CN215420043U - 一种能量收集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种能量收集装置，通过将磁芯的第二臂与第一臂相对设置，将线圈绕组套设在磁芯的第一臂上，再将单一的导磁板设置在第一臂和第二臂之间，同时导磁板可在磁芯的第一臂到第二臂的距离上移动，并且将磁体固定在导磁板朝向所述第一臂的一侧；从而当导磁板和磁体受到按压力与磁芯的第一臂发生相对移动时，只需克服单一导磁板与磁芯的第一臂的吸力就能够实现导磁板与线圈绕组发生相对运动，使导磁板作用在线圈绕组上的磁场强度发生变化，进而产生感应电动势产生电能，与现有技术中需要克服两倍的导磁板吸力相比，提高按压发电装置的能量采集效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关技术领域，特别是涉及一种自发电开关的能量收集装置。
背景技术
随着绿色环保概念的普及，少用电池和采用无电池的技术解决方案被越来越多的关注。特别是对于开关、遥控器、门铃等控制部件，它们都是通过采集按压发电装置产生的微能量来实现独立的自发电控制系统。
但是目前按压开关的动能非常微弱，必须通过特定的装置才能实现大动能按压。并且，现有按压发电装置通常为双导磁板结构。在对发电部件进行按压和复位的过程中，部件会受到来自两个导磁板的阻力，因此无法将按压开关的动能高效率地收集，同时，也无法将按压开关的动能高效率地转换成电能并传递给负载。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种能量收集装置，提高按压发电装置的能量采集效率和能量转换效率。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种能量收集装置，包括磁体、磁芯、导磁板和线圈绕组；
所述磁芯包括相对设置的第一臂和第二臂；
所述磁芯的所述第一臂上套设有所述线圈绕组；
所述导磁板设置在所述第一臂和第二臂之间；
所述磁体固定在所述导磁板朝向所述第一臂的一侧；
所述导磁板可在所述第一臂和第二臂之间上下移动。
进一步地，还包括支撑外壳；
所述磁体、磁芯、导磁板和线圈绕组均设置在所述支撑外壳内。
进一步地，还包括动磁支架；
所述支撑外壳上设置有转轴；
所述动磁支架包括按压板和设置在所述按压板两侧的转轴控制臂；
所述转轴控制臂远离所述按压板的一端设置有转轴孔，所述转轴孔与所述转轴适配；
所述转轴控制臂与所述按压板形成方型腔体，所述磁体设置在所述方型腔体内；
所述磁芯设置在两个所述转轴控制臂之间，并且所述第一臂及所述第二臂沿所述转轴控制臂的高度方向依次设置。
进一步地，所述磁体的磁极方向与所述按压板的按压方向相同。
进一步地，还包括双扭簧；
所述双扭簧包括连接臂、支撑臂和单扭簧；
所述连接臂的两端分别连接一个所述单扭簧的一端，所述单扭簧的另一端连接一个所述支撑臂；
所述按压板靠近所述转轴控制臂的一端设置有U形凹槽；
所述连接臂设置在所述U形凹槽内；
所述支撑臂设置在所述支撑外壳上。
进一步地，还包括按压式复位弹簧；
所述按压式复位弹簧的一端与所述支撑外壳抵接，另一端与所述按压板抵接。
进一步地，还包括铆钉；
所述转轴控制臂靠近所述按压板的一端设置有定位孔；
所述导磁板设置有与所述定位孔适配的第一固定孔；
所述铆钉依次穿过所述第一固定孔和定位孔，以将所述导磁板固定在所述转轴控制臂上。
进一步地，还包括侧板；
所述侧板呈L形；
所述第二臂的两端分别连接一块所述侧板；
所述第二臂与所述侧板将所述线圈绕组包裹；
所述侧板垂直所述第二臂的侧边设置有第二固定孔；
所述支撑外壳上设置有与所述第二固定孔适配的第一固定扣。
进一步地，所述支撑外壳上设置有第二固定扣；
所述第二臂的长度大于所述第一臂的长度；
所述第二臂超出所述第一臂的部分与所述第二固定扣适配。
