KR102073651B1 - 운동에너지 발전장치와 무선 송신기 및 그의 제조방법과 응용 - Google Patents

운동에너지 발전장치와 무선 송신기 및 그의 제조방법과 응용 Download PDF

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Abstract

운동에너지 발전장치와 무선 송신기 및 그 제조방법과 응용에 관한 것으로서, 운동에너지 발전장치는 고리형 자기 갭(14) 및 코일(30)을 포함하며, 상기 코일은 상기 자기 갭에서 왕복 운동을 하여 유도전류를 발생시킴으로써 전기를 발생시킬 수 있다. 운동에너지 발전방법은 코일이 자기 갭에서 왕복 운동을 하도록 구동시키는 단계를 포함한다. 무선 송신기는 운동에너지 발전장치와 고주파 무선 송신 회로기판(22)을 포함하며, 고주파 무선 송신 회로기판에 주파수 모듈이 포함되어, 고주파 무선 송신 회로기판이 운동에너지 발전장치의 코일과 전기적으로 연결되고, 코일에 발생된 유도전류가 소형 전자장치로 전기 에너지를 제공할 수 있다.

Description

운동에너지 발전장치와 무선 송신기 및 그의 제조방법과 응용
본 발명은 전자장치 분야에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 본 발명은 운동에너지 발전장치, 운동에너지 발전 방법 및 상기 운동에너지 발전장치를 이용한 무선 송신기에 관한 것이다.
무선 컨트롤러는 이미 각종 전자제어장치에 매우 보편적으로 사용되고 있다. 예를 들어, 상용되는 가정용 또는 사무용 전기제품은 흔히 무선 컨트롤러가 배치될 수 있는데, 종래의 무선 컨트롤러는 반드시 배터리를 전원으로 사용하여 구동된다. 따라서, 배터리의 사용주기가 종료된 후에는 사용자가 반드시 구 배터리를 새 배터리로 빈번하게 교체해야 한다.
대부분의 가정용 또는 사무용 가전제품은 또한 유선 스위치를 사용하기도 하는데, 배선이 불편하며, 무선 스위치를 사용하더라도 여전히 배터리로 구동하므로, 사용자는 반드시 배터리의 사용주기가 종료된 후 배터리를 자주 교체해주어야 한다. 특히 사용자는 반드시 벽체로부터 무선 스위치를 분리하고, 상기 무선 스위치의 하우징을 분리하여 청소 및 배터리를 교체해야 하며, 그렇지 않을 경우, 배터리 중의 전해액이 누출되어 환경을 오염시키고 배터리의 사용기한이 단축될 수 있다. 따라서, 무선 스위치 또는 기타 소형 전자장치 모두 보다 청결하고 신뢰할 수 있는 전원이 필요하다.
중국특허공개공보 104656479호(2015.05.27.) 등록특허공보 제10-1428390호 (2014.08.14.)
본 발명의 일 목적은 자가 전력 공급을 구현할 수 있는 운동에너지 발전장치와 무선 송신기 및 그의 제조 방법과 응용을 제공하고자 하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 기계에너지를 전기에너지로 변환하여 자가 전력 공급을 구현할 수 있는 운동에너지 발전장치와 무선 송신기 및 그의 제조방법과 응용을 제공하고자 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 코일 및 자기 갭(magnetic gap)을 구비하여, 상기 코일이 상기 자기 갭에서 왕복 운동을 하게 함으로써 상기 운동에너지 발전장치가 전기를 발생시키는 운동에너지 발전장치와 무선 송신기 및 그의 제조방법과 응용을 제공하고자 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 코일을 구동시키거나 또는 자로 시스템을 구동시켜 상기 코일이 상기 자기 갭과 상대적 운동을 발생시킬 수 있도록 하는 구동장치를 더 포함하며, 바람직하게는, 상기 코일이 상기 구동장치의 구동 하에 상기 자기 갭에서 왕복운동을 함으로써 전기를 발생시키는 운동에너지 발전장치와 무선 송신기 및 그의 제조방법과 응용을 제공하고자 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 구동장치가 상하 운동을 통해 상기 코일이 상기 자기 갭에서 왕복 운동을 하게 함으로써 전기를 발생시키는 운동에너지 발전장치와 무선 송신기 및 그의 제조방법과 응용을 제공하고자 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 구동장치가 원주 운동을 통해 상기 코일이 상기 자기 갭에서 왕복운동을 하게 함으로써 전기를 발생시키는 운동에너지 발전장치와 무선 송신기 및 그의 제조방법과 응용을 제공하고자 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 구동장치가 다수의 상기 코일을 하나씩 또는 교대로 구동시켜 유도전류를 발생시킴으로써 전기를 발생시킬 수 있는 운동에너지 발전장치와 무선 송신기 및 그의 제조방법과 응용을 제공하고자 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 운동에너지 발전장치가 발생시킨 유도전류로 회로기판을 구동시켜 상기 무선 송신기가 상응하는 송신 작업을 수행하게 하는 운동에너지 발전장치와 무선 송신기 및 그의 제조방법과 응용을 제공하고자 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 무선 송신기에 고주파 무선 송신 회로기판을 구비하여, 상기 운동에너지 발전장치에 발생된 유도전류로 상기 고주파 무선 송신 회로기판을 구동시켜 상응하는 송신 작업을 수행하게 하는 운동에너지 발전장치와 무선 송신기 및 그의 제조방법과 응용을 제공하고자 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 무선 발전방법의 조작 단계가 단순하며, 발전 효율이 높고 신속한 운동에너지 발전장치와 무선 송신기 및 그의 제조방법과 응용을 제공하고자 하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 주로 운동에너지 발전장치를 제공하며, 이는
적어도 하나의 코일;
고리형 자기 갭을 구비한 적어도 하나의 자로 시스템; 및
적어도 하나의 구동장치를 포함하며, 그 중 상기 구동장치의 작용 하에, 상기 코일이 상기 자기 갭과 상대적인 변위를 발생시켜 상기 코일이 상기 자로 시스템의 자기유도선에 의해 절단되도록 함으로써 유도전류를 발생시킨다.
일 실시예에서, 상기 구동장치는 상기 자로 시스템을 구동시켜, 상기 자로 시스템의 상기 자기 갭과 상기 코일에 반복적인 상대적 변위가 발생하도록 함으로써 상기 코일이 상기 유도전류를 발생시키도록 하기 위한 것이다.
일 실시예에서, 상기 구동장치는 코일을 구동시켜, 상기 코일과 상기 자로 시스템의 상기 자기 갭에 반복적인 상대적 변위가 발생하도록 함으로써 상기 코일이 상기 유도전류를 발생시키도록 하기 위한 구동기를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 자로 시스템은 종단면이 U형인 하부 자기유도판, 영구자석체 및 상부 자기유도판을 포함하며, 그 중 상기 영구자석체와 상기 상부 자기유도판은 상기 하부 자기유도판 내에 설치되어 고리형의 상기 자기 갭을 형성한다.
일 실시예에서, 상기 구동기는 도자체를 포함하여, 그 중 상기 코일이 상기 도자체에 고정되며, 상기 도자체는 상기 자로 시스템과의 자성 흡인력을 통해 자동으로 복귀함으로써 상기 코일을 자동으로 복귀시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 구동기는 탄성 플레이트를 포함하여, 그 중 상기 코일이 상기 탄성 플레이트에 고정되며, 또한 상기 탄성 플레이트는 자신의 탄성 회복 성능을 통해 자동으로 복귀함으로써 상기 코일을 자동 복귀시킬 수 있다.
일 실시예에서, 베이스시트와 하나 또는 다수의 탄성 플레이트 고정시트를 더 포함하여, 그 중 상기 하부 자기유도판과 상기 탄성 플레이트 고정시트가 상기 베이스시트에 고정되며, 상기 탄성 플레이트의 일단은 상기 코일에 연결되고, 타단은 상기 탄성 플레이트 고정시트에 고정된다.
일 실시예에서, 상기 구동기는 돌출 치(teeth)를 통해 상호 치합 및 분리될 수 있는 상부 캠과 하부 캠을 포함하며, 그 중 상기 하부 캠은 상기 자로 시스템에 고정되고, 상기 상부 캠은 상기 하부 캠에 대해 원주방향의 회전 운동을 함으로써 상기 코일이 상기 자기 갭에서 왕복 운동을 하도록 구동시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 캠을 이용한 실시예에서, 상기 구동기는 도자체를 더 포함하며, 그 중 상기 도자체는 상기 자로 시스템과의 자성 흡인력을 통해 상기 상부 캠과 상기 하부 캠을 분리상태로부터 서로 치합되는 상태로 자동 복귀시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 운동에너지 발전장치는 2개의 상기 코일과 2개의 상기 자로 시스템을 포함하여 2개의 운동에너지 발전 유닛을 형성하며, 그 중 상기 구동장치는 시소판 및 상기 시소판을 지지하는 지지점부를 포함하고, 또한 상기 시소판의 양단에 각각 2개의 상기 코일이 고정되며, 2개의 상기 코일은 각각 상기 지지점부의 양측에 위치하여, 그 중 하나의 상기 코일이 대응되는 하나의 상기 자로 시스템의 상기 자기 갭에 삽입 시, 다른 하나의 상기 코일은 대응되는 다른 하나의 상기 자로 시스템의 상기 자기 갭으로부터 이탈함으로써, 2개의 상기 코일이 대응되는 2개의 상기 자로 시스템의 자기유도선에 의해 절단되어 각각 상기 유도전류를 발생시킨다.
일 실시예에서, 상기 2개의 상기 코일은 직렬 연결되거나 또는 병렬 연결되며, 상기 시소판의 양단은 또한 자성력을 통해 대응되는 2개의 상기 자로 시스템과 흡착 결합될 수 있도록 배치된다.
일 실시예에서, 회로기판을 더 포함하며, 그 중 상기 코일이 상기 회로기판에 전기적으로 연결되어, 상기 코일에 발생되는 상기 유도전류가 상기 회로기판으로 공급된다.
일 실시예에서, 상기 도자체와 자로 시스템의 자성 흡입력을 이용하여 자동으로 복귀하는 예시에서, 회로기판을 더 포함하며, 상기 코일이 상기 회로기판에 전기적으로 연결되어, 상기 코일에 발생되는 상기 유도전류가 상기 회로기판으로 공급되며, 그 중 상기 회로기판은 상기 도자체의 상측에 고정되고, 상기 코일은 상기 도자체의 바닥측에 고정된다.
일 실시예에서, 탄성 플레이트의 탄성 회복 성능을 이용하여 자동으로 복귀하는 예시에서, 회로기판을 더 포함하며, 상기 코일이 상기 회로기판에 전기적으로 연결되어, 상기 코일에 발생되는 상기 유도전류가 상기 회로기판으로 공급되며, 그 중 상기 회로기판은 상기 탄성 플레이트의 상측에 고정되고, 상기 코일은 상기 탄성 플레이트의 바닥측에 고정된다.
일 실시예에서, 상기 캠의 회전을 이용하여 복귀하는 예시에서, 회로기판을 더 포함하며, 상기 코일이 상기 회로기판에 전기적으로 연결되어 상기 코일에 발생하는 상기 유도전류가 상기 회로기판에 공급되며, 그 중 상기 코일은 상기 회로기판의 바닥측에 고정되고, 상기 회로기판은 상기 캠과 상호 연결됨으로써, 상기 캠이 운동 시, 상기 회로기판을 구동시키고 상기 코일을 더 구동시킨다. 바람직하게는, 상기 도자체는 상기 회로기판의 상측, 바닥측에 설치되거나 또는 회로기판과 일체로 성형된다.
일 실시예에서, 상기 시소판을 이용하여 복귀하는 예시에서, 회로기판을 더 포함하며, 상기 코일은 상기 회로기판에 전기적으로 연결되어 상기 코일에 발생하는 상기 유도전류가 상기 회로기판에 공급되며, 그 중 상기 회로기판은 상기 시소판의 상측에 고정된다.
일 실시예에서, 상기 캠의 회전을 이용하여 복귀하는 예시에서, 회로기판을 더 포함하며, 그 중 상기 자기 갭의 폭은 0.5mm-10mm 사이이고, 상기 코일의 권선수는 50-800바퀴 사이이며, 상기 코일의 선경은 0.06mm-0.5mm 사이이다. 상기 구체적인 수치는 단지 예로 든 것일 뿐 결코 본 발명을 제한하는 것이 아님을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 또 다른 방면에 따르면, 본 발명은 무선 송신기를 더 제공하며, 이는 상기 운동에너지 발전장치 및 고주파 무선 송신 회로기판을 포함하고, 상기 고주파 무선 송신 회로기판은 주파수 모듈을 포함하며, 상기 고주파 무선 송신 회로기판은 상기 운동에너지 발전장치 중의 상기 코일과 전기적으로 연결된다.
