CN201196138Y - 一种摆动式发电装置 - Google Patents

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本实用新型涉及一种摆动式发电装置，其特征在于：它包括一转动支撑的摆轴，一固定连接在所述摆轴上的摆臂，一对应设置的永磁体和至少一单线圈绕组，所述永磁体和单线圈绕组中的一个连接在所述摆臂上随其摆动，另一个对应所述摆动的轨迹固定设置在一支撑上，所述单线圈绕组上的两出线端通过导线连接一用电回路。本实用新型将不规则的、无序的、微弱的低品位的能量(例如：微弱的风力、波浪、机械运动形成的震动等)转化为摆动的形式，再由永磁体与单线圈绕组相对摆动的方式将动作转换为电能。本实用新型结构简单，易于生产，成本低，可以应用于各种场合，特别是给微电子产品的充电配电方面具有非常广阔的前景。

Description

一种摆动式发电装置
技术领域
本实用新型涉及一种发电装置，特别是关于一种摆动式发电装置。
背景技术
传统的发电装置，在结构上一般都包括一个发电机转子和一个定子，通过动力源提供的能量使发电机转子在定子中间转动，产生电流。这种传统的发电装置，需要的动力源都是高品位的，如火力发电需要很高的蒸汽压力；水力发电需要较大的水流落差，风力发电需要较大的风速等等，在能量传递过程中的损失是巨大的。如现有的火力发电装置、水利发电装置、风力发电装置、太阳能发电装置、潮汐发电装置、地热发电装置等等能量转化效率都不超过40％。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种仅通过低品位的能量即能实现发电的摆动式发电装置。
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种摆动式发电装置，其特征在于：它包括一转动支撑的摆轴，一固定连接在所述摆轴上的摆臂，一对应设置的永磁体和至少一单线圈绕组，所述永磁体和单线圈绕组中的一个连接在所述摆臂上随其摆动，另一个对应所述摆臂摆动的轨迹固定设置在一支撑上，所述单线圈绕组上的两出线端通过导线连接一用电回路。
所述永磁体呈一∏形口状，其连接在所述摆臂的底端，所述单线圈绕组固定设置，所述永磁体嵌套在上述单线圈绕组外面。
所述永磁体呈一弧形条状，其一端连接所述摆臂的底端，所述单线圈绕组固定设置，所述永磁体的摆动可插入所述单线圈绕组中。
所述单线圈绕组连接在所述摆臂的底端，一弧形永磁体两端固定设置，所述单线圈绕组摆动时，所述永磁体穿过所述单线圈绕组。
所述永磁体呈一矩形块状，其连接在所述摆臂的底端，且位于固定设置的所述单线圈绕组上方。
所述单线圈绕组为三个，每一所述单线圈绕组分别通过两端的导线连接一个用电回路。
所述摆轴为一万向摆轴，所述永磁体设置在所述摆臂的底部，所述单线圈绕组包括一围绕在所述永磁体万向摆动轨迹下方的弧形壳体，所述单线圈绕组设置在所述壳体上。
所述摆臂呈一封闭的半圆环形，所述摆轴位于所述摆臂的水平段中心，所述永磁体安装在所述摆臂的弧形段中心，所述单线圈绕组两端固定设置且穿套在所述永磁体的外面，所述摆臂的水平段两端与所述弧形段的连接处分别设置有一限幅器。
所述摆轴设置在所述摆臂的中心，所述永磁体由两分别设置在所述摆臂两端的永磁体组成，所述两永磁体的体积一大一小，所述单线圈绕组由两对称固定在一呈环形骨架上的单线圈绕组组成，所述两单线圈绕组分别位于所述两永磁体的外侧。
靠近所述摆臂最底部的运动轨迹两端封闭设置一限制摆臂摆动幅度的限幅器。
本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型根据简谐振动的单摆运动原理，通过在摆臂的末端设置相对运动的永磁体和单线圈绕组的方式，通过单线圈绕组切割永磁体的磁力线，进而产生电动势并向与单线圈绕组两端导线连接的用电回路供电的方式，实现了本实用新型摆动发电的目的。2、本实用新型将不规则的、无序的、微弱的低品位的能量(例如：微弱的风力、波浪、机械运动形成的震动等)转化为摆动的形式，再由永磁体与单线圈绕组相对摆动的方式将动作转换为电能，其构思巧妙，能量损失少，能量转化效率高，应用范围广泛。3、本实用新型提供了在各种自然环境下具有应用价值的结构设计，使本实用新型易于实现，比如在颠簸的船只上，移动的飞行器或车辆上，或是行走的人体上等都可以推广使用，这些产品发出的电可以满足手机充电，启动低耗电量的仪表设备，在没有电源的环境下还作为应急备用等。本实用新型结构简单，易于生产，成本低，可以应用于各种场合，特别是给微电子产品的充电配电方面具有非常广阔的前景。
