[發明專利]一種全方位振動發電機和全方位振動發電方法

在審

• 申請號: 201510411132.8
• 申請日: 2015-07-14
• 公開（公告）號: CN104979998A
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發明（設計）人: 朱君秋;洪躍輝;祝雪雙;郭敏;孫家寶;劉尚標
• 申請（專利權）人: 廈門理工學院
• 主分類號: H02K35/02
• 分類號: H02K35/02
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司 35218
• 代理人: 何家富

技術領域

本發明涉及發電機領域，具體地涉及一種全方位振動發電機和全方位振動發電方法。

背景技術

隨著石油、天然氣、煤炭等不可再生資源儲的不斷枯竭，清潔綠色的新型可再生能源的開發已經成為了新世紀中人類所面對的最大挑戰之一。在新一波尋找新型能源的熱潮中，風能、太陽能和地熱能等可再生能源逐漸呈現在人們眼前。這些新型能源取代不可再生能源的一個關鍵點在于如何在實際應用中，充分的利用各種形式的能量，并將其轉換成電能，為各種設備提供動力。

振動能是在移動物體設備使用過程中普遍存在的一種能量，也是未來一種重要新型能源，如何充分回收利用振動量將其轉換成電能，為各種設備提供動力，是擺在人們面前的一項技術課題。

振動發電機就是將振動能轉換成電能的設備，振動發電機的研究已經有些歷史了，在微型化振動發電的領域，幾年前就已經有了類似電池產品問世。最傳統的做法是將磁鐵安裝于可上下振動的圓筒或方形管內，并在上端或下端安裝彈簧。發電機是通過磁鐵在垂直方向上的振動產生電磁感應來完成能量轉換的。例如公開專利：CN86211092U公開的一種能收集汽車在垂直方向上振動能車用直線發電機。

盡管振動發電機的研究與開發取得了一定的進展。但是都存在一個普遍性的問題，即由于這些振動發電機是通過磁鐵的上下振動來改變線圈的磁通量，達到發電的目的，因此存在以下兩方面的問題：(1)傳統振動發電機僅能夠利用垂直運動的振動能而不能利用水平方向上以及其它任一方向的振動能或慣性能；(2)?為獲得垂直振動的振動能，傳統的振動發電機的擺放方式也是受限制，必須使豎直放置以保證磁振子能在垂直方向上上下振動。

為此，公開專利：CN104600949A針對上述問題進行了改進，將磁振子上分別通過彈簧至少形成三個彈簧連接點的方式懸置于對應的線圈內，使磁振子能夠在任一方向上自由振動，收集任一方向上的振動能，并隨之振動并改變外部線圈的磁通量，通過磁生電原理將振動能轉化為電能。但是，其結構復雜，生產和裝配繁瑣，成本較高，且靈敏度較低。

發明內容

本發明目的在于為解決上述問題而提供一種能收集任一方向的振動能，結構簡單，成本低且靈敏度高的全方位振動發電機和全方位振動發電方法。

為此，本發明公開了一種全方位振動發電機，包括磁振子、密閉容器和線圈，所述線圈纏繞于密閉容器的外表面，所述密閉容器內填充密度大于所述磁振子的液體，且所填充的液體不完全充滿所述密閉容器內容腔，所述磁振子漂浮于密閉容器內盛放的液體上，外部任何的振動方向都引起密閉容器內盛放的液體的振蕩，從而使液體液面發生波動，磁振子跟隨液面一起波動，從而相對纏繞于密閉容器的外表面的所述線圈的位置發生位置變化，改變線圈的磁通量，從而產生電流。

進一步的，所述磁振子是外部包裹有輕質材料的永磁體。

進一步的，所述永磁體是由多個相同磁極互相對著的永磁體組成的永磁體陣列。

進一步的，所述線圈至少包括有三組纏繞方向相互垂直的線圈。

進一步的，所述密閉容器由非導磁材料制成。

進一步的，所述密閉容器為球形、橢球形或平行六面體。

本發明還公開了一種全方位振動發電方法，包括在密閉容器內不完全填充滿液體，將磁振子漂浮在所述液體上，并在密閉容器外表面纏繞線圈，當對密閉容器進行任意方向振動時，引起密閉容器內盛放的液體的振蕩，從而使液體液面發生波動，磁振子跟隨液面一起波動，從而相對纏繞于密閉容器的外表面的所述線圈的位置發生位置變化，改變線圈的磁通量，從而產生電流。

進一步的，在永磁體外部包裹輕質材料形成磁振子。

進一步的，將多個永磁體的相同磁極互相對著組成永磁體陣列，并在永磁體陣列外部包裹輕質材料組成磁振子。

進一步的，至少在密閉容器的三個相互垂直方向纏繞線圈。

本發明有益技術效果：

本發明通過將磁振子漂浮于密閉容器內的液體中，線圈纏繞在密閉容器外，當外界任一方向上有振動都會引起密閉容器內液體的振蕩，導致漂浮其上的磁振子隨之振蕩，從而改變線圈的磁通量，并產生電流，因此，可以利用任一方向的振動能，且其擺放方式不受限制，在移動通信設備如智能手機、平板電腦以及電動汽車等各領域有廣泛的應用前景。同時，因為液體對外部振動非常敏感，因此外部任何微弱的或強烈的振動，都能引起密閉容器內液體帶著磁振子發生振蕩，從而改變線圈的磁通量，而產生電流，所以靈敏度高。此外，本發明結構簡單，生產和裝配簡便，成本低。

附圖說明