본 발명의 또 다른 방면에 따르면, 본 발명은 운동에너지 발전방법을 더 제공하며, 그 중 상기 운동에너지 발전방법은
구동장치의 작용 하에, 코일과 자로 시스템의 고리형 자기 갭에 상대적인 변위가 발생하여 상기 코일이 상기 자로 시스템의 자기유도선에 의해 절단되도록 함으로써 유도전류를 발생시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 운동에너지 발전방법은 또한
상기 구동장치가 상기 코일을 상기 자기 갭에 대해 왕복 운동하도록 구동시킴으로써, 상기 코일이 상기 자로 시스템의 자기유도선에 의해 절단되어 상기 유도전류를 발생시키는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에서,
외력이 상기 구동장치의 도자체에 작용하는데 응답하여, 상기 도자체가 상기 코일을 상기 자기 갭으로부터 이탈하도록 구동시키는 단계; 및
상기 외력이 갑자기 소실되는데에 응답하여, 상기 도자체와 상기 자로 시스템의 자성 흡인력이 상기 도자체를 자동으로 복귀시킴으로써 상기 코일이 상기 자기 갭으로 진입하도록 구동시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서,
외력이 상기 구동장치의 탄성 플레이트에 작용하는데 응답하여, 상기 탄성 플레이트가 상기 코일을 상기 자기 갭으로부터 이탈하도록 구동시키고 탄성 포텐셜 에너지를 누적하는 단계; 및
상기 외력이 갑자기 소실되는데에 응답하여, 상기 탄성 플레이트의 탄성 회복 성능이 상기 탄성 플레이트를 자동으로 복귀시킴으로써 상기 코일이 상기 자기 갭으로 진입하도록 구동시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서,
외력이 상기 구동장치의 탄성 플레이트에 작용하는데 응답하여, 상기 탄성 플레이트가 상기 코일을 상기 자기 갭으로 진입하도록 구동시키고 탄성 포텐셜 에너지를 누적하는 단계; 및
상기 외력이 갑자기 소실되는데에 응답하여, 상기 탄성 플레이트의 탄성 회복 성능이 상기 탄성 플레이트를 자동으로 복귀시킴으로써 상기 코일이 상기 자기 갭으로부터 이탈하도록 구동시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서,
외력이 상기 구동장치의 상부 캠에 작용하는데 응답하여, 상기 상부 캠과 하부 캠이 분리되고, 또한 상기 상부 캠의 이동으로 인해 상기 코일이 상기 자기 갭으로부터 이탈하는 단계; 및
상기 상부 캠이 계속 회전될 때, 상기 상부 캠과 상기 하부 캠이 다시 치합되어 상기 코일이 상기 자기 갭으로 진입하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서,
상기 상부 캠이 계속 회전될 때, 도자체와 상기 자로 시스템의 자성 흡인력의 작용하에, 상기 상부 캠과 상기 하부 캠이 다시 치합되어 상기 코일을 상기 자기 갭으로 진입시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 상부 캠은 회로기판과 연결되고, 상기 하부 캠은 상기 자로 시스템의 하부 자기유도판에 고정되며, 상기 도자체는 상기 회로기판에 설치된다.
일 실시예에서,
상기 구동장치의 지지점부에 지지되는 시소의 제1단이 가압되는 것에 응답하여, 제1 코일이 대응되는 제1 자기 갭으로 진입함과 동시에, 제2 코일이 대응되는 제2 자기 갭으로부터 이탈하는 단계; 및
상기 시소판의 반대측인 제2단이 가압되는 것에 응답하여, 상기 제2 코일이 대응되는 상기 제2 자기 갭으로 진입함과 동시에, 상기 제1 코일이 대응되는 상기 제1 자기 갭으로부터 이탈하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서,
상기 코일이 상기 자기 갭에 진입 시에 대응하여, 상기 시소판의 대응되는 단부가 자기 흡인력을 통해 대응되는 상기 자로 시스템과 흡착 결합되도록 더 배치되는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 자기 갭은
종단면이 U형인 기둥형 하부 자기유도판을 설치하는 단계;
외경이 상기 하부 자기유도판의 내경보다 작은 영구자석체와 상부 자기유도판을 설치하는 단계; 및
상기 영구자석체와 상기 상부 자기유도판을 순차적으로 상기 하부 자기유도판 내에 설치하여 상기 자기 갭을 형성하는 단계를 통해 형성된다.
상기 내용을 종합해보면, 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치는 구조가 단순하고, 비용이 저렴하며, 또한 발전 과정이 안전하고 신뢰할 수 있으며, 환경에 대해서도 오염을 일으키지 않아 발전 및 환경 요구를 최대한도로 구현할 수 있다. 본 발명의 상기 운동에너지 발전방법은 조작 과정이 단순하고 편리하여 보통 전자장치의 전류 수요를 구현하기에 매우 유리하다. 본 발명의 상기 무선 송신기는 구조가 단순하고, 성능이 안전하며, 비용이 저렴하다.
도 1은 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치와 무선 송신기의 제1 실시예의 정면 구조도이다.
도 2는 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치의 제1 실시예 중의 상기 자로 시스템의 입체 구조도이다.
도 3은 도 2 중 상기 자로 시스템의 분해 구조도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치의 운동 과정도이다.
도 7은 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치와 무선 송신기의 제2 실시예의 분해 구조도이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치와 상기 무선 송신기의 두 번째 제1 실시예의 작동과정 원리 설명도이다.
도 11은 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치와 상기 무선 송신기의 제3 실시예의 정면 구조도이다.
도 12는 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치와 상기 무선 송신기의 제3 실시예의 입체 구조도이다.
도 13은 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치와 상기 무선 송신기의 제3 실시예의 분해 구조도이다.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치와 상기 무선 송신기의 제3 실시예의 작동과정 원리 설명도이다.
도 17은 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치와 상기 무선 송신기의 제4 실시예의 입체 구조도이다.
도 18은 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치와 상기 무선 송신기의 제4 실시예의 분해 구조도이다.
도 19는 도 17 중 상기 무선 송신기 중의 구동장치의 운동방향 설명도이다.
도 20 내지 도 21은 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치와 상기 무선 송신기의 제4 실시예의 작동과정 원리 설명도이다.
이하 설명은 본 발명을 공개하여 본 분야의 기술자가 본 발명을 구현할 수 있도록 하기 위한 것이다. 아래의 설명 중 바람직한 실시예는 단지 예로 든 것일 뿐이며, 본 분야의 기술자는 기타 자명한 변형을 생각해낼 수 있다. 아래의 설명에서 한정한 본 발명의 기본 원리는 기타 실시방안, 변형방안, 개선방안, 동등한 방안 및 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않는 기타 기술방안에 응용될 수 있다.
본 분야의 기술자라면, 본 발명의 공개 내용 중, "종방향", "횡방향", "상", "하", "전", "후", "좌", "우", "수직", "수평", "상부", "저부", "내", "외" 등이 지시하는 방위 또는 위치관계는 첨부도면에 도시한 방위 또는 위치관계를 바탕으로 한 것임을 이해할 수 있을 것이며, 이는 단지 본 발명의 묘사의 편의와 단순화를 위한 것일 뿐, 지시하는 장치 또는 소자가 반드시 특정한 방위, 및 특정한 방위 구조와 조작을 갖춰야 하는 것을 가리키거나 또는 암시하는 것이 아니므로, 상기 용어는 본 발명을 제한하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
본 발명은 주로 운동에너지 발전장치를 제공하며, 상기 운동에너지 발전장치는 자기 갭과 코일을 제공하여, 상기 코일이 상기 자기 갭에서 왕복 운동을 하도록 구동시켜 유도전류를 발생시키며, 이에 따라 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치가 전기를 발생시키는 효과를 얻는다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치의 제1 실시예에서, 상기 운동에너지 발전장치는 자로 시스템(10), 구동장치(20) 및 코일(30)을 포함하며, 상기 자기 갭(14)은 상기 자로 시스템(10)에 형성되고, 상기 코일(30)은 상기 구동장치(20)에 고정 설치되어, 상기 구동장치(20)의 구동에 의해 상기 자기 갭(14)에서 왕복 운동을 함으로써 유도전류를 발생시키며, 이에 따라 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치가 전기를 발생시키는 효과를 얻을 수 있다.
도시된 바와 같이, 상기 자로 시스템(10)은 고리형의 자기 갭(14)을 형성하며, 상기 코일(30)은 상기 자기 갭(14)과 상대적인 변위를 발생시킴으로써, 상기 코일에 유도전류를 발생시켜 발전 조작을 수행할 수 있다. 구체적으로, 상기 자기 갭(14)의 위치는 고정되고, 상기 코일(30)이 이동하는 방식, 또는 상기 코일(30)의 위치는 고정되고, 상기 자기 갭(14)의 위치가 변화되는 방식일 수 있으며, 이에 따라 상기 코일(30)과 상기 자기 갭(14) 사이에 상대적 변위가 발생한다. 보다 구체적으로는, 상기 자로 시스템(10)은 고정되고, 상기 구동장치(20)가 상기 코일(30)을 구동시켜 움직이게 하거나, 또는 상기 코일(30)은 고정되고, 상기 구동장치(20)가 상기 자로 시스템(10)을 구동시켜 움직이게 할수 있으며, 이에 따라 상기 코일(30)과 상기 자로 시스템(10)에 상대적인 변위가 발생하여, 상기 코일(30)이 상기 자기 갭(14)에서 고속 왕복 운동을 함으로써, 상기 코일(30)이 상기 자로 시스템(10)의 자기유도선에 의해 고속으로 절단되며, 이에 따라 전자기유도 원리를 바탕으로 상기 코일(30)에 유도전류가 발생하게 된다. 본 발명의 상기 바람직한 실시예에서는 상기 구동장치(20)가 상기 코일(30)을 구동시켜 유도전류를 발생시키는 것을 예로 들었다.
구체적으로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에서, 상기 자로 시스템(10)은 상부 자기유도판(13), 영구자석체(12) 및 하부 자기유도판(11)을 포함하며, 상기 하부 자기유도판(11)은 오목홈(111)을 구비하고, 상기 영구자석체(12)는 상기 하부 자기유도판(11)의 상기 오목홈(111)에 설치되어 상기 하부 자기유도판(11)의 사방 측벽 사이와 간격을 구비하며, 상기 상부 자기유도판(13)은 상기 영구자석체(12)의 상부 표면에 접합됨으로써, 상기 상부 자기유도판(13) 및 상기 영구자석체(12)가 상기 하부 자기유도판(11) 내에서 자기유도선이 조밀하게 분포된 고리형의 상기 자기 갭(14)을 형성한다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에서, 상기 하부 자기유도판(11)은 종단면이 U형인 원기둥형 자기유도판이며, 따라서 상기 오목홈(111) 역시 원기둥형이고, 상기 영구자석체(12)도 원기둥형이며, 상기 원기둥형 하부 자기유도판(11)의 상기 오목홈(111)에 위치하는 상기 영구자석체(12)의 외경은 상기 오목홈(111)의 직경보다 작고, 상기 상부 자기유도판(13) 역시 원기둥형이며 그 외경은 상기 영구자석체(12)의 외경과 동일하기 때문에, 상기 상부 자기유도판(13)과 상기 하부 자기유도판(11) 사이에 자기유도선이 조밀하게 분포된 상기 자기 갭(14)을 형성할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예의 일종의 변형으로서, 상기 상부 자기유도판(13)과 상기 하부 자기유도판(11)은 기타 형상 또는 구조 형식을 채택할 수도 있다. 예를 들어 상기 하부 자기유도판(11)은 종단면이 U형인 중공의 장방형 등일 수 있으며, 상기 상부 자기유도판(13)과 상기 영구자석체(12)가 상기 하부 자기유도판(11) 내에서 상기 자기유도선이 조밀하게 분포된 상기 자기 갭(14)을 형성할 수만 있으면 된다. 본 발명의 구체적인 실시방식은 이에 한정되지 않으며, 본 발명과 동일하거나 유사한 기술수단을 이용하여 본 발명과 동일하거나 유사한 기술특징을 얻을 수만 있다면, 모두 본 발명의 보호 범위 내에 속한다.
또한, 본 분야의 기술자는 실제 상황에 따라 상기 자기 갭(14)의 형성방식을 결정할 수도 있으며, 상기 자기 갭(14)을 발생시킬 수만 있으면, 모두 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치의 보호범위 내에 속하며, 본 발명의 구체적인 실시방식은 이에 한정되지 않는다.
