本實(shí)用新型涉及電子機(jī)械發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及一種基于家用門擠壓的發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)城市化進(jìn)程的發(fā)展，現(xiàn)代家用門的安全防護(hù)性能顯得越為重要。目前家用門的門禁系統(tǒng)、門鈴?fù)ㄔ捪到y(tǒng)等電子設(shè)備都是與家用電能接線連接進(jìn)行供電與蓄能。此種供電方式需要配備較大容量的儲(chǔ)能電池，才能保證在家用電能意外斷電或者供電線路斷開等情況下門上電子設(shè)備的正常工作，而且在門框與門之間布置有供電線路，可能造成使用不便和影響美觀。對于常用的金屬門來說，采用家用電能在門上進(jìn)行電壓變換及供給，存在著線束損壞導(dǎo)致漏電等安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于對現(xiàn)有技術(shù)做進(jìn)一步的改進(jìn)，提供一種基于家用門擠壓的發(fā)電系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案：

一種基于家用門擠壓的發(fā)電系統(tǒng)，包括弧形齒輪、加速齒輪組件、第一齒輪及交流發(fā)電機(jī)；所述加速齒輪組件包括若干級(jí)傳動(dòng)單元；所述傳動(dòng)單元包括同軸設(shè)置的大齒輪及小齒輪；定義與所述弧形齒輪相連接的所述傳動(dòng)單元為第一級(jí)傳動(dòng)單元，與所述第一齒輪相連接的所述傳動(dòng)單元為最后一級(jí)傳動(dòng)單元；所述弧形齒輪與所述第一級(jí)傳動(dòng)單元的小齒輪嚙合，且在開門或關(guān)門時(shí)受擠壓帶動(dòng)所述第一級(jí)傳動(dòng)單元轉(zhuǎn)動(dòng)；沿所述第一級(jí)傳動(dòng)單元至所述最后一級(jí)傳動(dòng)單元的傳動(dòng)方向上，前級(jí)所述傳動(dòng)單元的大齒輪依次與后級(jí)所述傳動(dòng)單元的小齒輪嚙合；所述第一齒輪與所述最后一級(jí)傳動(dòng)單元的大齒輪嚙合，且與所述交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子鑲嵌；所述第一齒輪的半徑小于所述最后一級(jí)傳動(dòng)單元的大齒輪。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，沿所述第一級(jí)傳動(dòng)單元至所述最后一級(jí)傳動(dòng)單元的傳動(dòng)方向上，每級(jí)所述傳動(dòng)單元的大齒輪半徑依次減小，每級(jí)所述傳動(dòng)單元的小齒輪半徑與所述第一齒輪的半徑相同。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述弧形齒輪、加速齒輪組件、第一齒輪及所述交流發(fā)電機(jī)設(shè)置于門扇內(nèi)部；所述弧形齒輪與門框之間通過彈簧連接，且在開門或關(guān)門時(shí)通過彈簧的變形來擠壓所述弧形齒輪，從而帶動(dòng)所述第一級(jí)傳動(dòng)單元轉(zhuǎn)動(dòng)。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，還包括整流穩(wěn)壓電路、充電電池；所述交流發(fā)電機(jī)的輸出通過所述整流穩(wěn)壓電路與所述充電電池連接。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述整流穩(wěn)壓電路包括整流橋、第一濾波電路、開關(guān)電源、第二濾波電路；所述交流發(fā)電機(jī)的輸出依次連接所述整流橋、第一濾波電路、開關(guān)電源、第二濾波電路及所述充電電池，對所述交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電進(jìn)行整流、濾波、降壓穩(wěn)壓及二次濾波，然后對所述充電電池進(jìn)行充電。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一濾波電路包括相互并聯(lián)的第一電容及第三電容；所述第二濾波電路包括相互并聯(lián)的第二電容及第四電容；所述第一電容及所述第二電容為瓷片電容；所述第三電容及所述第四電容為電解電容。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，還包括二極管，正向串聯(lián)于所述第二濾波電路與所述充電電池之間，防止所述充電電池中電能釋放。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述開關(guān)電源為KJ型三端開關(guān)穩(wěn)壓器。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述交流發(fā)電機(jī)采用輸出電壓為5.8V，電流為0.3A的交流發(fā)電機(jī)。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述充電電池為3.6V可充鋰離子扣式電池。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、適用于各種安全門、防盜門，利用開關(guān)門時(shí)由機(jī)械構(gòu)造、電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)化成電能給門上電子設(shè)備供電，有效的利用資源，可實(shí)現(xiàn)電能的節(jié)約，并且使用充電電池，大大減少一次性化學(xué)能電池用完后對環(huán)境的污染。

2、在門與門框之間沒有復(fù)雜的接線，使用方便美觀。

3、該發(fā)電系統(tǒng)制造成本較低，且使用期限長，性價(jià)比高。

附圖說明

附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用來解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限制。

附圖1是本實(shí)用新型的一種基于家用門擠壓的發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖2是本實(shí)用新型的一種基于家用門擠壓的發(fā)電系統(tǒng)中的整流穩(wěn)壓電路原理圖。

