微型发电机及水阀的制作方法

本实用新型涉及卫浴电子产品，更具体地，涉及一种微型发电机及水阀。

背景技术：

卫浴产品与电子产品两者结合形成的智能卫浴具有更加强大和高效的卫浴功能，可以提高卫浴体验的舒适性和便利性。随着智能卫浴的不断发展，更多的自发电产品被逐步应用在卫浴产品上，自发电产品携带发电机，可以将风能或其他能源转化为电能，以便满足自身消耗。

在现有技术中，常见的发电机包括依次连接的叶轮、电机转子和电机定子，风力或水力驱动叶轮转动，叶轮带动电机转子在电机定子内部旋转，做切割磁感应线的运动，产生感应电势来发电。但是，卫浴产品对自发电产品的占用空间、发电效率等提出了更高要求。例如，在水阀内安装以叶轮为驱动的发电机，因安装空间有限，水流水压较低等因素，造成发电效率低，体验效果有偏差。

因此，需要一种微型发电机及水阀，来解决上述问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种微型发电机及水阀，占用空间小，发电效率高，借助水力发电，且易于冷却，实用性高。

基于上述目的本实用新型提供的一种微型发电机，包括：

主体，所述主体包括容置腔，所述容置腔上设置有第一端口以及相对设置的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔均用于介质进出所述容置腔；

驱动机构，所述驱动机构设置在所述容置腔内，所述驱动机构包括相互啮合连接的第一转子和第二转子，所述第一转子和所述第二转子两者相互交替驱动彼此转动；

发电机构，所述发电机构包括发电转子和以及套设在所述发电转子外部的发电定子，所述发电转子贯穿所述第一端口，且与所述第一转子或第二转子连接；所述发电转子可在所述发电定子内转动产生感应电动势，以便所述发电定子输出电能。

优选地，所述第一转子包括第一轴座以及连接在所述第一轴座一端的第一齿轮；所述第二转子包括第二轴座以及连接在所述第二轴座一端的第二齿轮，所述第一轴座和/或所述第二轴座上设置有连接部，所述连接部用于与所述发电转子连接；所述第一轴座与所述第二轴座相互啮合，且可同步反向转动；所述第一齿轮和所述第二齿轮相互啮合，且可同步反向转动。

优选地，所述驱动机构还包括：第一轴承，所述第一轴承包括可相对转动的第一内环和第一外环，所述第一内环用于套设在所述连接部的外壁上，所述第一外环用于与所述容置腔连接。

优选地，所述主体与所述第一端口相对的一侧表面上设置有第二端口，所述第二端口用于连通所述容置腔与外部，所述第二端口上设置有用于密封且可拆卸连接的端盖，所述端盖上设置有两个相对设置的第一转轴，所述第一转子和所述第二转子分别可转动连接在两个所述第一转轴上。

优选地，所述发电转子包括转子本体和套设在所述转子本体的外壁面上的磁铁圈，所述转子本体包括相对设置的第一端和第二端，所述第一端用于与所述连接部连接，所述第二端延伸出插入所述发电定子内部的第二转轴。

优选地，所述发电转子的所述第二端上设置有腔体，所述腔体从所述第二端向所述第一端延伸，所述腔体内设置有与所述第一端相对设置的支撑架，所述支撑架与所述第二转轴可转动连接，所述第二转轴与所述腔体的腔壁连接，且延伸到所述腔体外侧。

优选地，所述支撑架包括支架以及两个分别连接在所述支架相对两端的第二轴承，所述支架上设置有沿长度方向贯穿的通孔，所述第二转轴可转动连接在所述通孔内；两个所述第二轴承分别从两端套设在所述第二转轴上，所述第二轴承包括可相对转动的第二内环和第二外环，所述第二内环用于与所述第二转轴连接，所述第二外环用于与所述腔体的腔壁连接。

优选地，所述发电定子包括：安装座、定子铁芯和定子绕组，所述安装座内设置有安装孔，所述定子铁芯沿着所述安装孔的周向间隔铺设，所述定子绕组连接在所述定子铁芯上。

另外，优选地，所述发电机构还包括：外壳，所述外壳设置有安装腔，所述安装腔上设置有相对设置的输入端和输出端，所述输入端用于与所述主体连接，所述发电转子设置在所述安装腔内，且从所述输入端伸出与所述驱动机构连接，所述发电定子通过所述安装座连接在所述输出端上。

