CN206237180U - 一种基于变化磁场的发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于变化磁场的发电系统，包括供电电池BT、铁芯、两个缠绕在铁芯上且用于产生电磁场的电磁线圈、置于电磁场内且用于电磁感应发电的电磁感应线圈、将电磁感应线圈所产生交流电转换为直流电的整流电路、对整流电路输出的直流电进行储存的储能电路和与供电电池BT并接的电源切换电路，供电电池BT和储能电路组成供电装置，两个电磁线圈均与供电装置连接，两个所述电磁线圈与所述供电装置之间的供电回路中串接有供电切换开关K2；两个所述电磁线圈均为螺旋线圈且二者的螺旋方向相反，所述电磁感应线圈缠绕在铁芯上。本实用新型结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，基于变化磁场进行发电，经济实用。

Description

一种基于变化磁场的发电系统

技术领域

本实用新型涉及一种发电系统，尤其是涉及一种基于变化磁场的发电系统。

背景技术

现如今，随着科技技术的发展和社会的不断进度，绿色技术日益受到人们重视。所谓绿色技术是指能减少污染、降低消耗和改善生态的技术体系。有必要寻找并研究新的简便、易行且有效的方法来节省和再利用能源，因而能量采集技术正变得越来越重要。能量采集技术是指将周围发生的微小能量(如光能、振动能、风能、热能、水能等外部能量)转换为电能的技术。能量采集技术所转换的能量来源非常丰富，有必要对上述实际发生且未被利用的外部能量进行转换以有效再利用。同时，所转换的电能可用来给其它电子设备供电，并且适用面广，能满足多种行业的供电需求。另外，所转换的电能不依赖于电池或电源插座，能直接为相应电子设备提供电能，使用操作简便，如为便携式电子设备充电等；并且，能有效适用于诸如地下矿井、沙漠、边远地区等电力无法输送到达的场合。

目前，存在多种常规的能量采集系统，但上述常规的能量采集系统一般是将振动能等能量转换为电能且其工作原理是使用压电材料生成电能，压电材料由振动产生电荷，每1立方厘米的压电材料可产生最高为0.5毫瓦的电能，该电能可用来驱动小型设备，如起搏器、手表或无线传感器等。实际使用时，上述常规的能量采集系统中，压电材料可通过任意的非周期振动获得再生的电力，例如车辆行驶过程中在桥梁上产生的振动、工业领域的机械操作等，虽然上述基于压电材料的能量收集系统能为一个便携式电子设备提供足够的电能，但压电材料成本昂贵。因此，需要对常规基于压电材料的能量采集系统进行改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于变化磁场的发电系统，其结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，基于变化磁场进行发电，经济实用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于变化磁场的发电系统，其特征在于：包括供电电池BT、铁芯、两个缠绕在铁芯上且用于产生电磁场的电磁线圈、置于所述电磁场内且用于电磁感应发电的电磁感应线圈、将电磁感应线圈所产生交流电转换为直流电的整流电路、对整流电路输出的直流电进行储存的储能电路和与所述供电电池BT并接的电源切换电路，所述供电电池BT和所述储能电路均为两个所述电磁线圈的供电电源，所述电源切换电路由电阻R1和开关K1串接而成，所述开关K1为对两个所述供电电源进行切换的电源切换开关；所述供电电池BT和所述储能电路组成供电装置，两个所述电磁线圈均与所述供电装置连接，两个所述电磁线圈与所述供电装置之间的供电回路中串接有供电切换开关K2；两个所述电磁线圈均为螺旋线圈且二者的螺旋方向相反，所述电磁感应线圈缠绕在铁芯上。

上述一种基于变化磁场的发电系统，其特征是：所述储能电路为储能电容器C1，所述整流电路为单相整流桥，所述储能电容器C1的两端分别与所述单相整流桥的两个输出端连接。

上述一种基于变化磁场的发电系统，其特征是：还包括LC滤波电路，所述LC滤波电路由电感L1和电容C2组成，所述整流电路的正输出端经电感L1后与电容C2的一端连接，电容C2的另一端与整流电路的负输出端连接；

所述铁芯为矩形铁芯，两个所述电磁线圈均缠绕在所述矩形铁芯一侧，所述电磁感应线圈缠绕在所述矩形铁芯另一侧。

上述一种基于变化磁场的发电系统，其特征是：两个所述电磁线圈的一端均与所述供电装置的一个电源端连接；所述供电切换开关K2为单刀双掷开关，两个所述电磁线圈的另一端分别与供电切换开关K2的两个动端连接，所述供电切换开关K2的不动端与所述供电装置的另一个电源端连接；

所述供电切换开关K2为由能量采集装置进行驱动控制的开关，所述供电切换开关K2与所述能量采集装置连接。

上述一种基于变化磁场的发电系统，其特征是：所述能量采集装置为单摆系统；

所述单摆系统包括能往复摆动且摆动过程中带动所述供电切换开关K2的不动端同步进行摆动的控制杆和固定安装在控制杆底部的摆锤，所述控制杆的上端设置有与所述供电切换开关K2的不动端连接的上控制节点；所述控制杆安装在安装板上，所述安装板上安装有两个分别布设在上控制节点两侧的接触节点；两个所述接触节点呈对称布设且二者组成一个接触节点组；

