CN202231594U - 振动发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种振动发电装置，包括壳体，以及设置在壳体中的磁石组件、为磁石组件提供复位弹力的弹性件、和用于产生感应电流的线圈组件，所述线圈组件设有孔腔；所述壳体是采用导磁材料制成的导磁壳体；所述线圈组件设置在磁石组件外周壁与导磁壳体内壁之间；所述线圈组件可在磁石组件外周壁与导磁壳体内壁之间孔腔中沿轴向做往复运动。本实用新型在使用时，只需摇动使得线圈组件往复振动即可在线圈中产生感应电流，从而作为外界电源使用；本实用新型结构较为简化，使用便利，由于不存在传统干电池的腐蚀作用，所以可长期使用，且尤其适合于给间歇性使用的电子产品例如遥控器等作为电源；另外，另外，本实用新型无需像传统电池一样，需要使用汞等重污染材料，所以较为环保。

Description

振动发电装置

技术领域

本实用新型属于电磁感应发电技术领域，具体涉及一种振动发电装置。

背景技术

手机、PDA、MP3播放器、电动玩具、遥控器等大量的电子设备均使用直流干电池作为电源，其使用量甚大。事实上，目前民用干电池是目前使用量最大、也是最分散的电池产品，国内年消费量超80亿只。主要有锌锰和碱性锌锰2大系列，还有少量的锌银、锂电池等品种。污染最严重的汞(HgO)电池已于1999年强令淘汰，从而被锌-空气电池所取代；锌锰电池、碱性锌锰电池、锌银电池和锌空气电池等使用锌电极的电池一般都使用汞或汞的化合物作缓蚀剂，按照国家九部委“关于限制电池产品汞含量的规定”，锌锰电池目前均已达到低汞化的要求，但多数厂家生产的碱性锌锰等电池，其汞含量与低汞化的要求距离还较大。由于汞和汞的化合物是剧毒物质，因此，废弃电池对环境的污染引起了公众、媒体和环境管理部门的普遍关注。近期以来，国内的呼声特别强烈，似乎已与治理“白色”污染和汽车尾气等相提并论。锌锰、碱性锌锰电池是用量最大的民用电池，废弃电池除了汞的污染外，还存在锌、锰、铜等其他重金属的污染。由于使用分散，回收难以管理，废弃电池再生成本较大，加上目前还缺少科学、经济的处理方法，废弃电池一般均作为生活垃圾处理。由于生活垃圾的处理方法不尽相同，其污染方式也不一样。垃圾作堆肥时，废弃电池增加了作堆肥作物产品中的重金属含量。生活垃圾填埋时，主要污染水系和填埋场附近的土壤。生活垃圾进行焚烧处理时，废电池中的汞、镉、铅、锌等重金属一部分在高温下排入大气，一部分成为灰渣，产生二次污染。

另外在许多情况下，当这些电子设备的充电电池电量耗尽时，无法及时找到可充电电源。随着科技的而发展，各种电子产品的功能日益丰富，耗电量也随之增加；另一方面这些电子产品为了减小体积，厂商及消费者都在追求更小的体积和更轻的重量，从而使得供电电源设计成了这类产品发展的一大瓶颈。

因为为这些电子设备设计自充电装置成了一个研究方向，其中振动式发电充电装置成了研究的一个重点。专利文献200420114116.X公开了一种振动式发电充电器，它通过一个受外力振动的永磁铁，在线圈内上下运行产生感应来发电。这种振动式充电器主要利用交通工具在行驶过程的振动机构能量来发电，其体积一般较大，无法内置到体积较小的电子设备中，而且这种振动充电器中的永磁铁通过弹簧连接，外部的振动较强时永磁铁才能产生幅度较大的运动，从而产生电流。另外，这种振动充电器通过采用单一线圈来进行发电，发电效率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构较为合理、使用寿命较长、有效提高发电效率且较为环保的振动发电装置。