主要元件符號(hào)說明

弧形齒輪 100

加速齒輪組件 200

第一級(jí)傳動(dòng)單元 210

最后一級(jí)傳動(dòng)單元 220

第一齒輪 300

交流發(fā)電機(jī) 400

整流橋 10

第一濾波電路 20

第二濾波電路 30

開關(guān)電源 40

充電電池 E

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施方式的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施方式中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下。由語句“包括一個(gè)......限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素”。

本系統(tǒng)中涉及到的相關(guān)模塊均為硬件系統(tǒng)模塊或者為現(xiàn)有技術(shù)中計(jì)算機(jī)軟件程序或協(xié)議與硬件相結(jié)合的功能模塊，該功能模塊所涉及到的計(jì)算機(jī)軟件程序或協(xié)議的本身均為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的技術(shù)，其不是本系統(tǒng)的改進(jìn)之處；本系統(tǒng)的改進(jìn)為各模塊之間的相互作用關(guān)系或連接關(guān)系，即為對系統(tǒng)的整體的構(gòu)造進(jìn)行改進(jìn)，以解決本系統(tǒng)所要解決的相應(yīng)技術(shù)問題。

下面將結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本實(shí)用新型的一種基于家用門擠壓的發(fā)電系統(tǒng)作具體介紹。

請參閱圖1，一種基于家用門擠壓的發(fā)電系統(tǒng)，包括弧形齒輪100、加速齒輪組件200、第一齒輪300、交流發(fā)電機(jī)400；所述加速齒輪組件200包括若干級(jí)傳動(dòng)單元，所述傳動(dòng)單元包括同軸設(shè)置的大齒輪及小齒輪，其它實(shí)施例中，如果安裝空間不受限制，也可以在增大所述傳動(dòng)單元的大齒輪半徑的情況下只設(shè)置一級(jí)所述傳動(dòng)單元，在本實(shí)施例中，優(yōu)選的，設(shè)置三級(jí)所述傳動(dòng)單元。定義與所述弧形齒輪100相連接的所述傳動(dòng)單元為第一級(jí)傳動(dòng)單元210，與所述第一齒輪300相連接的所述傳動(dòng)單元為最后一級(jí)傳動(dòng)單元220。

所述弧形齒輪100與所述第一級(jí)傳動(dòng)單元210的小齒輪嚙合，且在開門或關(guān)門時(shí)受擠壓帶動(dòng)所述第一級(jí)傳動(dòng)單元210轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)實(shí)際情況，所述的弧形齒輪100可以是在開門的時(shí)候受擠壓也可以是在關(guān)門的時(shí)候受擠壓。本實(shí)施例中，所述弧形齒輪100、加速齒輪組件200、第一齒輪300及所述交流發(fā)電機(jī)400設(shè)置于門扇內(nèi)部；所述弧形齒輪100與門框之間通過彈簧連接，且在開門或關(guān)門時(shí)通過彈簧變形來擠壓所述弧形齒輪100，從而帶動(dòng)所述第一級(jí)傳動(dòng)單元210轉(zhuǎn)動(dòng)。所述弧形齒輪100可以是彈性結(jié)構(gòu)，一端固定設(shè)置，在受擠壓時(shí)通過另一端的變形帶動(dòng)所述第一級(jí)傳動(dòng)單元210轉(zhuǎn)動(dòng)。在其它實(shí)施例中，所述弧形齒輪100也可以是剛性結(jié)構(gòu)，一端與所述第一級(jí)傳動(dòng)單元210的小齒輪嚙合，另一端懸掛可移動(dòng)設(shè)置，在受擠壓時(shí)通過整體移動(dòng)帶動(dòng)所述第一級(jí)傳動(dòng)單元210轉(zhuǎn)動(dòng)。

沿所述第一級(jí)傳動(dòng)單元210至所述最后一級(jí)傳動(dòng)單元220的傳動(dòng)方向上，前級(jí)所述傳動(dòng)單元的大齒輪依次與后級(jí)所述傳動(dòng)單元的小齒輪嚙合。

所述第一齒輪300與所述最后一級(jí)傳動(dòng)單元220的大齒輪嚙合，且與所述交流發(fā)電機(jī)400的轉(zhuǎn)子鑲嵌，用于帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，而轉(zhuǎn)子周圍有弧形狀的磁鐵，進(jìn)而產(chǎn)生磁感應(yīng)而產(chǎn)生電流；所述第一齒輪300的半徑小于所述最后一級(jí)傳動(dòng)單元220的大齒輪，因?yàn)榇簖X輪與小齒輪嚙合線速度相同，由大齒輪帶動(dòng)小齒輪來使小齒輪轉(zhuǎn)速加快。

