МОБИЛЬНОЕ СРЕДСТВО СВЯЗИ И СПОСОБ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРА МОБИЛЬНОГО СРЕДСТВА СВЯЗИ
MOBILE COMMUNICATION MEANS AND METHOD FOR BATTERY CHARGING OF MOBILE COMMUNICATION MEANS

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для зарядки батареи любого мобильного средства связи, в т.ч. сотового телефона, смартфона, радиотелефона, планшетника и т.д. путем преобразования механической энергии в электрическую.
Мобильный телефон - переносное средство связи, предназначенное преимущественно для голосового общения. В настоящее время сотовая связь - самая распространенная из всех видов мобильной связи, поэтому часто мобильным телефоном называют сотовый телефон, хотя мобильными телефонами, помимо сотовых, являются также спутниковые телефоны, радиотелефоны и аппараты магистральной связи. Любой из вышеназванных аппаратов имеет ограниченный по времени и использованию заряда ресурс аккумуляторной батареи. Мобильный телефон - вещь в наше время просто необходимая. А вместе с ним - и его аккумулятор. И, естественно, большинство из нас вспоминает о его существовании не чаще двух раз в неделю - когда мобильный телефон отказывается работать. Производители сотовых телефонов и аккумуляторных батарей к ним решают данную проблему по-разному. Одни, такие как Philips, создают аккумуляторы с увеличенным сроком работы, другие идут по пути уменьшения эргономичности устройств, третьи оставляют все как есть, заставляя владельца раз в два дня, а то и чаще заряжать аккумулятор. Мы предлагаем зарядное устройство, встроенное в корпус аппаратов определенных видов, и способное поддерживать заряд аккумулятора.
Известно зарядное устройство по патенту RU 2384930, МПК H02J 7/32, опубл. 20.03.2010 г.
Это изобретение относится к первичным источникам электроэнергии. Устройство состоит из двух упругих камер, разделенных перегородкой, в которой располагаются канал, внутри которого находятся электрический генератор, выполненный синхронным с возбуждением от постоянного магнита, с рабочим колесом, имеющим вид пропеллера с несколькими, не менее трех, изогнутыми лопастями, а также опоры, блок выпрямителя и аккумулятора и универсальный штекерный разъем для подключения потребителя.
Недостатками этого устройства генерирования электроэнергии является использование воздушных масс и выполнение операций, напрямую не связанных с использованием сотового телефона по прямому предназначению.
Известен сотовый телефон по патенту РФ на полезную модель №71842, МПК Н04М 1/00, опубл. 20.03.2008 г.
Этот сотовый телефон содержит основной и резервный аккумуляторы в одном корпусе телефона с раздельными дисплейными указателями «заряд-разряд аккумулятора», один из которых для основного и второй для резервного аккумулятора и кнопочный микропереключатель, установленный в корпусе телефона, обеспечивающий нажатием кнопки перевод питания телефона с одного аккумулятора на другой и обратно.
Недостатки: большой вес и низкая надежность, обусловленная тем, что резервный аккумулятор тоже может «сесть» через 2…3 дня даже при его неиспользовании.
Известен сотовый телефон по патенту CN на изобретение №103762706, МПК H02J 7/32, опубл. 30.04.2014 г., прототип.
Это мобильное средство связи содержит корпус, электронный блок, соединенный с аккумулятором, динамик и микрофон, размещенные в корпусе, а также дисплей и набор клавиш, размещенный на лицевой стороне корпуса, электрогенератор, соединенный с аккумулятором, электрогенератор выполнен на основе электромагнитной индукции и содержит ячейки, стенки которых образованы индуктивными катушками, в которых размещены постоянные магниты.
Предлагаемое устройство обладает следующими недостатками: установка постоянных магнитов в ячейках с зазором приводит к ударам об боковые стенки ячеек.
Задачи создания изобретения: повышение надежности и ресурса мобильного средства связи.
Достигнутые технические результаты: увеличение надежности и ресурса средства связи за счет исключения ударов постоянных магнитов об боковые стенки ячеек.
Решение указанных задач достигнуто в мобильном средстве связи, содержащем корпус, электронный блок, соединенный с аккумулятором, динамик и микрофон, размещенные в корпусе, а также дисплей и набор клавиш, размещенный на лицевой стороне корпуса, электрогенератор, соединенный с аккумулятором, при этом электрогенератор выполнен на основе электромагнитной индукции и содержит ячейки, стенки которых образованы индуктивными катушками, в которых размещены постоянные магниты, тем, что ячейки выполнены в виде параллелепипеда, имеющего основание в форме квадрата или виде параллелепипеда имеющего основание в форме шестиугольника, а постоянные магниты установлены в ячейки без зазора между ними и боковыми стенками.
Сущность изобретения поясняется на фиг. 1…15, где
- на фиг. 1 приведено мобильное средство связи (сотовый телефон),
- на фиг. 2 приведена электрическая схема мобильного средства связи,
- на фиг. 3 приведен один из вариантов исполнения ячейки,
- на фиг. 4 приведена разрез А-А ячейки,
- на фиг. 5 приведен вариант генератора электрической энергии с ячейками, имеющими основание квадратной формы,
- на фиг. 6 приведен вариант генератора электрической энергии, установленного вне корпуса мобильного устройства связи (сотового телефона),
- на фиг. 7 приведен вариант генератора электрической энергии, установленного внутри корпуса мобильного устройства связи (сотового телефона),
- на фиг. 8 приведен вариант генератора электрической энергии с двумя группами ячеек, имеющих взаимно перпендикурярные продольные оси,
- на фиг. 9 приведен вариант генератора электрической энергии, установленного вне корпуса сотового телефона, с двумя группами ячеек, имеющих взаимно перпендикурярные продольные оси,
- на фиг. 10 приведен вариант генератора электрической энергии, установленного внутри корпуса сотового телефона с двумя группами ячеек, имеющих взаимно перпендикурярные продольные оси,
- на фиг. 11 приведен вариант генератора электрической энергии с ячейками, имеющими основание шестиугольной формы,
- на фиг. 12 приведен разрез В-В,
- на фиг. 13 приведена ячейка шестиугольной формы,
- на фиг. 14 приведен вариант генератора электрической энергии с ячейками имеющими основание шестиугольной формы и цилиндрическими грузами, установленными без зазора,
- на фиг. 15 приведен разрез С-С.
