CN219322253U - 全向电磁式机械能收集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了全向电磁式机械能收集装置，包括基底，基底上设置有至少两个凹槽，凹槽内设置有能量收集器，凹槽上侧固定设置有盖子，基底内部设置有至少两个整流模块，能量收集器与整流模块对应连接。本实用新型在基底上设置多个能量收集器，当基底在环境内受到任意方向力的作用时，基底将在力的作用下发生运动，能量收集器内的永磁体将与线圈发生相对滑动，从而将本装置受到的机械能转化为电能，多面球体式的基底在受到外力后极易发生运动，提高了能量转化效率。同时，本实用新型通过在基底上设置多个能量收集器，将周围的机械能转化为电能，可以为电子设备供电。

Description

全向电磁式机械能收集装置

技术领域

本实用新型涉及机械能收集的技术领域，尤其涉及全向电磁式机械能收集装置。

背景技术

目前随着社会经济的快速发展，各种场景下对可持续电源的需求增多，一般的蓄电池满足不了可持续使用的需求。现有的电磁式发电机主要分为共振式发电机和旋转式发电机。共振式发电机的运动方向为一条直线，只能收集该直线方向上的机械振动能量用于发电，且要达到最大发电效率对振动频率有一定的要求；旋转式发电机的机械能收集方向为旋转方向所在的整个平面，但却不能收集其他平面上的机械能。上述两种发电机都无法实时收集环境中多个方向的机械能，整个发电机的电能转换效率较低。

例如申请号为CN114865873A的发明专利公开了一种球形阵列式永磁体振动能量采集器，该采集器主要由大非导磁空心球体和滚动凹槽组成，且二者上分别分布有有限个永磁体和感应线圈，大非导磁空心球体上位于滚动凹槽内，二者可以发生相对滑动。在此过程中振动源来自滚动凹槽响应外界的低频振动，如波浪能、人体运动能等，滚动凹槽底侧的感应线圈感应非导磁空心球体内因滚动提供的交变磁场而产生电能。该采集器针对摆动型或复合型低频振动源，能够提供可靠、稳定的采集能，但该发明体积较大，且使用场景受限制。

实用新型内容

针对现有能量收集器无法从多个方向收集环境中的机械能的技术问题，本实用新型提出全向电磁式机械能收集装置，能够有效地将周围的机械能转化为电能，可以为低功率电子设备供电。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：全向电磁式机械能收集装置，包括基底，基底上设置有至少两个凹槽，凹槽内设置有能量收集器，基底内部设置有至少两个整流模块，能量收集器与整流模块对应连接。

所述基底为多面球体，多面球体的每一面上均设置有一个能量收集器。

所述能量收集器包括至少一个永磁体和至少一个感应线圈，凹槽包括线圈凹槽和永磁体凹槽，凹槽上侧固定设置有盖子，感应线圈通过感应线圈凹槽固定设置在基底上，感应线圈与整流模块相连接，感应线圈凹槽上侧设置有永磁体凹槽，永磁体凹槽与感应线圈凹槽相连通，永磁体活动设置在永磁体凹槽内。

所述永磁体凹槽与感应线圈凹槽均为圆形凹槽，永磁体凹槽与感应线圈凹槽圆心相重合，且永磁体凹槽的半径大于感应线圈凹槽半径。

所述永磁体凹槽顶部设置有盖子，盖子与永磁体凹槽形状相同且固定连接，盖子底部到感应线圈的距离大于永磁体的厚度。

所述感应线圈的外侧边界与感应线圈凹槽的外侧边界之间的距离小于永磁体直径。

所述整流模块为整流桥，整流桥设置在基底内部，感应线圈与整流桥对应连接。

本实用新型在多面球体上设置能量收集器，当基底在环境内受到力的作用时，基底将在力的作用下发生运动，能量收集器内的永磁体将与线圈发生相对滑动，从而将基底受到的机械能转化为电能，多面球体式的基底在受到外力后极易发生运动，提高了本装置的能量转化效率。本实用新型通过在基底上设置多个能量收集器，基底受到的机械能可驱动多个能量收集器进行发电，有效的将周围的机械能转化为电能，可以为电子设备供电。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的盖子的示意图。

图3为能量收集器的侧视图。

图4为能量收集器的正视图。

图中：1为基底，2为盖子，3为永磁体，4为感应线圈，5为感应线圈凹槽，6为永磁体凹槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，全向电磁式机械能收集装置，包括基底1，基底1上设置有至少两个凹槽，凹槽内设置有能量收集器，凹槽上侧固定设置有盖子2，基底1内部设置有整流模块，能量收集器与整流模块的输入端相连接。其中，能量收集器主要用于将基底1受到的机械能转化为电能，盖子2主要用于密封能量收集器，整流模块的主要作用为将能量收集器收集到的感应电流转化为直流电。

