[發(fā)明專利]振動發(fā)電裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210038633.2
• 申請日: 2012-02-20
• 公開（公告）號: CN102594082A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何熊熊;張端
• 申請（專利權(quán)）人: 何熊熊;張端
• 主分類號: H02K35/02
• 分類號: H02K35/02
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種振動發(fā)電裝置。

背景技術(shù)

近年來，隨著能源的減少和環(huán)境污染的加重，人們對新型環(huán)保供電方式的興趣不斷增加，能量采集技術(shù)是替代傳統(tǒng)供電方式的最有前途的方法之一。目前的能量采集技術(shù)研究熱點之一為振動發(fā)電技術(shù)，有很多學(xué)者開始研究小型振動發(fā)電機。振動無處不在，如人體的運動、汽車的顛簸、樹葉的隨風(fēng)振動等。目前，上述振動通常被忽略，或者被機械減振器和其他減振設(shè)備吸收，也有人提出振動發(fā)電裝置，該振動發(fā)電裝置能把振動產(chǎn)生的能量收集起來并應(yīng)用于生活實際，該方式能有效減少對化學(xué)電池的依賴從而減少環(huán)境污染，例如為手機、物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器節(jié)點等供電，這正是振動發(fā)電裝置具有較高研究價值和廣闊應(yīng)用前景的主要原因。

現(xiàn)有技術(shù)中，實現(xiàn)振動發(fā)電的一種方式是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)電，稱為電磁式振動發(fā)電裝置，傳統(tǒng)的電磁式振動發(fā)電裝置，內(nèi)部構(gòu)造各不相同：例如專利申請?zhí)枮?00410067821.3的中國發(fā)明專利，共公開了一種振動發(fā)電機；專利申請?zhí)枮?00810230833.1的中國發(fā)明專利，公開了一種三維振動發(fā)電機；專利申請?zhí)枮?00710126703.9的中國發(fā)明專利，公開了一種便攜式振動發(fā)電機；專利申請?zhí)枮?00610051677.3的中國發(fā)明專利，公開了一種磁場擠壓增強型振動發(fā)電機；以及，論文“新型永磁體外置式直線振動發(fā)電機性能研究”(浙江大學(xué)學(xué)報工學(xué)版，第41卷第9期，pp.1604-1608)和論文“A?micro?electromagnetic?generator?for?vibration?energy?harvesting”(JOURNAL?OF?MICROMECHANICS?AND?MICROENGINEERING，17(2007)，pp.1257-1265)，公開了一種新型永磁體外置式直線振動發(fā)電機，該振動發(fā)電機在結(jié)構(gòu)上均較難保證磁路中氣隙較小的要求，未能實現(xiàn)閉合磁路，依照電機有關(guān)理論可知其磁感應(yīng)強度低，磁路利用率不高，振動能量利用率不高。同時，上述有些公開文獻中電磁線圈利用率也是一個可以改善之處，電磁線圈中有較多部分不能有效切割磁力線并產(chǎn)生電動勢，大大影響發(fā)電效率。再如專利號為201020125287.8的中國實用新型專利，公開了一種環(huán)繞式振動發(fā)電機，它的永磁體的四個S極呈十字對稱分布，其底部連接在一起并與N極連接，這對制造工藝有很高的要求，非常難制造；同時由于N極和S極之間安裝有線圈，整體及結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，即使能制造好永磁體，安裝也比較困難。并且，由于N極和S極之間隔著線圈，磁路中的氣隙還是比較大，可能會導(dǎo)致磁路中的磁通較弱，產(chǎn)生的電能較少，同樣存在發(fā)電效率較低的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的振動發(fā)電裝置的磁路利用率較低、發(fā)電效率較低、結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、制造安裝困難的不足，本發(fā)明提供一種提高磁路利用率、發(fā)電效率較高、結(jié)構(gòu)緊湊合理、便于制造安裝的振動發(fā)電裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種振動發(fā)電裝置，包括感應(yīng)線圈和線圈支架，所述振動發(fā)電裝置還包括外殼、兩片磁軛、滑動軸和振子，所述外殼設(shè)有圓形空腔，所述線圈支架位于所述圓形空腔的下端，所述線圈支架包括上圓盤、中軸和下圓盤，所述感應(yīng)線圈套裝在所述中軸上，所述上圓盤外壁設(shè)有上扇形塊，所述下圓盤的外壁設(shè)有下扇形塊，以所述線圈支架的軸心為中心，所述上扇形塊和下扇形塊針對稱設(shè)置；所述圓形空腔的內(nèi)壁正對地設(shè)置兩片磁軛，所述磁軛包括上面部分和下面部分，兩片磁軛的上面部分的相對面上呈凹凸等寬的方齒，且兩片磁軛之間的方齒呈凹凸錯位分布；一片磁軛的下面部分的上端設(shè)有上弧形凸塊，另一片磁軛的下面部分的下端設(shè)有下弧形凸塊，所述上扇形塊靠接在所述上弧形凸塊上，所述下扇形塊靠接在所述下弧形凸塊上；所述上圓盤上安裝滑動軸，所述滑動軸上安裝振子，所述滑動軸的上端與端蓋連接，所述端蓋安裝在所述圓形空腔的上端。

所述振子包括上銜鐵、永磁體和下銜鐵，所述永磁體的上部連接上銜鐵，所述永磁體的下部連接下銜鐵，所述上銜鐵和下銜鐵的厚度與磁軛齒寬相等，所述永磁體的厚度為磁軛齒寬的偶數(shù)倍。通常會選擇永磁體的厚度為磁軛齒寬的2倍或4倍，當然，也可以選擇其他偶數(shù)倍。本發(fā)明的磁軛齒寬是指齒頂?shù)膶挾龋X頂?shù)膶挾扰c齒底的寬度相等。

所述磁軛的橫截面呈120°扇形。當然，也可以選擇其他的角度，例如90°。150°等。

所述端蓋的底面設(shè)有上緩沖墊，所述上圓盤的上端面設(shè)有下緩沖墊。所述緩沖墊可以選用泡沫墊。

所述端蓋與圓形空腔的內(nèi)壁之間設(shè)置密封圈。所述密封圈采用橡膠圈，使得端蓋與外殼連接更加緊密。