一種電磁式振動能量收集裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種能量收集裝置，特別涉及一種電磁式振動能量收集裝置。
【背景技術】
[0002]眾所周知，近年來電子系統取得了飛速的發展，尤其是可穿戴設備和物聯網系統更是發展迅速。但是如可穿戴設備一類電子系統，在取得了迅猛發展的同時，也面臨著一個問題，那就是電池問題。電池的電容量有限會很快耗盡，電池老化問題最終導致電池被拋棄而造成環境污染問題。人們都不希望可穿戴設備要時刻關注電池的電量，都希望不用擔心電池的電量很快耗盡。另外有些領域，更換電池的成本很高；如果沒及時更換電池，電池的漏液可能導致設備失效。現在即使是物聯網中使用的大量無線傳感器也需要電池供電，而這些設備鎖需要的電量都比較小，比如無線傳感器所需要的工電量在毫瓦級別，因此人們利用周圍的各種環境能源，如人體身邊微小的振動、光和熱等，都可以收集起來并轉換成電能，用來替換設備必不可少的電池。這樣做一來可以讓系統更持久的運行而無需更換電池，二來還可以為設備節省大量的電池，從而使系統更加環保。但是目前的能量收集裝置大多結構比較復雜，操作不方便，而且體積過大，不便攜帶，不適合人體的低頻運動，大多數需要10Hz以上的振動頻率才能夠產生足夠的電源，比如大多數電子設備至少需要250mv才能正常工作。
【發明內容】
[0003]為了克服上述技術問題，本發明提供一種電磁式振動能量收集裝置，該裝置可以將人體運動產生的機械能轉換成電能，從而為電子產品提供電源，替代電子產品中的電池。
[0004]本發明所采用的技術方案是:
[0005]一種電磁式振動能量收集裝置，其特征在于，包括一個裝置本體，所述裝置本體包括一個圓槽體及與其內邊緣相匹配的圓蓋，所述圓槽體底面邊緣間隔均勻地設有若干個圓弧槽，所述圓弧槽包括與槽底邊緣固定的封閉小圓弧槽及與之相連的兩端開放的大圓弧槽，所述大圓弧槽放置有與其槽型相匹配的鐵芯線圈，所述圓蓋與所述圓槽體對應一面中部設有彈簧，所述圓蓋另一面設有所述彈簧的按鈕，所述彈簧外圍設有一圓環凸塊，所述圓環凸塊與所述圓弧槽圍成的內圓相匹配，所述圓環凸起外邊緣設有若干個磁鐵安裝孔，所述安裝孔安裝有與所述圓弧槽之間的間隔空位對應的永久磁鐵，相鄰的永久磁鐵磁極相反，所述永久磁鐵之間設有與所述鐵芯線圈對應且低于永久磁鐵的凸塊，所述圓槽體側面中間設有一導線引出孔，所述圓槽體內側面均勻設有若干個卡塊，所述圓蓋邊緣設有與所述卡塊相配合的卡勾，所述彈簧處于伸張狀態時，所述卡勾卡緊在所述卡塊上。
[0006]優選地，所述兩端開放的大圓弧槽兩端口各設有一圓柱體，所述鐵芯兩端設有與所述圓柱體配合的定位孔。
[0007]優選地，所述圓弧槽個數為4個或6個，且對稱排列。
[0008]優選地，所述永久磁鐵為條形狀，材料為釹硼鐵。
[0009]優選地，所述鐵芯的材料為硅鋼，磁導率為9000?11000。
[0010]優選地，所述線圈的導線為0.1mm寬的銅線。
[0011]優選地，所述磁鐵安裝孔和卡塊的個數均為4個。
[0012]本發明的有益效果是:
[0013]本發明結構簡單實用，可以將低頻的人體運動產生的機械能轉換成電能，另外本發明可以將多個永久磁鐵的磁場按照同向的方式進行疊加，同時磁場變化方向在鐵芯線圈中產生一致的變化方向，通過將永久磁鐵磁場疊加和感生電壓疊加的方式產生的電壓可以足夠為某些電子產品提供電源，替代電子產品中的電池。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明的整體結構示意圖；
[0015]圖2是本發明的圓槽體結構示意圖；
[0016]圖3是本發明的圓蓋的內部結構示意圖；
[0017]圖4是本發明的圓蓋的外部結構示意圖；
[0018]圖5是本發明的鐵芯線圈不意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施方式對本發明進一步說明。
[0020]如圖1至圖5所示，本發明的一種電磁式振動能量收集裝置，包括一個裝置本體17，所述裝置本體17包括一個圓槽體I及與其內邊緣相匹配的圓蓋2，所述圓槽體I底面邊緣間隔均勻地設有若干個圓弧槽，優選為4個或6個，也可以是其它數量，且對稱排列，所述圓弧槽包括與槽底邊緣固定的封閉小圓弧槽4，以及與小圓弧槽4相連的兩端開放的大圓弧槽5，本發明優選所述兩端開放的大圓弧槽5兩端口各設有一圓柱體6，所述鐵芯15兩端設有與所述圓柱體6配合的定位孔16，所述圓柱體6可以防止鐵芯15左右移動。所述大圓弧槽5放置有與其槽型相匹配的鐵芯線圈3，本發明優選所述鐵芯線圈3個數為4個，對稱排列，并且所述鐵芯15的材料為硅鋼，磁導率為10000左右，一般為9000?11000。所述線圈14的導線為0.1mm寬的銅線。所述圓蓋2與所述圓槽體I對應一面中部設有彈簧12，所述圓蓋2另一面設有所述彈簧12的按鈕13，所述彈簧12外圍設有一圓環凸塊，所述圓環凸塊與所述圓弧槽圍成的內圓相匹配，所述圓環凸起外邊緣設有若干個磁鐵安裝孔，優選為4個或6個，所述安裝孔安裝有與所述圓弧槽之間的間隔空位對應的永久磁鐵9，相鄰的永久磁鐵9磁極相反，從而構成一個磁力線的閉環，使所有永久磁鐵9的磁場同向疊加，可以明顯的增強裝置內的有效磁場強度，本發明優選所述永久磁鐵9為條形狀，材料為釹硼鐵，所述永久磁鐵9之間設有與所述鐵芯線圈3對應且低于永久磁鐵9的凸塊11，所述凸塊11可以防止鐵芯線圈3上下運動。所述圓槽體I側面中間設有一導線引出孔8，所述圓槽體I內側面均勻設有若干個卡塊7，優選為4個或6個，所述圓蓋2邊緣設有與所述卡塊7相配合的卡勾10。本發明圓蓋2上的彈簧12按鈕13沒有按下去的時候，彈簧12的彈力使得圓蓋2邊緣的卡勾10與圓槽體I內側面的卡塊7相卡緊，當按下彈簧12按鈕13時，卡勾10與卡塊7松開，彈簧12處于壓縮狀態。
[0021]本發明的工作原理是法拉第電磁感應定律，根據法拉第電磁感應定律，導線回路中感生電壓與磁通量隨時間的變化率成正比，本發明通過人體運動按壓永久磁鐵9在鐵芯線圈3間的空位上下運動，來使得永久磁鐵9的磁通量發生改變，進而產生感應電動勢。具體為通過人體運動和彈性裝備的動作來擠壓彈簧12按鈕13，讓永久磁鐵9做上下運動，永久磁鐵9通過上下運動與鐵芯線圈3閉合或斷開，即人體向下擠壓彈簧12按鈕13的時候，永久磁鐵9向下運動，永久磁鐵9與鐵芯線圈3閉合，當人體作用力松開后，通過彈簧12的彈力將圓蓋2的永久磁鐵9彈起，永久磁鐵9與鐵芯線圈3斷開。本發明要取得較大的電動勢，需要盡可能地使磁通量在比較短的時間內發生較大的變化，同時要增加線圈14的匝數，線圈14匝數依賴于裝置的尺寸。另外可以根據不同電壓和電流要求的不同，將鐵芯線圈3進行并聯或者串聯組合，它們和干電池的并聯和串聯的效果一致。