实现本实用新型目的的技术方案是：一种振动发电装置，包括壳体，以及设置在壳体中的磁石组件、和用于产生感应电流的线圈组件，所述线圈组件设有孔腔；所述线圈组件可沿轴向方向在磁石组件外周做往复运动。

上述技术方案中，所述磁石组件包括至少一个磁石；所述线圈组件包括至少一个线圈。

上述技术方案中，所述磁石组件由至少两个磁石排列叠合而成，相邻的两个磁石按照同极邻接方式排列，使得相邻的两个磁石互相排斥。

上述技术方案中，相邻的两个磁石之间还设有导磁件；所述各磁石是单一的磁铁，或者是由多个单一的磁铁按照异极邻接方式排列叠合而成，使得同一磁石中相邻的两个磁铁互相吸引；所述线圈组件包括至少两个线圈，相邻的两个线圈之间留有间隙或者邻接设置。

上述技术方案中，位于磁石组件首尾两侧端的两个磁石的外侧端各设有一个导磁件；各线圈之间串联或并联。

上述技术方案中，所述线圈组件上固定设有至少一个配重件，所述配重件和线圈组件同步运动。

上述技术方案中，还包括为线圈组件提供复位弹力的弹性件；所述复位弹性件设置在线圈组件一侧，其一端与线圈组件相连，另一端相对壳体固定设置；或者所述复位弹性件设置在线圈组件两侧。

上述技术方案中，所述复位弹性件是设置在线圈组件一端或两端的1个或两个螺纹弹簧、塔簧、弹性垫片。

上述技术方案中，所述壳体是采用导磁材料制成的导磁壳体；所述线圈组件设置在磁石组件外周壁与导磁壳体内壁之间。

上述技术方案中，还包括套设在磁石组件上的滑管，所述线圈组件沿滑管外周壁做往复运动；所述壳体可以是一体件，也可以是由多个导磁材料拼接制成的分体件。

本实用新型具有积极的效果：

(1)本实用新型在使用时，只需摇动使线圈组件可沿轴向方向在磁石组件外周做往复运动，即可在线圈组件中产生感应电流，从而作为电源使用；另外，本实用新型无需像传统电池一样，需要使用汞等重污染材料，所以较为环保，且由于不存在传统干电池的腐蚀作用，所以可长期使用，且尤其适合于给间歇性使用的电子产品例如遥控器等作为电源，具有优异的使用效果；此外，由于线圈组件相对于磁石组件而言，可悬空设置在磁石组件外周，在做往复移动时，所受摩擦力较小，从而能够提高能量转化效率。

(2)本实用新型通过采用由多个磁石制成的磁石组件，相对于只采用一个磁石制成的磁石组件，成倍增加交变磁场的数量，能够成倍增加发电效率，有效提高发电性能。

(3)本实用新型通过在磁石组件中设置导磁环，使得磁石两端的磁场更为集中，从而进一步提高发电效率。

(4)本实用新型通过采用导磁材料制成壳体，使磁石组件外周壁与导磁壳体内壁之间形成闭合磁场，有效增强了磁石组件外周壁与导磁壳体内壁之间的磁场强度，也即线圈组件所处位置的磁场强度，从而有效提高发电效率。

附图说明

图1为本实用新型第一种结构的一种结构示意图；

图2为图1所示振动发电装置中磁石排列状态的一种结构示意图；

图3为本实用新型第二种结构的一种剖视图；

图4为图3所示振动发电装置中磁铁排列状态的一种结构示意图；

图5为本实用新型第三种结构的一种剖视示意图；

图6为本实用新型第四种结构的一种剖视示意图。

附图所示标记为：壳体1，振动发电装置3，磁石组件31，磁石311，磁铁3111，弹性件32，线圈组件33，线圈331，定位柱34，导磁件35，配重件36，滑管4。

具体实施方式

(实施例1)

