專(zhuān)利名稱(chēng)：蹺蹺板式單線(xiàn)圈磁發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種磁發(fā)電裝置，特別涉及一種蹺蹺板式單線(xiàn)圈磁發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
目前已有的磁發(fā)電裝置有多種，其中最為常用的就是發(fā)電機(jī)。但以發(fā)電機(jī)為代表的磁發(fā)電裝置體積較大，不適用于對(duì)體積限制嚴(yán)格的環(huán)境條件，且以發(fā)電機(jī)為代表的磁發(fā)電裝置將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能時(shí)，要求機(jī)械能必須是轉(zhuǎn)動(dòng)的形式。這就使得在ー些條件下，以發(fā)電機(jī)為代表的磁發(fā)電裝置并不適用。在國(guó)家大力倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保之下，能量收集領(lǐng)域出現(xiàn)了很多特殊的微型發(fā)電裝置的需求，這往往是傳統(tǒng)的以發(fā)電機(jī)為代表的磁發(fā)電裝置難以滿(mǎn)足的。新興的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中，如果采用傳統(tǒng)的電池電源則會(huì)引起維護(hù)成本高、污染嚴(yán)重等問(wèn)題，微功率無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的電源問(wèn)題也成為了阻礙物聯(lián)網(wǎng)普及的瓶頸問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種蹺蹺板式單線(xiàn)圈磁發(fā)電裝置，能夠?qū)⒍绦谐唐絼?dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，特別適用于短行程平動(dòng)環(huán)境，其適應(yīng)范圍廣，成本低。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案包括上、下軟磁材料、永磁體、鐵芯和線(xiàn)圈；其中，所述永磁體兩端分別與軟磁材料相連接，永磁體的兩端面接觸在軟磁材料的中端以構(gòu)成“エ”形磁鐵；所述鐵芯貫穿線(xiàn)圈并從線(xiàn)圈的兩端引出嵌入“エ”形磁鉄，鐵芯兩端分別與上、下軟磁材料相接觸。進(jìn)ー步地，所述鐵芯中間位置設(shè)置有支撐件以形成一個(gè)蹺蹺板結(jié)構(gòu)。進(jìn)ー步地，所述“エ”形磁鐵設(shè)置有支撐件以形成一個(gè)蹺蹺板結(jié)構(gòu)。進(jìn)ー步地，所述鐵芯其中一端還設(shè)置有弾性裝置。進(jìn)ー步地，所述“エ”形磁鐵還設(shè)置有弾性裝置。進(jìn)ー步地，所述彈性裝置為彈簧或弾片。本實(shí)用新型的蹺蹺板式單線(xiàn)圈磁發(fā)電裝置，由于克服了以發(fā)電機(jī)為代表的眾多磁發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大的缺點(diǎn)，能夠?qū)⒍绦谐唐絼?dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，無(wú)污染，特別適合微能量收集領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)合，如開(kāi)關(guān)、按鍵、振動(dòng)環(huán)境等，也是微功率無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)理想的能源解決方案之一。其適應(yīng)范圍廣，成本低，體積小，無(wú)污染，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

