CN102437703B - 一种振动发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种振动发电装置，包括壳体、用于提供永磁场的磁石组件、以及用于产生感应电流的感应发电组件；所述磁石组件的形状是平直板状或弧线板状，所述感应发电组件设置在磁石组件一侧或两侧，所述感应发电组件在外力作用下做切割磁力线运动并产生感应电流。本发明结构较为合理、使用寿命较长、且较为环保。

Description

一种振动发电装置

技术领域

本发明属于电磁感应发电技术领域，具体涉及一种振动发电装置。

背景技术

手机、PDA、MP3播放器、电动玩具、遥控器等大量的电子设备均使用直流干电池作为电源，其使用量甚大。事实上，目前民用干电池是目前使用量最大、也是最分散的电池产品，国内年消费量超80亿只。主要有锌锰和碱性锌锰2大系列，还有少量的锌银、锂电池等品种。污染最严重的汞(HgO)电池已于1999年强令淘汰，从而被锌-空气电池所取代；锌锰电池、碱性锌锰电池、锌银电池和锌空气电池等使用锌电极的电池一般都使用汞或汞的化合物作缓蚀剂，按照国家九部委“关于限制电池产品汞含量的规定”，锌锰电池目前均已达到低汞化的要求，但多数厂家生产的碱性锌锰等电池，其汞含量与低汞化的要求距离还较大。由于汞和汞的化合物是剧毒物质，因此，废弃电池对环境的污染引起了公众、媒体和环境管理部门的普遍关注。近期以来，国内的呼声特别强烈，似乎已与治理“白色”污染和汽车尾气等相提并论。锌锰、碱性锌锰电池是用量最大的民用电池，废弃电池除了汞的污染外，还存在锌、锰、铜等其他重金属的污染。由于使用分散，回收难以管理，废弃电池再生成本较大，加上目前还缺少科学、经济的处理方法，废弃电池一般均作为生活垃圾处理。由于生活垃圾的处理方法不尽相同，其污染方式也不一样。垃圾作堆肥时，废弃电池增加了作堆肥作物产品中的重金属含量。生活垃圾填埋时，主要污染水系和填埋场附近的土壤。生活垃圾进行焚烧处理时，废电池中的汞、镉、铅、锌等重金属一部分在高温下排入大气，一部分成为灰渣，产生二次污染。

另外在许多情况下，当这些电子设备的充电电池电量耗尽时，无法及时找到可充电电源。随着科技的而发展，各种电子产品的功能日益丰富，耗电量也随之增加；另一方面这些电子产品为了减小体积，厂商及消费者都在追求更小的体积和更轻的重量，从而使得供电电源设计成了这类产品发展的一大瓶颈。

因为为这些电子设备设计自充电装置成了一个研究方向，其中振动式发电充电装置成了研究的一个重点。专利文献200420114116.X公开了一种振动式发电充电器，它通过一个受外力振动的永磁铁，在先圈内上下运行产生感应来发电。这种振动式充电器主要利用交通工具在行驶过程的振动机构能量来发电，其体积一般较大，无法内置到体积较小的电子设备中，而且这种振动充电器中的永磁铁通过弹簧连接，外部的振动较强时永磁铁才能产生幅度较大的运动，从而产生电流。另外，这种振动充电器通过采用单一线圈来进行发电，发电效率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构较为合理、使用寿命较长、且较为环保的振动发电装置。

实现本发明目的的技术方案是：一种振动发电装置，包括壳体、用于提供永磁场的磁石组件、以及用于产生感应电流的感应发电组件；所述磁石组件的形状是平直板状或弧线板状，所述感应发电组件设置在磁石组件一侧或两侧，所述感应发电组件在外力作用下做切割磁力线运动并产生感应电流。

上述方案中，所述感应发电组件包括至少一个线圈或者至少一个集束导线；当所述各感应发电组件包括至少两个线圈或集束导线时，各线圈或集束导线之间并联或串联。

上述方案中，所述各感应发电组件还包括用于将各线圈或集束导线固定相连的配重件，所述配重件是通过注塑成型方式与各线圈或各集束导线连成一体的塑料板、或者是设置有容置腔的非导磁板体，各线圈或集束导线固定在相应一个容置腔中；所述壳体是导磁壳体。