所述安装板上装有供控制杆安装的安装杆，所述控制杆与安装杆之间以铰接方式进行连接。

上述一种基于变化磁场的发电系统，其特征是：所述安装杆的数量为一个或多个，所述控制杆与安装杆之间通过球铰或铰接轴进行连接；

所述上控制节点为球形，所述接触节点为弧形、半球形或半球缺形。

上述一种基于变化磁场的发电系统，其特征是：所述控制杆的上部左右两侧分别设置有一个同步摆动的辅助节点，所述安装板上安装有两个所述接触节点组，两个所述接触节点组分别为与上控制节点配合使用的内侧接触节点组和与两个所述辅助节点配合使用的外侧接触点组，所述外侧接触点组布设于所述内侧接触节点组外侧，每个所述接触节点组均包括左右两个对称布设的所述接触节点。两个所述辅助节点均与所述供电切换开关K2的所述不动端连接，每个所述接触节点组中的两个所述接触节点分别与所述供电切换开关K2的两个所述动端连接。

上述一种基于变化磁场的发电系统，其特征是：还包括外壳、LC滤波电路和对开关K1进行控制的控制装置，所述开关K1为电磁开关且其与控制装置连接，所述安装板安装在外壳上；所述LC滤波电路由电感L1和电容C2组成，所述整流电路的正输出端经电感L1后与电容C2的一端连接，电容C2的另一端与整流电路的负输出端连接；所述供电切换开关K2的不动端与电感L1与电容C2之间的接线点连接；

所述供电电池BT、铁芯、两个所述电磁线圈、电磁感应线圈、整流电路、所述储能电路、所述电源切换电路和所述LC滤波电路组成电控装置；

所述电控装置和控制装置均布设在外壳上，所述外壳以及布设在其上的电控装置、控制装置和单摆系统组成一个单摆发电系统；

所述单摆发电系统的数量为一个或多个；

多个所述单摆发电系统均呈平行布设且多个所述单摆发电系统的外壳紧固连接为一体。

上述一种基于变化磁场的发电系统，其特征是：所述能量采集装置为旋转系统；

所述旋转系统包括圆盘和安装在所述圆盘上的旋转杆，所述圆盘安装在安装板上，所述安装板上设置有供所述圆盘安装的安装轴，所述圆盘固定安装在安装轴上；所述旋转杆的中部以铰接方式安装在安装轴上，所述旋转杆位于所述圆盘上方；所述旋转杆的两端下方均设置有摆动锤，两个所述摆动锤均为与所述供电切换开关K2的所述不动端连接的端部控制节点，所述圆盘上沿圆周方向均匀布设有多个第一接触节点，且所述圆盘上沿圆周方向均匀布设有多个第二接触节点，所述第一接触节点和第二接触节点的数量相同且二者呈交错布设，多个所述第一接触节点均与所述供电切换开关K2的一个所述动端连接，多个所述第二接触节点均与所述供电切换开关K2的另一个所述动端连接。

上述一种基于变化磁场的发电系统，其特征是：所述安装轴为底部固定安装在安装板上的固定轴或底部通过轴承安装在安装板上且能在安装板上进行转动的旋转轴，所述旋转杆固定安装在所述旋转轴上；所述旋转系统还包括带动所述旋转轴进行转动的转动机构，所述转动机构包括同轴套装在所述旋转轴上的涡卷弹簧、套装在涡卷弹簧外侧的转动环和带动转动环转动的手柄，所述手柄安装在转动环上，所述涡卷弹簧的内端固定在所述旋转轴上且其外端固定在转动环上；

所述圆盘包括上圆形板和位于所述上圆形板正下方的下圆形板，所述上圆形板和下圆形板均安装在安装轴上，所述上圆形板和下圆形板上均开有供安装轴穿过的安装孔；多个所述第一接触节点均布设在上圆形板上，所述上圆形板上沿圆周方向开有多个供第二接触节点穿出的第一安装槽，所述第一接触节点与所述第一安装槽呈交错布设，多个所述第一安装槽分别位于多个所述第二接触节点的正上方；

所述供电电池BT为圆形太阳能电池板，所述圆形太阳能电池板安装在安装轴上，所述圆形太阳能电池板上开有供安装轴穿过的安装孔；所述圆形太阳能电池板上开有沿圆周方向开有多个分别供第二接触节点穿出的第二安装槽，多个所述第二安装槽分别位于多个所述第二接触节点的正上方，所述圆形太阳能电池板位于上圆形板和下圆形板之间。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单且加工制作及安装布设方便，投入成本较低。

2、电路设计设计合理，主要包括供电电池BT、铁芯、两个电磁线圈、电磁感应线圈、整流电路、储能电路和电源切换电路，供电电池BT和储能电路组成供电装置，两个电磁线圈均与供电装置连接，两个电磁线圈与所述供电装置之间的供电回路中串接有供电切换开关K2；两个电磁线圈均为螺旋线圈且二者的螺旋方向相反，电磁感应线圈缠绕在铁芯上，电磁感应线圈与整流电路连接，实际接线非常简便，并且安装布设方便。

3、使用操作简便且实现方便，通过控制供电切换开关K2动作，实现供电装置对两个电磁线圈进行交替供电的目的，这样两个电磁线圈形成一个变化的磁场，电磁感应线圈感应该变化的磁场并产生交流电。