附图说明
图1是本实用新型结构的立体示意图
图2是图1的一侧面示意图
图3是本实用新型不同摆动位置示意图
图4是本实用新型实施例2结构示意图
图5是图4的侧视示意图
图6是本实用新型实施例3结构示意图
图7是本实用新型实施例4结构示意图
图8是本实用新型实施例5结构示意图
图9是本实用新型实施例6结构示意图
图10是图9的侧视示意图
图11是本实用新型实施例7结构示意图
图12是本实用新型实施例8结构示意图
图13是图12运动状态示意图
图14是本实用新型实施例9结构示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细的描述。
实施例1
如图1、图2所示，本实用新型摆动式发电装置包括一转动支撑在一盒体或一支架上的摆轴1，一固定连接在摆轴1上的摆臂2，一固定在摆臂2下端的永磁体3作为摆锤，永磁体3呈∏形口状，一与永磁体3的弧形运动轨迹对应的呈弧形的单线圈绕组4，单线圈绕组4穿套在永磁体3的∏形口内，且固定设置在盒体或支架或任一平面上，单线圈绕组4上的两出线端通过导线连接一充电电路或一电源电路。充电电路或一电源电路可以是各种常规电路，其目的是将产生的电流为蓄电池充电，或为用电设备供电。
如图3所示，本实施例使用时，有两种情况：
(1)将本实用新型放置在晃动的环境下，如颠簸的船只、飞行器、车辆、或其它移动的物体或人体上，在移动颠簸的情况下，摆臂2会自动作单摆运动，同时带动其上的永磁体3沿单线圈绕组4作往复摆动，单线圈绕组4则不断切割永磁体3的磁力线，在单线圈绕组4导线的两端产生电动势，如果将两导线连接一充电电路便可以为电池充电；如果连接一电源电路，便可以为用电设备供电。
(2)将本实用新型放置在非晃动的环境下，则需要将摆轴1连接一钟摆式机械传动装置，由钟摆式机械传动装置带动摆臂2作单摆运动，摆臂2带动摆锤3沿单线圈绕组4作往复摆动，进而通过充电电路为电池充电，或通过电源电路为用电设备供电。
以上两种使用情况，在下述各实施例中也是存在的，为简洁起见，将不再一一描述两种运动的具体细节。
上述实施例中，摆臂2下面连接的也可以是一单线圈绕组4，而在单线圈绕组4中插入一与单线圈绕组4运动轨迹相应的弧形永磁体3，这样摆臂2带动电线圈绕组4的摆动，仍然可以实现切割永磁体3磁力线发电的目的。
上述实施例中，永磁体3还可以是一弧形条块，其一端连接在摆臂2的底端，永磁体3的摆动可插入单线圈绕组4中产生电动势。
实施例2
如图4、图5所示，本实施例与实施例1相比，其不同之处表现在：连接在摆轴1上的摆臂2，下端固定连接的永磁体3是一矩形块状，其位于固定连接的单线圈绕组4的上方，但永磁体3摆动时，单线圈绕组4仍可以切割永磁体3的磁力线，产生电动势，并向与单线圈绕组4两端导线连接的用电回路供电。
实施例3
如图6所示，本实施例是在实施例2结构的基础上，在单线圈绕组4的轴向两端上方，分别设置了一限幅器5。其与实施例2不同之处在于，当永磁体3相对于单线圈绕组4往复摆动时，限幅器5可以将永磁体3的摆动幅度限制在单线圈绕组4设置的范围内。
实施例4
如图7所示，在本实施例中，是将三个独立的单线圈绕组4顺序排列在一起，进而将三个单线圈绕组4分别引线到三个不同的用电回路。
实施例5
如图8所示，本实施例是在实施例4结构的基础上，在三个电线圈绕组4的两外侧上方设置一对限幅器5。，当永磁体3相对于单线圈绕组4往复摆动时，限幅器5可以将永磁体3的摆动幅度限制在单线圈绕组4设置的范围内。
实施例6
如图9、图10所示，在本实施例中，是将三个独立的单线圈绕组4沿永磁体3的径向排列设置，永磁体3的摆动可以同时通过三个单线圈绕组4向外发电。
实施例7
如图11所示，本实施例中的摆轴1为一万向摆轴，该摆轴1的支撑方式可以是现有技术的各种形式。永磁体3仍然设置在摆臂2的底部，而单线圈绕组4则与上述各实施例不同，其是一个围绕永磁体万向摆动轨迹的弧形的壳体6，可以沿半圆形壳体6的水平方向缠绕螺旋向上的线圈，组成单线圈绕组4；也可以将周向壳体6的底部开通，从壳体6的顶部向底部，再从底部向顶部缠绕线圈，形成单线圈绕组4。
本实施例使用时，摆臂2可以在整个壳体6内作任意方向的单摆往复运动，进而带动永磁体3摆动。而根据本发明的工作原理，无论永磁体3如何摆动都可以被单线圈绕组4切割磁力线，使连接单线圈绕组4两端的充电电路或用电电路得电。
实施例8
