CN107681863A - 机械按压微能量收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械按压微能量的收集装置。按键横跨在固定件上，按键和固定件底面间用弹簧连接，两个运动件分别设置在固定件的左、右侧；沿左、右方向的固定件内，装有相同的上、中和下磁芯，中磁芯外的绕线件缠绕有感应线圈；位于固定件外的绕线件两端的U形架内分别装有运动件，每个运动件内均有二块永磁体与导磁件组成磁体整体，两个运动件中相对面磁极相反，两个运动件的马蹄形磁体与固定件的上中磁芯或中下磁芯分别与导磁件连接，构成一个完整的环形磁路。在按键、杠杆和弹簧的作用下，运动件在上中磁芯与中下磁芯间运动，使中间磁芯内通过的磁感线反向，绕制在中磁芯上的感应线圈内会产生感应电动势，此电能可给后续的低功率电路供电。

Description

机械按压微能量收集装置

技术领域

本发明涉及能量收集装置，尤其是涉及一种机械按压微能量收集装置。

背景技术

随着技术的发展，越来越多的日常产品迈向智能化，其中的能源供电问题成为了需要解决的关键问题。例如传统的开关正被可远程控制，可移动、免布线的无线开关所取代，而目前有的无线开关中仍采用电池为开关中的电路进行供电，电池的寿命有限，需要在一定时期后进行更换，这在一定程度上影响了开关的使用，同时废用的电池还会污染环境。

发明内容

本发明的目的是提供一种机械按压微能量收集装置，能够实现开关按键的机械动作转化成电能，给后续低功耗电路进行供电。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明包括固定件、两个运动件、“П”形按键、杠杆和两个回复弹簧；“П”形按键横跨在固定件的前、后方，“П”形按键底面前、后翻边与固定件前、后翻边之间分别用各自回复弹簧连接，结构相同的两个运动件分别设置在固定件的固定件塑料框架左、右侧；沿左、右方向的固定件塑料框架内，装有相同尺寸、平行对齐的、且等距布置的上磁芯、中磁芯和下磁芯，中磁芯装在两端为U形架的绕线件中心孔内，中磁芯外的绕线件缠绕有感应线圈；位于固定件塑料框架外的绕线件两端U形架内分别装有运动件，每个运动件内均有第一永磁体和第二永磁体，由导磁件连接组成马蹄形的磁体整体，两个运动件中相对的两个磁体面对固定件塑料框架的磁极相反，两个运动件的马蹄形磁体与固定件塑料框架的上磁芯和中磁芯或中磁芯和下磁芯分别与导磁件连接，构成一个完整的环形磁路；固定件塑料框架、“П”形按键和两个运动件通过杠杆连接，带动固定件塑料框架两侧的运动件向上或向下运动。

所述固定件塑料框架、“П”按键和两个运动件通过杠杆连接，在固定件塑料框架前、后面下端对称各有四个圆柱体，四个圆柱体左、右侧每侧为上、下各一个圆柱体，“П”形按键前、后面下端对称有四个圆柱体，四个圆柱体左、右侧每侧为上、下各一个圆柱体，“П”形按键上的四个圆柱体位于固定件塑料框架四个圆柱体内，两个运动件前、后面下端为上、下各一个圆柱体；“П”形按键左侧的上、下圆柱体，固定件塑料框架左侧的上、下圆柱体和左侧的运动件上、下圆柱体分别用左上杠杆和左下杠杆连成一体，“П”形按键右侧的上、下圆柱体，固定件塑料框架右侧的上、下圆柱体和右侧的运动件上、下圆柱体分别用右上杠杆和右下杠杆连成一体。

所述上磁芯、中磁芯和中磁芯的材料为工业纯铁，感应线圈为铜导线。

所述运动件中的第一永磁体和第二永磁体材料为钕铁硼，导磁件材料为工业纯铁，第一永磁体和第二永磁体和导磁件由运动件塑料框架固定成一个整体进行运动。

所述第一永磁体和第二永磁体的截面为长方形或者圆形。

本发明具有的有益效果是：

本发明结构较为简单，装置包含的部件数量少，各个部件可分开单独加工，装配简单；体积较小，可以集成到无线开关等需要机械按压微能量收集装置的产品中；产生的感应电动势大，通过感应线圈的磁路发生了一次完全的反转，并且磁路的空隙很小，即漏磁较小，因此按压能够产生的感应电势较大。