4、供电切换开关K2控制简便，采用单摆系统或旋转系统进行控制，并且控制效果非常好。

5、所采用的单摆系统与旋转系统结构设计合理、加工制作及使用操作简便且使用效果好，能利用需采集能量(即周围发生的微小能量)控制供电切换开关K2控制，使用方式灵活，能简便、快速完成能量采集过程并将所采集能量转换为电能输出，为相应的负载供电，经济实用。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，基于变化磁场进行发电，经济实用。同时，采用本实用新型能简便、快速且有效进行能量采集并将所采集能量转换为电能输出。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型电控装置的电流原理图。

图2为本实用新型单摆系统中控制杆的结构示意图。

图3为本实用新型安装杆与球体的结构示意图。

图4为本实用新型球体外侧耐磨涂层的结构示意图。

图5A为本实用新型单摆系统在安装板上的布设位置示意图。

图5B为本实用新型单摆系统与安装板的连接状态示意图。

图6为本实用新型供电切换开关K2的两个动端的结构示意图。

图7A为本实用新型实施例1中单摆系统的结构示意图。

图7B为本实用新型实施例1中单摆系统的前部结构示意图。

图7C为本实用新型实施例1中单摆系统的上部结构示意图。

图8为本实用新型实施例2中供电切换开关K2的两个动端的结构示意图。

图9A为本实用新型实施例3中单摆系统的结构示意图。

图9B为本实用新型实施例3中单摆系统的前部结构示意图。

图9C为本实用新型实施例3中单摆系统的上部结构示意图。

图10为本实用新型实施例4中单摆系统的结构示意图。

图11为本实用新型实施例4中单摆系统的前部结构示意图。

图12为本实用新型实施例5中控制杆的结构示意图。

图13A为本实用新型实施例6中单摆系统的结构示意图。

图13B为本实用新型实施例6中单摆系统的前部结构示意图。

图14为实施例6中本实用新型的结构示意图。

图15A为实施例7中本实用新型的结构示意图。

图15B为实施例7中本实用新型的内部结构示意图。

图16A为本实用新型实施例8中单摆系统的结构示意图。

图16B为本实用新型实施例8中单摆系统的装配示意图。

图16C为本实用新型实施例8中单摆系统的内部结构示意图。

图17A为本实用新型实施例9中单摆系统的结构示意图。

图17B为本实用新型实施例9中单摆系统与安装板的结构示意图。

图17C为本实用新型实施例9中转动机构的安装位置示意图。

图18为本实用新型实施例10中印制电路板的结构示意图。

附图标记说明:

101—左旋线圈； 102—右旋线圈； 103—电磁感应线圈；

104—铁芯； 105—安装板； 106—旋转系统；

1061—上圆形板； 1062—下圆形板； 1063—安装轴；

1064—绝缘垫； 107—上控制节点； 108—左侧接触节点；

108a—第一接触节点； 109—右侧接触节点； 109a—第二接触节点；

1091—涡卷弹簧； 1092—转动环； 1093—手柄；

110—整流电路； 111—印制电路板； 112—可充电电池；

113—电控装置； 114—圆形太阳能电池板；

115—控制装置； 116—辅助节点； 200—单摆系统；

201—控制杆； 201a—上杆体； 201b—下杆体；

202—摆锤； 203—球铰； 203a—球形壳体；

203b—切口； 203c—球体； 203d—安装杆；

204—耐磨涂层； 205—铰接轴； 206—摆动锤；

207—旋转杆； 208—外壳。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2所示，本实用新型包括供电电池BT、铁芯104、两个缠绕在铁芯104上且用于产生电磁场的电磁线圈、置于所述电磁场内且用于电磁感应发电的电磁感应线圈103、将电磁感应线圈103所产生交流电转换为直流电的整流电路110、对整流电路110输出的直流电进行储存的储能电路和与所述供电电池BT并接的电源切换电路，所述供电电池BT和所述储能电路均为两个所述电磁线圈的供电电源，所述电源切换电路由电阻R1和开关K1串接而成，所述开关K1为对两个所述供电电源进行切换的电源切换开关；所述供电电池BT和所述储能电路组成供电装置，两个所述电磁线圈均与所述供电装置连接，两个所述电磁线圈与所述供电装置之间的供电回路中串接有供电切换开关K2；两个所述电磁线圈均为螺旋线圈且二者的螺旋方向相反，所述电磁感应线圈103缠绕在铁芯104上，所述电磁感应线圈103与整流电路110连接。

本实施例中，两个所述电磁线圈和所述电磁感应线圈103均为螺线管缠绕形成的线圈。

并且，所述铁芯104为矩形铁芯，两个所述电磁线圈均缠绕在所述矩形铁芯一侧，所述电磁感应线圈103缠绕在所述矩形铁芯另一侧。

本实施例中，两个所述电磁线圈均缠绕在所述矩形铁芯左侧，所述电磁感应线圈103缠绕在所述矩形铁芯右侧。

实际使用时，所述铁芯104也可以采用环形铁芯或其它类型的多边形铁芯。

本实施例中，两个所述电磁线圈分别为左旋线圈101和右旋线圈102，所述左旋线圈101的螺旋方向为左旋，所述右旋线圈102的螺旋方向为右旋。实际使用时，两个所述电磁线圈所产生电磁场的磁场方向相反，所述左旋线圈101所产生电磁场的下方为S极且其上方为N极，所述右旋线圈102所产生电磁场的下方为N极且其上方为S极。