本实用新型还提供一种水阀，所述水阀包括如上述的微型发电机。

从上面所述可以看出，本实用新型提供的微型发电机及水阀，与现有技术相比，具有以下优点：驱动机构所需驱动力更小，外部介质流过容置腔时提供驱动力，第一转子和第二转子之间交替驱动彼此转动，同时带动发电转子在发电定子内转动，继而可以持续发电；第一转子和第二转子相互配合，增大驱动扭矩，进而提高发电效率；借助介质流动驱动第一转子以及第二转子转动的同时，介质可以提供冷却作用，确保驱动机构稳定运行。而且，结构紧凑，占用空间小，尤其适用于卫浴产品，实用性高。

附图说明

通过下面结合附图对其实施例进行描述，本实用新型的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1为本实用新型具体实施例中采用的微型发电机的示意图。

图2为图1所示的微型发电机的爆炸示意图。

图3为图1所示的微型发电机的a-a剖面图。

图4为图1所示的微型发电机的b-b剖面图。

图5为图1所示的微型发电机的主体的c-c剖面图。

图6为图2所示的微型发电机的第二转子的示意图。

其中附图标记：

1：端盖；2：第一密封圈；3：第一转轴；4：驱动机构；

41：第一转子；42：第二转子；421：第二轴座；422：第二齿轮；

423：连接部；5：第一轴承；6：主体；61：第一通孔；

62：第二通孔；7：第二密封圈；8：转子本体；9：第二轴承；

10：支架；11：第二转轴；12：保护套；13：磁铁圈；14：外壳；

15：发电定子；16：发电转子。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向。使用的词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

图1为本实用新型具体实施例中采用的微型发电机的示意图。图2为图1所示的微型发电机的爆炸示意图。图3为图1所示的微型发电机的a-a剖面图。图4为图1所示的微型发电机的b-b剖面图。图5为图1所示的微型发电机的主体的c-c剖面图。如图1至图5所示，微型发电机包括：主体6、驱动机构4和发电机构。

主体6包括容置腔，容置腔上设置有第一端口(未标识)以及相对设置的第一通孔61和第二通孔62，第一通孔61和第二通孔62均用于介质进出容置腔；

驱动机构4设置在容置腔内，驱动机构4包括相互啮合连接的第一转子41和第二转子42，第一转子41和第二转子42两者交替驱动彼此转动；

发电机构包括发电转子16和以及套设在发电转子16外部的发电定子15，发电转子16贯穿第一端口，且与第一转子41或第二转子42连接；发电转子16可在发电定子15内转动产生感应电动势，以便发电定子15输出电能。

驱动机构4设置在第一通孔61和第二通孔62之间，介质(如流水)从第一通孔61/第二通孔62进入，为驱动机构4提供驱动力后从第二通孔62/第一通孔61流出；驱动机构包括第一转子41和第二转子42，与介质接触面积较大的转子作为驱动转子，与介质接触面积较小的转子作为从动转子，因第一转子41和第二转子42在介质驱动下同步转动，每个转子与介质的接触面积发生周期性变化，因此，第一转子41和第二转子42交替作为驱动转子和从动转子，以便实现交替彼此驱动，从而带动发电转子16持续转动，发电转子16在发电定子15内转动产生感应电动势，发电定子15输出电能。采用上述微型发电机，驱动机构所需驱动力更小，外部介质流过容置腔时提供驱动力，第一转子和第二转子之间交替驱动转动，同时带动发电转子在发电定子内转动，继而可以持续发电；第一转子和第二转子相互配合，增大驱动扭矩，进而提高发电效率；借助介质流动驱动第一转子和第二转子转动的同时，介质可以提供冷却作用，确保驱动机构稳定运行。而且，结构紧凑，占用空间小，尤其适用于卫浴产品，实用性高。

如图5所示，第一转子41处于水平状态，第二转子42处于竖直状态，当介质从第一通孔61进入第二通孔62流出时，因第一转子41与介质接触面积更大，介质驱动第一转子41顺时针转动，同时第一转子41驱动第二转子42逆时针转动；当第一转子41和第二转子42同时且反向转动90°之后，第一转子42处于竖直状态，而第二转子42处于水平状态，此时，第二转子42与介质接触面积更大，介质驱动第二转子42继续逆时针转动，同时第二转子42驱动第一转子41继续顺时针转动。当第一转子41和第二转子42再次同时且反向转动90°后，第一转子41又一次处于水平状态，第二转子42又一次处于竖直状态，重复上述动作。