Мобильное средство связи (фиг. 1…15) содержит корпус 1, клавиатуру 2, дисплей 3, микрофон 4 и динамик 5. Внутри корпуса 1 установлены электронная плата 6, соединенная электрическими связями 7 с микрофоном 4 и динамиком 5, аккумулятор 8, соединенный электрическими проводами 9 с электронной платой 6, электрогенератор 10, который проводами 11, содержащими автоматический выключатель 12, соединен с аккумулятором 8 (фиг. 1).
При этом генератор электрической энергии 10 содержит корпус 13, в ячейках 14 которого установлены постоянные магниты 15. Концентрично продольным осям всех ячеек 14 выполнены обмотки возбуждения 16.
Постоянные магниты могут иметь покрытие 17 из антифрикционного материала. Также на внутренних поверхностях ячеек 14 может быть выполнено покрытие 18 из антифрикционного материала. На торцах ячеек 16, перпендикулярных их продольным осям 00, могут быть установлены амортизаторы 19.
Ячейки 14 могут быть выполнены в виде параллелепипеда с основанием в форме круга (фиг. 2) или в форме шестиугольника (фиг. 3). Между электрогенератором 10 и аккумулятором 8 установлен преобразователь 20, предназначенный для снижения напряжения и его стабилизации. Возможна установка на выходе из электрогенератора 10 перед автоматическим выключателем 12 накопителя энергии 21 в виде конденсатора (фиг. 1) для исключения перезарядки аккумулятора 8.
Возможны два варианта компоновки электрогенератора 10, который выполнен в корпусе 13 из диэлектрического материала (фиг. 5).
В первом варианте корпус 13 закреплен на корпусе 1 мобильного средства связи (средства крепления на фиг. 1…15 не показаны), а разъем 22 мобильного средства связи и разъем 23 электрогенератора 10 соединены кабелем 24 (фиг. 6). В этом случае предложенное изобретение может использоваться на ранее изготовленных мобильных средствах связи.
Во втором варианте корпус 13 электрогенератора 10 установлен внутри корпуса 1 мобильного средства связи (фиг. 7). Этот вариант предпочтительнее.
На фиг. 8 приведен вариант электрогенератора 10 с двумя группами ячеек 14, имеющими основание квадратной (прямоугольной) формы и цилиндрическими грузами 15, при этом продольные оси ячеек 14 двух групп взаимно перпендикулярны. Это сделано чтобы использовать вибрации в любом направлении. На фиг. 9 приведен вариант электрогенератора 10, установленного вне корпуса 1 мобильного средства связи и с грузами 15 цилиндрической формы, На фиг. 10 приведен вариант электрогенератора 10, установленного внутри корпуса 1 мобильного средства связи и цилиндрическими грузами 15. На фиг. 11 и 12 приведен электрогенератор 10 с грузами 15 в форме шара. На фиг. 13 приведена ячейка 14 шестигранной формы.
На фиг. 14 и 15 приведен электрогенератор 10 постоянными магнитами 15, установленными без зазора, чтобы исключить боковые удары об боковые стенки ячеек 1 и их быстрое разрушение.
Установка постоянных магнитов в ячейки круглой формы без зазора будет препятствовать их перемещению из-за сжатия воздуха под ними, а установка с зазором приведет к ударам об боковые стенки ячеек.
При работе с мобильным средством связи, например сотовым телефоном, абонент не менее 30% времени в сутки находится в движении, передвигается пешком, едет в автомобиле и перемещается по офису. При этом постоянные магниты 15 совершают колебательные движения и возбуждают электрический ток в обмотках возбуждения 16, постоянно вырабатывая в них электрическое напряжение. Ток по проводам 11 поступает на преобразователь
20 для снижения и стабилизации напряжения и далее в аккумулятор 8 и постоянно заряжает его. При полном заряде аккумулятора 8 автоматический выключатель 12 отключает генератор электроэнергии 10 от аккумулятора 8. Управление автоматическим выключателем 12 может быть осуществлено по напряжению на выходе из аккумулятора 8 (средство измерения напряжения на фиг. 1 не показано).
Применение покрытия 17 и 18 из антифрикционного материала способствует скольжению постоянных магнитов 15 в ячейках 14 и повышает КПД электрогенератора 10. Применение амортизаторов 19 (фиг. 3) также способствует отскоку постоянных магнитов при ударе об торцовые стенки ячеек 14. Выполнение двух групп ячеек 14 с взаимно-перпендикулярными осями (фиг. 8…10) повышает КПД электрогенератора 10, т.к. на практике (при ношении мобильного устройства связи) на него действуют вибрации во всех плоскостях.
Применение изобретения позволило значительно повысить надежность и ресурс работы мобильного средства связи за счет исключения боковых ударов об боковые стенки ячеек и предотвращение их быстрого разрушения.