[0022]以上是對本發明的較佳實施進行了具體說明，但本發明并不限于所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內。
【主權項】
1.一種電磁式振動能量收集裝置，其特征在于，包括一個裝置本體，所述裝置本體包括一個圓槽體及與其內邊緣相匹配的圓蓋，所述圓槽體底面邊緣間隔均勻地設有若干個圓弧槽，所述圓弧槽包括與槽底邊緣固定的封閉小圓弧槽及與之相連的兩端開放的大圓弧槽，所述大圓弧槽放置有與其槽型相匹配的鐵芯線圈，所述圓蓋與所述圓槽體對應一面中部設有彈簧，所述圓蓋另一面設有所述彈簧的按鈕，所述彈簧外圍設有一圓環凸塊，所述圓環凸塊與所述圓弧槽圍成的內圓相匹配，所述圓環凸起外邊緣設有若干個磁鐵安裝孔，所述安裝孔安裝有與所述圓弧槽之間的間隔空位對應的永久磁鐵，相鄰的永久磁鐵磁極相反，所述永久磁鐵之間設有與所述鐵芯線圈對應且低于永久磁鐵的凸塊，所述圓槽體側面中間設有一導線引出孔，所述圓槽體內側面均勻設有若干個卡塊，所述圓蓋邊緣設有與所述卡塊相配合的卡勾，所述彈簧處于伸張狀態時，所述卡勾卡緊在所述卡塊上。2.根據權利要求1所述的電磁式振動能量收集裝置，其特征在于，所述兩端開放的大圓弧槽兩端口各設有一圓柱體，所述鐵芯兩端設有與所述圓柱體配合的定位孔。3.根據權利要求1所述的電磁式振動能量收集裝置，其特征在于，所述圓弧槽個數為4個或6個，且對稱排列。4.根據權利要求1所述的電磁式振動能量收集裝置，其特征在于，所述永久磁鐵為條形狀，材料為釹硼鐵。5.根據權利要求1所述的電磁式振動能量收集裝置，其特征在于，所述鐵芯的材料為硅鋼，磁導率為9000?11000。6.根據權利要求1所述的電磁式振動能量收集裝置，其特征在于，所述線圈的導線為0.1mm寬的銅線。7.根據權利要求1所述的電磁式振動能量收集裝置，其特征在于，所述磁鐵安裝孔和卡塊的個數均為4個或6個。
【專利摘要】本發明涉及一種電磁式振動能量收集裝置，包括一個裝置本體，所述裝置本體包括一個圓槽體及與其內邊緣相匹配的圓蓋，所述圓槽體底面邊緣間隔均勻地設有若干個圓弧槽，所述圓弧槽包括與槽底邊緣固定的封閉小圓弧槽及與之相連的兩端開放的大圓弧槽，所述大圓弧槽放置有與其槽型相匹配的鐵芯線圈，所述圓蓋與所述圓槽體對應一面中部設有彈簧，所述圓蓋另一面設有所述彈簧的按鈕，所述彈簧外圍設有一圓環凸塊，所述圓環凸起安裝有與所述圓弧槽之間的間隔空位對應的永久磁鐵，所述圓槽體內側面均勻設有若干卡塊，所述圓蓋邊緣設有與所述卡塊相配合的卡勾。本發明結構簡單實用，體積小方便攜帶，可以將人體運動產生的機械能轉換成電能。
【IPC分類】H02K35/02
【公開號】CN104953782
【申請號】CN201510304503
【發明人】彭燈禪
【申請人】彭燈禪
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月4日