本实用新型的有益效果在于：通过将磁芯的第二臂与第一臂相对设置，将线圈绕组套设在磁芯的第一臂上，再将单一的导磁板设置在第一臂和第二臂之间，同时导磁板可在磁芯的第一臂到第二臂的距离上移动，并且将磁体固定在导磁板朝向所述第一臂的一侧；从而当导磁板和磁体受到按压力与磁芯的第一臂发生相对移动时，只需克服单一导磁板与磁芯的第一臂的吸力就能够实现导磁板与线圈绕组发生相对运动，使导磁板作用在线圈绕组上的磁场强度发生变化，进而产生感应电动势产生电能，与现有技术中需要克服两倍的导磁板吸力相比，提高按压发电装置的能量采集效率。
附图说明
图1为本实用新型实施例的一种能量收集装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例的一种能量收集装置的动磁支架结构示意图；
图3为本实用新型实施例的一种能量收集装置的动磁支架的安装结构示意图；
图4为本实用新型实施例的一种能量收集装置的支撑外壳结构示意图；
图5为本实用新型实施例的一种能量收集装置的导磁板结构示意图；
图6为本实用新型实施例的一种能量收集装置的铆钉结构示意图；
图7为本实用新型实施例的一种能量收集装置的原理示意图；
图8为现有技术中按压发电机的原理示意图；
图9为本实用新型实施例的一种能量收集装置的双扭簧结构示意图；
图10为本实用新型实施例的一种能量收集装置的安装结构示意图；
图11为本实用新型实施例的一种能量收集装置的另一结构示意图；
图12为本实用新型实施例的一种能量收集装置的另一安装结构示意图；
图13为本实用新型实施例的一种能量收集装置的磁芯结构示意图侧视图；
图14为本实用新型实施例的一种能量收集装置的磁芯结构示意图正视图；
图15为本实用新型实施例的一种能量收集装置的线圈绕组结构示意图；
图16为本实用新型实施例的一种能量收集装置的按压式复位弹簧结构示意图；
标号说明：
1、磁体；2、动磁支架；3、导磁板；4、线圈绕组；5、支撑外壳；6、转轴控制臂；7、方型腔体；8、按压板；9、转轴孔；10、转轴；11、定位孔；12、双扭簧；13、U形凹槽；14、按压式复位弹簧；15、铆钉；16、磁芯；17、第一臂；18、第二臂；19、侧板；20、第二固定孔；21、第一固定扣；22、第二固定扣；23、第一固定孔。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1，一种能量收集装置，包括磁体、动磁支架、导磁板和线圈绕组；
一种能量收集装置，包括磁体、磁芯、导磁板和线圈绕组；
所述磁芯包括相对设置的第一臂和第二臂；
所述磁芯的所述第一臂上套设有所述线圈绕组；
所述导磁板设置在所述第一臂和第二臂之间；
所述磁体固定在所述导磁板朝向所述第一臂的一侧；
所述导磁板可在所述第一臂和第二臂之间上下移动。
从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：通过将磁芯的第二臂与第一臂相对设置，将线圈绕组套设在磁芯的第一臂上，再将单一的导磁板设置在第一臂和第二臂之间，同时导磁板可在磁芯的第一臂到第二臂的距离上移动，并且将磁体固定在导磁板朝向所述第一臂的一侧；从而当导磁板和磁体受到按压力与磁芯的第一臂发生相对移动时，只需克服单一导磁板与磁芯的第一臂的吸力就能够实现导磁板与线圈绕组发生相对运动，使导磁板作用在线圈绕组上的磁场强度发生变化，进而产生感应电动势产生电能，与现有技术中需要克服两倍的导磁板吸力相比，提高按压发电装置的能量采集效率。
进一步地，还包括支撑外壳；
所述磁体、磁芯、导磁板和线圈绕组均设置在所述支撑外壳内。
由上述描述可知，将磁体、磁芯、导磁板和线圈绕组均设置在支撑外壳内，通过与开关共用一个支撑外壳，使得整个能量收集装置的结构更精简，同时减少了资源的浪费。
进一步地，还包括动磁支架；
所述支撑外壳上设置有转轴；
所述动磁支架包括按压板和设置在所述按压板两侧的转轴控制臂；
所述转轴控制臂远离所述按压板的一端设置有转轴孔，所述转轴孔与所述转轴适配；
所述转轴控制臂与所述按压板形成方型腔体，所述磁体设置在所述方型腔体内；
所述磁芯设置在两个所述转轴控制臂之间，并且所述第一臂及所述第二臂沿所述转轴控制臂的高度方向依次设置。