本实施例中，所述储能电路为储能电容器C1，所述整流电路110为单相整流桥，所述储能电容器C1的两端分别与所述单相整流桥的两个输出端连接。

本实施例中，两个所述电磁线圈的一端均与所述供电装置的一个电源端连接；所述供电切换开关K2为单刀双掷开关，两个所述电磁线圈的另一端分别与供电切换开关K2的两个动端连接，所述供电切换开关K2的不动端与所述供电装置的另一个电源端连接。

本实施例中，两个所述电磁线圈的下端均与所述供电电池BT的正极连接，所述供电电池BT的负极与所述单相整流桥的负输出端连接。

所述供电切换开关K2的两个动端分别为接线端P2和接线端P3，所述供电切换开关K2的不动端为接线端P1。所述左旋线圈101的上端与接线端P2连接，所述右旋线圈102的上端与接线端P3连接。

本实施例中，所述单相整流桥二极管D1、D2、D3和D4连接而成，二极管D1的阳极与二极管D3的阴极连接，二极管D2的阳极与二极管D4的阴极连接，二极管D1的阴极与二极管D2的阴极连接且二者之间的接线点为所述单相整流桥的正输出端，二极管D3的阳极与二极管D4的阳极连接且二者之间的接线点为所述单相整流桥的负输出端。

实际接线时，所述电磁感应线圈103的两端分别与整流电路110的两个输入端连接。

本实施例中，本实用新型还包括LC滤波电路，所述LC滤波电路由电感L1和电容C2组成，所述单相整流桥(即整流电路110)的正输出端经电感L1后与电容C2的一端连接，电容C2的另一端与所述单相整流桥(即整流电路110)的负输出端连接。

实际接线时，所述供电切换开关K2的不动端与电感L1与电容C2之间的接线点连接。

实际使用过程中，两个所述电磁线圈均作为电磁铁使用，所述电磁感应线圈103用于感应电流产生电动势；所述电容C2的两端分别与负载FZ的两个电源端连接，通过本实用新型为负载FZ供电。

本实施例中，所述铁芯104上没有气隙，通过电磁感应线圈103的磁通量与由所述电磁线圈产生的磁通量是相同的。因而，通过电磁感应线圈103对变化的磁通量进行感应并产生电动势，形成交流电。

本实施例中，所述供电电池BT为太阳能电池。

实际使用时，所述供电电池BT也可以采用其它类型的蓄电池。所述供电电池BT的作用在于为两个所述电磁线圈提供初始磁化电流，使所述电磁线圈产生电磁场。初始状态下，所述开关K1处于断开状态，由供电电池BT为两个所述电磁线圈供电。

所述电磁感应线圈103基于电磁感应原理产生的交流电经整流电路110转换为直流电后存储至储能电容器C1内，待储能电容器C1内存储的电能足够为所述电磁线圈进行供电时，控制所述开关K1并使开关K1处于闭合状态，使所述储能电容器C1为两个所述电磁线圈供电。

本实施例中，所述供电切换开关K2为由能量采集装置进行驱动控制的开关，所述供电切换开关K2与所述能量采集装置连接。

结合图7A、图7B和图7C，本实施例中，所述能量采集装置为单摆系统200，所述供电切换开关K2由单摆系统200进行驱动控制。

实际使用时，通过单摆系统200控制供电切换开关K2动作，实现所述供电装置对两个所述电磁线圈进行交替供电的目的，这样两个所述电磁线圈形成一个变化的磁场，电磁感应线圈103感应该变化的磁场并产生交流电。并且，当所述供电装置对两个所述电磁线圈进行快速交替供电时，所述电磁感应线圈103将产生强交流电。

本实用新型所输出的电压公式(1)中N为两个所述电磁线圈的线圈匝数且两个所述电磁线圈的线圈匝数相同，N₂为电磁感应线圈103的线圈匝数，μ₀为真空磁导率且μ₀＝4πx 10^-7H/m，μ＝1000且μ为铁芯104的相对磁导率，A＝1.5×10^-5m²且A为电磁感应线圈103的横截面积；L为磁路长度，Δi为电流变化量，Δt为时间变化量。

本实施例中，N＝N₂＝1000，L＝0.06m。

实际使用时，当通过单摆系统200控制供电切换开关K2实现所述供电装置以60Hz的频率对两个所述电磁线圈进行交替供电时，电磁感应线圈103产生的电流在1/120秒内从最小值0mA增大到最大值30mA，此时Δi＝30mA，Δt＝1/120秒，此时U＝1V。

实际使用时，所述单摆系统200从运动中获取能量进行摆动。

如图2所示，所述单摆系统200包括能往复摆动且摆动过程中带动所述供电切换开关K2的不动端同步进行摆动的控制杆201和固定安装在控制杆201底部的摆锤202，所述控制杆201的上端设置有与所述供电切换开关K2的不动端连接的上控制节点107；结合图3、图5A和图5B，所述控制杆201安装在安装板105上，所述安装板105上安装有两个分别布设在上控制节点107两侧的接触节点。两个所述接触节点呈对称布设且二者组成一个接触节点组。

