專利名稱：重力曳引的線性發(fā)電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種線性發(fā)電裝置，特別是涉及一種重力曳引的線性發(fā)電裝置。
被動反光部分，通常是將反光片粘貼于活動物表面，借反射來自該活動物體以外的光線，達到上述警示、美觀，以及娛樂等效果。然而，在欠缺其它入射光源的環(huán)境下，幾乎全無用武的地。更由于反光片受光線入射與反射角度影響，只能被動地在特定角反射出由入射角度進入的光線，造成方向性的限制，無法對較廣的角度反射出高亮度的光線。
要克服上述問題，最直接的方式莫過于改采主動發(fā)光，而依電源供給型態(tài)，大致可區(qū)分為電池供給方式、及發(fā)電機供給方式。其中，電池不但對環(huán)境傷害極大，更有蓄電量有限等使用上的困擾，在蓄電量/體積比效率較高的水銀電池，對環(huán)境的威脅更重。另一方面，若考慮亮度與使用時間，而選擇體積與重量較大的電池時，又將導致運用上的限制，就如同將一般汽車使用的電瓶裝設于腳踏車所造成騎乘者的負擔與不便等困擾。
因此，一般在腳踏車上使用的發(fā)光裝置，通常會以發(fā)電方式供給電力，但是一般的如磨輪發(fā)電機，由于發(fā)電機機體與發(fā)電機轉軸必須分別架設于腳踏車具有相對位移的兩位置點，例如機體設置于車架上、轉軸頭端接觸至輪圈。如此，不但設置位置受到限制，同時車體結構也須大幅修改。更由于驅動發(fā)電機轉軸方式與電源線連接等，使得采用發(fā)電機供給電源方式的發(fā)光裝置難以裝設于如腳踏車輪等的活動物體上。當然，更無須論及運用于如鞋子或溜溜球等完全不易找到持續(xù)穩(wěn)定相對位移兩點的活動物體上。
本實用新型的另一目的在于提供一種可設置于兩固定點間，且當該兩固定點于相異的高低重力位能間互換時就能發(fā)電的線性發(fā)電裝置。
本實用新型的重力曳引的線性發(fā)電裝置是供設置于一具有兩固定點的活動物體上，當該活動物體運動時，該兩固定點會于相異的高低重力位能間互換，該線性發(fā)電裝置包括一設置于該活動物體上的基座、至少一設置于該基座上的線圈，及至少一設置于該基座上的磁鐵。
其特征在于該基座具有一本體及一形成于該本體上并沿該兩固定點連線方向延伸的滑槽。該線圈是以固設于該本體及可滑移地容設于該滑槽內(nèi)其中的一方式設置于該基座上，并環(huán)繞一垂直該兩固定點連線方向的軸線且界定出一平面區(qū)域。而該磁鐵則是以固設于該本體及可滑移地容設于該滑槽內(nèi)其中另一方式設置于該基座上，并具有兩相異磁極；該兩磁極的連線方向與該軸線方向相同。
該線圈與該磁鐵能在該兩固定點連線方向上于一對位狀態(tài)與一錯位狀態(tài)間相對移動；當在該對位狀態(tài)時，該兩磁極的連線位于該平面區(qū)域內(nèi)；當在該錯位狀態(tài)時，該兩磁極的連線位于該平面區(qū)域外；所以當該活動物體運動時，借由該兩固定點于相異的高低重力位能間互換，使該線圈及該磁鐵于該對位狀態(tài)與錯位狀態(tài)間相對移動，進而使得該線圈產(chǎn)生感應電流。
圖7是本實用新型的重力曳引的線性發(fā)電裝置的第二較佳實施例的一側視示意圖，說明該線性發(fā)電裝置的設置位置。
如

圖1及圖3所示，本實用新型重力曳引的線性發(fā)電裝置1包括一設置于足弓部913的基座2、二同向纏繞并設置于基座2上的線圈3、一配置于該基座2內(nèi)的磁鐵4，以及一與該等線圈3電性連接的燈具5。基座2具有一本體21及一形成于本體21中、沿縱線L方向延伸的滑槽20。本體21具有二分別位在第一、第二固定點93、94的端部211，兩端部211間并具有彼此相反的兩側面212。
該等線圈3分別固設于該本體21鄰近各該側面212并靠近第一固定點93處，且環(huán)繞一垂直縱線L的軸線M。各線圈3分別界定出一平面區(qū)域30，并且具有兩供感應電流輸出的輸出端31。磁鐵4具有一南磁極41與一北磁極42，并可滑移地容設于介在該等線圈30間的滑槽20內(nèi)。定義一南、北磁極41、42的連線K，該連線K位于該磁鐵4截面范圍內(nèi)，且該連線K的方向與該軸線M方向相同。在本實施例中，該燈具5包含兩對電流方向具有選擇性，并分別以不同方向與各該線圈3的該等輸出端31電性連接的發(fā)光二極體51。但是并不以此為限，該等發(fā)光二極體51也能以如一與該等輸出端31電性連接的白熾燈泡等進行替代，由于此非本實用新型主要技術重點，且為熟習該項技藝人士所能輕易推想，所以在此不多加贅述。