由上述描述可知，通过将磁体放置在方型腔体内，使得动磁支架运动的过程中磁体不会从动磁支架上脱落；同时，通过在转轴控制臂的一端设置转轴孔，在支撑外壳内设置转轴，将转轴孔和转轴配合连接，使得按压板受到按压力时，动磁支架能够以转轴控制臂的一端为支点进行旋转从而带动导磁板和磁体运动。
进一步地，所述磁体的磁极方向与所述按压板的按压方向相同。
由上述描述可知，通过将磁体的磁极方向与按压板的按压方向相同，使得导磁板只与磁体的一个磁极面接触，能够最大程度的提高导磁体的磁力，从而提升能量转换效率。
进一步地，还包括双扭簧；
所述双扭簧包括连接臂、支撑臂和单扭簧；
所述连接臂的两端分别连接一个所述单扭簧的一端，所述单扭簧的另一端连接一个所述支撑臂；
所述按压板靠近所述转轴控制臂的一端设置有U形凹槽；
所述连接臂设置在所述U形凹槽内；
所述支撑臂设置在所述支撑外壳上。
由上述描述可知，通过在按压板靠近转轴控制臂的一端设置有U形凹槽，使得按压力需要克服的弹簧弹力减小的，同时也使得双扭簧受力更加均匀，保证按压的过程中双扭簧不脱离按压板实现按压力的传递。
进一步地，还包括按压式复位弹簧；
所述按压式复位弹簧的一端与所述支撑外壳抵接，另一端与所述按压板抵接。
由上述描述可知，通过设置按压式复位弹簧，使得当按压板受力下压时，能够通过复位弹簧快速复位。
进一步地，还包括铆钉；
所述转轴控制臂靠近所述按压板的一端设置有定位孔；
所述导磁板设置有与所述定位孔适配的第一固定孔；
所述铆钉依次穿过所述第一固定孔和定位孔，以将所述导磁板固定在所述转轴控制臂上。
由上述描述可知，通过采用“铆钉能够将导磁板与磁体牢牢地铆合在动磁支架上，避免了导磁板与磁体分离，而导致导磁板磁性减弱使得能量转换效率减低的问题。
进一步地，还包括侧板；
所述侧板呈L形；
所述第二臂的两端分别连接一块所述侧板；
所述第二臂与所述侧板将所述线圈绕组包裹；
所述侧板垂直所述第二臂的侧边设置有第二固定孔；
所述支撑外壳上设置有与所述第二固定孔适配的第一固定扣。
由上述描述可知，通过在磁芯的第二臂的两侧设置L形侧板，在L形侧板上设置固定孔，并且支撑外壳上设置有与固定孔对应的第一固定扣，使得磁芯能够牢牢的固定在支撑外壳内，使得磁芯和线圈绕组构成的整体也更加稳固。
进一步地，所述支撑外壳上设置有第二固定扣；
所述第二臂的长度大于所述第一臂的长度；
所述第二臂超出所述第一臂的部分与所述第二固定扣适配。
由上述描述可知，通过在支撑外壳上设置第二固定扣，且第二臂超出第一臂的部分与第二固定扣适配，进一步使得磁芯能够牢牢的固定在支撑外壳内，提高结构的稳定性。
实施例一
一种能量收集装置，包括磁体1、磁芯16、导磁板3、线圈绕组4、动磁支架2和支撑外壳5；
请参照图1，所述磁体1、磁芯16、导磁板3、动磁支架2和线圈绕组4均设置在所述支撑外壳5内；所述支撑外壳5是提供按压发电机的整体受力支撑体，是利用开关(或遥控器、门铃)的外壳作为共用支撑体；
所述磁芯16包括相对设置的第一臂17和第二臂18；所述磁芯16的所述第一臂17上套设有所述线圈绕组4；所述导磁板3设置在所述第一臂17和第二臂18之间；所述磁体1固定在所述导磁板3朝向所述第一臂17的一侧；所述磁芯16采用具有良好的导磁能力、且易于冲压成型的熟铁制成；其中，所述磁体1为采用钕铁硼制作成的方形强力永磁铁，在一个可选的实施方式中，其尺寸为8mm*6mm*2.5mm；磁场强度为3000-3300高斯；所述导磁板3是采用具备良好的导磁能力的铁板制作的“一”型导磁部件，其特征是厚度小仅为1mm；整个发电机结构中只有一个所述导磁板3；
所述导磁板3可在所述第一臂17和第二臂18之间上下移动，具体的：