本實(shí)用新型應(yīng)用磁電原理，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在開門或關(guān)門時(shí)，所述弧形齒輪100受擠壓，從而帶動(dòng)所述第一級(jí)傳動(dòng)單元210轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過若干極所述傳動(dòng)單元進(jìn)一步帶動(dòng)所述第一齒輪300加速轉(zhuǎn)動(dòng)，使所述交流發(fā)電機(jī)400發(fā)電。利用同軸齒輪角速度相同，相互嚙合的齒輪線速度相同的原理，由v＝wr,(其中v為齒輪線速度，w為齒輪角速度，r為齒輪半徑)知每一級(jí)所述傳動(dòng)單元的大齒輪半徑r應(yīng)盡量在有限空間內(nèi)取最大值以提高線速度v，并且把相同的線速度v傳遞給下一級(jí)所述傳動(dòng)單元的小齒輪，而相應(yīng)小齒輪半徑r較小，線速度v不變，則相應(yīng)的角速度w便會(huì)相應(yīng)的增大，最后使得所述第一齒輪300的轉(zhuǎn)速加快帶動(dòng)所述交流發(fā)電機(jī)400達(dá)到額定轉(zhuǎn)速即可發(fā)電。本實(shí)施例中，在滿足所需要轉(zhuǎn)速的前提下，考慮到為了保持齒輪間的間隙及安裝空間限制，優(yōu)選的，沿所述第一級(jí)傳動(dòng)單元210至所述最后一級(jí)傳動(dòng)單元220的傳動(dòng)方向上，每級(jí)所述傳動(dòng)單元的大齒輪半徑依次減小，每級(jí)所述傳動(dòng)單元的小齒輪半徑與所述第一齒輪300的半徑相同。

具體實(shí)施時(shí)，考慮到各個(gè)齒輪間的摩擦較大，使用時(shí)間長后易出現(xiàn)各齒輪生銹及其齒輪磨損等問題，出產(chǎn)前給各齒輪加注潤滑油，從而有效防止齒輪生銹且減少摩擦，提高了啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到所述交流發(fā)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，對外輸出電流。

請參閱圖2，進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，還包括整流穩(wěn)壓電路、充電電池E；所述交流發(fā)電機(jī)400的輸出通過所述整流穩(wěn)壓電路與所述充電電池E連接。所述整流穩(wěn)壓電路包括整流橋10、第一濾波電路20、開關(guān)電源40、第二濾波電路30；所述交流發(fā)電機(jī)400的輸出依次連接所述整流橋10、第一濾波電路20、開關(guān)電源40、第二濾波電路30及所述充電電池E，對所述交流發(fā)電機(jī)400產(chǎn)生的交流電進(jìn)行整流、濾波、降壓穩(wěn)壓及二次濾波，得到一個(gè)穩(wěn)定的直流電，然后對所述充電電池E進(jìn)行充電。具體的，所述整流橋10采用全橋整流，本實(shí)施例中優(yōu)選的，所述開關(guān)電源40為KJ型三端開關(guān)穩(wěn)壓器。本實(shí)施例中，所述交流發(fā)電機(jī)400采用輸出電壓為5.8V，電流為0.3A的交流發(fā)電機(jī)；所述充電電池E為3.6V可充鋰離子扣式電池(充電電壓限制4.1V，容量150mAh)。所述交流發(fā)電機(jī)400產(chǎn)生的交流電通過整流、濾波、降壓穩(wěn)壓后輸出電壓為4V,電流為0.3A供給所述充電電池E充電，所述充電電池E再給門上的電子設(shè)備進(jìn)行供電使其工作，本實(shí)施例中門上的負(fù)載電子設(shè)備為門鈴，在供電回路串聯(lián)限流電阻R及控制開關(guān)K。

假設(shè)關(guān)門一次，時(shí)間為2s，則產(chǎn)生的電量：

C＝300mA×2/(60×60)h＝1/6mAh；

根據(jù)電池充滿電時(shí)的容量大約是電池容量的1.5倍--2倍,設(shè)經(jīng)過開關(guān)門n次使得該電池充滿，則：

150mAh×2＝300mAh；

n＝300mAh/C＝300mAh/(1/6mAh)＝1800次；

因此在正常使用時(shí)不必考慮所述充電電池E是否過充的問題。

假設(shè)每按一次門鈴大約通電2s,則每次耗電量Δ：

Δ＝2/(60×60)h×50mA＝1/36mAh

k＝C/Δ＝6次

所以以每次通電2s，則每開關(guān)1次門能提供門鈴?fù)?次，總共長達(dá)6×2s＝12s。故產(chǎn)生的電能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于門鈴耗電所需，多余部分可供給其它門上電子設(shè)備使用。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，所述第一濾波電路20包括相互并聯(lián)的第一電容C1及第三電容C3；所述第二濾波電路30包括相互并聯(lián)的第二電容C2及第四電容C4。優(yōu)選的，所述第一電容C1及所述第二電容C2為瓷片電容；所述第三電容C3及所述第四電容C4為電解電容。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，還包括二極管D，正向串聯(lián)于所述第二濾波電路30與所述充電電池E之間，利用了二極管D的單身導(dǎo)電性控制電流的方向，防止所述充電電池E中電能釋放，造成浪費(fèi)。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型保護(hù)的范圍之內(nèi)。