CN217406335U - 按压式发电装置和信号发射器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及自发电技术领域，尤其涉及一种按压式发电装置和信号发射器。其中按压式发电装置包括永磁体组件、弹性复位机构、线圈组件和铁芯，弹性复位机构与永磁体组件连接，以在外力作用下带动永磁体组件往复运动；永磁体组件的截面形状为C形，铁芯的形状为L形，且铁芯的一端伸入到永磁体组件的内部，在永磁体组件往复运动的过程中，永磁体组件的两个磁极分别与铁芯交替接触；线圈组件套设在铁芯上，用于与外部的供能触发模块形成闭合回路。通过对永磁体组件的按压，即可实现永磁体组件不同磁极与铁芯的切换接触，加上与外部供能触发模块的闭合，感应形成感应电流，该按压式发电装置的铁芯采用L形，可减小该发电装置的尺寸，整体结构更加紧凑。

Description

按压式发电装置和信号发射器

技术领域

本公开涉及自发电技术领域，尤其涉及一种按压式发电装置和信号发射器。

背景技术

随着科技进步，传统有线的信号发射装置逐步被无线的信号发射装置所取代，减少了有线的布局束缚，越来越多的无线信号发射装置应运而生。

现在市场上很多无线信号发射装置，仍采用内置电池形式来实现信号发射能量供给，不论是充电电池，还是一次性电池，都避免不了给无线发射装置重新上电驱动。这不仅造成了电池的浪费、环境污染，也对用户使用造成了一定的不便。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种按压式自发电装置和信号发射器。

本公开提供了按压式发电装置，包括永磁体组件、弹性复位机构、线圈组件和铁芯，所述弹性复位机构与所述永磁体组件连接，以在外力作用下带动所述永磁体组件往复运动；所述永磁体组件的截面形状为C形，所述铁芯的形状为L形，且所述铁芯的一端伸入到所述永磁体组件的内部，在所述永磁体组件往复运动的过程中，所述永磁体组件的两个磁极分别与所述铁芯交替接触；所述线圈组件套设在所述铁芯上，用于与供能触发模块形成闭合回路。

可选的，所述永磁体组件包括永磁体和分别与所述永磁体的两个磁极连接的第一导磁件和第二导磁件，所述第一导磁件与所述第二导磁件分别从所述永磁体的边缘向外伸出形成第一接触臂和第二接触臂，且所述第一接触臂和第二接触臂相对设置。

可选的，所述第一导磁件和所述第二导磁件分别与所述永磁体的两个磁极的端部贴合设置。

可选的，所述第一导磁件和第二导磁件均采用软磁材料制成。

可选的，所述弹性复位机构包括弹簧。

可选的，所述第一接触臂、第二接触臂和所述铁芯平行设置。

可选的，所述第一接触臂和所述第二接触臂之间的间距为L，所述铁芯伸入到所述第一接触臂和第二接触臂之间的部分的厚度为N，所述弹簧的最大压缩量为M，M≥L-N。

可选的，其特征在于，所述铁芯包括第一铁芯部和第二铁芯部，所述第一铁芯部和所述第二铁芯部垂直设置，且所述第一铁芯部伸入到所述永磁体组件的内部，所述第二铁芯部用于套设所述线圈组件。

可选的，还包括外围导磁件，所述外围导磁件包围在所述线圈组件的外部，且所述外围导磁件与所述第二铁芯部接触连接。

本公开实施例还提供了一种信号发射装置，包括如上述任一项所述的按压式发电装置。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：本公开实施例提供的按压式发电装置，将永磁体组件与弹性复位机构连接，以在外力作用下带动永磁体组件往复运动，永磁体组件的截面形状设置为C形，铁芯的形状设置为L形，并将铁芯的一端伸入到永磁体组件的内部，在永磁体组件做往复运动的过程中，永磁体组件的两个磁极交替的与铁芯接触，在初始状态下，弹性复位机构不受外力作用，支撑永磁体组件的下端与铁芯接触，当按压永磁体组件时，永磁体组件随弹性复位机构的变形移动，直至永磁体组件的上端与铁芯接触，永磁体组件的上端和下端分别是永磁体的两个磁极，因此，永磁体组件在初始状态和按压状态下，在铁芯上形成的磁力线的方向是相反的，根据法拉第定律，初始状态及按压状态下的磁力线方向翻转180度，引起磁通量变化，进而产生感应电动势。由于外部的供能触发模块与线圈组件相连形成了闭合回路，因此经过电路的修正及储能为供能触发模块发射信号提供了足够的信号。当外力释放后，弹性复位机构带动永磁组件回到初始状态，也就是永磁体组件复位到下端与铁芯接触的位置。该按压式发电装置，通过对永磁体组件的按压，即可实现永磁体组件不同磁极与铁芯的切换接触，改变铁芯上磁力线的反向，从而改变磁通量的变化，加上与外部供能触发模块的闭合，感应形成感应电流，克服了以往信号发射器需要更换电池，不方便的问题，也降低了环境污染和能源的浪费。另外该按压式发电装置的铁芯采用L形，可以减小该发电装置沿沿长度方向的尺寸和沿宽度方向的尺寸，使得整体结构更加紧凑。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开一些实施例所述按压式发电装置的结构示意图；

