小型便捷式發(fā)電裝置設計

孫妤婕

摘 要：手機等小型智能電器已經(jīng)成為我們生活中必不可少的一部分，當我們外出時必定會攜帶，隨之而來的電量消耗問題及充電方式等困擾著大部分人。本設計通過對市場上的產(chǎn)品進行分析研究，并結(jié)合自己所學到的知識，提出一種小型便捷式發(fā)電裝置的設計思路，將原本體積較大難以攜帶的發(fā)電裝置縮小體積，使其便于攜帶，更適合外出工作或旅游是對手機等進行充電。

關鍵詞：便捷式 發(fā)電裝置 電磁感應

中圖分類號：TM61 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）01（c）-0074-02

1 小型便捷式發(fā)電裝置設計

發(fā)電機在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防、科技及日常生活中有廣泛的用途。發(fā)電機的形式很多，但其工作原理都基于電磁感應定律和電磁力定律。因此，其構(gòu)造的一般原則是：用適當?shù)膶Т藕蛯щ姴牧蠘?gòu)成互相進行電磁感應的磁路和電路，以產(chǎn)生電磁功率，達到能量轉(zhuǎn)換的目的。目前，手機等小型電子產(chǎn)品功能越來越多，耗電量也隨之增加，充電寶等移動電源的電量儲存有限，而傳統(tǒng)的發(fā)電裝置體積又太大，不方便攜帶。在長時間外出的情況下經(jīng)常會遇到電量耗盡，而附近又沒有其他電源，這是一件相當苦惱的事情。

為解決上述問題，設計一種小型便捷式發(fā)電裝置的思想因應而生，按照電磁感應的原理，手搖搖桿提供動力，將機械能轉(zhuǎn)化為電能。同時將原來體積較大的發(fā)電裝置縮小成手掌大小的小型發(fā)電裝置，電壓降低，提供的電能減少，用于對手機、mp4等小型智能設備進行充電。

2 小型便捷式發(fā)電裝置設計

筆者平時喜歡對一些小電器進行拆卸，通過平時對這些電器的觀察研究及課堂上掌握的關于發(fā)電機的知識，提出了一種小型便捷式發(fā)電裝置設計思路，主要理由電磁感應原理將機械能轉(zhuǎn)化為電能（如圖1）。

發(fā)電裝置的設計原理：電磁感應，是指放在變化磁通量中的導體，會產(chǎn)生電動勢。法拉第發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生在閉合回路上的電動勢（electromotive force，簡稱EMF）和通過任何該路徑所包圍的曲面上磁通量的變化率成正比，這意味著當通過導體所包圍的曲面的磁通量變化時電流會在任何閉合導體內(nèi)流動。這適用于當場本身變化時或者導體在場內(nèi)運動時。電磁感應是發(fā)電機、感應馬達、變壓器和大部分其他電力設備的操作的基礎。

發(fā)電裝置主要由搖桿、主軸、外殼、大輪盤、小輪盤、線圈組成。

其中，搖桿與主軸相連，搖桿有一個六邊形孔，與主軸相契合，拆卸方便，搖桿手握部分套有橡膠圈，防止手心出汗或有水導致打滑。

外殼包裹在整個裝置外部，且圓柱形部分的內(nèi)壁安裝有兩個磁極，外殼通過邊上的4個螺栓固定在一起。

大輪盤與主軸相連，小輪盤與大輪盤為一個傳動機構(gòu)，且小輪盤上安裝有線圈，線圈轉(zhuǎn)動時會與外殼內(nèi)壁的磁體產(chǎn)生反應，切割磁感線。

外殼中間的方塊形狀部位安裝有蓄能電池板，儲存發(fā)電機產(chǎn)生的電能。

搖動搖桿帶動大、小輪盤構(gòu)成的傳動機構(gòu)，并使得線圈轉(zhuǎn)動。線圈轉(zhuǎn)動時會切割外殼內(nèi)壁的磁極產(chǎn)生的磁感線，產(chǎn)生電流，電流會流入儲電板并儲存起來，需要充電時將發(fā)電裝置外接在電器上。

3 結(jié)語

本自動喂食機的主要設計考慮是不再把喂食機成為一個“冷冰冰”的機器，而真正成為主人與寵物之間交流與溝通的好幫手，將主人對寵物的關心落到實處，該設計具有很好的市場推廣前景。

該小型便捷式發(fā)電裝置的主要設計考慮是將原本大體積的發(fā)電裝置縮小，便于攜帶，同時利用電磁感應原理，將手搖搖桿的機械能轉(zhuǎn)化成電能，相比于太陽能充電器受到天氣等因素的制約，本裝置可以源源不斷的提供電能。目前該裝置也存在一些缺點，比如轉(zhuǎn)化效率不高，需要耗費不少體力等問題，因此在接下來的研究和開發(fā)設計中需要進一步改善轉(zhuǎn)化效率的問題，使得該裝置在發(fā)電時事半功倍，該裝置在市場上會有一個良好的發(fā)展前景.

參考文獻

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