CN114221513B - 一种基于自激振动激励的电磁能量收集器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于自激振动激励的电磁能量收集器，涉及能量收集及发电技术领域，包括连杆、弹簧振子和线圈组件；弹簧振子和线圈组件均连接在连杆上，弹簧振子上设有磁铁，线圈组件包括与磁铁相对应的线圈，弹簧振子能够发生自激振动并带动磁铁振动，磁铁振动能够使线圈截面磁通量发生变化。本发明提供的基于自激振动激励的电磁能量收集器，结构简单，能够通过自激振动激励进行电磁能量收集，具有高频、高效的优点。
Description
技术领域
本发明涉及能量收集及发电技术领域，特别是涉及一种基于自激振动激励的电磁能量收集器。
背景技术
电磁发电装置是基于法拉第电磁感应定律进行发电的装置，其原理是当磁铁与线圈产生相对运动时，由于线圈截面磁通量发生变化而产生感应电压，从而完成动能与电能之间的转化。电磁式能量俘获装置具有高电流、低阻抗、结构简单、成本低等特点，受到研究人员的青睐。而目前如何通过自激振动激励来进行电磁式能量收集是我们所面临的问题之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于自激振动激励的电磁能量收集器，以解决上述现有技术存在的问题，结构简单，能够通过自激振动激励进行电磁能量收集，具有高频、高效的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种基于自激振动激励的电磁能量收集器，包括连杆、弹簧振子和线圈组件；所述弹簧振子和所述线圈组件均连接在所述连杆上，所述弹簧振子上设有磁铁，所述线圈组件包括与所述磁铁相对应的线圈，所述弹簧振子能够发生自激振动并带动所述磁铁振动，所述磁铁振动能够使所述线圈截面磁通量发生变化。
优选地，所述线圈组件包括线圈托架和所述线圈，所述线圈托架一端连接在所述连杆上，另一端设有线圈槽，所述线圈安装于所述线圈槽内。
优选地，所述弹簧振子包括弹簧振动片和磁铁托夹，所述弹簧振动片一端连接在所述连杆上，另一端连接所述磁铁托夹，所述磁铁安装于所述磁铁托夹内。
优选地，所述弹簧振子两侧各设有一个所述线圈组件。
优选地，还包括滑动组件，所述滑动组件包括上夹块和下夹块，所述弹簧振动片一端通过螺栓夹持于所述上夹块和所述下夹块之间，所述上夹块和所述下夹块上设有同轴线的滑动孔，所述滑动组件通过所述滑动孔滑动连接在所述连杆上。
优选地，所述线圈托架一端通过螺栓夹持于所述上夹块和所述下夹块之间。
优选地，所述连杆底端螺纹连接在底座上。
优选地，所述磁铁托夹与所述弹簧振动片通过螺栓连接固定。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供一种基于自激振动激励的电磁能量收集器，当弹簧振子发生自激振动时，弹簧振子带动磁铁振动，磁铁振动后与线圈产生相对运动，使得线圈的截面磁通量发生变化，从而产生感应电压，实现由机械能到电能的转换，结构简单，弹簧振子能够产生高频的振动，从而使得能量转化更加高效，使得本收集器具有高频、高效的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的基于自激振动激励的电磁能量收集器的立体结构示意图；
图2为本发明中弹簧振子与磁铁的连接结构示意图；
图3为本发明中线圈组件的立体结构示意图；
图中：100-基于自激振动激励的电磁能量收集器、1-连杆、2-弹簧振子、3-线圈组件、4-磁铁、5-线圈、6-线圈托架、7-线圈槽、8-弹簧振动片、9-磁铁托夹、10-滑动组件、11-上夹块、12-下夹块、13-滑动孔、14-底座。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种基于自激振动激励的电磁能量收集器，以解决现有技术存在的问题，结构简单，能够通过自激振动激励进行电磁能量收集，具有高频、高效的优点。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-图3所示，本实施例提供一种基于自激振动激励的电磁能量收集器100，包括连杆1、弹簧振子2和线圈组件3；弹簧振子2和线圈组件3均连接在连杆1上，弹簧振子2上设有磁铁4，线圈组件3包括与磁铁4相对应的线圈5，弹簧振子2能够发生自激振动并带动磁铁4振动，磁铁4振动能够使线圈5截面磁通量发生变化。