图1至图2显示了本实用新型的第一种具体实施方式，其中图1为本实用新型第一种结构的一种结构示意图；图2为图1所示振动发电装置中磁石排列状态的一种结构示意图。

本实施例是一种振动发电装置，见图1至图2，包括采用导磁材料制成的导磁壳体1，以及设置在壳体1中的振动发电装置3；所述振动发电装置3包括设置在壳体1中的磁石组件31、套设在磁石组件31上的滑管4、为磁石组件31提供复位弹力的弹性件32、线圈组件33、用于固定磁石组件31的定位柱34、和固定设置在线圈组件33中的配重件36；所述线圈组件33可沿轴向方向在磁石组件31外周做往复运动。

所述壳体1可以是一体件，也可以是由多个导磁材料拼接制成的分体件，本实施例中所述壳体1是一体件。

本实施例中，所述磁石组件31中央处设有安装孔，所述磁石组件31固定在定位柱334上。具体而言，所述磁石组件31由三个环形磁石311排列叠合而成，相邻的两个环形磁石311按照同极邻接方式排列，使得相邻的两个环形磁石311互相排斥。所述各磁石311是单一的环形磁铁3111。

所述复位弹性件32是设置在磁石组件31两侧的两个螺纹弹簧，这两个弹簧可以在滑管4上自由滑动；另外，也可将各弹簧远离磁石组件31的一端相对壳体1固定设置，接近线圈组件33的一端与线圈组件33相连或直接抵接在线圈组件33上；这些具体的安装方式都是可行的。

所述线圈组件33设置在磁石组件31外周壁与导磁壳体1内壁之间，本实施例中，所述线圈组件33包括三个线圈331，各线圈331之间串联设置。

本实施例中，各线圈331之间留有间隙，相邻的两个线圈331之间均夹设有一个配重件36。所述配重件36采用非导磁材料制成，且和线圈组件33同步运动。

所述复位弹性件32是位于线圈组件33两侧的两个螺纹弹簧，在具体实践中，所述复位弹性件32也可采用塔簧、或弹性垫片。

本实施例中所述导磁壳体1外形为圆柱状，在具体实践中，也可采用其它形状，例如将其做成方形、五角形、六角形等其它形状。

本实施例中，由于各磁石311的外形为环形，所以所述导向件34采用非导磁材料也制成与其相应的圆柱形；若各磁石311采用其它形状，例如设有方形孔、其它多边形孔、或无规则状孔时，所述导向件34只需制成与磁石311相应形状即可。

本实施例具有以下优点：(1)本实施例在使用时，只需摇动使线圈组件33可沿轴向方向在磁石组件31外周做往复运动，即可在线圈组件中产生感应电流，从而作为电源使用；另外，本实施例无需像传统电池一样，需要使用汞等重污染材料，所以较为环保，且由于不存在传统干电池的腐蚀作用，所以可长期使用，且尤其适合于给间歇性使用的电子产品例如遥控器等作为电源，具有优异的使用效果；此外，由于线圈组件相对于磁石组件而言，可悬空设置在磁石组件外周，在做往复移动时，所受摩擦力较小，从而能够提高能量转化效率。

(2)本实施例通过采用由多个磁石制成的磁石组件，相对于只采用一个磁石制成的磁石组件，成倍增加交变磁场的数量，能够成倍增加发电效率，有效提高发电性能。

(3)本实施例通过采用导磁材料制成壳体，使磁石组件外周壁与导磁壳体内壁之间形成闭合磁场，有效增强了磁石组件外周壁与导磁壳体内壁之间的磁场强度，也即线圈组件所处位置的磁场强度，从而有效提高发电效率。

(实施例2)

图3和图4显示了本实用新型的第二种具体实施方式，其中图3为本实用新型第二种结构的一种剖视图；图4为图3所示振动发电装置中磁铁排列状态的一种结构示意图。

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：见图3和图4所示，本实施例中构成磁石组件的各磁石31是由三个单一的环形磁铁3111按照异极邻接方式排列叠合而成，使得同一磁石311中相邻的两个环形磁铁3111互相吸引。另外，本实施例中各线圈之间并联设置，线圈连接方式发生了变化，导致本实施例中的电路模块结构需要进行相应的改变。