并且，所述上控制节点107和所述接触节点均为导电节点。

本实施例中，所述安装板105上装有供控制杆201安装的安装杆203d，所述控制杆201与安装杆203d之间以铰接方式进行连接。

本实施例中，所述控制杆201与安装杆203d之间通过球铰203进行连接。实际使用时，所述控制杆201也进行多自由度摆动。

所述球铰203包括球体203c和套装在球体203c上且能绕球体203c转动的球形壳体203a，所述控制杆201以球形壳体203a为界分为上杆体201a和位于上杆体201a下方的下杆体201b，所述上杆体201a与下杆体201b之间通过球形壳体203a进行连接；所述上杆体201a的上端与所述供电切换开关K2的不动端连接。

所述安装杆203d的内端固定在安装板105上，所述球体203c固定安装在安装杆203d的外端。

本实施例中，所述安装杆203d的数量为一个且其与安装板105呈垂直布设。

并且，所述控制杆201以其与安装杆203d之间的铰接位置为界分为上下两个节段，即上杆体201a与下杆体201b。

本实施例中，所述摆锤202为球形摆锤。

为减轻单摆系统200的重量，并减小球体203c与球形壳体203a之间的摩擦，在球形壳体203a上开设多个切口203b。

本实施例中，如图4所示，所述球体203c的外侧均匀涂覆有一层耐磨涂层204，所述耐磨涂层204的作用在于减少摩擦与磨损，并确保球铰203的使用寿命更长。

实际使用过程中，通过摆动安装板105，带动控制杆201进行摆动，所述控制杆201摆动过程中，带动上控制节点107进行摆动，并与两个所述接触节点分别进行交替接触，实现供电切换开关K2的交替动作。实际使用时，可以将安装板208安装在一个壳体上，通过摆动所述壳体，对安装板105进行摆动。

本实施例中，两个所述接触节点分别为位于上控制节点107左右两侧的左侧接触节点108和右侧接触节点109。

本实施例中，所述上控制节点107为球形。

实际使用时，所述接触节点为弧形、半球形或半球缺形。

并且，当所述接触节点为半球形或半球缺形时，所述接触节点均为空心结构。因而，所述接触节点内开有供上控制节点107摆动的球形空腔。

实际加工时，所述接触节点也可以采用其它形状的导电端。

实际使用时，由于所述接触节点为弧形、半球形或半球缺形，这样能有效增加上控制节点107与两个所述接触节点的接触能力或交替频率。所述控制杆201摆动过程中，实现所述供电切换开关K2的所述不动端与两个所述动端交替接触的目的，并相应改变两个所述电磁线圈所产生的电磁场。

本实施例中，如图7A、图7B和图7C，所述安装板105上所安装接触节点的数量为两个，两个所述接触节点均为弧形且二者均呈水平布设。

并且，两个所述接触节点均与安装板105呈平行布设。

本实施例中，所述安装板105和球铰203均采用绝缘材料加工而成。

本实施例中，所述安装板105为矩形平板。

实际使用时，由于上控制节点107与两个所述接触节点分别进行交替接触可能会引起射频干扰，也称为电磁干扰EMI，因而在上控制节点107与两个所述接触节点上均涂覆一层射频垫片所用的材料并形成一个涂层该涂层的材质为铝、铜等，以提供一个用于抑制射频辐射的射频屏蔽，并减少射频干扰，从而增加了本实用新型的发电效率；并且，所涂覆的涂层能有效减小上控制节点107与两个所述接触节点之间的接触电阻。

实施例2

如图8所示，本实施例中，与实施例1不同的是：两个所述接触节点均为半球形。

本实施例中，其余部分的结构和连接关系均与实施例1相同。

实施例3

如图9A、图9B和图9C所示，本实施例中，与实施例1不同的是：两个所述接触节点均为半球缺形。

本实施例中，其余部分的结构和连接关系均与实施例1相同。

实施例4

如图10和图11所示，本实施例中，与实施例1不同的是：两个所述接触节点均为弧形且二者均呈竖直向布设，两个所述接触节点均与安装板105呈垂直布设；所述控制杆201与安装杆203d之间通过铰接轴205进行连接，所述铰接轴205安装在控制杆201上且其与安装杆203d同轴连接。

实际使用时，可根据具体需要，对两个所述接触节点之间的间距进行相应调整。

本实施例中，所述铰接轴205与安装杆203d加工制作为一体。

本实施例中，其余部分的结构和连接关系均与实施例1相同。

实施例5

如图12所示，本实施例中，与实施例1不同的是：所述安装杆203d的数量为多个且其与安装板105均呈垂直布设，每个所述安装杆203d与控制杆201之间均以铰接方式进行连接。所述控制杆201以其与多个所述安装杆203d之间的铰接位置为界由上至下分为多个节段。

本实施例中，每个所述安装杆203d与控制杆201之间均通过球铰203或铰接轴205进行连接。

本实施例中，所述安装杆203d的数量为两个，两个所述安装杆203d分别为上安装杆和位于所述上安装杆下方的下安装杆。

实际使用时，可根据具体需要，对安装杆203d的数量进行相应调整。

所述上安装杆与控制杆201之间通过球铰203进行连接，所述下安装杆与控制杆201之间通过铰接轴205进行连接，所述铰接轴205安装在控制杆201上且其与所述下安装杆同轴连接。

实际使用时，所述控制杆201既可以绕球铰203进行摆动，也可以绕铰接轴205进行摆动，所述控制杆201通过球铰203和铰接轴205由上至下分为三个节段，三个所述节段分别为上部节段、中部节段和下部节段，实际使用非常灵活。当控制杆201绕球铰203进行摆动时，仅安装所述上安装杆，不安装所述下安装杆，并且将控制杆201的中部节段和下部节段固定为一体；当控制杆201绕铰接轴205进行摆动时，仅安装所述下安装杆，不安装所述上安装杆，并且将控制杆201的上部节段和中部节段固定为一体。

