CN107863899A - 振动发电器、振动发电装置及移动终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种振动发电器，包括固定座；垂直设置于固定座的相对两侧的第一支撑板和第二支撑板；设置于第一支撑板和第二支撑板之间的带有电荷的振动件；固定于第一支撑板的朝向振动件的表面上的第一电极；固定于第二支撑板的朝向振动件的表面上的第二电极；设置于第一支撑板和振动件之间的第一弹性件；以及设置于第二支撑板和振动件之间的第二弹性件；振动件沿着第一弹性件和第二弹性件的弹性形变方向往复运动。本发明公开了一种振动发电器，通过弹性件将带有电荷的振动件设置在两个电极之间，振动件可在外界振动的作用下在垂直于两个电极的方向上产生往复运动，从而两个电极构成的回路中产生电流，实现发电。
Description
技术领域
本发明涉及振动发电领域，更具体地说，涉及一种振动发电器、振动发电装置及移动终端。
背景技术
在当今社会高速发展的今天，能源问题已经成为一个不可忽视的问题，传统的不可再生能源慢慢的即将耗尽，面对可能出现的能源危机，急需寻找环保型能源。振动是自然界普遍存在的，人们开始研究利用振动来产生能量，其中微振发电技术便是一种将自然界中的振动能量转化为电能的一种技术，微振发电主要包括电磁式发电、压电式发电和静电式发电。
其中，静电式发电中大部分是利用改变电容器面积来实现的，具体是驻极体的对侧设有两个并排且间隔的电极板，外界振动时驻极体沿着平行两个电极板的方向移动，使得驻极体与两个电极板的重叠面积发生变化，从而改变了两个电容的大小，使得两个电容器构成的回路中产生电流。但是这种发电器需要保证驻极体在往返移动的过程中与电极板的距离保持不变，而在外界振动方向随机的情况下，很难保证驻极体在垂直电极板的方向上不产生移动。另外由于上述的驻极体是从侧面接收外界振动，但驻极体的侧面面积较小，其接收的外界振动的较少，造成发电能力较弱。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种利用外部振动使得振动件在两个电极之间做往复振动从而实现发电的振动发电器件。
为了实现上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种振动发电器，包括固定座；垂直设置于所述固定座的相对两侧的第一支撑板和第二支撑板；设置于所述第一支撑板和所述第二支撑板之间的带有电荷的振动件；固定于所述第一支撑板的朝向所述振动件的表面上的第一电极；固定于所述第二支撑板的朝向所述振动件的表面上的第二电极；设置于所述第一支撑板和所述振动件之间的第一弹性件；以及设置于所述第二支撑板和所述振动件之间的第二弹性件；所述振动件沿着所述第一弹性件和所述第二弹性件的弹性形变方向往复运动。
优选地，所述振动发电器还包括套设于所述振动件周缘的支撑框，所述第一弹性件的两端分别连接于所述第一支撑板和所述支撑框上，所述第二弹性件的两端分别连接于所述第二支撑板和所述支撑框上。
优选地，振动发电器还包括设置于所述固定座上的滑轨，所述支撑框靠近所述固定座的部分可滑动地设置于所述滑轨内。
优选地，振动发电器还包括第一导电部和第二导电部，所述第一支撑板上设有第一通孔，第一导电部穿设于所述第一通孔内，且所述第一导电部的一端与所述第一电极电连接，另一端伸出于所述第一通孔外；所述第二支撑板上设有第二通孔，第二导电部穿设于所述第二通孔内，且所述第二导电部的一端与所述第二电极电连接，另一端伸出于所述第二通孔外。
优选地，所述第一弹性件的数量为两个，两个所述第一弹性件分别位于所述支撑框的相对两边框上；所述第二弹性件的数量为两个，两个所述第二弹性件分别位于所述支撑框的相对两边框上。
优选地，所述振动件为驻极体薄膜。
本发明还提供了一种振动发电装置，包括整流电路和任一种上述的振动发电器，所述整流电路用于将所述振动发电器输出的交流电进行整流并将其变换为直流电路。
优选地，所述振动发电装置还包括用于蓄积所述整流电路输出的直流电的蓄电电路。
本发明还提供了一种移动终端，包括电池和上述的振动发电装置，所述电池与所述蓄电电路电连接。
本发明公开了一种振动发电器，通过弹性件将带有电荷的振动件设置在两个电极之间，振动件可在外界振动的作用下在垂直于两个电极的方向上产生往复振动，从而两个电极构成的回路中产生电流，实现发电。