圖I為本實(shí)用新型蹺蹺板式單線(xiàn)圈磁發(fā)電裝置初始狀態(tài)的示意圖；圖2為本實(shí)用新型蹺蹺板式單線(xiàn)圈磁發(fā)電裝置發(fā)電狀態(tài)的示意圖；圖3為本實(shí)用新型蹺蹺板式單線(xiàn)圈磁發(fā)電裝置的立體圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例中，參照?qǐng)D1，該蹺蹺板式單線(xiàn)圈磁發(fā)電裝置，包括上、下軟磁材料1-1、1-2、永磁體2、線(xiàn)圈4、鐵芯3、支撐件5和弾性裝置6。所述上、下軟磁材料1-1、1-2呈長(zhǎng)條狀，所述永磁體2軸向充磁，兩端接在上、下軟磁材料1-1、1-2的中間位置，永磁體2將兩端的上、下軟磁材料1-1、1_2磁化，相當(dāng)于將永磁體2的磁極引導(dǎo)向兩側(cè)，構(gòu)成一個(gè)“エ”形磁鉄。永磁體2的兩磁極位置可以調(diào)換，調(diào)換后，相關(guān)分析取相反的情況。長(zhǎng)條狀鐵芯3夾在“エ”形磁鐵的上、下軟磁材料1-1、1-2之間，鐵芯3上繞有線(xiàn)圈4，在鐵芯3及線(xiàn)圈4不存在的情況下，磁力線(xiàn)在兩側(cè)磁極的平均分布，當(dāng)鐵芯3如圖存在吋，由于鐵芯3的磁阻比空氣小得多，絕大部分磁力線(xiàn)從“エ”形磁鐵的右上端進(jìn)入鐵芯3，并通過(guò)“エ”形磁鐵的左下端返回永磁體2的S扱。線(xiàn)圈4中的磁場(chǎng)方向如圖中箭頭所示。支撐件5為可動(dòng)部件提供支撐點(diǎn)，在本實(shí)施例中，可動(dòng)部件可以是鐵芯3與線(xiàn)圈3的組合。當(dāng)然，也可以是永磁體2和上、下軟磁材料1-1、1-2的組合。弾性裝置6置于可動(dòng)部件的一端。如圖2所示，鐵芯3的一端受到カ的作用，又由于支撐件5的支撐，原本較高的一端上升，較低的一端下降，最終被“エ”形磁鐵再度吸附，但吸附的位置發(fā)生了變化。由于鐵芯3的磁阻比空氣小得多，絕大部分磁力線(xiàn)從“エ”形磁鐵的左上端進(jìn)入鐵芯3，并通過(guò)“エ”形磁鐵的右下端返回永磁體2的S極。線(xiàn)圈4中的磁場(chǎng)方向如圖中箭頭所示。與圖I中的·情況相比較可知，此時(shí)線(xiàn)圈4中的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，考慮線(xiàn)圈4的截面積和·圈數(shù)，可知此時(shí)引起了線(xiàn)·圈4中較大的磁通量變化，由電磁感應(yīng)定律，線(xiàn)圈4中將產(chǎn)生較大的電量，可向外輸出到儲(chǔ)能單元，或經(jīng)過(guò)整流調(diào)壓給合適的單元供電。弾性裝置6為可選項(xiàng)，若不存在此項(xiàng)，發(fā)電過(guò)程到此結(jié)束，直到下一次作用使得鐵芯3的狀態(tài)發(fā)生改變，該發(fā)電裝置具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。若存在此項(xiàng)，則彈性裝置6的彈カ將被吸附的遠(yuǎn)端拉回，恢復(fù)到圖I的狀態(tài)，可知由圖2回到圖I會(huì)再次引起線(xiàn)圈4中的磁場(chǎng)方向反轉(zhuǎn)，引起較大的磁通變化，線(xiàn)圈4可以再次向外輸出電能。相比于不存在弾性裝置6的時(shí)候，其發(fā)電效率提高了一倍，但此時(shí)發(fā)電裝置的狀態(tài)只有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)?？筛鶕?jù)具體情況加以選用。在本實(shí)施例中，弾性裝置6裝在可動(dòng)部件的一端，當(dāng)然，也可以裝在“エ”形磁鐵的一端。圖3所示，永磁體2的尺寸要適中，避免上、下軟磁材料1-1、1_2中的間隙過(guò)大或過(guò)小。如果間隙過(guò)大則會(huì)出現(xiàn)鐵芯3不被“エ”形磁鐵吸附的中間態(tài)。如果間隙過(guò)小，則可能會(huì)出現(xiàn)鐵芯3吸附在同一側(cè)的上、下軟磁材料1-1、1_2上的現(xiàn)象。鐵芯3從線(xiàn)圈4兩端引向ー側(cè)，引出為薄片狀，這樣是為了方便嵌入“エ”形磁鐵，同時(shí)增大上、下軟磁材料1-1、1-2與鐵芯3的接觸面，使更容易導(dǎo)磁。同時(shí)引出端向圖中左右方向的延伸可作為受力點(diǎn)，當(dāng)兩端受到足夠的カ的作用即發(fā)生前面所述的發(fā)電現(xiàn)象。支撐件5位于線(xiàn)圈4下方，中部有ー個(gè)突起，類(lèi)似于一個(gè)蹺蹺板結(jié)構(gòu)，當(dāng)上翹端受到力的作用而脫離吸附時(shí)，由于支撐件5的作用，另一端就會(huì)上升并被吸附。圖中沒(méi)有涉及彈性裝置6，實(shí)際的弾性裝置6可以是彈簧、弾片等弾性物體。弾性裝置6的一端連接可動(dòng)部件，另一端連接外殼或固定部件。擋板7用來(lái)固定線(xiàn)圈位置。