本实施例中，其余部分的结构和连接关系均与实施例1相同。

实施例6

如图13A和图13B所示，本实施例中，与实施例4不同的是：所述控制杆201的上部左右两侧分别设置有一个同步摆动的辅助节点116，所述安装板105上安装有两个所述接触节点组，两个所述接触节点组分别为与上控制节点107配合使用的内侧接触节点组和与两个所述辅助节点116配合使用的外侧接触点组，所述外侧接触点组布设于所述内侧接触节点组外侧，每个所述接触节点组均包括左右两个对称布设的所述接触节点。两个所述辅助节点116均与所述供电切换开关K2的所述不动端连接，每个所述接触节点组中的两个所述接触节点分别与所述供电切换开关K2的两个所述动端连接。

本实施例中，所述接触节点为弧形且其呈竖直向布设，所述接触节点均与安装板105呈垂直布设。

所述内侧接触节点组和所述外侧接触节点组中的两个所述接触节点均分别布设于上控制节点107的左右两侧，所述外侧接触节点组中的所述接触节点的尺寸大于所述内侧接触节点组中的所述接触节点的尺寸。

实际使用时，所述上控制节点107与所述内侧接触节点组中的两个所述接触节点交替接触或两个所述辅助节点116与所述外侧接触节点组中的两个所述接触节点交替接触，均能实现对两个所述电磁线圈所产生电磁场进行改变的目的，从而完成满足单摆系统200不同摆动幅度下的发电需求，提高本实用新型的发电效率。

如图14所示，本实用新型还包括外壳208，所述安装板105安装在外壳208上。

实际加工时，所述外壳208由绝缘材料加工而成。

本实施例中，所述供电电池BT、铁芯104、两个所述电磁线圈、电磁感应线圈103、整流电路110、所述储能电路、所述电源切换电路和所述LC滤波电路组成本实用新型的电控装置113，详见图14。

同时，本实用新型还包括对开关K1进行控制的控制装置115，所述开关K1为电磁开关且其与控制装置115连接。

所述电控装置113和所述控制装置115均布设在外壳208上，所述外壳208以及布设在其上的电控装置113、所述控制装置115和单摆系统200组成一个单摆发电系统。

本实施例中，所述外壳208为矩形壳体，所述单摆系统200布设在外壳208的右侧，所述电控装置113和所述控制装置115均布设在外壳208的左侧，并且所述电控装置113位于控制装置115下方。

本实施例中，所述单摆发电系统的数量为一个。

本实施例中，其余部分的结构和连接关系均与实施例4相同。

实施例7

如图15A和图15B所示，本实施例中，与实施例6不同的是：所述单摆发电系统的数量为多个，多个所述单摆发电系统的结构均相同且其由前至后进行布设，多个所述单摆发电系统均呈平行布设，多个所述单摆发电系统的外壳208紧固连接为一体。

本实施例中，所述单摆发电系统的数量为两个。

实际使用时，可根据具体需要，对所述单摆发电系统的数量进行相应调整。

实际使用过程中，多个所述单摆发电系统既可以均布设在同一平面上，也可以由前至后分多排进行布设。

本实施例中，其余部分的结构和连接关系均与实施例6相同。

实施例8

如图16A、图16B和图16C所示，本实施例中，与实施例6不同的是：所述能量采集装置为旋转系统106，所述供电切换开关K2由旋转系统106进行驱动控制。

所述旋转系统106包括圆盘和安装在所述圆盘上的旋转杆207，所述圆盘安装在安装板105上，所述安装板105上设置有供所述圆盘安装的安装轴1063，所述圆盘固定安装在安装轴1063上；所述旋转杆207的中部以铰接方式安装在安装轴1063上，所述旋转杆207位于所述圆盘上方；所述安装轴1063为底部固定安装在安装板105上的固定轴；所述旋转杆207的两端下方均设置有摆动锤206，两个所述摆动锤206均为与所述供电切换开关K2的所述不动端连接的端部控制节点，所述圆盘上沿圆周方向均匀布设有多个第一接触节点108a，且所述圆盘上沿圆周方向均匀布设有多个第二接触节点109a，所述第一接触节点108a和第二接触节点109a的数量相同且二者呈交错布设，多个所述第一接触节点108a均与所述供电切换开关K2的一个所述动端连接，多个所述第二接触节点109a均与所述供电切换开关K2的另一个所述动端连接。

本实施例中，所述端部控制节点、第一接触节点108a和第二接触节点109a均为导电节点。

并且，所述安装板105安装在外壳208上。

实际使用过程中，通过摆动外壳208，带动旋转杆207进行旋转或摆动，所述旋转杆207旋转或摆动过程中，带动两个所述所述端部控制节点同步进行旋转或摆动，并与第一接触节点108a或第二接触节点109a分别进行交替接触，实现供电切换开关K2的交替动作。