上述方案中，所述各线圈包括两个直线状发电部、和位于发电部两侧端的用于连接两直线状发电部的连接部；当所述各感应发电组件包括至少两个线圈时，相邻的两个线圈的发电部互相平行；所述各集束导线互相平行。

上述方案中，所述磁石组件包括至少一个条状磁石；所述磁石在平行于感应发电组件运动的方向上，一端是S级，另一端是N极，或者所述磁石在垂直于感应发电组件运动的方向上，一端是S级，另一端是N极。

上述方案中，当所述磁石在沿着感应发电组件运动的方向上一端是S级，另一端是N极时，所述磁石组件包括至少两个条状磁石，相邻的两个条状磁石按照同极邻接的方式依次排列。

上述方案中，相邻的两个条状磁石之间设有导磁件。

上述方案中，所述磁石组件还包括贯穿自身的定位杆，或者还包括夹设在自身两侧端的夹紧件。

上述方案中，所述壳体中设有限位各感应发电组件滑动方向的导轨；所述导轨是导向槽或者是滑柱；所述导轨的延伸方向是与磁石组件形状相一致的直线状或弧线状；所述导轨是导向槽时，所述导向槽位于磁石组件的上下两侧，所述感应发电组件可沿导向槽滑动做切割磁力线运动；所述导轨是滑柱时，所述滑柱位于磁石组件的左右两侧，所述感应发电组件上设有用于套设在滑柱上的滑孔。

上述方案中，还包括用于为各感应发电组件提供复位弹力的至少一个弹性件，所述各弹性件优选设置在感应发电组件沿其运动方向上的一侧或两侧。

本发明在使用时，只需摇动使得感应发电组件在磁石组件一侧或两侧做切割磁力线运动，即可在线圈或集束导线中产生感应电流，从而作为电源使用；另外其结构较为简化，使用便利，由于不存在传统干电池的腐蚀作用，所以可长期使用，且尤其适合于给间歇性使用的电子产品例如遥控器等作为电源，具有优异的使用效果；此外，本实施例无需像传统电池一样，需要使用汞等重污染材料，所以较为环保。尤其当采用由多个磁石制成的磁石组件，多个线圈或集束导线制成的感应发电组件时，相对于只采用一个磁石制成的磁石组件，能够成倍增加发电效率，有效提高发电性能。

附图说明

图1为本发明第一种结构的一种立体结构示意图；

图2为图1所示振动发电装置的一种爆炸图；

图3是本发明第二种结构的一种爆炸图；

图4是本发明第三种结构的一种爆炸图；

图5是本发明第四种结构中磁石组件的一种立体结构示意图；

图6是本发明第五种结构的一种立体结构示意图；

图7是图6所示振动发电装置的一种爆炸图；

图8是本发明第六种结构的一种爆炸图；

图9是本发明第十一种结构的一种爆炸图；

图10是图9中各集束导线的一种结构示意图。

附图标记为：壳体1，上板11，下板12，磁石组件2，条状磁石21，导磁件22，定位杆23，夹紧件24，感应发电组件3，线圈31，发电部311，连接部312，集束导线32，单根导线320，配重件33，容置腔331，滑孔34，导轨4，导向槽41，滑柱42，弹性件5，容置孔100，导向凸台200，导电引脚300。

具体实施方式

(实施例1)

图1至图2显示了本发明的第一种具体实施方式，其中图1为本发明第一种结构的一种立体结构示意图；图2为图1所示振动发电装置的一种爆炸图。

本实施例是一种振动发电装置，见图1至图2，包括采用导磁材料制成的壳体1、用于提供永磁场的磁石组件2、用于产生感应电流的两个感应发电组件3、以及用于为各感应发电组件3提供复位弹力的八个弹性件5；所述磁石组件2的形状是平直板状，所述感应发电组件3设置在磁石组件2两侧，所述各感应发电组件3在外力作用下可做切割磁力线运动并产生感应电流。

所述各感应发电组件3包括四个线圈31和用于将各线圈31固定相连的配重件33；本实施例中，所述配重件33是通过注塑成型方式与各线圈31连成一体的平直塑料板。各线圈31或集束导线32之间并联或串联，这个根据实际需要而定。