도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치의 제1 실시예에서, 상기 구동장치(20)는 구동기를 포함하며, 본 실시예에서는 도자체(21)로서, 이는 자성을 지닌 도자성 재료로 제작된다. 상기 구동기는 비도자성 재료 표면에 도자성 재료를 피복하여 형성될 수도 있음을 이해할 수 있을 것이며, 본 발명은 이 방면에 대해 제한을 받지 않는다. 본 바람직한 실시예에서, 상기 구동기는 구체적으로 철판으로 실시된다. 상기 코일(30)의 횡단면은 O형이면서 상기 도자체(21)의 바닥 표면에 고정되며, 상기 도자체(21)가 상기 상부 자기유도판(13)의 상부 표면에 설치된 경우, 상기 코일(30)은 상기 자기 갭(14)에 삽입될 수 있다. 상기 도자체(21)의 도자성에 의해, 상기 도자체(21)가 상기 상부 자기유도판(13)의 표면에 설치될 때 상기 상부 자기유도판(13) 하방의 영구자석체(12)의 흡인력에 의해 상기 상부 자기유도판(13)의 상부 표면에 단단히 흡착되며, 상기 코일(30) 역시 상응하게 상기 자기 갭(14)에 위치하게 된다. 또한 상기 코일(30)이 상기 자기 갭(14)으로부터 이탈되었으나 여전히 상기 자로 시스템(10)의 자성 흡착필드 범위 내에 위치하는 경우, 상기 코일(30)은 상기 자로 시스템(10)의 자성 흡인력의 작용에 의해 상기 상부 자기유도판(13)과 서로 흡착 결합되는 위치로 다시 신속하게 이동할 수 있다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치의 제1 실시예의 작동 과정 설명도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 도자체(21)가 상기 영구자석체(12)의 흡인력에 의해 상기 상부 자기유도판(13)의 상부 표면과 함께 흡착될 때, 상기 코일(30)은 상기 자기 갭(14)에 위치하며, 상기 운동에너지 발전장치는 정지상태이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 도자체(21)가 외부 힘(F)에 의해 상향 이동 시, 상기 코일(30)이 상기 도자체(21)를 따라 상향 운동함으로써, 상기 자기 갭(14)으로부터 소정 거리만큼 이탈된다. 이와 동시에, 상기 도자체(21)가 상기 영구자석체(12)의 아래로 당기는 힘을 받을 수 있기 때문에, 상기 외부 힘(F)이 위를 향해 도자체를 상기 상부 자기유도판(13)으로부터 분리시려고 할 때, 필연적으로 상기 영구자석체(12)의 강한 자성 흡인력으로 인해 포텐셜 에너지를 유지하게 됨으로써, 상기 코일(30)이 포텐셜 에너지를 갖게 된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 외부 힘(F)이 갑자기 소실되면, 상기 도자체(21)는 상기 영구자석체(12)의 자기력의 작용에 의해 신속하게 하향 이동하여 복귀하며, 상기 상부 자기유도판(13)의 표면에 다시 부착된다. 이와 동시에, 상기 도자체(21)에 고정 설치되는 상기 코일(30) 역시 상기 도자체(21)에 의해 고속으로 하향 운동하여, 상기 자기 갭(14)에 삽입된다. 상기 자기 갭(14)에서의 상기 코일(30)의 고속 이동은 상기 코일(30)이 상기 자기 갭에 조밀하게 분포된 자기유도선에 의해 신속하게 절단되도록 함으로써, 상기 코일(30)에 상기 유도전류가 발생하게 되며, 상기 유도전류는 상응하는 장치를 구동하는데 사용될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 제1 실시예에서, 상기 도자체(21)는 철판이며, 선택적으로, 본 분야의 기술자는 실제 상황에 따라 상기 도자체(21)의 유형을 변경할 수 있다. 예를 들어, 코발트, 니켈 및 이들의 합금 등을 선택하여 사용할 수 있다. 이밖에, 본 분야의 기술자는 본 발명에 공개된 내용에 따라 구체적인 기술방안을 변경할 수 있으며, 예를 들어 상기 코일(30)은 움직이지 않고, 상기 자로 시스템(10)은 움직이도록 설치하여도, 상기 자로 시스템(10) 중의 자기유도선을 통해 상기 코일이 절단되어 전류가 발생될 수 있다. 다시 말해, 상기 자로 시스템(10) 중의 자기유도선을 통해 상기 코일(30)을 절단하기만 하면 즉시 전류가 발생할 수 있으며, 따라서 본 발명과 동일하거나 유사한 기술방안을 채택하여 본 발명과 동일하거나 유사한 기술효과를 얻기만 한다면 모두 본 발명의 보호 범위 내에 속하며, 본 발명의 구체적인 실시방식으로 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 상기 운동에너지 발전장치의 제1 실시예에서, 상기 자기 갭(14)의 폭은 0.5mm-10mm 사이이고, 상기 코일(30)의 권선수는 50-800바퀴 사이이며, 상기 코일(30)의 선경은 0.06mm-0.5mm 사이이면 모두 가능하다. 본 분야의 기술자는 전기에너지 크기 수요에 따라 자기 갭(14)의 폭과 상기 코일(30)의 권선수 및 상기 코일(30)의 선경을 결정할 수 있으며, 본 발명과 동일하거나 또는 유사한 기술방안을 채택하여 본 발명과 동일하거나 유사한 기술효과를 얻기만 한다면, 모두 본 발명의 보호 범위 내에 속하며, 본 발명의 구체적인 실시방식으로 이에 한정되지 않는다.
본 분야의 기술자는 상기 코일(30)이 상기 자기 갭(14)에서 왕복 운동하도록 구동시켜 상기 유도전류를 발생시키는 임의의 방식, 예를 들어 전기 동력 구동, 기계 동력 구동 등을 채택할 수 있으며, 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치와 동일하거나 또는 유사한 기술방안을 채택하여 동일하거나 유사한 기술 문제를 해결하고, 또한 본 발명과 동일하거나 유사한 기술효과를 얻기만 한다면, 모두 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치의 보호 범위 내에 속한다는 점에 유의해야 한다.
이밖에, 상기 구동장치(20)가 상기 코일(30)을 상기 자기 갭(14)에서 왕복 운동하도록 구동시키는 과정에서, 흡인력을 통해 상기 자기 갭(14)에서 상기 코일(30)의 복귀 운동을 구현할 수도 있고, 탄성력을 통해 상기 자기 갭(14)에서 상기 코일(30)의 왕복 운동을 구현하거나, 또는 관성력, 외력 등을 통해 상기 자기 갭(14)에서 상기 코일(30)의 왕복 운동을 구현할 수도 있으며, 본 분야의 기술자는 구체적인 상황에 따라 결정할 수 있다. 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치의 구체적인 실시 방식은 이에 한정되지 않는다.
강조해야 할 점은, 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치에 회로기판(22)이 전기적으로 연결되어 상기 운동에너지 발전장치가 발생시키는 유도전류를 통해 상기 회로기판(22)을 구동시켜 상응하는 작업을 시작 시, 상기 회로기판(22)을 구비한 운동에너지 발전장치는 무선 송신기가 된다.
구체적으로, 상기 코일(30)은 상기 회로기판(22)에 전기적으로 연결되고, 상기 회로기판(22)은 일련의 회로소자(221)가 집적될 수 있으며, 상기 회로기판(22)은 철판으로 실시되는 상기 도자체(21)의 상측에 고정될 수 있다. 즉 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 자로 시스템(10)의 상측에 위치하여 컴팩트한 구조를 형성할 수 있으며, 물론 본 분야의 기술자라면 상기 자로 시스템(10)의 둘레측에 위치할 수도 있음을 이해할 수 있을 것이며, 상기 코일(30)과 전기적으로 연결될 수만 있으면 된다.
상기 코일(30)이 발생시키는 유도전류는 상기 회로기판(22) 중의 전압 변환기를 통해 사용 전력으로 전환되어, 상기 회로기판의 주제어 모듈로 전력을 제공한다. 이와 동시에, 상기 회로기판(22)에 고주파 무선 주파수회로가 일체형으로 집적된 경우, 상기 주제어 모듈은 또한 제어 명령을 생성할 수 있으며, 상기 제어 명령은 상기 고주파 무선 주파수 회로를 통해 각종 전자장치로 송신되어 상기 전자장치를 조종한다. 예를 들어, 상기 제어 명령이 전자제어시스템으로 전송되고, 또한 상기 전자제어 시스템이 스마트 홈 제어 시스템으로써 사용될 수 있는 경우, 이는 운용 가능하게 하나의 중앙제어유닛을 통해 상이한 전자 소자, 예를 들어 조명기, 커튼제어유닛, 공조 제어유닛 및 스마트 지시 유닛 등에 연결될 수 있다.
예를 들어, 전형적인 응용 상황에서, 본 발명의 운동에너지 발전장치는 자가발전 무선 스위치에 응용될 수 있으며, 그 중 상기 자가발전 무선 스위치는 임의의 전자장치를 연결시키는데 적용된다. 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치가 배치된 상기 자가발전 무선 스위치는 스위치 방식으로 상기 전자장치의 자가발전 장치를 제어한다. 예를 들어, 바람직한 실시예의 상기 자가발전 무선 스위치는 스위치방식으로 조명기를 제어하는데 사용된다. 상기 자가발전 무선 스위치는 기타 전자장치, 예를 들어 TV, 냉장고 및 선풍기 등 가정용 또는 사무용 전자기기를 키거나 또는 끌 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 상기 실시예에서, 소형 전자장치에 전원을 공급하는데 응용되는 운동에너지 발전방법을 제공하며, 전형적인 예로는 무선 스위치에 응용되어 무선 자가발전 스위치를 형성하는 것으로, 상기 방법은 이하 단계를 포함한다. 도자체(21)가 외력의 작용 하에 이동하여, 그것과 연결된 코일(30)이 자로 시스템(10)의 고리형 자기 갭(14)으로부터 미리 설정된 거리만큼 이탈하도록 구동하는 단계; 및
상기 외력의 작용이 소실되었을 때, 상기 도자체(21)가 상기 자로 시스템(10)의 자성 흡수력의 작용 하에 다시 상기 자로 시스템(10)과 흡착 결합됨과 동시에, 상기 코일(30)이 상기 자기 갭(14)으로 복귀하여, 상기 코일(30)이 상기 자로 시스템(10)의 자기유도선에 의해 절단되도록 함으로써 유도전류를 발생시켜 전기를 발생시키는 단계를 포함한다.
상기 방법에서, 도시된 바와 같이 외력이 철판으로 실시되는 도자체(21)를 위로 들어올려, 상기 코일(30)이 상기 자기 갭(14)으로부터 미리 설정된 거리만큼 이탈될 때, 철판이 자석의 아래로 향하는 당김력을 받아 상기 코일(30)에 포텐셜 에너지가 갖춰지게 되며, 철판이 평상시에는 자석에 의해 흡착되어 있으므로, 외력이 이를 상향으로 자석과 분리시키고자 할 때, 필연적으로 자석의 강한 흡인력에 의해 포텐셜 에너지를 유지하게 된다. 외력이 갑자기 소실되면, 철판이 자석의 흡인력의 작용에 의해, 급속하게 하향 이동하여 자석과 다시 흡착 결합된다. 이와 동시에, 자석과 결합된 코일 역시 상기 자기 갭(14)에 고속으로 하향하여 삽입되며, 코일의 고속 이동은 상기 코일(30)이 자기유도선에 의해 신속하게 절단되도록 하므로, 전자기 유도 원리에 따라 상기 코일(30)에 유도전류가 발생하게 된다.
예를 들어, 구체적으로 무선 스위치 또는 기타 소형 전자장치에 응용 시, 사용자가 누르거나, 돌리거나, 밀거나, 당기는 등의 조작의 외력 작용 하에, 상기 구동기로서의 상기 도자체(21)가 이동하여 상기 자기 갭(14)으로부터 이탈하게 되며, 또한 사용자가 인가하는 외력이 갑자기 소실 시, 상기 도자체(21)는 상기 자로 시스템(10)의 자성 흡인력의 작용에 의해 자동으로 초기의 흡착 위치로 복귀함으로써, 상기 코일(30)이 다시 상기 자기 갭(14)으로 진입한다. 이와 같이 상기 자기 갭(14)을 이탈 및 진입하는 고속 왕복 운동은 코일이 상기 자로 시스템(10)의 자기유도선에 의해 고속으로 절단되도록 함으로써 유도전류를 발생시킨다.
이 방법에서, 상기 도자체(21)가 상기 자로 시스템(10)의 자성 작용 하에 자동으로 복귀하므로, 이러한 구조는 더욱 단순하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 상기 도자체(21)는 기타 방식을 통해 자동으로 복귀할 수도 있으며, 예를 들어 탄성 변형 회복 성능을 통해 상기 도자체(21)를 복귀시킬 수 있다. 즉 예를 들어 상기 도자체(21)가 스프링에 연결되어, 상기 코일(30)이 상기 자기 갭(14)으로부터 이탈 시, 상기 스프링이 인장되거나 또는 압축되고, 외력이 소실되었을 때, 상기 스프링이 초기 상태를 회복하여 상기 도자체(21)를 복귀시킴으로써, 상기 코일(30)이 상기 자기 갭(14)으로 복귀하여, 신속한 왕복 이동을 완수할 수 있다.