弹簧振子2振动更有利于获得更高的激励频率，将磁铁4设置于弹簧振子上，保证磁铁4可以同时获得弹簧振子2的激励产生振动，磁铁4振动后与线圈5产生相对运动，使得线圈5的截面磁通量发生变化，从而产生感应电压，实现由机械能到电能的转换，结构简单，弹簧振子能够产生高频的振动，从而使得能量转化更加高效，使得本收集器具有高频、高效的优点。
本实施例中，线圈组件3包括线圈托架6和线圈5，线圈托架6一端连接在连杆1上，另一端设有线圈槽7，线圈5安装于线圈槽7内。具体地，线圈槽7内安装有两个线圈5。
本实施例中，弹簧振子2包括弹簧振动片8和磁铁托夹9，弹簧振动片8一端连接在连杆1上，另一端连接磁铁托夹9，磁铁4安装于磁铁托夹9内。其中，磁铁托夹9内安装有3个磁铁4，将磁铁4安装于弹簧振动片8远离连杆1的一端，利于磁铁4的振动。
本实施例中，弹簧振子2两侧各设有一个线圈组件3，磁铁4振动时，能够同时与两侧的线圈组件3中的线圈5发生相对运动，使线圈5的截面磁通量发生变化，从而产生感应电压。
本实施例中，还包括滑动组件10，滑动组件10包括上夹块11和下夹块12，弹簧振动片8一端通过螺栓夹持于上夹块11和下夹块12之间，上夹块11和下夹块12上设有同轴线的滑动孔13，滑动组件10通过滑动孔13滑动连接在连杆1上，安装时将弹簧振动片8一端置于上夹块11和下夹块12之间，然后通过螺栓紧固上夹块11和下夹块12，从而将弹簧振动片8夹紧，结构简单，便于弹簧振动片8的安装。
本实施例中，线圈托架6一端通过螺栓夹持于上夹块11和下夹块12之间，便于对线圈托架6进行拆装，安装时，将弹簧振动片8一端和线圈托架6一端一起放置于上夹块11和下夹块12之间后，在通过螺栓将上夹块11和下夹块12夹紧，从而实现弹簧振动片8和线圈托架6的夹紧固定。
本实施例中，连杆1底端螺纹连接在底座14上，底座14对连杆1起到支撑作用，而且便于连杆1的安装。
本实施例中，磁铁托夹9与弹簧振动片8通过螺栓连接固定，连接方便可靠。
本装置的使用过程为：
首先将滑动组件10提升至连杆1的顶端，滑动组件10顶部不能离开连杆1，将磁铁托夹9向下按，使其受到一个向下的力，同时松开磁铁托夹9及滑动组件10，磁铁托夹9将上下振动进行自激振动，滑动组件10将带动弹簧振子2及线圈组件3向下滑动，直至达到连杆1底端。通过弹簧振子2的自激振动，使得磁铁4获得高频激励，使得线圈5可以快速的切割磁感线，产生感应电压。
本发明采用弹簧振子的自激振动作为激励，弹簧振子振动更有利于获得更高的激励频率，本发明将磁铁固定在弹簧振子上，保证磁铁可以同时获得弹簧的激励产生振动。本发明根据使用需求加装能量储存器具来收集产生的能量，具有高频、高效的优点。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (3)
1.一种基于自激振动激励的电磁能量收集器，其特征在于：包括连杆、弹簧振子和线圈组件；所述弹簧振子和所述线圈组件均连接在所述连杆上，所述弹簧振子两侧各设有一个所述线圈组件，所述弹簧振子上设有磁铁，所述线圈组件包括与所述磁铁相对应的线圈，所述弹簧振子能够发生自激振动并带动所述磁铁振动，所述磁铁振动能够使所述线圈截面磁通量发生变化，所述磁铁振动方向所在的平面垂直于所述线圈的中心线；所述线圈组件包括线圈托架和所述线圈，所述线圈托架一端连接在所述连杆上，另一端设有线圈槽，所述线圈安装于所述线圈槽内；所述弹簧振子包括弹簧振动片和磁铁托夹，所述弹簧振动片一端连接在所述连杆上，另一端连接所述磁铁托夹，所述磁铁安装于所述磁铁托夹内，所述磁铁托夹内安装有3个所述磁铁；还包括滑动组件，所述滑动组件包括上夹块和下夹块，所述弹簧振动片一端通过螺栓夹持于所述上夹块和所述下夹块之间，所述上夹块和所述下夹块上设有同轴线的滑动孔，所述滑动组件通过所述滑动孔滑动连接在所述连杆上；所述线圈托架一端通过螺栓夹持于所述上夹块和所述下夹块之间。
2.根据权利要求1所述的基于自激振动激励的电磁能量收集器，其特征在于：所述连杆底端螺纹连接在底座上。
3.根据权利要求1所述的基于自激振动激励的电磁能量收集器，其特征在于：所述磁铁托夹与所述弹簧振动片通过螺栓连接固定。
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