CN105162304A - 一种微型发电方法及微型发电装置 - Google Patents

Abstract

一种微型发电方法及微型发电装置，属于应用于为低功耗电子系统供电的微型发电技术领域。第一背铁下表面固定有第一永磁体和第二永磁体，第二背铁的上表面固定有第三永磁体和第四永磁体，导电线圈绕制在U型导磁骨架的中部，U型导磁骨架的一侧平板位于第二永磁体与第四永磁体之间的空间，U型导磁骨架的另一侧平板位于第一永磁体与第三永磁体之间的空间，导磁骨架能够在U型导磁骨架的一侧平板位于第二永磁体与第四永磁体之间的空间和U型导磁骨架的另一侧平板位于第一永磁体与第三永磁体之间的空间内上下垂直动作。本发明能够从日常使用过程中采集电能，从而取代电池，为微低功耗的电子系统提供整个使用周期的电能；结构简单，效率高，成本低廉。

Description

一种微型发电方法及微型发电装置

技术领域

本发明涉及一种微型发电方法及微型发电装置，属于应用于为低功耗电子系统供电的微型发电技术领域。

背景技术

目前，小型电子设备的无线化为其使用提供了相当的便利，但由于电池容量的限制，需要频繁充电或更换电池，以实现长期使用。这样的使用方式，既带来使用成本的提升，同时大量的电池使用也可能导致严峻的环境问题。利用微型发电装置从采集能量，实现微低功耗电子系统的自供电，一方面可以扩展其应用范围，改善使用体验，同时对能源可持续发展也具有重要的意义。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明提供一种微型发电方法及微型发电装置，为低功耗电子系统提供一种长期稳定的能量来源，通过从日常使用过程中采集电能，实现微低功耗电子系统的自供电。

一种微型发电方法，含有以下步骤；

将永磁体及背铁构成永磁阵列；将绕有导电线圈的导磁骨架的两端位于永磁阵列中，通过控制导磁骨架在永磁阵列中的活动，使骨架分别与永磁阵列的不同部位接触，从而快速改变导电线圈中的磁通量，实现通过机械动作对电能的转换和采集。

一种微型发电装置，第一背铁下表面固定有第一永磁体和第二永磁体，第二背铁的上表面固定有第三永磁体和第四永磁体，导电线圈绕制在U型导磁骨架的中部，U型导磁骨架的一侧平板位于第二永磁体与第四永磁体之间的空间，U型导磁骨架的另一侧平板位于第一永磁体与第三永磁体之间的空间，

导磁骨架能够在U型导磁骨架的一侧平板位于第二永磁体与第四永磁体之间的空间和U型导磁骨架的另一侧平板位于第一永磁体与第三永磁体之间的空间内上下垂直动作。

第一背铁与第二背铁的后面通过竖版连成一体成为第三背铁，

第三背铁的内侧上边下表面固定有第一永磁体和第二永磁体，第三背铁的内侧下边上表面固定有第三永磁体和第四永磁体。

第一永磁体的N极和第二永磁体的S极朝向U型导磁骨架的上表面，第三永磁体的S极和第四永磁体的N极朝向U型导磁骨架的下表面。

第一永磁体的S极和第二永磁体的N极朝向U型导磁骨架的上表面，第三永磁体的N极和第四永磁体的S极朝向U型导磁骨架的下表面。

在导磁骨架动作的上限，导磁骨架两侧平板分别与第一永磁体和第二永磁体接触；在导磁骨架动作的下限，导磁骨架两侧平板分别与第三永磁体和第四永磁体接触。

一种微型发电装置，第一永磁体和第二永磁体平行并分开放置；第一永磁体的N极朝上，第一永磁体的N极固定有第一导磁片，第一永磁体的S极固定有第三导磁片；第二永磁体的S极朝上，第二永磁体的S极固定有第二导磁片，第二永磁体的N极固定有第四导磁片；第一永磁体和第二永磁体的一侧同方向的第一导磁片与第三导磁片之间和第二导磁片与第四导磁片之间留有空间，导电线圈绕制在U型导磁骨架的中部，导磁骨架的一边臂位于第一导磁片与第三导磁片之间的空间内，导磁骨架的另一边臂位于第二导磁片与第四导磁片之间的空间内，第一永磁体、第二永磁体、第一导磁片、第二导磁片、第三导磁片和第四导磁片构成的永磁阵列，导磁骨架能够在第一导磁片与第三导磁片之间的空间内和第二导磁片与第四导磁片之间的空间内上下垂直动作。

