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便攜式應急電源能源拯救者--便攜式應急電源，針對日益發展的應急產業救援設備對電源保障支撐平台的需求，本項目從機電能量轉換效率入手，綜合考慮輸出功率需求和電源電壓穩定性要求，通過設計多功能高效率的應急手搖電源系統實現了體積小、功率大、性能可靠、耐用和電壓輸出大範圍可調等目的，從而解決傳統應急電源輸出功率小，只能輸出固定電壓而不能適應不同設備電源應急之用的缺點。本項目的研究成果不僅對於我國應急產業的救援設備電源提供可靠的應急保障措施，具有重要的實際應用與推廣價值。而且還可以推廣到野外作業、野外考察、應急通訊、森林消防和旅遊，甚至日常生活應急等其它應用領域，將為祖國的信息化產業的發展、人民生活環境水平的進一步提高發揮重要作用。

創新性

本項目具有體積小、重量輕、效率高、可靠耐用等特點，對人體無害，操作簡單，無需專業技能，裝置的性能非常可靠，故障率低，設備具有防爆、防震、防塵、防水等本質安全，廣泛應用於各類移動設備電源供電等用途。該產品高效環保、品質可靠、外形小巧、簡單便攜可在各種環境下提供卓越的電力保障。總的來說，該項目有以下創新點：

（1）低噪聲的高效率手搖發電機設計

本設計實現的人力轉換電力的轉換效率目標為60%-70%，電路整流效率要求在95%以上，並通過合理的機械結構和優良的材料大大降低了設備的噪聲。與採用盤式發電機的傳統手搖發電機相比，本發電機具有噪音小效率高、功率大的特點。

（2）輸出電壓大範圍可調

本設計通過電路轉換優化設計，可以實現大範圍電壓可調輸出，同時保證較高的電源轉換效率。而傳統的手搖電源只能固定輸出，通過電壓轉換器輸出效率低下。

（3）供電時間長且輸出穩定

本設計採用將大容量鋰電池組與手搖電源相結合的方法，具有容量大待機時間長特點，它既可以通過空閒時間充電，保證緊急時刻能有一定的電源輸出，又可以通過電池供電輸出，手搖充電方式保證手搖發電輸出的連續性和穩定性。

設計方案

隨着國防進程的現代化，傳統的固定架設雙臂操作手搖發電機，由於靈活性和機動性等原因已不能滿足我們的使用要求。20W單臂操作手搖機項目要求：新手搖機應滿足在運動中單臂操作使用的要求，具有體積小、重量輕、固定操作靈活，攜行方便的特點。而且符合國軍標對手搖發電機的各項檢測和試驗要求。

手搖發電機採用外轉子結構形式，轉子由機殼、磁環和軸組成。磁環採用磁性能較強的粘結釹鐵硼(NdFeB)材料，注塑成型，工藝簡單而價格便宜。內圓充磁12個極，表面磁場可達0.19T以上。定子鐵芯為9槽結構，採用熔槽絕緣或絕緣片均可，齒上繞制三相集中繞組，採用人型接法。鐵芯內孔壓入含油軸承。

齒輪組的硬件設計

齒輪組選擇二級小模齒輪升速傳動,二組齒輪均選擇直齒園柱齒輪40Gr經過調製,表面淬火處理，這樣來保證手搖機的機械可靠性。高精度軸承等組成的運動零部件，具有良好的固有可靠性。在設計時是按規定的壽命和環境條件下免維護方式考慮的。

精度對於產生噪聲是重要指標之一。它主要分為影響齒輪傳動平穩性和影響齒輪載荷分布均勻性。影響齒輪傳動平穩性的因素：如偏心誤差與轉速頻率有個,一般在高速是最為突出。節距誤差也是產生噪音的因素之一,在一隻齒輪中,如果一個節距存在一定誤差,其噪聲也會變大,而且是不規則的。影響齒輪載荷分布均勻性的因素：如齒向誤差影響嚙合齒輪的接觸長度,如嚙合齒在齒長方向上的接觸面積小，則會影響齒輪的輪載荷均勻性。為了改善齒面接觸,提高齒輪承載能力和載荷均勻性，設計齒線應採用修正的圓柱螺旋線,包括鼓形線，齒端修薄等。接觸線誤差會產生基節偏差，從而產生噪聲。軸向齒距偏差影響齒輪齒寬方向上的接觸長度，並使有效接觸齒數減少,從而影響載荷均勻性,產生噪聲。

我們要求齒輪在嚙合時，齒面接觸良好，以免引起應力集中，造成齒面局部變形量大，磨損嚴重，引起齒輪衝擊，產生振動和噪聲。

齒輪的側隙由齒輪的工作條件決定，與齒輪的精度等級無關。我們應該根據實際情況進行分析，選擇合適的齒輪側隙。a.齒輪側隙應補償溫度升高而引起變形所必需的最小側隙量。正常齒輪傳動，為避免空行程的影響，則要求較小的保證側隙；溫度升高後，齒輪變形，要求有大的保證側隙 b.齒輪側隙應保證正常潤滑所必需的最小側隙量。為保證正常的潤滑，避免因發熱而卡死，要求有相應的保證側隙，最小側隙量的大小取決於潤滑方式和工作速度。c.影響齒輪側隙的因素是中心距和齒厚偏差。中心距主要是由安裝誤差決定；齒厚過大，造成齒輪副側隙過小，齒輪安裝時，會造成安裝困難，潤滑油儲存過小，加大噪聲。齒厚過小，側隙過大，會造成齒輪副傳動效率降低，噪聲大。

市場前景

市場調研

市場調研是了解市場環境，制定市場戰略的基礎。為了獲得此類產品和服務市場的現有情況，了解不同目標群體關於此款產品的不同看法，掌握消費者對於購買該產品和服務的態度與預期購買行為，我們以問卷調查的方式，針對不同的目標群體對此類產品和服務市場進行了具體的調查分析。

需要且適於購買我公司生產的便攜式應急電源產品的目標市場主要有在應急救援人群、戶外活動愛好者和便民使用。據統計，國內的發電機產量 2015 年以來進廣告行業需要發電機已達到 12多萬台；因此對於便攜式應急電源的需求也在不斷增加預計到2020年將會達到1000萬台，據此推算，便攜式手搖發電機的年總需求量已超也將超過 1000萬台。這些發電行業的生產商就是我們面對主要的的客戶。近年來隨着中國加入WT0，市場競爭日趨激烈，國家對發電機產品制定的安全標準不斷提高，傳統產品即將不能滿足客戶對提高產品質量同時降低生產成本的要求。人們對於安全性，精確性的要求越來越高。產品特點鮮明，彌補了相關產品不完善的缺陷。綜合以上原因，新型產品必將很快地取代傳統產品，獲得較大的市場分額。

通過調查發現，大部分的市場在應急救援人群和戶外活動愛好者之間。這兩類人群有着很大的市場，其次是便民使用。我們重點將會在應急救援人群中和戶外愛好者這兩個群體做主要推廣。其次推廣在夏令營之類的活動基地，再有就是便民推廣。

產品，將目前傳統的40%機電轉換效率提高到 60%以上，同時具有較低的信噪比和寬範圍可調的電壓輸出等特點。由於便攜式特點，機箱採用小型化設計，發電機的尺寸也必須小型化，同時還必須滿足易於實現、可靠性高、散熱良好和性價比高等要求，由於無刷外轉子三相電機具有結構簡單、尺寸緊湊、成本低、免維護和傳動效率高等優勢。因此該產品在市場上有着巨大的發展潛力，其產品本身發展前景也很廣闊。