请参照图2至图6，所述支撑外壳5上设置有转轴10；所述动磁支架2包括按压板8和设置在所述按压板8两侧的转轴控制臂6，其中，所述按压板8和转轴控制臂6一体成型；所述转轴控制臂6远离所述按压板8的一端设置有转轴孔9，所述转轴孔9与所述转轴10适配；所述转轴控制臂6与所述按压板8形成方型腔体7，所述磁体1设置在所述方型腔体7内；所述磁芯16设置在两个所述转轴控制臂6之间，并且所述第一臂17及所述第二臂18沿所述转轴控制臂6的高度方向依次设置；所述磁体1的磁极方向与所述按压板8的按压方向相同；当所述按压板8受到按压力时，所述动磁支架2以所述旋转轴10为圆心进行旋转，而所述磁芯16固定在所述支撑外壳5内，从而通过所述动磁支架2带动所述导磁板3和所述磁体1相对所述第一臂17进行上下移动；
请参照图5和图6，所述转轴控制臂6靠近所述按压板8的一端设置有定位孔11；在一个可选的实施方式中，采用铆钉15进行定位连接；所述铆钉15为“工”型空心套筒，内径尺寸为2mm；所述导磁板3设置有与所述定位孔11适配的第一固定孔23；所述铆钉15依次穿过所述第一固定孔23和定位孔11，以将所述导磁板3固定在所述转轴控制臂6上，具体的：
所述铆钉15的主体部分贯穿所述定位孔11，并与所述转轴控制臂6的底部配合将所述导磁板3和磁体1固定在所述铆钉15两端的外沿部之间；
请参照图15，线圈采用外径为0.15mm-0.20mm的铜芯漆包线，绕制形成空心的所述线圈绕组4；所述线圈绕组4包括两个电极输出端口，和一个方形安装孔，用于套设在所述第一臂17上；其作用是当磁芯16上的磁场强度发生改变时，根据发拉第电磁感应定律在所述线圈绕组4的两个输出端之间就会产生感应电动势；
请参照图7，所述能量收集装置的原理如下：
初始状态时，由于所述导磁板3贴合于所述磁体1的一个磁极面，使得所述导磁板3通过所述磁体1产生N极或S极的磁性，从而吸附在所述第一臂17上；当按压所述按压板8后，所述动磁支架2以两个所述转轴10的连线为旋转轴10向靠近所述第二臂18的一侧运动；此时，所述导磁板3与所述第一臂17之间的距离发生变化，进而产生感应电动势产生电能；
设手按压所述按压板8的力为Fa，复位组件回到原始位置的力为Fr，所述导磁板3与所述磁体1的重力为Fm，所述导磁场板与所述第一臂17之间的磁场吸力为Fc；
当所述按压板8被按压后，所述导磁板3与所述第一臂17便脱离了吸合关系，复位组件所承受的力为所述磁体1与所述导磁板3的重力Fm，即Fr＝Fm；当所述动磁支架2复位后再次按压所述按压板8时，此时由于所述导磁板3与所述第一臂17吸合，按压力需要克服吸合力Fc与复位弹力Fr，即Fa＝Fc+Fr＝Fc+Fm；
请参照图8，现有技术中采用两个导磁板的发电机，
当受到按压力后，位于磁体上方的导磁板会与磁芯吸合产生吸力Fc；同时复位组件还要承受磁铁与导磁场板的重力Fm，因此按压后复位组件需要承受的力就是Fr＝Fc+Fm；复位后位于磁体下方的导磁板也会与磁芯吸合产生吸力Fc；则按压力需要克服吸合力Fc与复位弹力Fr，即Fa＝Fr+Fc＝Fc+Fm+Fc＝2*Fc+Fm；
可见本技术方案中按压需要克服的力更小，因此其动能转化效率更高。
实施例二
本实施例与实施例一的不同在于，通过双扭簧12实现所述动磁支架2的复位；
请参照图2、图3和图9，所述双扭簧12包括连接臂、支撑臂和单扭簧；所述连接臂的两端分别连接一个所述单扭簧的一端，所述单扭簧的另一端连接一个所述支撑臂；所述按压板8靠近所述转轴控制臂6的一端设置有U形凹槽13；所述连接臂设置在所述U形凹槽13内；所述支撑臂设置在所述支撑外壳5上；在一个可选的实施方式中，所述双扭簧12为采用0.5mm-0.8mm的弹簧钢线制作的斜角型弹簧；所述连接臂接收所述按压板8的压力，所述支撑臂接收所述支撑外壳5的压力，当压缩力解除后，双扭簧12的回弹力能够通过所述连接臂释放；请参照图1和图10，为上述结构均安装至所述支撑外壳5内后的结构示意图。
实施例三
本实施例与实施例一或二的不同在于，通过按压式复位弹簧14实现所述动磁支架2的复位；
请参照图11，所述按压式复位弹簧14的一端与所述支撑外壳5抵接，另一端与所述按压板8抵接；请参照图12，为上述结构均安装至所述支撑外壳5内后的结构示意图。
实施例四
本实施例与实施例一至三中任一的不同在于，限定了所述磁芯16的结构；