본 발명의 구성에 따르면, 초기 상태일 때, 상기 코일(30)은 상기 자기 갭(14)에 위치하고, 1차 발전 조작 과정에서, 상기 코일(30)은 상기 자기 갭(14)에 위치한 상태로부터 상기 자기 갭(14)을 이탈한 다음, 상기 자기 갭(14)으로 복귀한다. 기타 실시예에서, 초기 상태일 때, 상기 코일(30)은 상기 자기 갭(14) 바깥에 위치하고, 1차 발전 조작 과정에서 상기 코일(30)이 상기 자기 갭(14) 바깥에 위치한 상태로부터 상기 자기 갭(14)으로 진입한 다음, 다시 상기 자기 갭(14)을 이탈하는 방식일 수도 있다. 결론적으로, 상기 코일(30)이 상기 자기 갭(14)에 고속으로 진입 및 이탈하도록 함으로써, 상기 코일(30)에 유도전류를 발생시킬 수 있다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 상기 무선 송신기로서의 제2 실시예의 구체적인 응용 예시로서, 이 실시예에서는 유사하게, 상기 무선 송신기는 자로 시스템(10A), 구동장치(20A) 및 코일(30A)을 포함하고, 상기 자로 시스템(10A)은 상부 자기유도판(13A), 영구자석체(12A) 및 하부 자기유도판(11A)을 포함한다. 상기 영구자석체(12A)는 상기 하부 자기유도판(11A)의 오목홈에 설치되어 상기 하부 자기유도판(11A)의 사방 측벽 사이와 간격을 구비하고, 상기 상부 자기유도판(13A)은 상기 영구자석체(12A)의 상부 표면에 부착되며, 상기 상부 자기유도판(13A)과 상기 영구자석체(12A)가 상기 하부 자기유도판(11A) 내에서 자기유도선이 조밀하게 분포된 고리형 상기 자기 갭(14A)을 형성한다. 이 실시예에서, 상기 무선 송신기는 탄성 플레이트(21A)를 이용하여 상기 코일(30A)을 상기 자기 갭(14A)에서 왕복 운동시킴으로써 상기 유도전류를 발생시키며, 또한 상기 유도전류를 통해 회로기판(22A)이 송신을 수행하도록 구동시킨다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예의 분해 구조도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 상기 회로기판(22A)은 상기 운동에너지 발전장치의 상기 코일(30)에 전기적으로 연결되며, 그 중 상기 운동에너지 발전장치 중의 상기 구동장치(20A)는 탄성 플레이트(21A)로 실시되는 구동기를 포함하고, 상기 코일(30A)은 상기 탄성 플레이트(21A)의 하부 표면에 고정 설치되며, 상기 탄성 플레이트(21A)의 상부 표면에 상기 회로기판(22A)이 고정 설치되어, 상기 회로기판(22A)은 상기 코일(30A)과 전기적으로 연결되며, 상기 코일(30A)은 상기 탄성 플레이트(21A)의 탄성력에 의해 상기 자기 갭(14A)에서 왕복 운동함으로써, 상기 운동에너지 발전장치의 발전 효과를 구현한다. 상기 회로기판(22A)은 상기 탄성 플레이트(21A)의 상부 표면에 고정될 필요 없이, 전체적인 발전 시스템의 기타 위치에 고정될 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상기 실시예에서, 상기 탄성 플레이트(21A)는 제1단(211A)과 제2단(212A)을 구비하고, 상기 제1단(211A)은 제1 고정공(2111A)과 제2 고정공(2112A)을 구비한다. 본 발명의 상기 실시예 중의 상기 운동에너지 발전장치는 또한 베이스시트(40)를 더 포함하며, 상기 베이스시트(40)에 제1 고정시트(41)와 제2 고정시트(42)가 고정 설치된다. 상기 제1 고정시트(41)와 상기 제2 고정시트(42)의 높이는 동일하며, 상기 탄성 플레이트(21A)는 상기 제1 고정공(2111A)과 상기 제2 고정공(2112A)을 통해 각각 상기 제1 고정시트(41)와 상기 제2 고정시트(42)에 고정됨으로써, 상기 베이스시트(40)와의 고정을 구현한다. 다시 말해, 상기 제1 고정시트(41)와 상기 제2 고정시트(42)의 지지 하에, 상기 탄성 플레이트(21A)는 상기 베이스시트(40)와의 사이의 상대적인 고정을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 외력 작용이 없는 경우에도 수평 위치를 유지할 수 있고, 외력의 작용이 있는 경우, 상기 탄성 플레이트(21A)의 상기 제2단(212A)은 상기 탄성 플레이트(21A)의 상기 제1단(211A)과 상대적으로 운동할 수 있다.
다시 말해, 상기 탄성 플레이트(21A)의 가까운 단부는 하나 또는 다수의 고정시트(41), (42)를 통해 위치가 고정되고, 먼 단부의 저면은 상기 코일(30A)에 고정된다. 상기 탄성 플레이트의 상기 먼 단부는 즉 상기 제2단(212A)으로서 그 가까운 단부인 상기 제1단(211A)을 지지점으로 회전하여 자동 복귀할 수 있다. 즉 전술한 실시예가 자기 흡인력을 통해 상기 코일(30)을 복귀시키는 것과 달리, 본 발명의 상기 실시예에서는 상기 탄성 플레이트(21A)의 탄성 회복 성능을 통해 상기 코일(30A)을 자동으로 복귀시킨다.
상기 자로 시스템(10A)은 상기 탄성 플레이트(21A)의 상기 제2단(212A)의 하방에 위치하고, 상기 제1 고정시트(41)와 상기 제2 고정시트(42)의 높이는 상기 탄성 플레이트(21A)가 정지 시 상기 코일(30A)을 구동시켜 상기 자로 시스템(10A)이 형성하는 자기 갭(14A)에 정확하게 위치시킨다. 다시 말해, 상기 탄성 플레이트(21A)가 외력의 작용이 없는 상태에서 정지 시, 그 높이는 대략 상기 자로 시스템(10A)의 높이와 동일하며, 따라서 상기 탄성 플레이트(21A) 상의 외력이 소실되었을 때, 상기 코일(30A)이 상기 자로 시스템(10A)에 형성된 상기 자기 갭(14A)에 위치할 수 있게 됨으로써, 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치가 발전 기능을 갖출 수 있다.
이밖에, 상기 탄성 플레이트(21A)의 상기 제2단(212A)의 형상은 상기 O형 코일(30)이 그 하부 표면에 고정될 수 있도록 보장한다. 바람직하게는, 상기 탄성 플레이트(21A)의 상기 제2단(212A)은 원형이며, 또한 상기 원형의 제2단(212A)은 확대부로서, 그 외경은 상기 코일(30A)의 외경보다 크므로, 상기 코일(30A)이 상기 탄성 플레이트(21A)의 상기 제2단(212A)의 하부 표면에 안정적으로 고정될 수 있다. 상기 탄성 플레이트(21A)의 제2단(212A)은 돌기(2121A)를 더 구비하며, 상기 돌기(2121A)는 사용자가 조작하기에 편리하도록 상기 탄성 플레이트(21A)의 상기 제2단(212A)의 측변에 위치한다. 본 분야의 기술자라면, 상기 형상은 예로 든 것일 뿐 본 발명을 제한하는 것이 아님을 이해할 수 있을 것이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 상기 실시예의 상기 무선 송신기의 발전과정 설명도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 어떠한 외력의 작용도 상기 탄성 플레이트(21A)에 인가되지 않을 때, 상기 탄성 플레이트(21A)의 상기 제2단(212A)과 상기 코일(30A)은 상기 자로 시스템(10A)의 상방에 위치하며, 이와 동시에, 상기 코일(30A)은 상기 자로 시스템(10A)에 형성되는 상기 자기 갭(14A)에 위치한다. 이때, 전체적인 운동에너지 발전장치는 정지 상태이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 외력(F1)이 상기 탄성 플레이트(21A)의 상기 제2단(212A) 상의 상기 돌기(2121A)에 상향으로 작용 시, 상기 코일(30A)은 상기 탄성 플레이트(21A)의 상기 제2단(212A)을 따라 상기 자기 갭(14A)의 상방에 작용된다. 이때, 상기 탄성 플레이트(21A)의 상기 제1단(211A)은 상기 베이스시트(40) 상의 상기 제1 고정시트(41) 및/또는 상기 제2 고정시트(42)에 고정되며, 따라서 상기 탄성 플레이트(21A)의 상기 제2단(212A)이 상기 외력(F1)에 의해 상향 작용함과 동시에, 상기 탄성 플레이트(21A)의 상기 제2단(212A)은 상향 변형이 발생함으로 인해 역방향 포텐셜 에너지를 갖게 된다.
도 10에 도시된 바와 같이, 이때, 상기 외력(F1)이 소실되면, 상기 탄성 플레이트(21A)의 상기 제2단(212A)상의 돌기(2121A)에 인가된 힘이 석방되어, 상기 탄성 플레이트(21A)의 상기 제2단(212A)이 탄성력의 작용에 의해 고속으로 하향 운동하게 된다. 상기 코일(30A) 역시 상기 탄성 플레이트(21A)의 제2단(212A)의 고속 하향 운동을 따라 상기 자기 갭(14A) 내로 신속하게 복귀하며, 상기 코일(30A)이 상기 자기 갭(14A) 내에 신속하게 복귀함과 동시에 상기 자기 갭(14A) 내에 조밀하게 분포된 자기유도선에 의해 고속으로 절단되고, 최종적으로 상기 유도전류를 발생시켜, 상기 회로기판(22A)으로 전송함으로써, 상기 회로기판(22A)이 상응하는 무선 송신 작업을 수행하도록 구동한다.
본 실시예의 일종의 변형으로서, 본 분야의 기술자는 실제 상황 또는 구체적인 필요에 따라 상기 탄성 플레이트(21A)의 구조, 형상 및 상기 탄성 플레이트(21A)의 재료를 상응하게 변경할 수 있으며, 본 발명의 상기 무선 송신기와 동일하거나 또는 유사한 기술 수단을 채택하여 본 발명과 동일하거나 유사한 기술 문제를 해결하고, 또한 본 발명과 동일하거나 또는 유사한 기술효과를 달성하기만 한다면, 모두 본 발명의 보호 범위 내에 속하며, 본 발명의 구체적인 실시방식은 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 상기 무선 송신기에서, 상기 회로기판(22A)은 고주파 무선 송신 회로기판이며, 상기 고주파 무선 송신 회로기판에 일련의 회로기판 소자(221A) 및 송신 모듈(RF 주파수 모듈)(미도시, 이하 동일)이 집적된다. 즉 상기 운동에너지 발전장치 중의 상기 코일(30A)은 상기 고주파 무선 송신 회로기판과 전기적으로 연결된다. 상기 운동에너지 발전장치 중의 상기 코일(30A)이 상기 자기 갭(14A)에 조밀하게 분포된 자기유도선에 의해 절단되어 유도전류가 발생하였을 때, 상기 유도전류는 상기 회로기판 소자(221A)와 상기 RF 송신 모듈을 구비한 고주파 무선 송신 회로기판을 구동시켜 고주파 무선 전파를 전송함으로써 전자장치의 작동을 제어한다.
본 발명의 상기 실시예 중 구동기로서의 상기 탄성 플레이트(21A)는 레버와 유사한 방식으로 상기 코일(30A)을 움직여 고속 왕복 이동을 발생시킴으로써, 상기 코일(30)에 유도전류를 발생시킨다. 상기 구조 중, 초기 상태에서, 상기 코일(30A)은 상기 자기 갭(14A)에 위치하며, 상기 돌기(2121A)가 위로 들어 올려져 탄성 플레이트(21A)의 상기 제2단(212A)이 상기 제1단(211A)을 지지점으로 상향 회전 시, 상기 코일(30A)이 상기 자기 갭(14A)을 이탈하게 되고 상기 탄성 플레이트(21A)에 포텐셜 에너지가 누적되며, 외력이 소실되었을 때, 상기 탄성 플레이트(21A)가 자동으로 복귀하면서 상기 코일(30A)이 다시 상기 자기 갭(14A)으로 진입하여, 상기 자로 시스템(10A)의 자기유도선에 의해 고속으로 절단되도록 함으로써 유도전류가 발생한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또 다른 실시 방식에서, 상기 고정시트(41), (42)의 높이를 상기 자로 시스템(10A)보다 높게 하여, 초기 상태일 때, 상기 코일(30A)이 상기 자기 갭(14A) 바깥에 위치하고, 상기 돌기(2121A)가 아래를 향해 가압될 때, 상기 탄성 플레이트(21A)의 상기 제2단(212A)이 상기 제1단(211A)을 지지점으로 하향 회동 시, 상기 코일(30A)이 상기 자기 갭(14A)으로 진입하게 되고 상기 탄성 플레이트(21A)에 포텐셜 에너지가 누적되며, 외력이 소실되었을 때, 상기 탄성 플레이트(21A)가 자동으로 상향 회동하여 복귀하면서 상기 코일(30A)이 상기 자기 갭(14A)으로부터 이탈됨으로써, 상기 코일(30A)이 상기 자기 갭(14A)에 고속으로 진입 및 이탈함으로 인해 상기 코일(30A)이 상기 자로 시스템(10A)의 자기유도선에 의해 고속으로 절단되도록 함으로써 유도전류가 발생한다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
상응하게, 본 발명의 실시예는 소형 전자장치에 전원을 제공하는데 응용되는 운동에너지 발전 방법을 제공한다. 예를 들어 전형적인 것은 무선 스위치에 응용되어 무선 자가발전 스위치를 형성하는 것이며, 상기 방법은
탄성 플레이트(21A)가 외력의 작용에 의해 제2단(212A)이 제1단(211A)을 지지점으로 레버 운동을 하여 탄성 변형을 일으키고, 그것과 연결된 코일(30)을 구동시켜 자로 시스템(10A)의 고리형 자기 갭(14A)으로부터 미리 설정된 거리만큼 이탈시키는 단계; 및
상기 외력 작용이 소실 시, 상기 탄성 플레이트(21A)가 자동으로 복귀하여 상기 코일(30A)을 자동 복귀시키며, 상기 코일(30A)이 상기 자로 시스템(10A)의 자기유도선에 의해 절단되어 전기를 발생시키기 위한 유도전류를 발생시키는 단계를 포함한다.
또는 상기 방법은
외력의 작용 하에 탄성 플레이트(21A)의 제2단(212A)이 제1단(211A)을 지지점으로 레버 운동을 하여 탄성 변형을 일으키고, 그것과 연결된 코일(30)을 구동시켜 자로 시스템(10A)의 고리형 자기 갭(14A)으로 진입시키는 단계; 및
상기 외력 작용이 소실 시, 상기 탄성 플레이트(21A)가 자동으로 복귀하여 상기 코일(30A)이 상기 자기 갭(14A)으로부터 이탈되도록 구동하는 단계를 포함하며, 그 중 상기 코일(30A)이 상기 자로 시스템(10A)의 자기유도선에 의해 절단되어 전기를 발생시키기 위한 유도전류를 발생시킨다.