所述各线圈31包括两个直线状发电部311、和位于发电部311两侧端的用于连接两直线状发电部311的连接部312；当所述各感应发电组件3包括至少两个线圈31时，相邻的两个线圈31的发电部311互相平行；所述各线圈31做切割磁力线运动感应发电时，主要依靠两个直线状发电部311感应发电，两个连接埠312则由于产生相反的感应电动势，互相抵消掉。

见图2所示，所述壳体1包括导磁上板11和导磁下板12，所述上板11和下板12均在接近磁石组件2的内侧端设有通过冲压弯折形成的导向槽41，该导向槽41作为用于限位各感应发电组件3滑动方向的导轨4；所述导轨4的延伸方向是与磁石组件2形状相一致的直线状，所述感应发电组件3可在导向槽41中滑动做切割磁力线运动。

所述磁石组件2包括十个条状磁石21和十一个导磁件22；各条状磁石21在垂直于感应发电组件3运动的方向上，一端是S级，另一端是N极。

所述各磁石21在平行于感应发电组件3运动的方向上，一端是S级，另一端是N极；相邻的两个条状磁石21按照同极邻接的方式依次排列。为了进一步在一定区域内集中磁力线，本实施例还在各磁石21两侧各设置一个由导磁材料制成的板状导磁件22。

所述磁石21和导磁件22排列成直线板状，并通过激光点焊或胶接方式相对固定连成一体。

所述各感应发电组件3在沿其运动方向上的两侧端各设置两个弹性件5，本实施例中所用弹性件5采用W形的折簧，在具体实践中，也可选用其它结构形状的弹簧，例如螺纹弹簧。

(实施例2)

图3是本发明第二种结构的一种爆炸图，显示了本发明的第二种具体实施方式。

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：本实施例只在磁石组件2的一侧设置一个感应发电组件3，该感应发电组件3与实施例1中的感应发电组件3结构相同。

(实施例3)

图4是本发明第三种结构的一种爆炸图，显示了本发明的第三种具体实施方式。

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：本实施例中的磁石组件2包括十个条状磁石21，不再设置导磁件22；各条状磁石21在垂直于感应发电组件3运动的方向上，一端是S级，另一端是N极，具体而言对于本实施例来说，各条状磁石21在上下方向上两端分别是是S极和N极。

(实施例4)

图5是本发明第四种结构中磁石组件的一种立体结构示意图，显示了本发明的第四种具体实施方式。

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：本实施例中的磁石组件2包括十个条状磁石21，不再设置导磁件22；各条状磁石21在垂直于感应发电组件3运动的方向上，一端是S级，另一端是N极；具体而言，各条状磁石21在左右方向上的两端分别是S极和N极。另外，本实施例中壳体1采用非导磁材料制成。

(实施例5)

图6和图7显示了本发明的第五种具体实施方式，其中图6是本发明第五种结构的一种立体结构示意图；图7是图6所示振动发电装置的一种爆炸图。

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：所述磁石组件2上设有沿着感应发电组件移动方向贯穿自身的两个透孔，两个穿过所述透孔的定位杆23将各条状磁石21和导磁件22串接固定。所述各感应发电组件3包括五个线圈。

位于磁石组件2两侧的两个感应发电组件3中的两个配重件33夹合形成一个容置孔100，并通过该容置孔100套设在所述磁石组件2上，所述配重件33还在磁石组件2左右两侧各设置一个凸出的导向凸台200，各导向凸台200上设有一个滑孔34，；

本实施例中导轨4是设置在磁石组件两侧的两个滑柱42，各滑柱42分别穿过一个所述感应发电组件上的滑孔34，所述感应发电组件3在滑柱42的导向作用下滑动。

另外，本实施例中的弹性件5也不再采用W形的折簧，而是采用螺纹弹簧，并把各螺纹弹簧套设在滑柱42的一侧端上，各螺纹弹簧的一端抵在壳体1上，另一端抵在所述感应发电组件3的导向凸台200上。

此外，本实施例还在各滑柱42上设置一个伸出壳体1的导电引脚300，利用该导电引脚300可把自身整体焊接固定在外接电路板上，或者作为两电极与外接电路电连接。

(实施例6)