磁鐵4能在第一固定點93與第二固定點94連線方向，也就是縱線L方向上，相對該等線圈3于一如圖4的對位狀態(tài)與一如圖5的錯位狀態(tài)間移動。當在該對位狀態(tài)時，該南磁極41與北磁極42的連線K位于該等平面區(qū)域30內(nèi)；當在錯位狀態(tài)時，該連線K位于該等平面區(qū)域30外人們在行走或跑步時，足部的運動均是以腳尖最后離地、再以腳跟著地，如此左右反復交替前進。所以當足部穿戴上述裝有線性發(fā)電裝置1的鞋子9，離地時，鞋跟部912會較鞋尖部911先離地，導致鞋跟部912重力位能高于鞋尖部911，此時第二固定點94在鉛直方向上高過第一固定點93、重力位能隨的提高，使得磁鐵4受到重力曳引而移至前述對位狀態(tài)。
而當著地時，鞋跟部912會較鞋尖部911先行著地，導致鞋跟部912的在鉛直方向位置低于鞋尖部911，此時第二固定點94的重力位能低于第一固定點93。使磁鐵4受到重力曳引而反向由該對位狀態(tài)移動至錯位狀態(tài)。此時，由于南、北磁極41、42發(fā)散的磁力線由該等平面區(qū)域30內(nèi)移動至該等平面區(qū)域30外，使得線圈3因平面區(qū)域30內(nèi)通過的磁通量減少，而產(chǎn)生正向的感應電流，驅動燈具5中與線圈30正向連接的發(fā)光二極體51。
當足部再度離地時，鞋跟部912的位置又再度高于鞋尖部911，磁鐵4再度因重力曳引回到對位狀態(tài)，使得線圈3內(nèi)通過的磁通量增加，而產(chǎn)生反向的感應電流，驅動燈具5中與線圈30反向連接的發(fā)光二極體51’。因此借由行進時鞋跟部912與鞋尖部911的反復高低交替，而使該第一固定點93與第二固定點94于鉛直方向往復相對位移，并借由重力曳引磁鐵4相對于該等線圈3于對位狀態(tài)與錯位狀態(tài)間移動，促使線圈3交替地產(chǎn)生正反向的感應電流，再由輸出端31輸出驅動發(fā)光二極體51、51’閃爍地發(fā)出光芒。
在本實施例中，該線性發(fā)電裝置1具有兩固設于該本體21上的線圈3，但是并不以此為限，熟習該項技藝人士可以輕易理解，由于該線性發(fā)電裝置1是借由該等線圈3與該等磁鐵4間的相對位移，使該等線圈3內(nèi)的磁通量改變，而產(chǎn)生感應電流。因此，本實用新型若只于該本體21上裝設一線圈3也能達到相同的功效。甚至于該線圈3與該磁鐵4的設置方式也能互換，以固定的磁鐵4配合可滑移的線圈3，同樣能達到一樣的功效。如圖6所示，本實施例的另一種態(tài)樣，該線性發(fā)電裝置1具有四設置于該本體21上且兩兩彼此共平面的線圈3，借由該磁鐵4于該滑槽20中相對于移該等線圈3滑移，而同時于該等線圈3中產(chǎn)生感應電流。
如圖7所示，本實用新型重力曳引的線性發(fā)電裝置1的第二較佳實施例，該線性發(fā)電裝置1也可運用于一腳踏車8的車輪82上，用來替代以往裝設于車輪上的反光片。定義一垂直該車輪82軸向的平面及復數(shù)位于該平面上并垂直于該車輪82徑向的線段N；各該線段N具有該第一固定點93與該第二固定點94。在本實施例中，復數(shù)本實用新型的線性發(fā)電裝置1則分別沿各該線段N設置于該車輪82上。
如圖3及圖7所示，各該線性發(fā)電裝置1大致與第一實施例相同，其差異處在于該等同向纏繞且環(huán)繞同一與該線段N呈垂直的軸線M的線圈3彼此串聯(lián)，借以輸出較高的電壓，而在本實施例中，該燈具5同樣包含兩對電流方向具有選擇性，并分別以不同方向與各該線圈3的該等輸出端31電性連接的發(fā)光二極體51。
由于該腳踏車8行進時，該等車輪82會相對地面滾動，使該第一固定點93與第二固定點94的重力位能分別于相異的高低重力位能間互換，并借由重力曳引該磁鐵4相對于該等線圈3于該對位狀態(tài)與錯位狀態(tài)間移動，促使該線圈3交替地產(chǎn)生正反向的感應電流，再由該等輸出端31輸出至該燈具5以持續(xù)或閃爍地發(fā)出光芒。借此使得該腳踏車8產(chǎn)生主動發(fā)光的警示效果，而不會如加貼反光片的腳踏車8，因天色昏暗或無外界光源，導致警示效果大打折扣。另一方面，更由于該燈具5所產(chǎn)生的光線能朝各方向射出，因此使得警示效果不只限于該腳踏車8的側邊，而具有全方位的警示效果，有效地提升安全性。