图2为本公开一些实施例所述按压式发电装置在初始状态下的原理图；

图3为图2的俯视图；

图4为本公开一些实施例所述按压式发电装置在按压状态下的原理图；

图5为图4的俯视图。

其中，1、永磁体；101、第一导磁件；102、第二导磁件；2、弹性复位机构；3、铁芯；301、第一铁芯部；302、第二铁芯部；4、线圈组件；5、外围导磁件；6、供能触发模块。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1至图5所示，本公开实施例提供了一种按压式发电装置，包括永磁体组件、弹性复位机构2、线圈组件4和铁芯3，弹性复位机构2与永磁体组件连接，以在外力作用下带动永磁体组件往复运动，永磁体组件的截面形状为C形，铁芯3的形状为L形，且铁芯3的一端伸入到永磁体组件的内部，在永磁体组件往复运动的过程中，永磁体组件的两个磁极分别与铁芯3交替接触，线圈组件4套设在铁芯3上，用于与外部的供能触发模块6形成闭合回路。

具体的，在本公开的一些实施例中，弹性复位机构2的下端固定，上端与永磁体组件连接，永磁体组件的上端为N极，下端为S极，在初始状态下，弹性复位机构2的支撑作用下，永磁体组件的下端与铁芯3接触，当按压永磁体组件时，弹性复位机构2在外力作用下发生弹性变形，带动永磁体1向下移动，直至移动到永磁体组件的上端与铁芯3接触，由于永磁体组件的上端和下端的磁极相反，因此，在弹性复位机构2处于初始状态和按压状态下，永磁体组件的N极和S极分别与铁芯3接触，铁芯3上产生的磁力线的方向是相反的，根据发拉第定律，初始状态和按压状态下的磁力线方向翻转180度，引起磁通量的变化，进而产生感应电动势。由于外部供能触发模块6与线圈组件4形成闭合回路，因此，经过电路的修正及储能为供能触发模块6发射信号提供了足够的信号。当外力释放后，弹性复位机构2带动永磁体组件回到初始位置，也就是永磁体组件复位到下端与铁芯3接触的位置。该按压式发电装置，通过将铁芯3与永磁体组件不同磁极之间的切换接触，改变了铁芯3中磁力线的方向和磁通量，加上外部供能触发模块6的配合，感应形成感应电流，克服了传统信号发射器更换电池不方便的问题，也降低了环境污染和能源的浪费。

进一步的，结合图2和图4所示，在本公开的一些实施例中，永磁体组件包括永磁体1和分别与永磁体1的两个磁极连接的第一导磁件101和第二导磁件102，其中，第一导磁件101和第二导磁件102分别从永磁体1的边缘向外伸出形成第一接触臂和第二接触臂，且第一接触臂和第二接触臂相对设置。具体的，永磁体1的两端分别为永磁体1的两个磁极，在本公开的一些实施例中，永磁体1的上端为N极，下端为S极，第一导磁件101与永磁体1的上端连接，被永磁体1的N极磁化，具有与N极相同的磁性。第二导磁件102与永磁体1的下端连接，第二导磁件102被永磁体1的S极磁化，具有与S极相同的磁性。第一接触臂、第二接触臂和永磁体1共同构成的永磁体组件的截面形状为C形。在初始状态下，第二接触臂与铁芯3接触，在按压状态下，永磁体组件向下移动，第一接触臂与铁芯3接触，当按压结束之后，在弹性复位机构2的作用下，永磁体组件复位到初始状态，因此，通过按压永磁体组件即可实现永磁体组件位置的切换，通过松开永磁体组件即可使永磁体组件复位，进而实现永磁体组件的第一接触臂和第二接触臂交替的与铁芯3接触，以使铁芯3与永磁体组件的N极和S极交替接触，进而实现磁通量的变化，形成感应电流。

进一步的，在本公开的一些实施例中，第一导磁件101和第二导磁件102分别与永磁体1的两个磁极的端部贴合设置。贴合设置可以增大第一导磁件101及第二导磁件102与永磁体1的两个磁极的接触面积，提高第一导磁件101和第二导磁件102被磁化的效果。在本公开的一些实施例中，第一导磁件101和第二导磁件102设置为板状结构，第一导磁件101和第二导磁件102完全覆盖在永磁体1上，并能够从永磁体1的边缘处向外伸出，伸出的部分分别形成第一接触臂和第二接触臂，用于与铁芯3接触。