本发明解决了无线开关电能供给的问题，使得无线开关的使用更加方便。这种机械按压微能量收集装置也能用于汽车钥匙、手持遥控器等其它多种场合，使用范围十分广泛。

附图说明

图1是本发明结构的三维示意图。

图2是图1的A-A剖面图。

图3运动件向下相对固定件运动时感应线圈中磁感线变化的示意图。

图4运动件向上相对固定件运动时感应线圈中磁感线变化的示意图。

图5是本发明固定件结构的三维示意图。

图6是本发明运动件结构的三维示意图。

图7是图6的B-B剖面图。

图8是图1中的绕线件的三维示意图。

图中：1、固定件，2、两个运动件，3、“П”形按键，4、杠杆，5、回复弹簧，101、上磁芯，102、中磁芯，103、下磁芯，104、感应线圈，105、固定件塑料框架，106、绕线件，201、两个永磁体，202、两个永磁体，203、两个导磁件，204、两个运动件塑料框架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

如图1-图7所示，本发明包括固定件1、两个运动件2、“П”形按键3、杠杆4和两个回复弹簧5；“П”形按键3横跨在固定件1的前、后方，“П”形按键3底面前、后翻边与固定件1前、后翻边之间分别用各自回复弹簧5连接，结构相同的两个运动件2分别设置在固定件1的固定件塑料框架105的左、右侧；沿左、右方向的固定件塑料框架105内，装有相同尺寸、平行对齐的、且等距布置的上磁芯101、中磁芯102和下磁芯103，中磁芯102装在两端为U形架的绕线件106中心孔内，中磁芯102外的绕线件106缠绕有感应线圈104；位于固定件塑料框架105外的绕线件106两端U形架内分别装有运动件2，每个运动件2内均有第一永磁体201和第二永磁体202，由导磁件203连接组成马蹄形的磁体整体，两个运动件2中相对的两个磁体面对固定件塑料框架105的磁极相反，两个运动件2的马蹄形磁体与固定件塑料框架105的上磁芯101和中磁芯102或中磁芯102和下磁芯103分别与导磁件203连接，构成一个完整的环形磁路；固定件塑料框架105、“П”形按键3和两个运动件2通过杠杆连接，带动固定件塑料框架105两侧的运动件2向上或向下运动。

如图1所示，所述固定件塑料框架105、“П”形按键3和两个运动件2通过杠杆连接，在固定件塑料框架105前、后面下端对称各有四个圆柱体，四个圆柱体左、右侧每侧为上、下各一个圆柱体，“П”形按键3前、后面下端对称有四个圆柱体，四个圆柱体左、右侧每侧为上、下各一个圆柱体，“П”形按键3上的四个圆柱体位于固定件塑料框架105四个圆柱体内，两个运动件2前、后面下端为上、下各一个圆柱体；“П”形按键3左侧的上、下圆柱体，固定件塑料框架105左侧的上、下圆柱体和左侧的运动件2上、下圆柱体分别用左上杠杆和左下杠杆连成一体，“П”形按键3右侧的上、下圆柱体，固定件塑料框架105右侧的上、下圆柱体和右侧的运动件2上、下圆柱体分别用右上杠杆和右下杠杆连成一体。

所述上磁芯101、中磁芯102和中磁芯103的材料为工业纯铁，感应线圈104为铜导线。

所述运动件2中的第一永磁体201和第二永磁体202材料为钕铁硼，导磁件203材料为工业纯铁，第一永磁体201和第二永磁体202和导磁件203由各自运动件塑料框架204固定成一个整体进行运动。

如图2所示，所述第一永磁体201和第二永磁体202的截面为长方形或者圆形。

本发明的工作原理：

如图3和图4所示，两个运动件2中的两组永磁体201面对固定件塑料框架105的磁极相反，即若一个运动件2中的永磁体201面向固定件塑料框架105的为N极，则另一个运动件2中永磁体201面向固定件塑料框架105的为S极，这样两个运动件2的马蹄形磁体可与固定件塑料框架105的上磁芯101和中磁芯102或中磁芯102和下磁芯103构成一个完整的环形磁路。

