发明的发电装置被应用于鞋具内时,使用者走路压缩第一壳体10或第二壳体30进而带动第一磁性元件41及第二磁性元件42,使其二者一起作动而使极性改变(磁铁上下具不同极性),因而改变U状感应模组40的的磁通方向,使磁通在短时间内产生交变,而U状金属上的感应线圈226、246的绕线亦因此而感应出正向电压。而在第一壳体10或第二壳体30受力时,弹性元件60的弹簧件亦受压缩。而当使用者的脚部离地时,弹性元件60将对第一磁性元件41以及第二磁性元件42的磁铁推回原位置,再度改变磁铁极性,而产生另一方向的感应出负向电压。与此同时,若发电装置1与一外部电子装置2中的多组发光二极体201采正反向并接时,则发电装置1所产生的负电压均可被予以利用,使得脚踏及离地时,均有至少一组发光二极体201会发光,如图15所示,绘述了本发明的另一实施例中的发电装置与外部电子装置的关系的功能方块图。
[0090] 而就其输出的电性而言,本发明的设计在受外力下压时可产生约接近脉波(pulse)形状或三角波的感应电压,峰值约6.5伏特(V)至15伏特(V)之间,脉波(pulse)宽度约16毫秒(ms)至42毫秒(ms),其中脉波(pulse)宽度越窄(表示下压力量越大),产生感应电压峰值越高。而当回弹时,可以产生脉波(pulse)宽度约88毫秒(ms)峰值约3伏特(V)的感应电压;当然回弹力量越大脉波(pulse)宽度越窄而感应电压峰值越高。
[0091] 综上所述,本发明的发电装置可装设于鞋子的鞋跟部或者是地垫等物品之中,利用人行走时所施加于鞋垫或者地垫的外力,产生电能加以储存或者可将电能供给耗电装置运作,如供给LED灯源发光。换句话说,当其他适当的耗电装置整合于本发明的发电装置之后,即可成为一种不需外接电能或电池的绿色产品。此外,本发明的发电装置可轻易装设于鞋子之中,于使用者行走的过程自动产生电能。更特别的是,本发明的发电装置应用于发光模组可增加使用者在夜间的识别度,提高使用者交通的安全性。
[0092] 藉由以上较佳具体实施例的详述,希望能更加清楚描述本发明的特征与精神,而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地,其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请专利范围的范畴内。虽然本发明已以实施方式揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何熟习此技艺者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
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