언급해두어야 할 점으로, 상기 탄성 플레이트(21A)가 받는 외력의 작용은 사용자로부터의 직접적인 작용일 수도 있고, 기타 간접적인 작용일 수도 있으며, 상기 탄성 플레이트(21A)의 먼 단부에 위치 이동을 발생시켜 탄성 포텐셜 에너지를 누적시킬 수만 있으면 된다.
상기 코일(30A)은 고정되고, 상기 구동장치의 상기 구동기가 상기 자로 시스템(10A)을 구동시키는데 사용되는 경우, 상기 탄성 플레이트(21A)의 먼 단부는 상기 자로 시스템(10A)에 고정될 수 있으며, 따라서 외력의 작용 하에, 상기 탄성 플레이트(21A)의 먼 단부가 가까운 단부에 대하여, 레버와 유사하게 회동 시, 상기 코일(30A)은 위치가 불변하고 상기 자로 시스템(10A)은 이동하도록 구동될 수 있으며, 또한 외력이 갑자기 소실되었을 때, 상기 탄성 플레이트(21A)는 탄성 회복 성능에 의해 자동으로 복귀함으로써 상기 자로 시스템(10A)을 자동으로 복귀시키며, 이와 같이 상기 자로 시스템(10A)의 상기 자기 갭(14A)과 상기 코일(30A)에 반대되는 고속의 왕복 이동이 발생함으로써, 상기 코일(30A)이 유도전류를 발생시킬 수 있다. 유사하게, 상기 탄성 플레이트(21A)가 상기 자로 시스템(10A)을 구동시키는데 사용될 경우, 초기 상태에서, 상기 코일(30A)은 상기 자기 갭(14A)에 위치할 수도 있고, 상기 자기 갭(14A) 바깥에 위치할 수도 있으며, 반복 순환 과정은 상기 자로 시스템(10A)의 이동이 상기 자기 갭(14A)을 먼저 상기 코일(30A)로부터 이탈시킨 다음 신속하게 복귀시키는 것일 수도 있고, 상기 자로 시스템(10A)의 이동이 상기 자기 갭(14A)을 먼저 상기 코일(30A) 주변에 씌워지게 한 다음, 다시 상기 코일(30A)로부터 신속하게 이탈되도록 하는 것일 수도 있다.
도 11 내지 도 16은 본 발명의 상기 무선 송신기의 제3 실시예로서, 유사하게, 상기 무선 송신기는 자로 시스템(10B), 구동장치(20B) 및 코일(30B)을 포함하고, 상기 자로 시스템(10B)은 상부 자기유도판(13B), 영구자석체(12B) 및 하부 자기유도판(11B)을 포함하며, 상기 영구자석체(12B)는 상기 하부 자기유도판(11B)의 오목홈에 설치되어 상기 하부 자기유도판(11B)의 사방 측벽 사이에 갭을 구비하며, 상기 상부 자기유도판(13B)은 상기 영구자석체(12B)의 상부 표면에 부착됨으로써, 상기 상부 자기유도판(13B)와 상기 영구자석체(12B)가 상기 하부 자기유도판(11B) 내에서 자기유도선이 조밀하게 분포된 고리형의 상기 자기 갭(14B)을 형성한다.
상기 무선 송신기의 제3 실시예와 제1 실시예의 차이점은, 상기 제3 실시예에서는 캠의 상대 원주 회전운동을 이용하여 상기 코일(30B)이 상기 자기 갭(14B)에서 상하로 왕복 운동을 하도록 구동시킴으로써 상기 유도전류를 발생시키고, 상기 유도전류를 통해 상기 회로기판(22B)을 구동시켜 상응하는 송신 작업을 수행한다는데 있다.
상세히 설명하면, 본 발명의 상기 무선 송신기의 제3 실시예에서, 상기 구동장치(20B)는 캠을 구비하는 구동기를 포함하며, 상기 캠은 원기둥형으로 상부 캠(201B)과 하부 캠(202B)을 포함하고, 상기 상부 캠(201B)은 제1 공간(2011B)을 구비하며, 상기 하부 캠(202B)은 제2 공간(2021B)을 구비한다. 상기 상부 캠(201B)의 가장자리에 다수의 연속되는 제1 돌출 치(2012B)가 설치되고, 각각의 상기 제1 돌출 치(2012B)는 각각 제1 상단(20121B)과 제1 하단(20122B)을 포함한다. 마찬가지로, 상기 하부 캠(202B)의 가장자리에 다수의 각각 상기 제1 돌출 치(2012B)와 상호 치합되는 제2 돌출 치(2022B)가 설치되고, 각각의 상기 제2 돌출 치(2022B)는 각각 제2 상단(20221B)과 제2 하단(20222B)을 포함한다. 각각의 상기 제1 돌출 치(2012B)가 각각 상기 제2 돌출 치(2022B)와 치합 시, 상기 제1 돌출 치(2012B)의 제1 상단(20121B)은 상기 제2 돌출 치(2022B)의 제2 상단(20221B)에 위치하고, 상기 제1 돌출 치(2012B)의 제1 하단(20122B)은 상기 제2 돌출 치(2022B)의 제2 하단(20222B)에 위치하며; 상기 상부 캠(201B)이 상기 하부 캠(202B)에 대해 원주 회전 운동 시, 상기 상부 캠(201B) 상의 상기 제1 돌출 치(2012B)의 상기 제1 상단(20121B)과 제1 하단(20122B)은 각각 상기 하부 캠(202B) 상의 상기 제2 돌출 치(2022B)의 상기 제2 상단(20221B)과 제2 하단(20222B)을 따라 슬라이딩함으로써, 상기 상부 캠(201B)이 상기 하부 캠(202B)에 대해 왕복 상하 운동을 하게 된다.
도 12와 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 무선 송신기는 회로기판(22B)을 더 포함하며, 상기 회로기판(22B)은 상기 상부 캠(201B)에 고정 설치된다. 구체적으로 설명하면, 상기 상부 캠(201B)의 가장자리에 적어도 하나의 체결부재(2013B)가 설치되며, 상기 회로기판(22B)의 가장자리에 상기 체결부재의 수량과 동일한 체결공(222B)이 설치되어, 상기 체결부재(2013B)와 상기 체결공(22B)의 결합을 통해 상기 회로기판(22B)을 상기 상부 캠(201B)에 고정시키기에 편리하다. 본 발명의 상기 무선 송신기의 상기 실시예에서, 상기 상부 캠(201B)의 가장자리에 3개의 상기 체결부재(2013B)가 설치되고, 상기 회로기판(22B)의 상응하는 위치에도 역시 상기 체결부재(2013B)와 각각 정합되기 위한 3개의 상기 체결공(222B)이 설치되어, 상기 회로기판(22B)이 상기 상부 캠(201B)과 함께 고정될 수 있다. 상기 체결부재(2013B)는 상기 회로기판(22B)에 설치될 수도 있고, 상기 체결공(222B) 역시 상기 상부 캠(201B)에 설치될 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다. 물론, 기타 연결 방식을 통해 상기 회로기판(22B)과 상기 상부 캠(201B)을 연결 고정시킬 수도 있으며, 본 발명은 이 방면에 대해서 제한을 받지 않는다.
상기 코일(30B)은 상기 회로기판(22B)의 하부 표면에 고정되어 상기 상부 캠(201B)의 상기 제1 공간(2011B) 내에 위치하며, 상기 회로기판(22B)의 상부 표면은 도자체(21B)를 더 포함한다. 상기 도자체(21B)는 상기 회로기판(22B)의 상부 표면에 고정되며, 철판과 같이 도자성 재료로 제작되거나, 또는 비도자성 재료로 도자성 재료를 피복하여 형성될 수도 있다. 이와 동시에, 본 발명의 상기 무선 송신기의 상기 변형 실시예에서, 상기 자로 시스템(10B)은 상기 운동에너지 발전장치의 제1 실시예 중의 자로 시스템(10) 중의 구조와 동일하며, 상기 자로 시스템(10B)은 상기 하부 캠의 상기 제2 공간(2021B) 내에 위치한다. 상기 상부 캠(201B)과 상기 하부 캠(202B)이 치합 시, 상기 코일(30B)은 상기 자로 시스템(10B)으로 형성된 상기 자기 갭(14B)에 위치한다.
상기 도자체(21B)는 상기 회로기판(22B)의 하부 표면에 위치하거나, 또는 상기 회로기판(22B)과 일체형으로 집적될 수도 있으며, 상기 자로 시스템(10)과 자성 흡인력을 발생시켜 상기 캠을 치합상태로 자동 복귀시킬 수만 있으면 된다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 상기 도자체(21B)는 상기 상부 캠(201)과 고정되고, 상기 회로기판(22B)은 상기 도자체(21B)에 고정 연결되는 것일 수도 있다.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 상기 무선 송신기의 제3 실시예의 작동과정 원리 설명도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 초기 위치일 때, 상기 도자체(21B)는 상기 자로 시스템(10B) 중의 상기 영구자석체(12B)의 하향 흡인력을 받는 동시에, 상기 회로기판(22B)과 상기 상부 캠(201B)이 함께 고정되어 상기 회로기판(22B)이 상기 도자체(22B)에 고정 설치되기 때문에, 상기 상부 캠(201B)이 상기 도자체(21B)와 상기 영구자석체(12B)의 자성 흡인력의 작용에 의해 상기 하부 캠(202B)과 완전히 치합된다. 이때, 상기 코일(30B)은 상기 자로 시스템(10B) 중의 상기 자기 갭(14B)에 위치하게 되며, 정지 상태이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 상기 하부 캠(202B)이 고정 상태를 유지하고, 외력(F2)의 원주 작용이 상기 상부 캠(201B)에 인가될 때, 상기 상부 캠(201B)상의 제1 돌출 치(2012B)가 상기 하부 캠(202B) 상의 제2 돌출 치(2022B)를 따라 분리되기 시작하며; 상기 상부 캠(201B) 상의 상기 제1 돌출 치(2012B)의 상기 제1 상단(20121B)이 상기 하부 캠(202B) 상의 상기 제2 돌출 치(2022B)의 상기 제2 하단(20222B)과 대응될 때, 상기 코일(30B)은 상기 자기 갭(14B)으로부터 이탈하여 상기 상부 캠(201B)과 상기 하부 캠(202B) 사이의 거리가 최대치에 이르게 된다.
도 16에 도시된 바와 같이, 치의 정점을 지난 후, 상기 도자체(21B)는 상기 자로 시스템(10B)의 자력의 영향을 받게 되며, 상기 상부 캠(201B)을 계속 고속으로 회전 시, 상기 상부 캠(201B) 상의 상기 제1 돌출 치(2012B)와 상기 하부 캠(202B) 상의 상기 제2 돌출 치(2022B)가 다시 치합되며, 이때 상기 코일(30B)이 상기 상부 캠(201B)의 하향 고속 이동을 따라 다시 상기 자기 갭(14B)에 진입하고, 상기 자기 갭(14B)에 조밀하게 분포된 자기유도선에 의해 고속으로 절단된다. 전자기 유도 원리에 따라, 상기 상부 캠(201B)은 신속하게 하향 이동하여 상기 코일(30B)이 상기 자기 갭(14B)에 조밀하게 분포된 자기유도선에 의해 고속으로 절단될 때, 상기 코일(30B)에 유도전류가 발생할 수 있다. 상기 유도전류는 상기 회로기판(22B)이 상응하는 작업을 수행하도록 구동시킬 수 있다.
주의할 만한 점으로, 본 발명의 상기 무선 송신기의 제3 실시예에서, 상기 상부 캠(201B)과 상기 하부 캠(202B)의 회전 방향은 실제 상황에 따라 조정 가능하며, 상기 상부 캠(201B)과 상기 하부 캠(202B)이 상기 제1 돌출 치(2012B)와 상기 제2 돌출 치(2022B)를 따라 원주 운동을 함으로써 상기 코일(30B)이 상기 자기 갭(14B)에서 왕복 운동을 할 수만 있으면 즉시 유도전류를 발생시킬 수 있다.
이밖에, 본 발명의 상기 무선 송신기의 제3 실시예에서, 상기 도자체(21B)는 구체적으로 철판으로 실시되며, 본 분야의 기술자는 실제 상황에 따라 상기 도자체(21B)의 구체적인 재료를 결정할 수도 있다. 예를 들어 상기 자로 시스템(10B)의 자극과 반대되는 자성재료 등일 수도 있으며, 도자성능을 구비한 것이라면 모두 본 발명의 보호 범위 내에 속하며, 본 발명의 구체적인 실시방식은 이에 한정되지 않는다.
본 분야의 기술자는 또한 고객의 요구 또는 실제 상황에 따라 상기 상부 캠(201B)과 상기 하부 캠(202B) 사이의 운동 관계를 조정할 수 있다. 다시 말해, 본 분야의 기술자는 상기 상부 캠(201B)을 고정시키고, 상기 하부 캠(202B)은 상기 제2 돌출 치(2022B)가 상기 제1 돌출 치(2012B)를 따라 상기 상부 캠(201B)에 대해 원주 운동을 하도록 설치할 수 있다. 다시 말해, 본 분야의 기술자는 상기 코일(30B)을 고정되는 것으로 설치하고, 상기 자로 시스템(10B)은 상기 코일(30B)에 대해 왕복 운동을 하도록 설치함으로써, 상기 유도전류를 발생시킬 수 있다. 본 발명의 상기 무선 송신기의 구체적인 실시방식은 이에 한정되지 않으며, 본 발명과 동일하거나 유사한 기술방안을 채택하여 본 발명과 동일하거나 유사한 기술효과를 달성할 수만 있으면, 모두 본 발명의 상기 무선 송신기의 보호 범위 내에 속한다.