如图1、图2、图3和图4所示，在按键3、杠杆4和回复弹簧5的作用下，运动件2在上磁芯101和中磁芯102与中磁芯102和下磁芯103之间运动，使中磁芯102内通过的磁感线反向，因而，绕制在中磁芯102上的感应线圈104内会产生感应电动势。

当永磁体和磁芯的截面相对齐时，即分别处于图3和图4所示位置时，永磁体—磁芯—永磁体—磁芯构成了一个闭合的磁环，气隙小、漏磁率小，提高了磁场的利用率。

如图1、图2和图3所示，当按键3未按下时，运动件2处于图3的位置，此时通过中磁芯102和感应线圈104的磁感线由左向右；按键3按下后，运动件2向下运动，并最终达到图4所示位置，此时通过中磁芯102和感应线圈104的磁感线由右向左。从按键3未按下到完全按下后，通过感应线圈104的磁感线发生了反向，即通过感应线圈104的磁通量发生了变化，根据电磁感应原理，感应线圈104中将产生感应电动势，此感应电动势可由电容进行能量收集，作为某些低功耗应用电路的供电源。此发明装置可将按键的机械能转化为电能存储和使用，使无线开关等产品无须电池供电即可使用。

此外，本实施例说明中装置采用了动铁模式（即永磁体运动），但是动圈模式（即感应线圈运动）也属于本发明的另一实施例，涵盖在本发明的范围内。

Claims (5)

1.一种机械按压微能量收集装置，其特征在于：包括固定件、两个运动件、“П”形按键、杠杆和两个回复弹簧；“П”形按键横跨在固定件的前、后方，“П”形按键底面前、后翻边与固定件前、后翻边之间分别用各自回复弹簧连接，结构相同的两个运动件分别设置在固定件的固定件塑料框架左、右侧；沿左、右方向的固定件塑料框架内，装有相同尺寸、平行对齐的、且等距布置的上磁芯、中磁芯和下磁芯，中磁芯装在两端为U形架的绕线件中心孔内，中磁芯外的绕线件缠绕有感应线圈；位于固定件塑料框架外的绕线件两端U形架内分别装有运动件，每个运动件内均有第一永磁体和第二永磁体，由导磁件连接组成马蹄形的磁体整体，两个运动件中相对的两个磁体面对固定件塑料框架的磁极相反，两个运动件的马蹄形磁体与固定件塑料框架的上磁芯和中磁芯或中磁芯和下磁芯分别与导磁件连接，构成一个完整的环形磁路；固定件塑料框架、“П”形按键和两个运动件通过杠杆连接，带动固定件塑料框架两侧的运动件向上或向下运动。

2.根据权利要求1所述的一种机械按压微能量收集装置，其特征在于：所述固定件塑料框架、“П”按键和两个运动件通过杠杆连接，在固定件塑料框架前、后面下端对称各有四个圆柱体，四个圆柱体左、右侧每侧为上、下各一个圆柱体，“П”形按键前、后面下端对称有四个圆柱体，四个圆柱体左、右侧每侧为上、下各一个圆柱体，“П”形按键上的四个圆柱体位于固定件塑料框架四个圆柱体内，两个运动件前、后面下端为上、下各一个圆柱体；“П”形按键左侧的上、下圆柱体，固定件塑料框架左侧的上、下圆柱体和左侧的运动件上、下圆柱体分别用左上杠杆和左下杠杆连成一体，“П”形按键右侧的上、下圆柱体，固定件塑料框架右侧的上、下圆柱体和右侧的运动件上、下圆柱体分别用右上杠杆和右下杠杆连成一体。

3.根据权利要求1所述的一种机械按压微能量收集装置，其特征在于：所述上磁芯、中磁芯和中磁芯的材料为工业纯铁，感应线圈为铜导线。

4.根据权利要求1所述的一种机械按压微能量收集装置，其特征在于：所述运动件中的第一永磁体和第二永磁体材料为钕铁硼，导磁件材料为工业纯铁，第一永磁体和第二永磁体和导磁件由运动件塑料框架固定成一个整体进行运动。

5.根据权利要求1所述的一种机械按压微能量收集装置，其特征在于：所述第一永磁体和第二永磁体的截面为长方形或者圆形。