歸納上述，由于該線性發(fā)電裝置1能借由該等線圈30與該磁鐵4的相對位移，使該等線圈30上產(chǎn)生感應電流，并供驅動該燈具5發(fā)出光芒。因此在光照不足的環(huán)境下，仍能發(fā)揮警示、美觀，以及娛樂等效果，且光線照射方向不會受到任何限制。更由于該等線圈30是交替地產(chǎn)生正向及反向的感應電流，因此能在完全無任何電子電路的輔助下，直接借由選用對電流方向具有選擇性的發(fā)光二極體51與對電流方向不具選擇性的白熾燈泡，便能分別達到明滅閃爍或及持續(xù)發(fā)光的效果。
同時由于該線性發(fā)電裝置1是以感應起電的方式供給電力，因此不會受到體積與重量的限制，能依需求制造成各種大小，除了能持續(xù)地長時間地提供電力外，更不會對環(huán)境造成任何破壞，使用上相當環(huán)保及安全。
更由于本實用新型是借由重力曳引該等線圈30與該磁鐵4相對位移而產(chǎn)生感應電流，所以完全不須尋找兩具有相對位移的位置點分開架設，而能直接設置于一如鞋子9或車輪82等活動物體上。因此本實用新型重力曳引的線性發(fā)電裝置1能運用于如溜溜球及扯鈴等無兩相對位移點，但是在運動時存在兩固定點會于相異的高低重力位能間互換的活動物體上，確實達到本實用新型的目的。
權利要求1.一種重力曳引的線性發(fā)電裝置，供設置于一具有兩固定點的活動物體上，當該活動物體運動時，該兩固定點會于相異的高低重力位能間互換，該線性發(fā)電裝置包括一設置于該活動物體上的基座、至少一設置于該基座上的線圈，及至少一設置于該基座上的磁鐵；其特征在于該基座具有一本體及一形成于該本體上并沿該兩固定點連線方向延伸的滑槽；該線圈是以固設于該本體及可滑移地容設于該滑槽內(nèi)其中的一方式設置于該基座上，并環(huán)繞一垂直該兩固定點連線方向的軸線且界定出一平面區(qū)域；該磁鐵是以固設于該本體及可滑移地容設于該滑槽內(nèi)其中另一方式設置于該基座上，并具有兩相異磁極；該兩磁極的連線方向與該軸線方向相同；該線圈與該磁鐵能在該兩固定點連線方向上于一對位狀態(tài)與一錯位狀態(tài)間相對移動；當在該對位狀態(tài)時，該兩磁極的連線位于該平面區(qū)域內(nèi)；當在該錯位狀態(tài)時，該兩磁極的連線位于該平面區(qū)域外；所以當該活動物體運動時，借由該兩固定點于相異的高低重力位能間互換，使該線圈及該磁鐵于該對位狀態(tài)與錯位狀態(tài)間相對移動，進而使得該線圈產(chǎn)生感應電流。
2.如權利要求1所述的重力曳引的線性發(fā)電裝置，其特征在于該線圈具有兩供感應電流輸出的輸出端；該線性發(fā)電裝置更具有一與該等輸出端電性連接的燈具。
3.如權利要求1所述的重力曳引的線性發(fā)電裝置，其特征在于該線性發(fā)電裝置更包括復數(shù)固設于該本體上并環(huán)繞一垂直該兩固定點連線方向的軸線的線圈，且該滑槽形成于該等線圈之間。
4.如權利要求1所述的重力曳引的線性發(fā)電裝置，其特征在于該線性發(fā)電裝置更包括復數(shù)固設于該本體上并共平面的線圈，且各該線圈分別環(huán)繞一垂直該兩固定點連線方向的軸線。
5.如權利要求2所述的重力曳引的線性發(fā)電裝置，其特征在于該燈具包含一與該等輸出端電性連接的發(fā)光二極體。
6.如權利要求2所述的重力曳引的線性發(fā)電裝置，其特征在于該燈具包含一與該等輸出端電性連接的白熾燈泡。
專利摘要一種重力曳引的線性發(fā)電裝置，供設置于一活動物體上，該線性發(fā)電裝置包括一設置于活動物體上的基座、至少一設置于基座上的線圈，及至少一設置于基座上的磁鐵；該基座具有一本體及一形成于本體上的滑槽；該線圈是以固設于本體及可滑移地容設于滑槽內(nèi)其中的一方式設置于基座上；該磁鐵是以固設于本體及可滑移地容設于滑槽內(nèi)其中另一方式設置于基座上，并具有兩相異磁極；該線圈與磁鐵能在一對位狀態(tài)與一錯位狀態(tài)間相對移動；所以當活動物體運動時，借由重力位能使線圈及磁鐵于對位狀態(tài)與錯位狀態(tài)間相對移動，進而使得線圈產(chǎn)生感應電流。
文檔編號H02K33/00GK2599273SQ03204228
公開日2004年1月14日 申請日期2003年2月17日 優(yōu)先權日2003年2月17日
發(fā)明者鄒世恩 申請人:鄒世恩