본 발명의 상기 무선 송신기의 제3 실시예에서, 상기 회로기판(22B)은 고주파 무선 송신 회로기판이며, 상기 고주파 무선 송신 회로기판에 회로기판 소자(221B) 및 주파수 모듈(RF 주파수 모듈)(미도시, 이하 동일)이 전기적으로 연결된다. 즉 상기 운동에너지 발전장치 중의 상기 코일(30B)은 상기 고주파 무선 송신 회로기판과 전기적으로 연결된다. 상기 운동에너지 발전장치 중의 상기 코일(30B)이 상기 자기 갭(14B)에 조밀하게 분포된 자기유도선에 의해 절단되어 유도전류가 발생 시, 상기 유도전류가 상기 회로기판 소자(221B)와 상기 RF 주파수 모듈을 구비한 고주파 무선 송신 회로기판을 구동시켜 고주파 무선 전파를 방출함으로써 전자장치의 작동을 제어한다.
강조할 점으로, 본 발명의 상기 무선 송신기의 제3 실시예에서, 본 분야의 기술자라면 실제 상황에 따라 상기 캠의 형상과 구조를 예를 들어 타원형 또는 고리형 등으로 변경할 수 있으며, 상기 코일(30B)이 상기 자기 갭(14B)에서 왕복 운동을 하도록 구동시켜 상기 유도전류를 발생시킬 수만 있다면, 모두 본 발명의 보호 범위 내에 속하며, 본 발명의 구체적인 실시방식은 이에 한정되지 않는다.
상응하게, 본 발명의 상기 실시예에서,는 소형 전자장치에 전원을 제공하는데 응용되는 운동에너지 발전 방법을 제공하며, 예를 들어 전형적으로는 무선 스위치에 응용되어, 무선 자가발전 스위치를 형성하는 것이며, 상기 방법은
상기 상부 캠(201B)이 외력의 작용에 의해 상기 하부 캠(202B)과 분리되기 시작하고, 그것과 연결된 상기 회로기판(22B)을 구동시켜, 상기 회로기판(22B)에 조립된 상기 코일(30B)을 자로 시스템(10B)의 고리형의 상기 자기 갭(14B)으로부터 미리 설정된 거리만큼 이탈시키는 단계; 및
상기 외력 작용이 소실 시, 상기 도자체(21B)와 상기 자로 시스템(10B) 사이의 자성 흡인력이 상기 상부 캠(201B)과 상기 회로기판(22B)을 자동으로 복귀시키고 상기 코일(30B)이 자동으로 복귀하도록 구동하며, 그 중 상기 코일(30B)은 상기 자로 시스템(10B)의 자기유도선에 의해 절단되어 전기를 발생시키기 위한 유도전류를 발생시키는 단계를 포함한다.
또는 상기 방법은
하부 캠(202B)이 외력의 작용에 의해 상부 캠(201B)과 분리되기 시작하고, 그것과 연결된 자로 시스템(10B)이 이동하도록 구동시켜, 상기 회로기판(22B)에 조립된 코일(30B)을 상기 자로 시스템(10B)의 고리형 자기 갭(14B)으로부터 미리 설정된 거리만큼 이탈시키는 단계; 및
상기 외력 작용이 소실 시, 상기 하부 캠(202B)이 자동으로 복귀하여 상기 상부 캠(201B)과 치합되고, 상기 자로 시스템(10B)이 자동으로 복귀하도록 구동하여, 상기 코일(30)을 상기 자로 시스템(10B)의 상기 자기 갭(14B)으로 진입시키며, 그 중 상기 코일(30A)은 상기 자로 시스템(10B)의 자기유도선에 의해 절단되어 전기를 발생시키기 위한 유도전류를 발생시키는 단계를 포함한다.
도 17 내지 도 21은 본 발명의 상기 무선 송신기의 제4 실시예로서, 본 실시예와 상기 제1 실시예의 차이점은, 본 실시예에서, 상기 무선 송신기는 시소판의 상하 운동을 이용하여 상기 코일(30C)이 상기 자로 시스템(10C)에 형성된 상기 자기 갭(14C)에서 왕복 운동함으로써, 유도전류를 발생시키고, 상기 유도전류를 통해 상기 회로기판(22C)이 상응하는 송신 작업을 수행하도록 구동한다는데 있다.
구체적으로, 도 17과 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 무선 송신기는 베이스플레이트(50), 운동에너지 발전장치와 회로기판(22C)을 포함하며, 상기 운동에너지 발전장치는 상기 베이스플레이트에 고정되어 유도전류를 발생시킬 수 있으며, 상기 회로기판(22C)은 상기 운동에너지 발전장치에 전기적으로 연결되어 상기 유도전류의 구동에 의해 상응하는 송신 작업을 수행할 수 있다.
상세히 설명하면, 본 발명의 상기 무선 송신기의 제4 실시예에서, 상기 구동장치는 본 실시예에서 구체적으로 시소판으로 실시되는 구동기를 포함하며, 상기 시소판은 제1단(21C)과 제2단(21C')을 포함하고, 상기 베이스플레이트(50)에 지지점(503)이 고정 설치되며, 상기 지지점(503)의 양측에 각각 2개의 장착시트가 설치되어, 각각 제1 오목홈(501)과 제2 오목홈(502)을 형성한다. 상기 오목홈(501)과 오목홈(502)은 상기 베이스플레이트(50)에 오목 설치될 수도 있음을 이해할 수 있을 것이며, 본 발명은 이 방면에서 제한을 받지 않는다. 본 바람직한 실시예에서, 상기 무선 송신기의 상기 운동에너지 발전장치는 제1 운동에너지 발전유닛과 제2 운동에너지 발전유닛을 포함하며, 상기 제1 운동에너지 발전유닛과 상기 제2 운동에너지 발전유닛은 각각 상기 지지점(503) 양측의 상기 제1 오목홈(501)과 상기 제2 오목홈(502) 내에 고정 설치된다.
상기 제1 운동에너지 발전유닛은 제1 자로 시스템(10C), 제1 코일(30C)과 제1 구동장치(20C)를 포함하고, 상기 제1 자로 시스템(10C)은 제1 자기 갭(14C)을 구비하며, 상기 제2 운동에너지 발전유닛은 제2 자로 시스템(10C'), 제 코일(30C')과 제2 구동장치(20C')를 포함하고, 상기 제2 자로 시스템(10C')은 제2 자기 갭(14C')을 구비한다. 그 중 상기 제1 구동장치(20C)는 상기 제1 코일(30C)이 상기 제1 자로 시스템(10C)에 형성된 상기 제1 자기 갭(14C)에서 왕복 운동을 하도록 구동시켜, 제1 유도전류를 발생시킬 수 있고, 상기 제2 구동장치(20C')는 상기 제2 코일(30C')이 상기 제2 자로 시스템(10C')에 형성된 상기 제2 자기 갭(14C')에서 왕복 운동을 하도록 구동시켜, 제2 유도전류를 발생시킬 수 있다. 상기 회로기판(22C)은 상기 제1 코일(30C)과 상기 제2 코일(30C')에 전기적으로 연결되며, 상기 제1 유도전류와 상기 제2 유도전류의 구동을 통해 상응하는 제어 명령 송신 작업을 수행할 수 있다. 본 실시예에서, 2개의 상기 구동장치(20C)는 하나의 전체적인 구동기 구조를 형성하며, 보다 구체적으로는 상기 지지점부(503)를 지지점으로 하여 운동하는 시소판임을 이해할 수 있을 것이다. 2개의 상기 운동에너지 발전유닛은 상기 지지점부(503)의 양측에 대칭으로 위치할 수도 있고, 실제 상황에 따라 그 위치를 합리적으로 분배하여 서로 평행한 상태를 이루도록 할 수도 있다. 예를 들어, 상기 회로기판(22C)이 상기 시소판의 좌측에 고정되는 경우, 상기 지지점부(503)는 좌측의 상기 제1 운동에너지 발전유닛에 가깝게 위치할 수 있다. 2개의 상기 코일(30C), (30C')의 코일 권취량과 선경은 같을 수도 있고, 상이할 수도 있다.
도 18에 도시된 바와 같이, 상기 제1 자로 시스템(10C)은 종단면이 U형인 원기둥형 제1 하부 자기유도판(11C), 제1 영구자석체(12C)와 제1 상부 자기유도판(13C)을 포함하며, 그 중 상기 제1 하부 자기유도판(11C)은 상기 제1 오목홈(501) 내에 고정 설치되고, 상기 제1 영구자석체(12C)와 상기 제2 상부 자기유도판(13C)은 모두 원기둥형이며 또한 상기 제1 영구자석체(12C)는 상기 제1 하부 자기유도판(11C)의 내부에 설치되고, 상기 제1 상부 자기유도판(13C)은 상기 제1 영구자석체(12C)의 상부 표면에 접합되어, 상기 제1 자로 시스템(10C)에서 자기유도선이 조밀하게 분포된 상기 제1 자기 갭(14C)을 형성할 수 있다. 상응하게, 상기 제2 자로 시스템(10C')은 종단면이 U형인 원기둥형 제2 하부 자기유도판(11C'), 제2 영구자석체(12C')와 제2 상부 자기유도판(13C')을 포함하며, 그 중 상기 제2 하부 자기유도판(11C')은 상기 제2 오목홈(502) 내에 고정 설치되고, 상기 제2 영구자석체(12C')와 상기 제2 상부 자기유도판(13C')은 모두 원기둥형이며 또한 상기 제2 영구자석체(12C')는 상기 제2 하부 자기유도판(11C')의 내부에 설치되고, 상기 제2 상부 자기유도판(13C')은 상기 제2 영구자석체(12C')의 상부 표면에 접합되어, 상기 제2 자로 시스템(10C')에서 자기유도선이 조밀하게 분포된 상기 제2 자기 갭(14C')을 형성할 수 있다. 상기 자기 갭(14C)과 자기 갭(14C')은 고리형이며, 상기 자기유도판의 형상은 상기 원기둥형으로 한정되지 않음을 이해할 수 있을 것이다.
상기 제1 코일(30C)은 O형이며 상기 제1 구동장치(20C)의 하부 표면에 고정 설치되고, 상기 제1 구동장치(20C)는 상기 제1 코일(30C)이 상기 제1 자로 시스템(10C)에 형성된 상기 제1 자기 갭(14C)으로 진입하도록 구동시킬 수 있다. 상응하게, 상기 제2 코일(30C')은 O형이며 상기 제2 구동장치(20C')의 하부 표면에 고정 설치되고, 상기 제2 구동장치(20C')는 상기 제2 코일(30C')이 상기 제2 자로 시스템(10C')에 형성된 상기 제2 자기 갭(14C')으로 진입하도록 구동시킬 수 있다.
다시 말해, 본 발명의 상기 무선 송신기의 제4 실시예에서, 상기 제1 구동장치(20C)는 상기 시소판의 상기 제1단(21C)을 통해 상기 제1 코일(30C)이 상기 제1 자로 시스템(10C)에 형성된 상기 제1 자기 갭(14C)에서 왕복 운동하도록 구동시키고, 상기 제2 구동장치(20C')는 상기 시소판의 상기 제2단(21C')을 통해 상기 제2 코일(30C')이 상기 제2 자로 시스템(10C')에 형성된 상기 제2 자기 갭(14C')에서 왕복 운동하도록 구동시킨다.
도 17 내지 도 21에 도시된 바와 같이, 본 발명의 상기 무선 송신기의 제4 실시예에서, 상기 회로기판(22C)은 상기 제1 구동장치(20C)의 상부 표면에 고정 설치된다. 상기 회로기판(22C)은 상기 제2 구동장치(20C')의 상부 표면에 위치하거나, 또는 상기 시소판의 중간에 위치하거나, 또는 상기 베이스플레이트(50)에 고정될 수도 있다. 상기 제1 구동장치(20C)와 상기 제2 구동장치(20C')는 서로 연결되어 상기 시소판을 형성하며, 상기 지지점부(503)는 상기 시소판의 하부 표면의 중간 부위에 위치하고, 상기 시소판의 양단에 각각 제1 돌기(211C)와 제2 돌기(211C')가 대칭으로 설치되며, 상기 제1 돌기(211C)는 상기 제1 구동장치(20C)의 좌측변에 위치하고, 상기 제2 돌기(211C')는 상기 제2 구동장치(20C')의 우측변에 위치하여, 상기 시소판의 어느 한 단부가 동일한 힘을 이용하면 타단을 들어올릴 수 있다. 상기 돌기(211C)와 돌기(211C')의 설치는 조작이 간편하여, 사용자 역시 상기 시소판의 양단을 직접 누르거나 또는 들어올리기만 하면 된다는 것을 이해할 수 있으며, 본 발명은 이 방면에서 제한을 받지 않는다.
도 19에 도시된 바와 같이, 외력으로 상기 시소판 중의 제1 돌기(211C)를 가압 시, 상기 제1 구동장치(20C)는 상기 외력(F3)의 구동에 의해 하향 운동하게 되고, 상기 제2 구동장치(20C')는 상기 지지점부(503)와 상기 외력(F3)의 반작용에 의해 들어 올려지게 된다. 다시 말해, 상기 제1 구동장치(20C)와 상기 제2 구동장치(20C')는 상기 지지점부(503)를 중심으로, 외력(F3)의 작용에 의해 도시된 화살표 방향을 따라 상하로 요동할 수 있다. 2개의 상기 코일(30C), (30C')의 출력단은 모두 상기 회로기판(22C)이 연결되고, 또한 2개의 상기 코일(30C), (30C')은 직렬 연결될 수도 있고 병렬 연결될 수도 있다.