本實(shí)用新型的蹺蹺板式單線(xiàn)圈磁發(fā)電裝置，由于克服了以發(fā)電機(jī)為代表的眾多磁發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大的缺點(diǎn)，能夠?qū)⒍绦谐唐絼?dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，無(wú)污染，特別適合微能量收集領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)合，如開(kāi)關(guān)、按鍵、振動(dòng)環(huán)境等，也是微功率無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)理想的能源解決方案之一。其適應(yīng)范圍廣，成本低，體積小，無(wú)污染，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。以上已將本實(shí)用新型做一詳細(xì)說(shuō)明，以上所述，僅為本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例而己，當(dāng)不能限定本實(shí)用新型實(shí)施范圍，即凡依本申請(qǐng)范圍所作均等變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本實(shí)用新型涵蓋范圍內(nèi)。 ·
權(quán)利要求1.一種蹺蹺板式單線(xiàn)圈磁發(fā)電裝置，其特征在于包括上、下軟磁材料、永磁體、鐵芯和線(xiàn)圈；其中，所述永磁體兩端分別與軟磁材料相連接，永磁體的兩端面接觸在軟磁材料的中端以構(gòu)成“工”形磁鐵；所述鐵芯貫穿線(xiàn)圈并從線(xiàn)圈的兩端引出嵌入“工”形磁鐵，鐵芯兩端分別與上、下軟磁材料相接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蹺蹺板式單線(xiàn)圈磁發(fā)電裝置，其特征在于所述鐵芯中間位置設(shè)置有支撐件以形成一個(gè)蹺蹺板結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蹺蹺板式單線(xiàn)圈磁發(fā)電裝置，其特征在于所述“工”形磁鐵設(shè)置有支撐件以形成一個(gè)蹺蹺板結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蹺蹺板式單線(xiàn)圈磁發(fā)電裝置，其特征在于所述鐵芯其中一端還設(shè)置有彈性裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蹺蹺板式單線(xiàn)圈磁發(fā)電裝置，其特征在于所述“工”形磁鐵 還設(shè)置有彈性裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的蹺蹺板式單線(xiàn)圈磁發(fā)電裝置，其特征在于所述彈性裝置為彈簧或彈片。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型的蹺蹺板式單線(xiàn)圈磁發(fā)電裝置，包括上、下軟磁材料、永磁體、鐵芯和線(xiàn)圈；其中，所述永磁體兩端分別與軟磁材料相連接，永磁體的兩端面接觸在軟磁材料的中端以構(gòu)成“工”形磁鐵；所述鐵芯貫穿線(xiàn)圈并從線(xiàn)圈的兩端引出嵌入“工”形磁鐵，鐵芯兩端分別與上、下軟磁材料相接觸。本磁發(fā)電裝置將永磁體與鐵芯相對(duì)平動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，可以給微功率設(shè)備，如遙控進(jìn)行供電。本實(shí)用新型體積小，無(wú)污染，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠?qū)⒍绦谐唐絼?dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能、特別適合于微功率收集、無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H02K35/04GK202424477SQ201120535900
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
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