如图12、图13所示，本实施例中的摆臂2为一封闭的半圆环形摆臂，摆轴1位于摆臂2的水平段中心，永磁体3安装在摆臂2的弧形段中心，单线圈绕组4穿套在永磁体3的外面，在摆臂2的水平段两端与弧形段的连接处分别设置有一限幅器5，单线圈绕组4与固定的箱体或支架连接，单线圈绕组4的两出线端连接用电回路。
本实施例使用时，半圆环形摆臂7以摆轴1为圆心作往复摆动，摆臂7作往复运动时带动永磁体3在单线圈绕组4中间往复摆动穿过，单线圈绕组4两端感应产生的电流流过用电回路。
实施例9
如图14所示，本实施例的摆轴1设置在一摆臂2的中心，永磁体由两块永磁体31、32组成，两块永磁体31、32分别设置在摆臂2的两端部，两块永磁体31、32的体积一大一下，以保持不平衡的摆动状态。单线圈绕组由两个单线圈绕组41、41组成，两个单线圈绕组41、42对称固定在一环形骨架43上，且分别与一个永磁体31、32的位置对应。
本实用新型使用时，摆臂2作往复摆动时带动两个永磁体31、32沿圆环形直径摆动，使相对设置的两个单线圈绕组41、42分别产生感应电动势，并向与其分别连接的用电回路中输出电流。
由上述各实施例可知，本实用新型的着眼点是通过类似钟表的单摆运动，将运动能转换为电能，由于单摆运动消耗的能量极低，同时永磁体一次充磁后，可以保持很长时间的磁场效应，因此本实用新型具有很高的实用价值，特别是在长时间处于自然力引起的晃动环境下，本实用新型的实用性更加明显。
利用本实用新型上述原理可以制作出各种产品，比如：制作一个很小的充电器，利用人们在行进过程中的颠簸驱动摆臂2，使单线圈绕组4产生感应电流为手机充电。又比如：在行驶的船舶上通过设置的摆动式发电装置为各种辅助用电设备供电。再比如：到野外没有电源的地方，只要带上本实用新型，就可以利用风力或水力或人力驱动摆臂2，使本实用新型发电。本实用新型还可以与其它电源配合，作为备用电源使用。本实用新型的用途广阔，在此不再一一列举。
上述仅为说明本实用新型列举的数个实施例，凡在本实用新型的原理上进行的相应变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种摆动式发电装置，其特征在于：它包括一转动支撑的摆轴，一固定连接在所述摆轴上的摆臂，一对应设置的永磁体和至少一单线圈绕组，所述永磁体和单线圈绕组中的一个连接在所述摆臂上随其摆动，另一个对应所述摆臂摆动的轨迹固定设置在一支撑上，所述单线圈绕组上的两出线端通过导线连接一用电回路。
2.如权利要求1所述的一种摆动式发电装置，其特征在于：所述永磁体呈一∏形口状，其连接在所述摆臂的底端，所述单线圈绕组固定设置，所述永磁体嵌套在上述单线圈绕组外面。
3.如权利要求1所述的一种摆动式发电装置，其特征在于：所述永磁体呈一弧形条状，其一端连接所述摆臂的底端，所述单线圈绕组固定设置，所述永磁体的摆动可插入所述单线圈绕组中。
4.如权利要求1所述的一种摆动式发电装置，其特征在于：所述单线圈绕组连接在所述摆臂的底端，一弧形永磁体两端固定设置，所述单线圈绕组摆动时，所述永磁体穿过所述单线圈绕组。
5.如权利要求1所述的一种摆动式发电装置，其特征在于：所述永磁体呈一矩形块状，其连接在所述摆臂的底端，且位于固定设置的所述单线圈绕组上方。
6.如权利要求5所述的一种摆动式发电装置，其特征在于：所述单线圈绕组为三个，每一所述单线圈绕组分别通过两端的导线连接一个用电回路。
7.如权利要求1所述的一种摆动式发电装置，其特征在于：所述摆轴为一万向摆轴，所述永磁体设置在所述摆臂的底部，所述单线圈绕组包括一围绕在所述永磁体万向摆动轨迹下方的弧形壳体，所述单线圈绕组设置在所述壳体上。
8.如权利要求1所述的一种摆动式发电装置，其特征在于：所述摆臂呈一封闭的半圆环形，所述摆轴位于所述摆臂的水平段中心，所述永磁体安装在所述摆臂的弧形段中心，所述单线圈绕组两端固定设置且穿套在所述永磁体的外面，所述摆臂的水平段两端与所述弧形段的连接处分别设置有一限幅器。
9.如权利要求1所述的一种摆动式发电装置，其特征在于：所述摆轴设置在所述摆臂的中心，所述永磁体由两分别设置在所述摆臂两端的永磁体组成，所述两永磁体的体积一大一小，所述单线圈绕组由两对称固定在一呈环形骨架上的单线圈绕组组成，所述两单线圈绕组分别位于所述两永磁体的外侧。
10.如权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种摆动式发电装置，其特征在于：靠近所述摆臂最底部的运动轨迹两端封闭设置一限制摆臂摆动幅度的限幅器。
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