本实施例中，所述圆盘包括上圆形板1061和位于所述上圆形板1061正下方的下圆形板1062，所述上圆形板1061和下圆形板1062均安装在安装轴1063上，所述上圆形板1061和下圆形板1062上均开有供安装轴1063穿过的安装孔；多个所述第一接触节点108a均布设在上圆形板1061上，所述上圆形板1061上沿圆周方向开有多个供第二接触节点109a穿出的第一安装槽，所述第一接触节点108a与所述第一安装槽呈交错布设，多个所述第一安装槽分别位于多个所述第二接触节点109a的正上方。

本实施例中，所述供电电池BT为圆形太阳能电池板114，所述圆形太阳能电池板114安装在安装轴1063上，所述圆形太阳能电池板114上开有供安装轴1063穿过的安装孔；所述圆形太阳能电池板114上开有沿圆周方向开有多个分别供第二接触节点109a穿出的第二安装槽，多个所述第二安装槽分别位于多个所述第二接触节点109a的正上方。

并且，所述圆形太阳能电池板114位于上圆形板1061和下圆形板1062之间。

本实施例中，所述安装轴1063由绝缘材料制成。并且，所述安装轴1063上套装有绝缘垫1064。

本实施例中，其余部分的结构和连接关系均与实施例6相同。

实施例9

如图17A、图17B和图17C所示，本实施例中，与实施例8不同的是：所述安装轴1063底部通过轴承安装在安装板105上，所述安装轴1063为能在安装板105上进行转动的旋转轴，所述旋转杆207固定安装在所述旋转轴上；所述旋转系统106还包括带动所述旋转轴进行转动的转动机构，所述转动机构包括同轴套装在所述旋转轴上的涡卷弹簧1091、套装在涡卷弹簧1091外侧的转动环1092和带动转动环1092转动的手柄1093，所述手柄1093安装在转动环1092上，所述涡卷弹簧1091的内端固定在所述旋转轴上且其外端固定在转动环1092上。

本实施例中，所述转动环1092位于所述圆盘下方。

实际使用时，所述转动环1092为齿轮。这样，能通过与转动环1092相啮合的主动齿轮带动转动环1092转动，使用操作简便，使用方式灵活。

本实施例中，其余部分的结构和连接关系均与实施例8相同。

实施例10

如图18所示，本实施例中，与实施例6不同的是：所述电控装置113布设在印制电路板111上，所述供电电池BT为安装在印制电路板111上的可充电电池112。

实际加工时，所述印制电路板111封装于一个立方形壳体上。

本实施例中，其余部分的结构和连接关系均与实施例6相同。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于变化磁场的发电系统，其特征在于：包括供电电池BT、铁芯(104)、两个缠绕在铁芯(104)上且用于产生电磁场的电磁线圈、置于所述电磁场内且用于电磁感应发电的电磁感应线圈(103)、将电磁感应线圈(103)所产生交流电转换为直流电的整流电路(110)、对整流电路(110)输出的直流电进行储存的储能电路和与所述供电电池BT并接的电源切换电路，所述供电电池BT和所述储能电路均为两个所述电磁线圈的供电电源，所述电源切换电路由电阻R1和开关K1串接而成，所述开关K1为对两个所述供电电源进行切换的电源切换开关；所述供电电池BT和所述储能电路组成供电装置，两个所述电磁线圈均与所述供电装置连接，两个所述电磁线圈与所述供电装置之间的供电回路中串接有供电切换开关K2；两个所述电磁线圈均为螺旋线圈且二者的螺旋方向相反，所述电磁感应线圈(103)缠绕在铁芯(104)上。

2.按照权利要求1所述的一种基于变化磁场的发电系统，其特征在于：所述储能电路为储能电容器C1，所述整流电路(110)为单相整流桥，所述储能电容器C1的两端分别与所述单相整流桥的两个输出端连接。

3.按照权利要求1或2所述的一种基于变化磁场的发电系统，其特征在于：还包括LC滤波电路，所述LC滤波电路由电感L1和电容C2组成，所述整流电路(110)的正输出端经电感L1后与电容C2的一端连接，电容C2的另一端与整流电路(110)的负输出端连接；

所述铁芯(104)为矩形铁芯，两个所述电磁线圈均缠绕在所述矩形铁芯一侧，所述电磁感应线圈(103)缠绕在所述矩形铁芯另一侧。

4.按照权利要求1或2所述的一种基于变化磁场的发电系统，其特征在于：两个所述电磁线圈的一端均与所述供电装置的一个电源端连接；所述供电切换开关K2为单刀双掷开关，两个所述电磁线圈的另一端分别与供电切换开关K2的两个动端连接，所述供电切换开关K2的不动端与所述供电装置的另一个电源端连接；

所述供电切换开关K2为由能量采集装置进行驱动控制的开关，所述供电切换开关K2与所述能量采集装置连接。

5.按照权利要求4所述的一种基于变化磁场的发电系统，其特征在于：所述能量采集装置为单摆系统(200)；

所述单摆系统(200)包括能往复摆动且摆动过程中带动所述供电切换开关K2的不动端同步进行摆动的控制杆(201)和固定安装在控制杆(201)底部的摆锤(202)，所述控制杆(201)的上端设置有与所述供电切换开关K2的不动端连接的上控制节点(107)；所述控制杆(201)安装在安装板(105)上，所述安装板(105)上安装有两个分别布设在上控制节点(107)两侧的接触节点；两个所述接触节点呈对称布设且二者组成一个接触节点组；