(实施例3)

图5为本实用新型第三种结构的一种剖视示意图，显示了本实用新型的第三种具体实施方式。

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：见图5所示，相邻的两个磁石311之间还设有导磁件35，位于磁石组件31首尾两侧端的两个磁石311的外侧端也各设有一个导磁件35，也即本实施例中共用到四个导磁件35。

本实施例的优点是通过加入导磁件35，使得磁石两端的磁场更为集中，磁石组件外周壁与导磁壳体内壁之间的局部磁场强度更强、更集中，从而进一步提高发电效率。

(实施例4)

图6为本实用新型第四种结构的一种剖视图，显示了本实用新型的第四种具体实施方式。

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：本实施例的结构极为简化，所述磁石组件31只由一个磁石311构成，线圈组件33也只包括一个线圈，另外也不再设置分隔件36。

(实施例5)

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：本实施例不再设置滑管4，各螺纹弹簧的一端固定设置在线圈组件33相应的一端上，各螺纹弹簧的另一端固定设置在壳体1上；所述线圈组件33通过两个螺纹弹簧悬空套设在磁石组件31外侧。

(实施例6)

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：本实施例不再设置复位弹性件32，使用时，直接通过往复摇动使得线圈组件33沿滑管4外周壁做往复运动，从而在线圈组件33中产生感应电流。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种振动发电装置，包括壳体(1)，以及设置在壳体(1)中的磁石组件(31)、和用于产生感应电流的线圈组件(33)，所述线圈组件(33)设有孔腔；其特征在于：所述线圈组件(33)可沿轴向方向在磁石组件(31)外周做往复运动。

2.根据权利要求1所述的振动发电装置，其特征在于：所述磁石组件(31)包括至少一个磁石(311)；所述线圈组件(33)包括至少一个线圈(331)。

3.根据权利要求2所述的振动发电装置，其特征在于：所述磁石组件(31)由至少两个磁石(311)排列叠合而成，相邻的两个磁石(311)按照同极邻接方式排列，使得相邻的两个磁石(311)互相排斥。

4.根据权利要求3所述的振动发电装置，其特征在于：相邻的两个磁石(311)之间还设有导磁件(35)；所述各磁石(311)是单一的磁铁(3111)，或者是由多个单一的磁铁(3111)按照异极邻接方式排列叠合而成，使得同一磁石(311)中相邻的两个磁铁(3111)互相吸引；所述线圈组件(33)包括至少两个线圈(331)，相邻的两个线圈(331)之间留有间隙或者邻接设置。

5.根据权利要求4所述的振动发电装置，其特征在于：位于磁石组件(31)首尾两侧端的两个磁石(311)的外侧端各设有一个导磁件(35)；各线圈(331)之间串联或并联。

6.根据权利要求5所述的振动发电装置，其特征在于：所述线圈组件(33)上固定设有至少一个配重件(36)，所述配重件(36)和线圈组件(33)同步运动。

7.根据权利要求1所述的振动发电装置，其特征在于：还包括为线圈组件(33)提供复位弹力的弹性件(32)；所述复位弹性件(32)设置在线圈组件(33)一侧，其一端与线圈组件(33)相连，另一端相对壳体固定设置；或者所述复位弹性件(32)设置在线圈组件(33)两侧。

8.根据权利要求7所述的振动发电装置，其特征在于：所述复位弹性件是设置在线圈组件(33)一端或两端的1个或两个螺纹弹簧、塔簧、弹性垫片。

9.根据权利要求1所述的振动发电装置，其特征在于：所述壳体(1)是采用导磁材料制成的导磁壳体(1)；所述线圈组件(33)设置在磁石组件(31)外周壁与导磁壳体(1)内壁之间。

10.根据权利要求9所述的振动发电装置，其特征在于：还包括套设在磁石组件(31)上的滑管(4)，所述线圈组件(33)沿滑管(4)外周壁做往复运动；所述壳体(1)可以是一体件，也可以是由多个导磁材料拼接制成的分体件。

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