第一永磁体的S极朝上，第一永磁体的S极固定有第一导磁片，第一永磁体的N极固定有第三导磁片；第二永磁体的N极朝上，第二永磁体的N极固定有第二导磁片，第二永磁体的S极固定有第四导磁片。

将导磁骨架动作的上限和下限视为发电装置的两个状态，当发电装置在两个状态之间切换时，导电线圈中的磁通将快速变化，以此实现在动作中对电能的采集。

电能供给低功耗电子系统包括但不限于无线遥控器，无线开关，无线电子门铃，无线传感网络节点等。

本发明的优点是：

1.本发明提供的微型发电装置能够从日常使用的过程中采集电能，从而取代电池，为微低功耗的电子系统提供整个使用周期的电能供给；

2.本发明提出的微型发电装置结构简单，效率高，成本低廉。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：

图1为本发明的结构之一示意图。

图2为本发明的结构之二示意图。

图3为本发明的结构之三示意图。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。

实施例1：如图2所示，一种微型发电装置，第一背铁11下表面固定有第一永磁体10和第二永磁体20，第二背铁12的上表面固定有第三永磁体30和第四永磁体40，导电线圈21绕制在U型导磁骨架31的中部，U型导磁骨架31的一侧平板位于第二永磁体20与第四永磁体40之间的空间，U型导磁骨架31的另一侧平板位于第一永磁体10与第三永磁体30之间的空间，

第一永磁体10的S极和第二永磁体20的N极朝向U型导磁骨架31的上表面，第三永磁体30的N极和第四永磁体40的S极朝向U型导磁骨架31的下表面，

或者第一永磁体10的N极和第二永磁体20的S极朝向U型导磁骨架31的上表面，第三永磁体30的S极和第四永磁体40的N极朝向U型导磁骨架31的下表面，

导磁骨架31能够在U型导磁骨架31的一侧平板位于第二永磁体20与第四永磁体40之间的空间和U型导磁骨架31的另一侧平板位于第一永磁体10与第三永磁体30之间的空间内上下垂直动作，在动作的上限，导磁骨架31两侧平板分别与第一永磁体10和第二永磁体20接触；在动作的下限，导磁骨架31两侧平板分别与第三永磁体30和第四永磁体40接触。将导磁骨架31动作的上限和下限视为发电装置的两个状态，当发电装置在两个状态之间切换时，导电线圈中的磁通将快速变化，以此实现在动作中对电能的采集。

实施例2：

如图1所示，一种微型发电装置，将实施例1的第一背铁11与第二背铁12的后面通过竖版连成一体成为第三背铁50，

第三背铁50的内侧上边下表面固定有第一永磁体10和第二永磁体20，第三背铁50的内侧下边上表面固定有第三永磁体30和第四永磁体40，

导电线圈21绕制在U型导磁骨架31的中部，U型导磁骨架31的一侧平板位于第二永磁体20与第四永磁体40之间的空间，U型导磁骨架31的另一侧平板位于第一永磁体10与第三永磁体30之间的空间，

第一永磁体10的S极和第二永磁体20的N极朝向U型导磁骨架31的上表面，第三永磁体30的N极和第四永磁体40的S极朝向U型导磁骨架31的下表面，

或者第一永磁体10的N极和第二永磁体20的S极朝向U型导磁骨架31的上表面，第三永磁体30的S极和第四永磁体40的N极朝向U型导磁骨架31的下表面，

导磁骨架31能够在U型导磁骨架31的一侧平板位于第二永磁体20与第四永磁体40之间的空间和U型导磁骨架31的另一侧平板位于第一永磁体10与第三永磁体30之间的空间内上下垂直动作，在动作的上限，导磁骨架31两侧平板分别与第一永磁体10和第二永磁体20接触；在动作的下限，导磁骨架31两侧平板分别与第三永磁体30和第四永磁体40接触。将导磁骨架31动作的上限和下限视为发电装置的两个状态，当发电装置在两个状态之间切换时，导电线圈中的磁通将快速变化，以此实现在动作中对电能的采集。