所述安装板(105)上装有供控制杆(201)安装的安装杆(203d)，所述控制杆(201)与安装杆(203d)之间以铰接方式进行连接。

6.按照权利要求5所述的一种基于变化磁场的发电系统，其特征在于：所述安装杆(203d)的数量为一个或多个，所述控制杆(201)与安装杆(203d)之间通过球铰(203)或铰接轴(205)进行连接；

所述上控制节点(107)为球形，所述接触节点为弧形、半球形或半球缺形。

7.按照权利要求5所述的一种基于变化磁场的发电系统，其特征在于：所述控制杆(201)的上部左右两侧分别设置有一个同步摆动的辅助节点(116)，所述安装板(105)上安装有两个所述接触节点组，两个所述接触节点组分别为与上控制节点(107)配合使用的内侧接触节点组和与两个所述辅助节点(116)配合使用的外侧接触点组，所述外侧接触点组布设于所述内侧接触节点组外侧，每个所述接触节点组均包括左右两个对称布设的所述接触节点，两个所述辅助节点(116)均与所述供电切换开关K2的所述不动端连接，每个所述接触节点组中的两个所述接触节点分别与所述供电切换开关K2的两个所述动端连接。

8.按照权利要求5所述的一种基于变化磁场的发电系统，其特征在于：还包括外壳(208)、LC滤波电路和对开关K1进行控制的控制装置(115)，所述开关K1为电磁开关且其与控制装置(115)连接，所述安装板(105)安装在外壳(208)上；所述LC滤波电路由电感L1和电容C2组成，所述整流电路(110)的正输出端经电感L1后与电容C2的一端连接，电容C2的另一端与整流电路(110)的负输出端连接；所述供电切换开关K2的不动端与电感L1与电容C2之间的接线点连接；

所述供电电池BT、铁芯(104)、两个所述电磁线圈、电磁感应线圈(103)、整流电路(110)、所述储能电路、所述电源切换电路和所述LC滤波电路组成电控装置(113)；

所述电控装置(113)和控制装置(115)均布设在外壳(208)上，所述外壳(208)以及布设在其上的电控装置(113)、控制装置(115)和单摆系统(200)组成一个单摆发电系统；

所述单摆发电系统的数量为一个或多个；

多个所述单摆发电系统均呈平行布设且多个所述单摆发电系统的外壳(208)紧固连接为一体。

9.按照权利要求4所述的一种基于变化磁场的发电系统，其特征在于：所述能量采集装置为旋转系统(106)；

所述旋转系统(106)包括圆盘和安装在所述圆盘上的旋转杆(207)，所述圆盘安装在安装板(105)上，所述安装板(105)上设置有供所述圆盘安装的安装轴(1063)，所述圆盘固定安装在安装轴(1063)上；所述旋转杆(207)的中部以铰接方式安装在安装轴(1063)上，所述旋转杆(207)位于所述圆盘上方；所述旋转杆(207)的两端下方均设置有摆动锤(206)，两个所述摆动锤(206)均为与所述供电切换开关K2的所述不动端连接的端部控制节点，所述圆盘上沿圆周方向均匀布设有多个第一接触节点(108a)，且所述圆盘上沿圆周方向均匀布设有多个第二接触节点(109a)，所述第一接触节点(108a)和第二接触节点(109a)的数量相同且二者呈交错布设，多个所述第一接触节点(108a)均与所述供电切换开关K2的一个所述动端连接，多个所述第二接触节点(109a)均与所述供电切换开关K2的另一个所述动端连接。

10.按照权利要求9所述的一种基于变化磁场的发电系统，其特征在于：所述安装轴(1063)为底部固定安装在安装板(105)上的固定轴或底部通过轴承安装在安装板(105)上且能在安装板(105)上进行转动的旋转轴，所述旋转杆(207)固定安装在所述旋转轴上；所述旋转系统(106)还包括带动所述旋转轴进行转动的转动机构，所述转动机构包括同轴套装在所述旋转轴上的涡卷弹簧(1091)、套装在涡卷弹簧(1091)外侧的转动环(1092)和带动转动环(1092)转动的手柄(1093)，所述手柄(1093)安装在转动环(1092)上，所述涡卷弹簧(1091)的内端固定在所述旋转轴上且其外端固定在转动环(1092)上；

所述圆盘包括上圆形板(1061)和位于所述上圆形板(1061)正下方的下圆形板(1062)，所述上圆形板(1061)和下圆形板(1062)均安装在安装轴(1063)上，所述上圆形板(1061)和下圆形板(1062)上均开有供安装轴(1063)穿过的安装孔；多个所述第一接触节点(108a)均布设在上圆形板(1061)上，所述上圆形板(1061)上沿圆周方向开有多个供第二接触节点(109a)穿出的第一安装槽，所述第一接触节点(108a) 与所述第一安装槽呈交错布设，多个所述第一安装槽分别位于多个所述第二接触节点(109a)的正上方；

所述供电电池BT为圆形太阳能电池板(114)，所述圆形太阳能电池板(114)安装在安装轴(1063)上，所述圆形太阳能电池板(114)上开有供安装轴(1063)穿过的安装孔；所述圆形太阳能电池板(114)上开有沿圆周方向开有多个分别供第二接触节点(109a)穿出的第二安装槽，多个所述第二安装槽分别位于多个所述第二接触节点(109a)的正上方，所述圆形太阳能电池板(114)位于上圆形板(1061)和下圆形板(1062)之间。