[發明專利]多方向振動能量收集轉化裝置

在審

• 申請號: 201510577272.2
• 申請日: 2015-09-11
• 公開（公告）號: CN105471317A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 安翼堯;郭茂耘;黃心田;蔣雨彤
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種為收集轉化振動能力的裝置，涉及物理力學、電磁學、能量傳輸、三維空間結構等技術領域，屬于能量轉化應用領域。

背景技術

目前，傳感器作為監控橋梁安全系數、汽車行駛安全程度、有害化學品儲存庫房溫度等眾多方面的裝置，在人類的生產和生活中發揮著越來越重要的作用。然而卻由于天氣、安裝空間等諸多問題而不能實現無障礙為進行其能量供給，阻礙了傳感器的發展，如何提供穩定的能量來源，已經越來越成為研究熱點。

然而將振動能量轉化的研究專利和研究不少，但是針對將空間中各個方向上的振動能量轉化，增加能量利用率的研究卻較少。然而這種情況對于振動能量轉化卻是一種不小的損失，因為在現實生活中，振動的能量不僅分布于單一方向上，而是在各個方向上都有分布，如果將之各個方向上的分能量盡可能的收集到，將大大提高能量利用率，因此提高對各個方向上的能量收集轉化，將提高傳感器的利用效率。

發明內容

振動能量的傳播過程中，分散在空間中的各個方向上，而傳統的單方向收集裝置并不能最大化轉化振動能量。本發明就利用空間向量分解定理，假設能量在空間中用p表示，其作為空間矢量，則存在有序數組a、b、c，使得其與空間中三個坐標系相平行的單位向量x、y、z的乘積之和為p，即p＝ax+by+cz。進而可以收集多方向的能量。

為了實現上述目的，本發明包括以下內容：如圖1所示，三維方向上的支撐工具以及三組能量轉化核心裝置。

1.三支支撐桿用于支撐分布于x、y、z三個方向上的能量收集轉化裝置，一個固定裝置放置于三根支架的交叉點用于固定三根支撐桿以形成三維坐標系型支架，三組(每組兩只)固定器件用于固定能量收集轉化裝置。

2.能量收集轉化裝置的組成：

由圖2中，能量收集轉化裝置圖示，由已知的磁芯的表磁、所選用導線直徑、目標電流等等已知條件，通過法拉第電磁感應，進行計算，得到所需線圈匝數，以及所需的。

3.能量收集轉化裝置的類型：

(1)動圈型：

如圖2.a所示，該轉化類型中將磁芯固定，計算后纏繞好的線圈掛在彈簧上，隨振動而切割磁感線。

(2)動鐵型：

如圖2.b所示，該轉化類型中將線圈固定，而磁芯掛在彈簧上，使磁芯振動以使之進行磁感線切割，產生電能。

4.裝置的組裝：將轉化裝置固定在固定器件上即可。

附圖說明

為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述，其中：

圖1三維空間振動能量收集裝置簡圖

圖2振動能量收集轉化器圖

圖3具體實施運用示意圖

具體實施方式

首先，通過李維斯電磁定律計算得到所需線圈匝數，繞線制作電磁式振動能量收集裝置，之后，建立三維支架結構，組裝能量轉化裝置和三維支架。完成后，將裝置通過固定腳固定在如橋梁結構，大樓頂部等需要傳感器或其他用電設備的附近，后將彈簧引線與整流裝置相連，整流裝置作用就是將收集轉換得到的電能進行整流以獲得可利用的能量。整流后，電能可通過引線接入儲能元件，存儲電能，以供給用電裝置使用，或直接在整流后供給用電設備使用，具體的流程如圖3所示。