请参照图13和图14，所述磁芯16还包括侧板19；所述侧板19呈L形；所述第二臂18的两端分别连接一块所述侧板19；所述第二臂18与所述侧板19将所述线圈绕组4包裹；所述侧板19垂直所述第二臂18的侧边设置有第二固定孔20；所述支撑外壳5上设置有与所述第二固定孔20适配的第一固定扣21；
请参照图4，所述支撑外壳5上设置有第二固定扣22；所述第二臂18的长度大于所述第一臂17的长度；所述第二臂18超出所述第一臂17的部分与所述第二固定扣22适配。
综上所述，本实用新型提供的一种能量收集装置，通过将磁体和线圈绕组分别设置于动磁支架内的两端，设置单一导磁板将磁体固定在动磁支架的一端内，并通过磁芯将线圈绕组固定在动磁支架的转轴控制臂之间，且导磁板可在磁芯的第一臂到第二臂的距离上移动，从而当导磁板和磁体受到按压力与磁芯的第一臂发生相对移动时，只需克服单一导磁板与磁芯的第一臂的吸力就能够实现导磁板与线圈绕组发生相对运动，使导磁板作用在线圈绕组上的磁场强度发生变化，进而产生感应电动势产生电能，与现有技术中需要克服两倍的导磁板吸力相比，提高按压发电装置的能量采集效率；同时，通过将整个能量收集装置设置在支撑壳体内，而支撑壳体为开关、遥控器或门铃外壳的共用体，与现有技术中单独设计的壳体相比节省了结构所需的材料。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种能量收集装置，其特征在于，包括磁体、磁芯、导磁板和线圈绕组；
所述磁芯包括相对设置的第一臂和第二臂；
所述磁芯的所述第一臂上套设有所述线圈绕组；
所述导磁板设置在所述第一臂和第二臂之间；
所述磁体固定在所述导磁板朝向所述第一臂的一侧；
所述导磁板可在所述第一臂和第二臂之间上下移动。
2.根据权利要求1所述的一种能量收集装置，其特征在于，还包括支撑外壳；
所述磁体、磁芯、导磁板和线圈绕组均设置在所述支撑外壳内。
3.根据权利要求2所述的一种能量收集装置，其特征在于，还包括动磁支架；
所述支撑外壳上设置有转轴；
所述动磁支架包括按压板和设置在所述按压板两侧的转轴控制臂；
所述转轴控制臂远离所述按压板的一端设置有转轴孔，所述转轴孔与所述转轴适配；
所述转轴控制臂与所述按压板形成方型腔体，所述磁体设置在所述方型腔体内；
所述磁芯设置在两个所述转轴控制臂之间，并且所述第一臂及所述第二臂沿所述转轴控制臂的高度方向依次设置。
4.根据权利要求3所述的一种能量收集装置，其特征在于，所述磁体的磁极方向与所述按压板的按压方向相同。
5.根据权利要求3所述的一种能量收集装置，其特征在于，还包括双扭簧；
所述双扭簧包括连接臂、支撑臂和单扭簧；
所述连接臂的两端分别连接一个所述单扭簧的一端，所述单扭簧的另一端连接一个所述支撑臂；
所述按压板靠近所述转轴控制臂的一端设置有U形凹槽；
所述连接臂设置在所述U形凹槽内；
所述支撑臂设置在所述支撑外壳上。
6.根据权利要求3所述的一种能量收集装置，其特征在于，还包括按压式复位弹簧；
所述按压式复位弹簧的一端与所述支撑外壳抵接，另一端与所述按压板抵接。
7.根据权利要求3所述的一种能量收集装置，其特征在于，还包括铆钉；
所述转轴控制臂靠近所述按压板的一端设置有定位孔；
所述导磁板设置有与所述定位孔适配的第一固定孔；
所述铆钉依次穿过所述第一固定孔和定位孔，以将所述导磁板固定在所述转轴控制臂上。
8.据权利要求7所述的一种能量收集装置，其特征在于，还包括侧板；
所述侧板呈L形；
所述第二臂的两端分别连接一块所述侧板；
所述第二臂与所述侧板将所述线圈绕组包裹；
所述侧板垂直所述第二臂的侧边设置有第二固定孔；
所述支撑外壳上设置有与所述第二固定孔适配的第一固定扣。
9.根据权利要求8所述的一种能量收集装置，其特征在于，所述支撑外壳上设置有第二固定扣；
所述第二臂的长度大于所述第一臂的长度；
所述第二臂超出所述第一臂的部分与所述第二固定扣适配。
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