进一步的，第一导磁件101和第二导磁件102采用软磁材料制成。软磁材料是具有低矫顽力的磁性材料，亦称高导磁材料。在电力工业中用于制造电机、变压器等电器设备的铁芯3。典型的软磁材料，可以用最小的外磁场实现最大的磁化强度。应用最多的软磁材料是铁硅合金(硅钢片)以及各种软磁铁氧体等。在本公开的实施例中采用软磁材料制成第一导磁件101和第二导磁件102，可以进一步增强第一导磁件101和第二导磁件102被磁化的效果。

铁芯3的形状为L形，其中铁芯3的一端伸入到第一接触臂与第二接触臂之间，另一端用于套设线圈组件4。具体的，结合图3和图5所示，在本公开的一些实施例中，铁芯3包括第一铁芯部301和第二铁芯部302，第一铁芯部301和第二铁芯部302垂直设置，且第一铁芯部301伸入到永磁体组件的内部，也就是伸入到第一接触臂与第二接触臂之间，第二铁芯部302用于套设线圈组件4。将铁芯3设置成L形的结构，可以减小该发电装置整体沿第一铁芯部301的长度方向的尺寸和沿第二铁芯部302的长度方向的尺寸。且仅有第一铁芯部301伸入到第一接触臂和第二接触臂之间，在铁芯3与第一接触臂或第二接触臂接触时，也仅有第一铁芯部301与第一接触臂接触，或第一铁芯部301与第二接触臂接触，避免第一接触臂和第二接触臂同时与铁芯3接触，影响磁化效果。

当然，第一铁芯部301也可以与第二铁芯部302呈一定夹角设置，夹角的范围为0度至180度，第一铁芯部301和第二铁芯部302之间的角度不同，并不影响该按压式发电装置的整体发电效果。因此，本领域技术人员可以根据产品的实际需要进行合理的调整，并不局限于第一铁芯部301与第二铁芯部302垂直这一种方式。本领域技术人员需要理解的是，这里所述的“垂直”并不是绝对的垂直，因此生产误差或转配误差，可以允许，第一铁芯部301和第二铁芯部302之间的角度存在一些合理的误差范围。

进一步的，弹性复位结构包括弹簧、弹片、扭簧等弹性件中的其中一种或多种。在本公开的一些实施例中，弹性复位机构2采用弹簧，第二导磁件102的下表面上设于固定部，弹簧的上端固定安装在固定部上，下端与外部装置连接，这里的外部装置可以是门铃、开关或无线呼叫器等信号发射装置的外壳。弹簧具有复位效果好、结构简单和易操作等优点。

进一步的，在本公开的一些实施例中，第一接触臂、第二接触臂和铁芯3平行设置。这样一来，可以增大第一接触臂、第二接触臂和铁芯3的接触面积，提高磁化效果。

具体的，定义第一接触臂和第二接触臂之间的间距为L，铁芯3伸入到第一接触臂和第二接触臂之间的部分的厚度为N，也就是第一铁芯部301的厚度为N，弹簧的最大压缩量为M。L>N，以保证，第一接触臂与第二接触臂能够交替的与铁芯3接触，也就是第一接触臂与铁芯3接触时，第二接触臂与铁芯3之间存在间隙，同样的，第二接触臂与铁芯3接触时，第一接触臂与铁芯3之间也存在间隙。进一步的，M≥L-N，以保证在按压永磁体组件时，第一接触臂能够与铁芯3接触，并在取消按压时，永磁体1能够复位到第二接触臂与铁芯3的接触的初始位置。

进一步的，在本公开的一些实施例中，该按压式发电装置还包括外围导磁件5，外围导磁件5与第二铁芯部302接触，用来增强第二铁芯部302的磁感应能量。

具体的，结合图1所述，在本公开的一些实施例中，外围导磁件5围设在线圈组件4的外部，可以是完全包裹线圈组件4，可以是半包裹的形式。进一步的，第二铁芯部302的截面形状为矩形，且第二铁芯部302沿靠近第一铁芯部301的方向上一次设有第一配合段和第二配合段，第一配合段的宽度小于第二配合段的宽度，因此，会在第一配合段和第二配合段的连接处形成一个台阶面，线圈组件4套设在第二配合段上，外围导磁件5是一个类似于壳体的组件，其外围导磁件5的一侧的侧壁上设有第一装配孔，第一装配孔的形状和尺寸与第一配合段的截面形状和尺寸相匹配，在安装时，外围导磁件5通过第一装配孔与第一配合段配合，将外围导磁件5与铁芯3连接在一起，外围导磁件5的其他侧壁则包围在线圈组件4的外部。