继续参考图5，当介质从第二通孔62进入第一通孔61流出时，因第一转子41与介质接触面积更大，介质驱动第一转子41逆时针转动，同时第一转子41驱动第二转子42顺时针转动；当第一转子41和第二转子42同时且反向转动90°之后，第一转子42处于竖直状态，而第二转子42处于水平状态，此时，第二转子42与介质接触面积更大，介质驱动第二转子42继续顺时针转动，同时第二转子42驱动第一转子41继续逆时针转动。当第一转子41和第二转子42再次同时且反向转动90°后，第一转子41又一次处于水平状态，第二转子42又一次处于竖直状态，重复上述动作。

图6为图2所示的微型发电机的第二转子的示意图。如图6所示，第二转子42包括第二轴座421、第二齿轮422和连接部423。

优选地，第一转子41包括第一轴座以及连接在第一轴座一端的第一齿轮；第二转子42包括第二轴座421以及连接在第二轴座421一端的第二齿轮422，第一轴座和/或第二轴座421上设置有连接部423，连接部423用于与发电转子16连接；第一轴座与第二轴座421相互啮合，且可同步反向转动；第一齿轮和第二齿轮422相互啮合，且可同步反向转动。当介质进入容置腔驱动驱动机构转动时，第一轴座与第一齿轮同步转动，第二轴座421与第二齿轮422同步转动，第一齿轮和第二齿轮422相互啮合，且同步反向转动，第一轴座与第二轴座421相互啮合，则同步反向转动；第一轴座或第二轴座421带动连接部423同步转动，连接部423带动发电转子16同步转动。第一转子和第二转子相互啮合，相互交替驱动彼此转动，增大驱动扭矩，进而提高发电效率。驱动机构4的结构简单，启动快、能耗少等优点。

在本实施例中，第一轴座和第二轴座421的结构相同，均可采用两叶罗茨转子或三叶罗茨转子，以两叶罗茨转子为例，两叶罗茨转子的轴心均与主体5可转动连接，同时，两叶罗茨转子置于第一通孔61和第二通孔62之间，确保介质流动时经过两叶罗茨转子。

优选地，驱动机构4还包括：第一轴承5，第一轴承5包括可相对转动的第一内环和第一外环，第一内环用于套设在连接部423的外壁上，第一外环用于与容置腔连接。第一轴承5用于实现驱动机构与容置腔的稳定连接，同时，确保驱动机构4与发电转子16的动作同步性。

优选地，主体6与第一端口相对的一侧表面上设置有第二端口，第二端口用于连通容置腔与外部，第二端口上设置有用于密封且可拆卸连接的端盖1；端盖1上设置有两个相对设置的第一转轴3，第一转子41和第二转子42分别可转动连接在两个第一转轴3上。端盖1与主体6可拆卸连接，降低微型发电机的拆装难度；第一转轴3沿端盖1的宽度方向间隔分布，且向着第一端口一侧延伸，第一转轴3用于为驱动机构提供支撑作用，使得驱动机构4介于第一通孔61和第二通孔62之间。

在本实施例中，端盖1和主体6之间设置有第一密封圈2，第一密封圈2套设在第二端口上，用于提高第二端口的密封性。

优选地，发电转子16包括转子本体8和套设在转子本体8的外壁面上的磁铁圈12，转子本体8包括相对设置的第一端和第二端，第一端用于与连接部423连接，第二端延伸出插入发电定子15内部的第二转轴11。当连接部423转动时，带动第一端转动，第一端带动转子本体8、磁铁圈12以及第二转轴11转动，发电转子16的结构简单，易于组装，占用空间小。

在本实施例中，第一端为从转子本体8延伸出的插入端，插入端的相对两侧对称设置有凸起，连接部423设置有插槽，插槽的相对两侧槽壁上设置有锁槽，插入端插入插槽内，凸起分别插入锁槽内进行限位，则插槽对插入端进行限位固定。

在本实施例中，转子本体8沿周向间隔设置有多个凸起，磁铁圈13包括多个间隔设置的磁铁，相邻的磁铁之间设置有缝隙，磁铁圈13的缝隙与转子本体8的凸起相互嵌合形成一体结构。

优选地，发电转子16的第二端上设置有腔体，腔体从第二端向第一端延伸，腔体内设置有与第一端相对设置的支撑架，支撑架与第二转轴11可转动连接，第二转轴11与腔体的腔壁连接，且延伸到腔体外侧。将第二转轴11通过支撑架架设在腔体内，可进一步减少占用空间，缩小体积。

在本实施例中，插入端与第二转轴11同轴设置，第二转轴11与第二轴座421同轴设置。

优选地，支撑架包括支架10以及两个分别连接在支架10相对两端的第二轴承9，支架10上设置有沿长度方向贯穿的通孔，第二转轴11可转动连接在通孔内；两个第二轴承9分别从两端套设在第二转轴11上，第二轴承9包括可相对转动的第二内环和第二外环，第二内环用于与第二转轴11连接，第二外环用于与腔体的腔壁连接。支架10与两个轴承9用于确保第二转轴11按照预设轴线转动，避免第二转轴11在转动过程中发生晃动。

