前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的創新教學方法在風力發電充電寶的應用，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
[摘要]基于創新教學方法，指導學生設計了一種新型風力發電充電寶。該充電寶把多種功能融合與一體，且具有持續續航和無需使用插座的優點，具有供電、風扇和照明的功能。該課題獲批安徽省大學生創新訓練項目，并申請專利2項。這種創新教學方法既能培訓學生的創新能力，也為培養新時代大學生提供借鑒。
[關鍵詞]風力充電寶；可再生能源；教學
隨著《可再生能源法》的頒布，中國也已把開發風能放到重要的位置，風能的有效利用可以大大減少不可再生能源消耗和環境污染。2009年我國的風力發電裝機容量已超過歐洲各國，名列世界第二；2010年新增18927MW，超越美國，成為世界第一[1-2]。但是，現有的風力發電裝置要么體型過于龐大，要么僅僅是將風扇和發電機草草相連，都不便于攜帶，只適用于地方上的大規模發電或科教展示，無法運用到人們的日常生活中。而作為現代人出行必備的一件工具，目前市面上已有的充電寶往往只能利用插座充電。筆者通過創新思想，對風力發電機和充電寶進行研究，申報獲批安徽省大學生創新訓練項目，基于現有的技術缺點，設計一種集中風力發電機功能、充電寶和手電功能于一體的風力發電充電寶，并于2018年和2019年分別申請實用新型專利兩項[3-4]。對于相關專業的教學和科研提供借鑒。
1風力發電充電寶概述
1.1設計前景
本裝置主要適用對象是自行車、電動車使用群體，根據前瞻產業研究院報道，據不完全統計，我國擁有的自行車總數達4.5億輛，78%的家庭擁有自行車，近年來自行車運動也呈現出迅猛發展的態勢；截止到2017年我國電動自行車保有量達2.82億輛。此外，近年來共享經濟的發展也把共享單車、共享電動車引入了人們的視線：以廣州市為例，共享單車的評估容量為60~80萬輛，全國的使用量高達1000萬人次以上。如此巨大的市場，再加上尚未有設備專門針對騎行過程所產生的風能進行利用，根據這一特點，筆者將風力發電機與充電寶結合，從而滿足人們對于充電寶可以持久續航、無需使用插座充電的要求。
1.2設計原理和思路
利用風力發電機的發電裝置，將機械能轉化為電能；利用風扇原理將電能轉化為機械能；利用手電裝置將電能轉化為光能；另外，本設計優化設計方案，把風力發電裝置、風扇、手電與充電寶四合一，集合于一身，從而構成風力發電充電寶。
1.3設計方案
為了滿足廣大用戶對于使用便利的需求，在充電寶的一側，設計了一款扣環，使充電寶在風力發電的時候可以被固定在幾乎任何類似于自行車龍頭的柱狀機構上，大大擴展了它的適用范圍。同時，和現有很多充電寶一樣，此設備上加裝了LED燈作照明使用，在扣環的固定作用下，可以作為車燈安裝在自行車上，為夜晚騎行的人們提供安全上的保障。發電機與電動機所運用的原理相同，結構相似，最大的區別就在于它們使用原理的方式。發電機是通過外力帶動轉子上的線圈切割作為定子的永磁鐵所產生的磁感線發電，而電動機則是通過給轉子上的線圈通電，用通電導線在磁場中產生的洛倫茲力帶動轉子轉動。由于關鍵部件上的相似性，直流發電機和直流電動機兩者可以通過同一個結構來實現各自的功能。正因如此，在設計風力充電寶的時候，又給它加上了風扇的功能。此外，為了使充電寶本身更便于攜帶，在扇葉和充電寶主體銜接的部分，我們仿造圓珠筆的結構，設計出一款可伸縮的連接轉軸結構，使扇葉部分在平時不用的時候可以被收進充電寶上的凹槽中。當伸展時，十字伸縮軸下壓，軸上的凸起推動鋸齒卡槽從凸塊處下壓至下方鋸齒卡槽處，且鋸齒卡槽會隨著下方鋸齒卡槽上鋸齒的坡度轉動45度，此時鋸齒卡槽上的凹槽正好與凸塊對應，十字伸縮軸、鋸齒卡槽便會在下方彈簧的作用下穿過凸塊，直至被套管頂部擋住為止。當收縮時，十字伸縮軸上凸起將會推動鋸齒卡槽沿著十字伸縮軸原路返回經過凸塊處。之后，在下方鋸齒卡槽的鋸齒坡度的作用下，鋸齒卡槽將會旋轉45度，如圖2左側剖面圖至圖3左側剖面圖的變化所示。如圖2左圖所示，此時鋸齒卡槽上的凹槽正好與凸塊錯開45度，使得凸塊可以擋住鋸齒卡槽，讓它不隨彈簧的作用回彈；由于十字伸縮軸上凸起的影響，十字伸縮軸也會被鋸齒卡槽擋住，使得整體能夠安全地縮進凹槽處不會松動彈出[4]。
2創新科學性與先進性
風力發電充電寶充分將風能轉化為電能儲存在蓄電池中，當需要時可轉換為機械能或光能。本新型充電寶集多功能于一身，可作為照明和風扇工具，也可作為移動電源，其還具有持續續航的能量，不用擔心充電寶中的電量不夠，不用擔心炎熱的夏天沒有風驅熱；夜間行走、騎車時可以充分的照亮前行的道路。
3結語
風能是一種可無限循環使用的一種清潔能源，有效利用風能具有重要意義。筆者通過創新思維方式，將風力發電機運用到充電寶中，不僅使充電寶能滿足持久續航、無需使用插座，方便出行者的需求，而且切合實際的將可再生能源在生活中得到推廣。另外，通過這種創新教學方法，既培養了學生深層次掌握專業知識能力，又培養了學生發現問題和解決問題的能力。
參考文獻
[1]陳永祥，方征．中國風電發展現狀、趨勢及建議[J]．裝備機械，2010(04)：14-19．
[2]張明鋒，鄧凱，陳波，等．中國風電產業現狀與發展[J]．機電工程，2010，27(01)：1-3+14．
[3]肖厚標，杜明燃，等．風力充電寶-風扇[P]．中國專利：201821708888.4，2018-10-19．
[4]肖厚標，杜明燃，等．一種連接轉軸結構[P]．中國專利：201920379682.X，2019-03-25．
作者:杜明燃 肖厚標 許致凌 羅思程 單位:安徽理工大學化學工程學院