图8是本发明第六种结构的一种爆炸图，显示了本发明的第六种具体实施方式。

本实施例与实施例5基本相同，不同之处在于：本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：本实施例不再采用在磁石组件2上设有透孔和定位杆23，而是采用设置在磁石组件2左右两侧端的两个夹板作为夹紧件24，在两个夹板的夹合作用下，将各条状磁石21和导磁件22固定相连。

(实施例7)

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：本实施例中一共设置四个弹性件5，各感应发电组件3在运动方向的两侧端各设有一个弹性件5。

(实施例8)

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：本实施例不再设置弹性件5，所述各感应发电组件3仅在外力作用下移动。

(实施例9)

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：所述磁石组件2的形状是弧线板状，所述各感应发电组件3的整体形状是与磁石组件2相一致的弧线板状，所述导轨的设置方向也与磁石组件2的弧线延伸方向相一致。

(实施例10)

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：所述配重件33是设置有容置腔331的非导磁板体，各线圈31固定在相应一个容置腔331中。

(实施例11)

图9和图10显示了本发明的第十一种具体实施方式，其中图9是本发明第十一种结构的一种爆炸图；图10是图9中各集束导线的一种结构示意图。

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：见图9和图10，所述感应发电装置3不再采用线圈31，而是采用集束导线32，各集束导线32是由数十根甚至上百根平直单根导线320组合而成，其基本形状是直线状，各集束导线32之间互相平行。各集束导线32之间并联或串联，根据实际需要而定。

(实施例12)

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：本实施例中磁石组件只包括一个条状磁石21和位于条状磁石两侧的两个导磁件。

(实施例13)

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：本实施例中各感应发电组件3只包括一个线圈31。

上述实施例1至13在使用时，只需摇动使得感应发电组件在磁石组件一侧或两侧做切割磁力线运动，即可在线圈或集束导线中产生感应电流，从而作为电源使用；另外其结构较为简化，使用便利，由于不存在传统干电池的腐蚀作用，所以可长期使用，且尤其适合于给间歇性使用的电子产品例如遥控器等作为电源，具有优异的使用效果；此外，本实施例无需像传统电池一样，需要使用汞等重污染材料，所以较为环保。尤其当采用由多个磁石制成的磁石组件，多个线圈或集束导线制成的感应发电组件时，相对于只采用一个磁石制成的磁石组件，能够成倍增加发电效率，有效提高发电性能。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种振动发电装置，包括壳体、用于提供永磁场的磁石组件、以及用于产生感应电流的两个感应发电组件；其特征在于：还包括用于为各感应发电组件提供复位弹力的八个弹性件；所述磁石组件的形状是平直板状，所述感应发电组件设置在磁石组件两侧，所述感应发电组件在外力作用下做切割磁力线运动并产生感应电流；所述感应发电组件包括四个线圈和用于将各线圈固定相连的配重件；所述配重件是通过注塑成型方式与各线圈连成一体的平直塑料板；各线圈之间并联或串联；所述各线圈包括两个直线状发电部和位于发电部两侧端的用于连接两直线状发电部的连接部；相邻的两个线圈的发电部互相平行；所述各线圈做切割磁力线运动感应发电时，两个直线状发电部感应发电，两个连接部产生相反的感应电动势互相抵消掉；所述壳体是导磁壳体；所述壳体包括导磁上板和导磁下板，所述上板和下板均在接近磁石组件的内侧端设有通过冲压弯折形成的导向槽，该导向槽作为用于限位各感应发电组件滑动方向的导轨；所述导轨的延伸方向是与磁石组件形状相一致的直线状，所述感应发电组件可在导向槽中滑动做切割磁力线运动；所述磁石组件包括十个条状磁石和十一个导磁件；各条状磁石在垂直于感应发电组件运动的方向上，一端是S级，另一端是N极；所述各磁石在平行于感应发电组件运动的方向上，一端是S级，另一端是N极；相邻的两个条状磁石按照同极邻接的方式依次排列；各磁石两侧各设置一个由导磁材料制成的板状导磁件；所述磁石和导磁件排列成直线板状，并通过激光点焊或胶接方式相对固定连成一体；所述各感应发电组件在沿其运动方向上的两侧端各设置两个弹性件；所用弹性件采用W形的折簧。