在本实施例中，两个第二轴承9分别设置在腔体沿长度方向的两端，第二轴承9的高度与腔体的高度匹配；支架10设置在两个轴承9之间，且相对两端分别与两个第二轴承9抵接，支架10的高度可略低于腔体的高度，支架10为第二转轴11提供支撑作用。

优选地，发电定子15包括：安装座、定子铁芯和定子绕组，安装座内设置有安装孔，定子铁芯沿着安装孔的周向间隔铺设，定子绕组连接在定子铁芯上。发电转子16在安装孔内转动，切割磁场产生电压，进而发电。发电定子15的结构简单，易于制作，且发电效果好。

另外，优选地，发电机构还包括：外壳14，外壳4设置有安装腔，安装腔上设置有相对设置的输入端和输出端，输入端用于与主体6连接，发电转子16设置在安装腔内，且从输入端伸出与驱动机构4连接，发电定子15通过安装座连接在输出端上。外壳14发电机构提供密封和保护作用，外壳14与主体6之间可通过螺栓连接，降低安装难度，安装座可卡接在输出端一侧，定子绕组可延伸到壳体14的外部。

在本实施例中，磁铁圈13的外部套设有保护套12，保护套12连接在外壳14的输入端，第二转轴11贯穿保护套12，伸入发电定子15内。

在本实施例中，外壳14和主体6之间设置有第二密封圈7，第二密封圈7套设在第一端口上，用于提高第一端口的密封性。

下面进一步介绍微型发电机的使用过程。

第一转子41和第二转子42分别连接在端盖1的两个第一转轴3上，将第一密封圈2套设在第二端口上，将端盖1与主体6组装，使得第一转子41和第二转子42均主体6的设置在第一通孔61和第二通孔62之间；将第一轴承5套设在连接部423上，将转子本体8的第一端与连接部423连接，将磁铁圈13套设连接在转子本体8上，将两个第二轴承9以及两者之间的支架10依次套设在第二转轴11上，将保护套12套设在磁铁圈13外部，将外壳14套设在保护套12外部，并将第二密封圈7套设在第一端口上，将主体6与外壳14通过螺栓连接，将第二转轴11插入发电定子15内，将发电定子15与外壳14连接为一体结构。

第一转子41处于水平状态，第二转子42处于竖直状态，当介质从第一通孔61进入第二通孔62流出时，因第一转子41与介质接触面积更大，介质驱动第一转子41顺时针转动，同时第一转子41驱动第二转子42逆时针转动；当第一转子41和第二转子42同时且反向转动90°之后，第一转子42处于竖直状态，而第二转子42处于水平状态，此时，第二转子42与介质接触面积更大，介质驱动第二转子42继续逆时针转动，同时第二转子42驱动第一转子41继续顺时针转动。当第一转子41和第二转子42再次同时且反向转动90°后，第一转子41又一次处于水平状态，第二转子42又一次处于竖直状态，重复上述动作，以便驱动机构持续提供驱动力。驱动机构通过连接部423带动发电转子16转动，发电转子16在发电定子15内转动产生感应电动势，发电定子15输出电能。

本实用新型还提供一种水阀，所述水阀包括如上述的微型发电机。水阀采用上述微型发电机，驱动机构所需驱动力更小，外部介质流过容置腔时提供驱动力，第一转子和第二转子之间交替驱动彼此转动，同时带动发电转子在发电定子内转动，继而可以持续发电；第一转子和第二转子相互配合，增大驱动扭矩，进而提高发电效率；借助介质流动驱动第一转子以及第二转子转动的同时，介质可以提供冷却作用，确保驱动机构稳定运行。而且，结构紧凑，占用空间小，尤其适用于卫浴产品，实用性高。

从上面的描述和实践可知，本实用新型提供的微型发电机及水阀，与现有技术相比，具有以下优点：驱动机构所需驱动力更小，外部介质流过容置腔时提供驱动力，第一转子和第二转子之间交替驱动彼此转动，同时带动发电转子在发电定子内转动，继而可以持续发电；第一转子和第二转子相互配合，增大驱动扭矩，进而提高发电效率；借助介质流动驱动第一转子以及第二转子转动的同时，介质可以提供冷却作用，确保驱动机构稳定运行。而且，结构紧凑，占用空间小，尤其适用于卫浴产品，实用性高。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的主旨之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。