实施例3：如图3所示，

一种微型发电装置，其结构包括：第一永磁体10、第二永磁体20、第一导磁片11、第二导磁片12、第三导磁片13、第四导磁片14、导电线圈21、导磁骨架31。

第一永磁体10和第二永磁体20平行并分开放置；

第一永磁体10的N极朝上，第一永磁体10的N极固定有第一导磁片11，第一永磁体10的S极固定有第三导磁片13；

第二永磁体20的S极朝上，第二永磁体20的S极固定有第二导磁片12，第二永磁体20的N极固定有第四导磁片14；

或者第一永磁体10的S极朝上，第一永磁体10的S极固定有第一导磁片11，第一永磁体10的N极固定有第三导磁片13；

第二永磁体20的N极朝上，第二永磁体20的N极固定有第二导磁片12，第二永磁体20的S极固定有第四导磁片14；

第一永磁体10和第二永磁体20的一侧同方向的第一导磁片11与第三导磁片13之间和第二导磁片12与第四导磁片14之间留有空间，

导电线圈21绕制在U型导磁骨架31的中部，导磁骨架31的一边臂位于第一导磁片11与第三导磁片13之间的空间内，导磁骨架31的另一边臂位于第二导磁片12与第四导磁片14之间的空间内，

第一永磁体10、第二永磁体20、第一导磁片11、第二导磁片12、第三导磁片13和第四导磁片14构成的永磁阵列，

导磁骨架31能够在第一导磁片11与第三导磁片13之间的空间内和第二导磁片12与第四导磁片14之间的空间内上下垂直动作，

在动作的上限，其两臂分别与第一导磁片11和第二导磁片12接触；在动作的下限，其两端分别与第三导磁片13和第四导磁片14接触；

将导磁骨架31动作的上限和下限视为发电装置的两个状态，当发电装置在两个状态之间切换时，导电线圈中的磁通将快速变化，以此实现在动作中对电能的采集。

实施例4：

如图1所示，一种微型发电装置，包括：第一永磁体10、第二永磁体20、第三永磁体30、第四永磁铁40、第一背铁11、导电线圈21、导磁骨架31。第一背铁11弯折成U型，在其内侧上表面固定有第一永磁体10和第二永磁体20，第一永磁体10的S极和第二永磁体20的N极分别朝下。第一背铁11的内侧下表面固定有第三永磁体30和第四永磁体40，第三永磁体30的N极和第四永磁体40的S极分别朝上。即，第一永磁体10的S极和第三永磁体30的N极相对，第二永磁体20的N极和第四永磁体40的S极相对，第一背铁11用于引导磁路。导电线圈21绕制在U型导磁骨架31的中部，导磁骨架31的两端延伸到第一永磁体10、第二永磁体20、第三永磁体30、第四永磁铁40及第一背铁11构成的永磁阵列中。导磁骨架31可在一定范围内上下垂直动作，在动作的上限，其两端分别与第一永磁体10和第二永磁体20接触；在动作的下限，其两端分别与第三永磁体30和第四永磁体40接触。将导磁骨架31动作的上限和下限视为发电装置的两个状态，当发电装置在两个状态之间切换时，导电线圈中的磁通将快速变化，以此实现在动作中对电能的采集。

实施例5：如图2所示，

一种微型发电装置，其结构包括：第一永磁体10、第二永磁体20、第三永磁体30、第四永磁铁40、第一背铁11、第二背铁12、导电线圈21、导磁骨架31。第一背铁11下表面固定有第一永磁体10和第二永磁体20，第一永磁体10的S极和第二永磁体20的N极分别朝下。第二背铁12的上表面固定有第三永磁体30和第四永磁体40，第三永磁体30的N极和第四永磁体40的S极分别朝上。即，第一永磁体10的S极和第三永磁体30的N极相对，第二永磁体20的N极和第四永磁体40的S极相对，第一背铁11和第二背铁12用于引导磁路。导电线圈21绕制在U型导磁骨架31的中部，导磁骨架31的两端延伸到第一永磁体10、第二永磁体20、第三永磁体30、第四永磁铁40及第一背铁11和第二背铁12构成的永磁阵列中。导磁骨架31可在一定范围内上下垂直动作，在动作的上限，其两端分别与第一永磁体10和第二永磁体20接触；在动作的下限，其两端分别与第三永磁体30和第四永磁体40接触。将导磁骨架31动作的上限和下限视为发电装置的两个状态，当发电装置在两个状态之间切换时，导电线圈中的磁通将快速变化，以此实现在动作中对电能的采集。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微型发电装置，其特征在于第一背铁下表面固定有第一永磁体和第二永磁体，第二背铁的上表面固定有第三永磁体和第四永磁体，导电线圈绕制在U型导磁骨架的中部，U型导磁骨架的一侧平板位于第二永磁体与第四永磁体之间的空间，U型导磁骨架的另一侧平板位于第一永磁体与第三永磁体之间的空间，