도 20과 도 21은 본 발명의 상기 무선 송신기의 제4 실시예의 작동 과정 원리 설명도이다. 도면 중 화살표는 각각 좌측의 상기 코일(30C)이 하향 운동 시, 우측의 상기 코일(30C')은 상향 운동하고; 우측의 상기 코일(30C')이 하향 운동 시, 좌측의 상기 코일(30C)은 상향 운동하는 것을 나타낸다.
도 20에 도시된 바와 같이, 초기에, 상기 시소판의 일측은 낮고 일측은 높으며, 즉 상기 제1 구동장치(20C) 또는 상기 제2 구동장치(20C') 중의 어느 한 단부는 상기 제1 자로 시스템(10C) 또는 상기 제2 자로 시스템(10C')과 접촉되어, 상기 제1 코일(30C)이 상기 제1 자로 시스템(10C)에 형성된 제1 자기 갭(14C)으로 진입하도록 구동하거나 또는 상기 제2 코일(30C')이 상기 제2 자로 시스템(10C')에 형성된 상기 제2 자기 갭(14C')으로 진입하도록 구동한다. 본 발명의 상기 작동 과정 원리 설명도에서, 초기 위치는 제1 구동장치(20C)가 상기 제1 코일(30C)을 제1 자로 시스템(10C)에 형성된 상기 제1 자기 갭(14C)으로 진입하도록 구동하는 상황이다.
상기 제2 돌기(211C')에 아래를 향하는 외력(F3')을 인가할 때, 상기 제2 운동에너지 발전 유닛 중의 상기 제2 구동장치(20C')는 상기 외력(F3')의 구동에 의해 고속으로 하향 운동함과 동시에, 상기 제2 구동장치(20C')는 상기 제2 코일(30C')을 고속으로 하향 운동시킴으로써, 상기 제2 자로 시스템(10C')에 형성된 상기 제2 자기 갭(14C')으로 신속하게 진입시키며, 상기 제2 자기 갭(14C')에 조밀하게 분포된 자기유도선에 의해 고속으로 절단됨으로써 제2 유도전류를 발생시킨다.
도 21에 도시된 바와 같이, 이와 동시에, 제1 구동장치(20C)는 상기 외력(F3')과 상기 지지점부(503)의 공동 작용에 의해 상기 제2 구동장치(20C')의 방향과 반대로 운동하게 되며, 즉 이때 제1 구동장치(20C)는 상향 운동하고, 상기 제1 코일(30C)이 상기 제1 구동장치(20C)의 구동 하에 상기 제1 자로(10C)에 형성된 상기 제1 자기 갭(14C)으로부터 이탈되며, 이에 따라 상기 제1 코일(30C)이 상기 제1 자로 시스템(10C) 중의 상기 제1 자기 갭(14C)으로부터 이탈 시, 필연적으로 상기 제1 자기 갭(14C)에 조밀하게 분포된 자기유도선에 의해 절단되며, 따라서 제1 유도전류가 발생한다.
이때, 상기 제1 코일(30C)이 상기 자기 갭(14C)으로부터 이탈하는 상황에서, 즉 도면 중 좌측이 들어 올려진 상태에서, 다시 상기 제1 돌기(211C)에 아래를 향하는 외력(F3)을 인가하면, 상기 제1 구동장치(20C)는 상기 외력(F3)의 구동에 의해 신속하게 하향 운동함과 동시에, 상기 제1 코일(30C)을 상기 제1 자로 시스템(10C) 중의 상기 제1 자기 갭(14C)으로 신속하게 진입시키며, 이에 따라 상기 제1 코일(30C)이 상기 제1 자기 갭(14C)에 조밀하게 분포된 자기유도선에 의해 고속으로 절단되어, 다시 상기 제1 유도전류가 발생된다.
상기 제2 구동장치(20C')는 상기 외력(F3)과 상기 지지점부(503)의 공동 작용에 의해, 신속하게 상향 운동함과 동시에, 상기 제2 코일(30C')이 상기 제2 자로 시스템(10C') 중의 제2 자기 갭(14C')으로부터 이탈되어 상기 제2 자기 갭(14C')에 조밀하게 분포된 자기유도선에 의해 고속으로 절단되도록 구동함으로써, 상기 제2 유도전류가 다시 발생하게 된다.
상기한 바와 같이, 상기 시소판의 어느 한 쪽을 한번 누를 때마다, 모두 한 번의 전기에너지가 발생하며, 이후, 만약 상기 시소판의 반대측을 다시 누를 경우, 2개의 코일에 한 번의 전기에너지가 더 발생할 수 있다. 즉 상기 시소판을 한 번 누를 때마다, 본 발명의 상기 무선 송신기는 매번 전기 에너지를 발생시킬 수 있으며, 상기 제1 구동장치(20C)와 상기 제2 구동장치(20C')는 이와 같이 반복적으로 부단히 운동함으로써, 상기 제1 유도전류와 상기 제2 유도전류를 부단히 발생시킬 수 있다. 상기 회로기판(22C)이 상기 제1 코일(30C)과 상기 제2 코일(30C')에 전기적으로 연결되므로, 상기 제1 유도전류와 상기 제2 유도전류는 상기 회로기판(22C)이 상응하는 무선 송신 작업을 수행하도록 구동시킬 수 있다. 상응하게, 본 분야의 기술자는 상기 회로기판(22C)의 회로 모듈을 설계하여, 상기 직렬 연결되거나 또는 병렬 연결된 제1 및 제2 코일(30C), (30C')에 발생하는 상기 유도전류를 전기를 공급하는데 사용할 수 있다.
주의할 점으로, 본 발명의 제4 실시예에서, 상기 회로기판(22C)은 상기 제1 구동장치(20C)의 상부 표면에 설치되고, 또한 상기 제1 코일(30C) 및 상기 제2 코일(30C')은 모두 상기 회로기판(22C)과 전기적으로 연결되어 상기 회로기판(22C)에 구동 전류를 제공한다. 본 분야의 기술자는 실제 상황에 따라 상기 제1 코일(30C)과 상기 제2 코일(30C')에 각각 상이한 회로기판(22C)을 연결하여, 상기 제1 운동에너지 발전장치가 발생시키는 유도전류와 상기 제2 운동에너지 발전장치가 발생시키는 유도전류를 분리하여 출력함으로써, 상이한 회로기판이 상응하는 무선 송신 작업을 수행하도록 구동할 수도 있다. 본 발명과 동일하거나 또는 유사한 기술방안을 채택하여, 본 발명과 동일하거나 또는 유사한 기술 문제를 해결하고, 본 발명과 동일하거나 또는 유사한 기술효과를 얻을 수만 있으면 모두 본 발명의 보호 범위 내에 속하며, 본 발명의 구체적인 실시방식은 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 상기 무선 송신기의 제4 실시예에서, 상기 회로기판(22C)은 고주파 무선 송신 회로기판이며, 상기 고주파 무선 송신 회로기판에 회로기판 소자(221C) 및 주파수 모듈(RF 주파수 모듈)(미도시, 이하 동일)이 전기적으로 연결된다. 즉 상기 운동에너지 발전장치 중의 상기 제1 코일(30C)과 상기 제2 코일(30C')은 각각 상기 고주파 무선 송신 회로기판과 전기적으로 연결된다. 상기 운동에너지 발전장치 중의 상기 제1 코일(30C)과 상기 제2 코일(30C')이 상기 제1 자기 갭(14C)과 상기 제2 자기 갭(14C')에 조밀하게 분포된 자기유도선에 의해 절단되어 유도전류가 발생 시, 상기 유도전류는 상기 회로기판소자(221C)와 상기 RF 주파수 모듈을 구비한 고주파 무선 송신 회로기판이 고주파 무선 전파를 방출하도록 구동함으로써, 전자장치의 작동을 제어한다.
기타 실시예에서, 2개의 상기 코일(30C), (30C')은 고정되고, 시소판을 통해 2개의 상기 자로 시스템(10C), (10C')을 운동시킴으로써, 2개의 상기 코일(30C), (30C')에 유도전류가 발생하도록 할 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서, 상기 시소판의 양단은 도자성 재료로 제작되거나 또는 철판과 같은 도자체를 별도로 추가함으로써, 상기 코일(30C), (30C')이 이동하는 과정에서, 상기 자로 시스템(10C), (10C')이 각각 상기 시소판의 양단에 자성 흡인력을 구비하여 균형을 유지하게 하고, 또한 상기 시소판의 양단의 하향 이동을 가속화시킬 수 있다.
상응하게, 본 발명의 상기 실시예에서, 소형 전자장치에 전원을 공급하는데 응용되는 운동에너지 발전방법을 제공하며, 전형적인 예로서 무선 스위치에 응용되어 무선 자가발전 스위치를 형성하며, 상기 방법은
초기 상태에서, 상기 시소판의 일측에 위치하는 상기 제1 코일(30C)이 상기 제1 자로 시스템(10C)의 제1 자기 갭(14C)에 삽입되고, 상기 시소판의 반대되는 타측에 위치하는 상기 제2 코일(30C')은 상기 제2 자로 시스템(10C')의 상기 제2 자기 갭(14C')의 바깥에 위치하는 단계;
상기 시소판의 타측이 가압될 때, 상기 제2 코일(30C')이 상기 제2 자로 시스템(10C')의 상기 제2 자기 갭(14C')에 삽입되고, 상기 시소판 일측의 상기 제1 코일(30C)은 상기 제1 자로 시스템(10C)의 상기 제1 자기 갭(14C)으로부터 이탈되어, 상기 제1 및 제2 코일(30C), (30C')이 각각 한 번의 유도전류를 발생시키는 단계; 및
상기 시소판의 일측이 가입될 때, 상기 제1 코일(30C)이 상기 제1 자로 시스템(10C)의 상기 제1 자기 갭(14C)으로 다시 삽입되고, 상기 시소판의 타측의 상기 제2 코일(30C')이 상기 제2 자로 시스템(10C')의 상기 제2 자기 갭(14C')으로부터 이탈하여, 상기 제1 및 제2 코일(30C), (30C')이 각각 또 한 번의 유도전류를 발생시키는 단계를 포함한다.
이밖에 본 발명의 상기 무선 송신기의 제4 실시예에서, 상기 유도 기전력은 상기 제1 코일(30C) 및 상기 제2 코일(30C')의 권선수, 상기 제1 자기 갭(14C) 및 상기 제2 자기 갭(14C')의 자기장 강도 및 상기 시소판 좌우 양측의 가압 속도와 관련이 있으며, 그 계산 공식은 각각 다음과 같다.
E=-n*ΔΦ/Δt
식 중:
E: 유도 기전력
n: 코일의 권선수
ΔΦ/Δt: 자속량의 변화율
본 분야의 기술자는 필요에 따라 본 발명의 상기 무선 송신기의 구체적인 실시방식을 변형할 수 있으며, 상기 코일을 구동시킬 수 있는 메커니즘을 구비하여, 상기 코일을 상기 자기 갭에서 왕복 운동시킬 수 있는 구조이거나, 또는 상기 자기 갭 중의 자기유도선을 통해 상기 코일을 절단시켜 전류를 발생시키는 메커니즘이라면 모두 본 발명의 보호 범위에 속하며, 본 발명의 구체적인 실시방식은 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 상기 운동에너지 발전장치의 응용으로서, 본 분야의 기술자는 실제 상황에 따라 상기 운동에너지 발전장치를 상이한 경우에 응용할 수 있으며, 예를 들어 상기 운동에너지 발전장치는 가압식 무선 자가발전 스위치에 응용되어, 스위치판이 가압될 때, 상기 스위치판의 운동이 상기 운동에너지 발전장치를 구동시켜 기계 에너지를 전기에너지로 변환시킴으로써, 컨트롤러가 작동을 수행하도록 구동하며, 이에 따라 상기 컨트롤러는 무선 제어 방식으로 전자장치를 제어할 수 있다.
이밖에, 본 분야의 기술자는 또한 실제 필요에 따라 상기 운동에너지 발전장치의 응용을 개발할 수도 있으며, 예를 들어 상기 운동에너지 발전장치와 리모컨의 결합 응용 등과 같이, 상기 리모컨의 버튼을 누를 때, 상기 누름 동작이 상기 운동에너지 발전장치를 구동시켜 기계 에너지를 전기 에너지로 변환시킴으로써 상기 리모컨을 작동시킬 수 있다. 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치와 동일하거나 또는 유사한 기술방안을 채택하여, 본 발명과 동일하거나 유사한 기술효과를 얻을 수만 있다면, 모두 본 발명의 보호 범위 내에 속하며, 본 발명의 구체적인 응용 방식은 이에 한정되지 않는다.
상기한 이러한 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명은 운동에너지 발전방법을 더 포함한다는 것을 이해할 수 있을 것이며, 상기 운동에너지 발전 방법은
코일을 고리형 자기 갭에서 왕복 운동시켜, 자기유도선의 절단으로 인해 상기 코일이 발전용 유도전류를 발생시키도록 하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 단계에서, 상기 코일은 자기 흡인력과 외력의 결합을 통해 상기 자기 갭에서 왕복 운동할 수 있다.
선택적으로, 상기 단계에서, 상기 코일은 탄성력과 외력의 결합을 통해 상기 자기 갭에서 왕복 운동을 한다.