附图说明
图1为本发明实施例的振动发电器的剖面示意图。
图2为本发明实施例的振动发电器的振动状态图。
图3为本发明实施例的振动发电器的另一振动状态图。
图4为本发明实施例的振动发电装置的原理框图。
图5为本发明实施例的移动终端原理框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1、图2和图3所示，本发明实施例的振动发电器包括固定座10、垂直设置于固定座10的相对两侧的第一支撑板60和第二支撑板70、第一电极20、第二电极30、带有电荷的振动件50、第一弹性件40a和第二弹性件40b，其中振动件50设置于第一支撑板60和第二支撑板70之间，第一弹性件40a设置于振动件50和第一支撑板60之间，第二弹性件40b设置于振动件50和第二支撑板70之间，这样在外部振动的作用下，振动件50可沿着第一弹性件40a和第二弹性件40b的弹性形变方向往复运动，这样振动件50与第一电极20、第二电极30之间的间距交替增减，在第一电极20和第二电极30上产生相应的电动势，从而在第一电极20和第二电极30形成的回路中产生电流，实现了振动发电。
进一步地，其中第一支撑板60和第二支撑板70优选采用绝缘基板，例如硅基板，可防止外界导电介质与各个电极接触，另外两个支撑板使得两个电极更稳定地固定在固定座10上。
进一步地，振动发电器还包括套设于振动件50周缘的支撑框80，其中第一弹性件40a的两端分别连接于第一支撑板60和支撑框80上，第二弹性件40b的两端分别连接于第二支撑板70和支撑框80上，这样可提升振动发电器的整体强度。作为优选实施例，支撑框80的制作材料为绝缘材料，例如硅基板，这样可防止在振动过程中，振动件50通过弹性件40与两个电极发生电荷交换。
进一步地，振动发电器还包括设置于固定座10上的滑轨11，滑轨11的延伸方向垂直于第一电极20和第二电极30，支撑框80的靠近固定座10的边框可滑动地设置于滑轨11内，一方面滑轨11可起到支撑振动件50的作用，另一方面可保证振动件50沿垂直于第一电极20和第二电极30的方向移动。进一步地，滑轨11底部还设有滚轮，支撑框80抵接于滚轮上，可减小支撑框80与滑轨之间的摩擦力。
具体地，为了方便外界负载与振动发电器导通，振动发电器还包括第一导电部90和第二导电部91，第一支撑板60上设有第一通孔，第一导电部90穿设于第一通孔内，且第一导电部90的一端与第一电极20电连接，另一端伸出于第一通孔之外。另外第二支撑板70上设有第二通孔，第二导电部91穿设于第二通孔内，且第二导电部91的一端与第二电极30电连接，另一端伸出于第二通孔之外。本实施例的第一导电部90和第二导电部91的制作材料优选为金属导电材料，例如铜和银等，当然在其他实施方式中，第一导电部90和第二导电部91的制作材料还可以为与两个电极相同的材料。
本实施例中的振动件50的制作材料优选为驻极体材料，驻极体材料能半永久性地保持电荷，可以延长振动发电器的使用寿命。其中，驻极体材料的制作材料包括但不限于天然蜡、树脂、松香、磁化物和有机玻璃。为了振动件50能接收更小的外界振动，振动件50优选为驻极体振膜，外界的轻微振动也能推动振动件50往复振动，提高发电能力。
作为优选实施例，第一弹性件40a的数量为两个，两个第一弹性件40a分别位于支撑框80相对的两边框上，其中一个第一弹性件40a设置于第一支撑板60和支撑框80靠近固定座10的部分，另一个第一弹性件40a设置于第一支撑板60和支撑框80远离固定座的部分。第二弹性件40b的数量为两个，两个第二弹性件40b分别位于支撑框相对的两边框上，其中一个第二弹性件40b设置于第一支撑板60和支撑框80靠近固定座10的部分，另一个第二弹性件40b设置于第一支撑板60和支撑框80远离固定座的部分。这样振动件50在垂直于第一电极20和第三电极30的方向上具有良好的往返移动性。其中本实施例中的弹性件40优选为弹簧。
如图4所示，本实施例还提供了一种振动发电装置，包括整流电路和上述的振动发电器，其中整流电路的输入端，振动发电器产生的交流电经过整流电路的整流和变换后变成直流电。振动发电装置还包括蓄电电路，其用于蓄积从整流电路中输出的直流电。