导磁骨架能够在U型导磁骨架的一侧平板位于第二永磁体与第四永磁体之间的空间和U型导磁骨架的另一侧平板位于第一永磁体与第三永磁体之间的空间内上下垂直动作。

2.根据权利要求1所述的一种微型发电装置，其特征在于第一背铁与第二背铁的后面通过竖版连成一体成为第三背铁，

第三背铁的内侧上边下表面固定有第一永磁体和第二永磁体，第三背铁的内侧下边上表面固定有第三永磁体和第四永磁体。

3.根据权利要求1或2所述的一种微型发电装置，其特征在于第一永磁体的N极和第二永磁体的S极朝向U型导磁骨架的上表面，第三永磁体的S极和第四永磁体的N极朝向U型导磁骨架的下表面。

4.根据权利要求1或2所述的一种微型发电装置，其特征在于第一永磁体的S极和第二永磁体的N极朝向U型导磁骨架的上表面，第三永磁体的N极和第四永磁体的S极朝向U型导磁骨架的下表面。

5.根据权利要求3所述的一种微型发电装置，其特征在于在动作的上限，导磁骨架两侧平板分别与第一永磁体和第二永磁体接触；在导磁骨架动作的下限，导磁骨架两侧平板分别与第三永磁体和第四永磁体接触。

6.根据权利要求4所述的一种微型发电装置，其特征在于在动作的上限，导磁骨架两侧平板分别与第一永磁体和第二永磁体接触；在导磁骨架动作的下限，导磁骨架两侧平板分别与第三永磁体和第四永磁体接触。

7.一种微型发电装置，其特征在于第一永磁体和第二永磁体平行并分开放置；第一永磁体的N极朝上，第一永磁体的N极固定有第一导磁片，第一永磁体的S极固定有第三导磁片；第二永磁体的S极朝上，第二永磁体的S极固定有第二导磁片，第二永磁体的N极固定有第四导磁片；第一永磁体和第二永磁体的一侧同方向的第一导磁片与第三导磁片之间和第二导磁片与第四导磁片之间留有空间，导电线圈绕制在U型导磁骨架的中部，导磁骨架的一边臂位于第一导磁片与第三导磁片之间的空间内，导磁骨架的另一边臂位于第二导磁片与第四导磁片之间的空间内，第一永磁体、第二永磁体、第一导磁片、第二导磁片、第三导磁片和第四导磁片构成的永磁阵列，导磁骨架能够在第一导磁片与第三导磁片之间的空间内和第二导磁片与第四导磁片之间的空间内上下垂直动作。

8.根据权利要求7所述的一种微型发电装置，其特征在于第一永磁体的S极朝上，第一永磁体的S极固定有第一导磁片，第一永磁体的N极固定有第三导磁片；第二永磁体的N极朝上，第二永磁体的N极固定有第二导磁片，第二永磁体的S极固定有第四导磁片。

9.根据权利要求1或7所述的一种微型发电装置，其特征在于将导磁骨架动作的上限和下限视为发电装置的两个状态，当发电装置在两个状态之间切换时，导电线圈中的磁通将快速变化，以此实现在动作中对电能的采集。

10.一种微型发电方法，其特征在于含有以下步骤；

将永磁体及背铁构成永磁阵列；将绕有导电线圈的导磁骨架的两端位于永磁阵列中，通过控制导磁骨架在永磁阵列中的活动，使骨架分别与永磁阵列的不同部位接触，从而快速改变导电线圈中的磁通量，实现通过机械动作对电能的转换和采集。