具体的，基底1为正十二面体，正十二面体的每一面上均设置有一个能量收集器。能量收集器包括一个永磁体3和一个感应线圈4，感应线圈4通过感应线圈凹槽5固定设置在基底1上，感应线圈凹槽5上侧设置有永磁体凹槽6，永磁体凹槽6与感应线圈凹槽5相连通，永磁体3活动设置在永磁体凹槽6内。永磁体凹槽6与感应线圈凹槽5均为圆形凹槽，永磁体凹槽6与感应线圈凹槽5圆心相重合，以确保永磁体3的运动范围在感应线圈4上侧，且永磁体凹槽6的半径大于感应线圈凹槽5半径，使永磁体3在较大范围内与感应线圈4发生相对滑动。感应线圈4的外侧边界与感应线圈凹槽5的外侧边界之间的距离小于永磁体3直径，使永磁体3在运动时一直在感应线圈4上侧，防止机械能被浪费。其中，感应线圈凹槽5的主要作用为固定感应线圈4，防止感应线圈4在能量收集器中活动，影响能量收集效率。永磁体凹槽6主要用于为永磁体3提供活动空间，使基底1在受到外力发生运动时，永磁体3可以与感应线圈4发生相对滑动，从而将基底1受到的机械能转化为电能。永磁体凹槽6顶部设置有盖子2，盖子2与永磁体凹槽6形状相同且固定连接，以确保能量收集器密封完好。盖子2底部到感应线圈4的距离大于永磁体3的厚度，保证永磁体3在永磁体凹槽6内可以自由活动，防止盖子2挤压阻碍永磁体3，造成环境内机械能的浪费。整流模块为整流桥，整流桥设置在基底1内部，能量收集器与整流桥一一对应连接，整流桥的主要作用为将能量收集器收集到的电能转化为直流电，整流桥可以与电池连接存储电能或直接与低功率用电器连接，为低功率用电器供电。

本实用新型的使用方法为：将基底1在使用场景中，当本装置收到外力作用时，基底1将移动翻滚，能量收集器内的永磁体3将在惯性作用下与感应线圈4产生相对滑动，从而产生感应电流，感应电流通过整流桥整流为直流电为低功率用电设备供电。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.全向电磁式机械能收集装置，其特征在于，包括基底（1），基底（1）上设置有至少两个凹槽，凹槽内设置有能量收集器，基底（1）内部设置有至少两个整流模块，能量收集器与整流模块对应连接。

2.根据权利要求1所述的全向电磁式机械能收集装置，其特征在于，所述基底（1）为多面球体，多面球体的每一面上均设置有一个能量收集器。

3.根据权利要求2所述的全向电磁式机械能收集装置，其特征在于，所述能量收集器包括至少一个永磁体（3）和至少一个感应线圈（4），凹槽包括线圈凹槽（5）和永磁体凹槽（6），凹槽上侧固定设置有盖子（2），感应线圈（4）通过感应线圈凹槽（5）固定设置在基底（1）上，感应线圈（4）与整流模块相连接，感应线圈凹槽（5）上侧设置有永磁体凹槽（6），永磁体凹槽（6）与感应线圈凹槽（5）相连通，永磁体（3）活动设置在永磁体凹槽（6）内。

4.根据权利要求3所述的全向电磁式机械能收集装置，其特征在于，所述永磁体凹槽（6）与感应线圈凹槽（5）均为圆形凹槽，永磁体凹槽（6）与感应线圈凹槽（5）圆心相重合，且永磁体凹槽（6）的半径大于感应线圈凹槽（5）半径。

5.根据权利要求3或4所述的全向电磁式机械能收集装置，其特征在于，所述永磁体凹槽（6）顶部设置有盖子（2），盖子（2）与永磁体凹槽（6）形状相同且固定连接，盖子（2）底部到感应线圈（4）的距离大于永磁体（3）的厚度。

6.根据权利要求5所述的全向电磁式机械能收集装置，其特征在于，所述感应线圈（4）的外侧边界与感应线圈凹槽（5）的外侧边界之间的距离小于永磁体（3）直径。

7.根据权利要求6所述的全向电磁式机械能收集装置，其特征在于，所述整流模块为整流桥，整流桥设置在基底（1）内部，感应线圈（4）与整流桥对应连接。

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