进一步的，在本公开的一些实施例中，线圈组件4包括线圈固定架和缠绕在线圈固定架上的线圈，线圈固定架上设有第二装配孔，第二配合段穿设在第二装配孔内。线圈可以是单线圈，也可以是多组线圈串联。

如图1所示，以本公开的其中一个实施例中的按压式发电装置为例，该按压式发电装置包括线圈组件4、L形的铁芯3、永磁体1、设置在永磁体1两端的第一导磁件101和第二导磁件102，以及与第二导磁件102的下表面连接的弹簧，永磁体1的形状为圆形，且永磁体1的上端为N极，下端为S极，第一导磁件101与永磁体1的上端连接，且从永磁体1的上端边缘处伸出一部分形成第一接触臂，第二导磁件102与永磁体1的下端连接，且从永磁体1的下端边缘处伸出一部分形成第二接触臂，铁芯3固定设置，且第一铁芯部301伸入到第一接触臂与第二接触臂之间的空间内，第二铁芯部302用于套设线圈组件4。在初始状态下，在弹簧的支撑作用下，第二导磁件102的上表面与铁芯3的下表面接触，将铁芯3磁化，在铁芯3上形成的磁力线方向沿远离铁芯3的方向，当按压永磁体组件时，弹簧发生变形，带动永磁体组件向下移动，直至第一接触臂的下表面与铁芯3的上表面接触，件铁芯3磁化，在铁芯3上形成的磁力线方向沿靠近铁芯3的方向。由于永磁体组件在初始状态和按压状态下，在铁芯3上形成的磁力线方向相反，根据法拉第定律可知，初始状态和按压状态下，因磁力线方向翻转180度，引起磁通量的变化，进而产生感应电动势。在按压释放之后，受到弹簧弹力的作用，永磁体组件将复位至初始位置，也就是N极与铁芯3贴合接触的位置。通过连续的按压和释放，实现永磁体组件的N极和S极交替的与铁芯3接触，进行形成连续的感应电动势，实现按压发电的效果。

需要说明的是，永磁体1的磁极可以调转反向，也就是说永磁体1的磁极不限于本实施例中的上端为N极，下端为S极，也可以是上端为S极，下端为N极，当永磁体1的磁极调转方向时，造成的输入电流的正负极相反。

此外，在本公开的一些实施例中，还提供了一种信号发射器，包括上述的按压式发电装置，该信号发射器可以是门铃、开关或无线呼叫器等装置。通过按压式发电装置为该信号发射器提供触发电能。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种按压式发电装置，其特征在于，包括永磁体组件、弹性复位机构、线圈组件和铁芯，所述弹性复位机构与所述永磁体组件连接，以在外力作用下带动所述永磁体组件往复运动；所述永磁体组件的截面形状为C形，所述铁芯的形状为L形，且所述铁芯的一端伸入到所述永磁体组件的内部，在所述永磁体组件往复运动的过程中，所述永磁体组件的两个磁极分别与所述铁芯交替接触；所述线圈组件套设在所述铁芯上，用于与供能触发模块形成闭合回路。

2.根据权利要求1所述的按压式发电装置，其特征在于，所述永磁体组件包括永磁体和分别与所述永磁体的两个磁极连接的第一导磁件和第二导磁件，所述第一导磁件与所述第二导磁件分别从所述永磁体的边缘向外伸出形成第一接触臂和第二接触臂，且所述第一接触臂和第二接触臂相对设置。

3.根据权利要求2所述的按压式发电装置，其特征在于，所述第一导磁件和所述第二导磁件分别与所述永磁体的两个磁极的端部贴合设置。

4.根据权利要求2所述的按压式发电装置，其特征在于，所述第一导磁件和所述第二导磁件均采用软磁材料制成。

5.根据权利要求2所述的按压式发电装置，其特征在于，所述弹性复位机构包括弹簧。

6.根据权利要求5所述的按压式发电装置，其特征在于，所述第一接触臂、第二接触臂和所述铁芯平行设置。

7.根据权利要求6所述的按压式发电装置，其特征在于，所述第一接触臂和所述第二接触臂之间的间距为L，所述铁芯伸入到所述第一接触臂和第二接触臂之间的部分的厚度为N，所述弹簧的最大压缩量为M，M≥L-N。

8.根据权利要求1-7任一项所述的按压式发电装置，其特征在于，所述铁芯包括第一铁芯部和第二铁芯部，所述第一铁芯部和所述第二铁芯部垂直设置，且所述第一铁芯部伸入到所述永磁体组件的内部，所述第二铁芯部用于套设所述线圈组件。

9.根据权利要求8所述的按压式发电装置，其特征在于，还包括外围导磁件，所述外围导磁件包围在所述线圈组件的外部，且所述外围导磁件与所述第二铁芯部接触连接。

10.一种信号发射装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的按压式发电装置。

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