[發明專利]一種基于溫度變化的自發電裝置

有效

• 申請號: 202011098126.9
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112134404B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 鄒珂;潘衡;周熙貴
• 申請（專利權）人: 成都飛英思特科技有限公司
• 主分類號: H02K7/18
• 分類號: H02K7/18;H02K35/02;F03G7/04;F03G7/06
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙) 51224
• 代理人: 楊國瑞

本發明公開了一種基于溫度變化的自發電裝置，包括：力傳遞機構、發電機構以及用于利用溫度變化產生垂直運動的力發生機構；所述發電機構包括永磁體組件和感應線圈組件，其中，所述永磁體組件滑動安裝在所述感應線圈組件上；所述力傳遞機構的力輸入端固定連接所述力發生機構的運動端，將所述力發生機構的垂直運動轉換為旋轉運動；所述力傳遞機構的力輸出端通過驅動機構固定連接所述永磁體組件，推動所述永磁體組件在所述感應線圈組件上往復滑動。本發明可作為無線傳感器的供電裝置，使無線傳感器無需使用外部電池以及光伏電池供電，能夠部署在光照強度低的場所，不僅降低了系統維護的成本，還大大的提高了無線傳感器的部署范圍。

技術領域

本發明涉及自發電技術領域，具體涉及一種基于溫度變化的自發電裝置。

背景技術

隨著物聯網技術和超低功耗傳感元件的快速發展，越來越多的無線設備投入到網絡感測及數據交換領域，使得智能無線傳感器網絡在環境監測、物品追蹤、醫學治療和過程控制等領域得到了廣泛的應用。然而，無線傳感器的應用不可避免的存在電源問題，即目前，幾乎所有的無線傳感器都需要外部電源，而無論是采用化學電池還是光伏電池，都無法滿足無線傳感器的部署要求，存在以下不足：

(1)使用化學電池，更換電池除了增加環境負擔之外，還顯著增加了系統的維護成本，尤其是在室外人員不易到達的場合；(2)使用光伏電池，雖然可避免更換電池，但是由于光能具有不可預見性以及周期性，即光照強度與天氣和空氣質量等因素相關，導致光能收集效率不穩定，無法部署到光照強度低的場所(如室內、深林和隧道等)，同樣也制約著無線傳感器的部署。所以，如何解決無線傳感器的供電成為一個亟待解決的問題。

發明內容

為了解決現有無線傳感器使用化學電池存在成本高的問題，而使用光伏電池又無法部署至光照強度低的場所的問題，本發明的目的在于提供一種使用溫度差來產生機械運動，從而驅動永磁體組件相對于感應線圈組件進行相對運動，產生感應電動勢，實現自發電的基于溫度變化的自發電裝置。

本發明所采用的技術方案為：

本發明提供了一種基于溫度變化的自發電裝置，包括：力傳遞機構、發電機構以及用于利用溫度變化產生垂直運動的力發生機構；

所述發電機構包括永磁體組件和感應線圈組件，其中，所述永磁體組件滑動安裝在所述感應線圈組件上；

所述力傳遞機構的力輸入端固定連接所述力發生機構的運動端，將所述力發生機構的垂直運動轉換為旋轉運動；

所述力傳遞機構的力輸出端通過驅動機構固定連接所述永磁體組件，推動所述永磁體組件在所述感應線圈組件上往復滑動。

基于上述公開的內容，本發明通過力發生機構，將溫度變化的能量轉換為機械運動，并通過力傳遞機構實現動能的傳遞，即將機械運動的動能傳遞至驅動機構，進而通過驅動機構驅動永磁體組件在感應線圈組件上往復滑動，以產生感應電動勢，實現溫差能量與電能的轉換。

通過上述設計，本發明利用自然環境下的溫度變化產生相應的機械運動，進而通過機械運動產生的動能驅動永磁體組件相對于感應線圈組件運動，以產生感應電動勢，實現自發電；即本發明可作為無線傳感器的供電裝置，使無線傳感器無需使用外部電池以及光伏電池供電，能夠部署在光照強度低的場所，不僅降低了系統維護的成本，還大大的提高了無線傳感器的部署范圍。

在一個可能的設計中，所述力發生機構包括：容納腔、導桿和散熱器；

所述容納腔的內部設有金屬膜，所述金屬膜將所述容納腔分為上下兩個空間，其中，所述金屬膜上方的空間內填充有相變材料，所述金屬膜下方的空間內填充有隔熱顆粒物；

所述散熱器固定在所述容納腔的頂部，所述導桿豎直設置，其中，所述導桿的一端伸入所述金屬膜下方的空間，且滑動安裝在所述容納腔內；

所述導桿的另一端作為所述力發生機構的運動端，固定連接所述力傳遞機的力輸入端。