[發明專利]用于產生電功率的便攜式機電一體化設備

有效

• 申請號: 200980119256.1
• 申請日: 2009-04-17
• 公開（公告）號: CN102037639A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: D·薩達納克;D·馬凱
• 申請（專利權）人: 法國電信局
• 主分類號: H02P9/00
• 分類號: H02P9/00;H02K35/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張政權;袁逸

技術領域

本發明涉及一種基于從在互為相反的方向上具有加速度的系統的自然振蕩運動中恢復出功率的方法和產生電功率的設備。此自然振蕩運動系統是例如攜帶懸掛在其腰部的設備的外殼的行人。

背景技術

M.Ruellan、S.Turri、Hamid?Ben?Ahmed和B.Multon發表于在2005年10月2-6日香港IEEE?IAS年度會議的CDROM會刊中的文章“Electromagnetic?resonant?generator(電磁諧振發電機)”公開了包括具有管狀結構的同步電磁線性致動器的電功率發電機系統，其中該致動器的永磁電感器被固定于一盒體，并且該致動器的電樞被固定于通過阻尼彈簧耦合到該盒體的可移動質量塊部件。該電樞被電連接到電功率存儲裝置。該設備的盒體被攜帶在行人臀部高度，而該行人的運動被認為基本上是正弦的。該致動器相對于該可移動質量塊部件是被動的，并且只作為用于對例如電功率存儲裝置如蜂窩電話的電池進行再充電的發電機來工作。所恢復出的功率隨著行人步伐的頻率而增加。

對于諸如人體那樣的自然運動，振蕩的頻率是很低的。在這樣的條件下，由根據以上描述的文章的發電機系統恢復出的功率是非常低的。因此，采用由行人攜帶在臀部處的這樣的電磁發電機系統，對于50克的可移動質量塊部件和每秒兩步的步速而言，所恢復出的平均功率低于40毫瓦。

發明內容

本發明用借助于致動器的電功率產生方法來克服了以上所提到的缺點，其中該致動器電連接到電功率存儲裝置，并包括能夠服從振蕩速度運動的第一構件以及至少部分地構成能夠以相對于該第一構件的速度振蕩的質量塊部件的第二構件。

這樣的方法包括使該質量塊部件的運動受該第一構件的振蕩運動伺服控制來控制該致動器在該致動器的工作循環的一部分期間作為對該存儲裝置充電的發電機，該質量塊部件在該致動器的工作循環的另一部分期間自由地移動。

該第一和第二構件是例如磁體同步旋轉機器類型的致動器的外圍電樞和中央電感器。在更大的機器上，磁體可由電磁體來替換。

提供了根據本發明的致動器以用于產生電功率，例如用于為便攜物品的電池再充電，并且隨后作為發電機工作來為要連接到該便攜物品的電池的電功率存儲裝置充電。該質量塊部件隨后可在該致動器的工作循環的另一部分期間自由地移動。

本發明還涉及一種借助于致動器(11-12，21-22)的電功率產生方法，該致動器電連接到電功率存儲裝置(16，26)，并包括能夠服從振蕩速度運動的第一構件(11，21)以及至少部分地構成能夠以相對于該第一構件的速度振蕩的質量塊部件(13，23)的第二構件(12，22)。

這樣一種方法的特殊之處在于該方法包括：

-使該質量塊部件的運動受該第一構件的振蕩運動的伺服控制來控制該致動器在該致動器的工作循環的一部分期間作為該存儲裝置充電的發電機，

-使該質量塊部件的運動受該第一構件的振蕩運動伺服控制來控制該致動器在該致動器(11-12，21-22)的工作循環的另一部分期間作為由該存儲裝置供電的電動機。

為了從諸如攜帶具有該質量塊部件的致動器的行人之類的自然振蕩運動系統恢復出盡可能多的電功率，該致動器的操作是可逆的以使得該致動器的工作循環的另一部分能夠包括使該質量塊部件的運動受該第一構件的振蕩運動的伺服控制來控制該致動器作為由該存儲裝置供電的電動機。在此情形中，該致動器遵循服從該自然振蕩系統的振蕩運動的該第一構件的振蕩運動的伺服控制以要么作為電動機工作以加速該質量塊部件，要么作為發電機工作以恢復出該質量塊部件的運動功率。此類伺服控制允許恢復出比根據現有技術借助于被動致動器所恢復出的功率多得多的功率。

具體而言，該伺服控制系統可發生要求該質量塊部件的運動速度從動于該第一構件的加速度。

歸功于此類伺服控制，本發明的方法有助于從該運動系統中汲取盡可能多的功率，同時確保由于由該致動器所可能產生的重量、振動以及噪音對行人造成的不適感很小。該質量塊部件的偏離越大和/或其受到的加速度越強，則恢復出的功率就越高，當該自然振蕩系統的振蕩運動較慢時更加明顯。