如图5所示，本实施例还提供了一种移动终端，包括电池和上述的振动发电装置，电池和蓄电电路电连接。其中振动发电器可用作移动终端的静电扬声器，当移动终端需要播放声音时，振动发电器与整流电路、蓄电电路之间的断开连接，振动发电器用于实现静电扬声器的功能；当移动终端不需要播放声音时，振动发电器与整流电路、蓄电电路之间的连接，振动发电器接收环境声音，振动发电器发电，从而实现对移动终端的充电。
本发明公开了一种振动发电器，通过弹性件将带有电荷的振动件设置在两个电极之间，振动件可在外界振动的作用下在垂直于两个电极的方向上产生往复运动，从而两个电极构成的回路中产生电流，实现发电。
上面对本发明的具体实施方式进行了详细描述，虽然已表示和描述了一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改和完善，这些修改和完善也应在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种振动发电器，其特征在于，包括：
固定座(10)；
垂直设置于所述固定座(10)的相对两侧的第一支撑板(60)和第二支撑板(70)；
设置于所述第一支撑板(60)和所述第二支撑板(70)之间的带有电荷的振动件(50)；
固定于所述第一支撑板(60)的朝向所述振动件(50)的表面上的第一电极(20)；
固定于所述第二支撑板(70)的朝向所述振动件(50)的表面上的第二电极(30)；
设置于所述第一支撑板(60)和所述振动件(50)之间的第一弹性件(40a)；以及
设置于所述第二支撑板(70)和所述振动件(50)之间的第二弹性件(40b)；
所述振动件(50)沿着所述第一弹性件(40a)和所述第二弹性件(40b)的弹性形变方向往复运动。
2.根据权利要求1所述的振动发电器，其特征在于，所述振动发电器还包括套设于所述振动件(50)周缘的支撑框(80)，所述第一弹性件(40a)的两端分别连接于所述第一支撑板(60)和所述支撑框(80)上，所述第二弹性件(40b)的两端分别连接于所述第二支撑板(70)和所述支撑框(80)上。
3.根据权利要求2所述的振动发电器，其特征在于，所述振动发电器还包括设置于所述固定座(10)上的滑轨(11)，所述支撑框(80)的靠近所述固定座(10)的部分可滑动地设置于所述滑轨(11)内。
4.根据权利要求1所述的振动发电器，其特征在于，所述振动发电器还包括第一导电部(90)和第二导电部(91)，所述第一支撑板(60)上设有第一通孔，第一导电部(90)穿设于所述第一通孔内，且所述第一导电部(90)的一端与所述第一电极(20)电连接，所述第一导电部(90)的另一端伸出于所述第一通孔之外；所述第二支撑板(70)上设有第二通孔，第二导电部(91)穿设于所述第二通孔内，且所述第二导电部(91)的一端与所述第二电极(30)电连接，所述第二导电部(91)的另一端伸出于所述第二通孔外。
5.根据权利要求2所述的振动发电器，所述第一弹性件(40a)的数量为两个，两个所述第一弹性件(40a)分别位于所述支撑框(80)的相对两边框上；所述第二弹性件(40b)的数量为两个，两个所述第二弹性件(40b)分别位于所述支撑框(80)的相对两边框上。
6.根据权利要求1至5任一项所述的振动发电器，其特征在于，所述振动件(50)为驻极体振膜。
7.一种振动发电装置，其特征在于，包括整流电路和权利要求1至6任一项所述的振动发电器，所述整流电路用于将所述振动发电器输出的交流电进行整流并将其变换为直流电。
8.根据权利要求7所述振动发电装置，其特征在于，所述振动发电装置还包括用于蓄积所述振动发电器输出的直流电的蓄电电路。
9.一种移动终端，其特征在于，包括电池和权利要求8所述的振动发电装置，所述电池与所述蓄电电路电连接。
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|---|---|---|---|---|
| WO2012008113A1 (ja) * | 2010-07-16 | 2012-01-19 | パナソニック株式会社 | 微小電気機械発電器およびそれを用いた電気機器 |
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