상기 코일의 상기 자기 갭에서의 운동 속도는 사용자의 전기에너지에 대한 수요량의 크기에 따라 결정될 수 있고, 본 발명의 상기 운동에너지 발전방법의 구체적인 실시방식은 이에 대해 제한을 두지 않으며, 본 발명과 동일하거나 또는 유사한 기술방안을 채택하여, 본 발명과 동일하거나 유사한 기술문제를 해결하고, 본 발명과 동일하거나 유사한 기술효과를 얻을 수만 있다면, 모두 본 발명의 보호 범위 내에 속한다.
바람직하게는, 본 발명의 상기 운동에너지 발전방법의 제1 실시예에서, 상기 코일은 구동장치를 통해 상기 자기 갭에서 왕복 운동한다. 상기 구동장치는 임의의 방식, 예를 들어 수동식 구동, 기계 외력 구동 방식 등을 통해 상기 코일이 상기 자기 갭에서 왕복 운동을 하도록 구동하여 전류를 발생시킬 수 있으며, 본 분야의 기술자는 사용자의 요구 또는 실제 상황에 따라 상기 구동장치가 상기 코일을 구동시키는 방법을 결정할 수 있다. 본 발명의 상기 운동에너지 발전방법의 구체적인 실시방식은 이에 한정되지 않고, 본 발명과 동일하거나 또는 유사한 기술방안을 채택하여, 본 발명과 동일하거나 유사한 기술효과를 얻을 수만 있다면, 모두 본 발명의 보호 범위 내에 속한다.
본 발명의 추가적인 공개 방안으로서, 상기 구동장치는 상하 운동 또는 원주 운동 등 방식을 통해 상기 코일이 상기 자기 갭에서 왕복 운동하도록 구동시킬 수 있으며, 예를 들어 탄성 플레이트 구동, 시소판 구동 또는 캠 구동 등 방식을 통해 상기 코일이 상기 자기 갭에서 왕복 운동을 하도록 구동시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 탄성 플레이트를 통해 상기 코일을 상기 자기 갭에서 왕복 운동시키는 방법에서, 상기 코일을 상기 탄성 플레이트에 고정시킨 다음, 상기 탄성 플레이트의 탄성력을 이용하여 상기 코일을 상기 자기 갭에서 왕복 운동시킴으로써 전기를 발생시키는 목적을 구현한다.
상기 시소판을 통해 상기 코일을 상기 자기 갭에서 왕복 운동시키는 방법에서, 상기 시소판의 중간 부위에 지지점을 설치하는 방식을 통해, 상기 시소가 상기 지지점의 작용 하에 양측이 모두 운동하며, 상기 코일을 상기 시소판과 함께 고정시키면, 상기 시소판이 외력의 작용 하에 상하 운동을 실시할 때, 상기 코일 역시 상기 시소판의 작동에 의해 상기 자기 갭에서 왕복 운동을 함으로써 전기를 발생시키는 목적을 달성한다.
주의할만한 점으로, 상기 시소판의 특수성으로 인하여, 외력이 상기 시소판의 어느 한 쪽에 작용하기만 하면, 상기 시소판의 양측이 모두 상응하는 운동을 하게 되며, 단지 운동 방향만 반대일 뿐이다. 따라서 시소판을 이용하여 상기 코일을 상기 자기 갭에서 운동시킬 때, 상기 시소판의 양측에 모두 상기 코일과 상기 자기 갭을 설치할 수 있으며, 상기 시소판의 왕복 운동은 그 양측의 코일이 모두 전류를 발생시키도록 구동시킬 수 있다. 다시 말해, 상기 시소판을 이용하여 상기 코일을 상기 자기 갭에서 왕복 운동시켜 유도전류를 발생시키는 발전방법에서, 상기 시소판은 2배의 유도전류를 발생시킴으로써, 상기 운동에너지 발전방법의 발전 효율이 향상될 수 있다.
상기 캠을 이용하여 상기 코일을 상기 자기 갭에서 왕복 운동시키는 방법에서, 상기 캠을 한 쌍의 서로 치합되는 상부 캠과 하부 캠으로 설치하고, 상기 상부 캠과 상기 하부 캠에 각각 연속되는 돌출 치를 설치하며, 상기 상부 캠과 상기 하부 캠은 상기 돌출 치를 통해 치합되고, 또한 상기 상부 캠과 상기 하부 캠 사이는 상기 돌출 치를 따라 상대적으로 회전할 수 있다. 상기 코일과 상기 자기 갭은 각각 상기 상부 캠 및 상기 하부 캠과 고정되며, 따라서, 상기 상부 캠과 상기 하부 캠 사이의 상대적인 원주 운동을 따라 상기 코일이 상기 돌출 치의 원주 회전을 따라 상하로 운동하도록 구동할 수 있어, 상기 코일의 상기 자기 갭에서의 왕복 운동을 구현함으로써, 전기를 발생시키는 목적을 구현한다.
본 분야의 기술자라면 고객의 요구 또는 실제 상황에 따라 기타 구동방법을 채택할 수도 있으며, 상기 방법이 상기 코일을 상기 자기 갭에서 왕복 운동시킬 수 있고, 상기 방법이 본 발명과 동일하거나 또는 유사한 기술효과를 구현할 수만 있다면, 모두 본 발명의 운동에너지 발전 방법의 보호 범위 내에 속하며, 본 발명의 상기 운동에너지 발전 방법의 구체적인 실시방식은 이에 한정되지 않는다.
이밖에, 본 발명의 상기 운동에너지 발전 방법에서, 상기 자기 갭은 자로 시스템을 설치하는 방법을 통해 획득되고, 또한 상기 자기 갭은 원고리형이다. 본 발명의 상기 운동에너지 발전 방법의 일종의 변형으로서, 본 분야의 기술자라면 기타 방식을 통해 자기 갭을 설치할 수도 있고, 또한 상기 자기 갭의 형상과 파라미터 역시 실제 필요에 따라 결정할 수 있으며, 본 발명과 동일하거나 또는 유사한 기술방안을 채택하여, 본 발명과 동일하거나 또는 유사한 기술효과를 구현할 수만 있다면, 모두 본 발명의 운동에너지 발전 방법의 보호 범위 내에 속한다.
주의할 점으로, 본 발명의 상기 운동에너지 발전 방법에서, 상기 코일이 상기 자기 갭에서 왕복 운동하는 방법은 코일은 움직이지 않고, 자기 갭이 운동하도록 설정하는 방법을 포함할 뿐만 아니라, 코일은 움직이고, 자기 갭은 움직이지 않는 방법도 포함하며, 상기 코일이 상기 자기 갭에서 상대적인 왕복운동을 함으로써 유도전류를 발생시킬 수만 있으면 되며, 본 분야의 기술자는 실제 상황에 따라 상기 코일과 상기 자기 갭의 상대적인 운동 방법을 선택할 수 있고, 본 발명과 동일하거나 또는 유사한 기술방안을 채택하여, 본 발명과 동일하거나 또는 유사한 기술효과를 구현할 수만 있다면, 모두 본 발명의 운동에너지 발전 방법의 보호 범위 내에 속하며, 본 발명의 구체적인 실시방식은 이에 한정되지 않는다.
본 발명은 또한 운동에너지 발전장치의 제조방법을 더 포함하며, 상기 운동에너지 발전장치의 제조방법은
고리형 자기 갭을 구비한 자로 시스템을 설치하는 단계;
상기 자기 갭에서 왕복 운동하도록 구동될 수 있는 코일을 설치하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 일종의 개선 방안으로서, 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치의 제조방법은
상기 코일이 상기 자기 갭에서 왕복 운동하도록 구동하는 구동장치를 설치하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치의 제조방법에서, 상기 구동장치는 상하 운동을 통해 상기 코일을 상기 자기 갭에서 왕복 운동시키도록 설치된다.
또한, 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치의 제조방법에서, 상기 구동장치에 탄성 플레이트가 설치되며, 상기 탄성 플레이트를 통해 상기 코일이 상기 자기 갭에서 왕복 운동하도록 구동시킨다. 구체적으로, 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치의 제조방법에서, 상기 코일을 상기 탄성 플레이트와 고정 연결시키므로, 상기 코일은 상기 탄성 플레이트의 탄성력에 따라 상하 운동을 할 수 있고, 상기 자기 갭에서 왕복 운동을 함으로써 유도전류를 발생시킬 수 있다.
선택적으로, 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치의 제조방법에서, 상기 구동장치에 시소판이 설치되며, 상기 시소판을 통해 상기 코일이 상기 자기 갭에서 왕복 운동하도록 구동시킨다. 구체적으로, 상기 시소판의 중간 부위에 지지점부가 설치되어, 상기 지지점부를 통해, 상기 시소판 양측이 외력의 작용 하에 상하 운동을 실시할 수 있으며, 상기 코일이 상기 시소판과 함께 고정되므로, 상기 코일은 상기 시소판 양단의 상하 운동을 따라 상기 자기 갭에서 왕복 운동을 실시함으로써 유도전류를 발생시킬 수 있다.
주의할 점으로, 상기 시소판의 양단은 상기 지지점부의 작용 하에 동시에 양방향 운동을 실시하므로, 단지 상기 시소판의 양단의 운동방향만 반대이다. 다시 말해, 외력이 한 번 작용하면 상기 시소판의 양단이 반대 방향으로 동시에 운동하게 되며, 본 분야의 기술자는 시소판의 양단에 각각 상기 코일과 상기 자기 갭을 설치한 다음, 상기 2개의 코일을 각각 상기 시소판의 양단에 고정시킬 수 있으며, 이와 같이, 외력이 상기 시소판에서 한 번 작용하면, 상기 시소판의 양단의 코일이 동시에 상기 자기 갭에서 운동할 수 있게 된다. 동일한 외력을 반복 인가하면, 상기 시소판의 양단의 코일이 각각 상기 자기 갭에서 왕복 운동함으로써 각각 유도전류의 발생을 구현할 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치의 제조 방법에서, 시소판을 구동장치로 설치하여 상기 코일이 상기 자기 갭에서 왕복 운동하도록 구동하며, 이 경우 동일한 작용력과, 기타 조건 역시 동일하다는 전제하에, 2배의 유도전류를 발생시킬 수 있어, 상기 운동에너지 발전장치의 발전효율을 향상시킬 수 있다.
선택적으로, 상기 구동장치는 회전운동을 통해 상기 코일이 상기 자기 갭에서 왕복 운동하도록 구동할 수도 있다.
또한, 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치의 제조방법에서, 상기 구동장치에 캠을 설치하고, 상기 캠의 원주운동을 통해 상기 코일이 상기 자기 갭에서 왕복 운동을 하도록 구동시킨다. 구체적으로, 상기 캠은 각각 한 쌍의 서로 치합되는 상부 캠과 하부 캠으로 설치되며, 상기 상부 캠과 상기 하부 캠에 각각 연속되는 돌출 치가 설치되어, 상기 돌출 치의 치합을 통해 상기 상부 캠과 상기 하부 캠의 치합을 구현하고, 또한 상기 상부 캠과 상기 하부 캠이 상기 돌출 치를 따라 상대적인 원주 운동을 할 수 있다. 상기 돌출 치는 톱니 형상이므로, 상기 상부 캠과 상기 하부 캠은 상기 돌출 치를 따라 상대적인 원주 운동을 할 때, 상기 상부 캠과 상기 하부 캠 역시 상기 돌출 치의 형상으로 인해 상대적인 상하 운동을 하게 된다.
본 발명의 상기 운동에너지 발전장치의 제조방법의 제1 실시예에서, 상기 코일은 상기 상부 캠과 고정 연결되도록 설치되고, 상기 자기 갭은 상기 하부 캠과 고정 연결되도록 설치된다. 따라서 상기 상부 캠과 상기 하부 캠이 상기 돌출 치를 따라 원주 운동을 할 때, 상기 코일 역시 상기 상부 캠과 함께 상기 돌출 치 형상을 따라 상하로 운동함으로써 상기 자기 갭에서의 왕복 운동을 구현하여 유도전류를 발생시킨다.
주의할 점으로, 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치의 제조방법에서, 상기 코일과 상기 자기 갭을 설치하고, 상기 코일이 상기 자기 갭에서 왕복 운동을 할 수만 있으면 되며, 본 분야의 기술자는 고객의 요구 또는 실제 상황에 따라 상기 코일과 상기 자기 갭의 상대적 운동 관계, 예를 들어 상기 자기 갭은 움직이지 않고, 상기 코일은 상기 자기 갭에서 왕복 운동을 하는 방식으로 설치하거나, 상기 코일은 움직이지 않고, 상기 자기 갭이 상기 코일에 대해 상대적으로 왕복 운동을 하는 방식으로 설치할 수 있으며, 본 발명과 동일하거나 유사한 기술방안을 채택하여 본 발명과 동일하거나 유사한 기술효과를 달성하기만 한다면, 모두 본 발명의 보호 범위 내에 속하며, 본 발명의 구체적인 실시방식은 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 상기 운동에너지 발전장치의 제조 방법에서, 상기 자기 갭은 이하 단계를 통해 형성된다.
종단면이 U형인 중공의 기둥형 하부 자기유도판을 설치하는 단계;
내경이 상기 하부 자기유도판의 외경보다 작은 원형 자석 및 원형 상부 자기유도판을 설치하는 단계;
상기 자석과 상기 상부 자기유도판을 상기 하부 자기 유도판 내에 설치하여, 자기유도선이 조밀하게 분포된 상기 자기 갭을 형성하는 단계.
이밖에, 본 분야의 기술자는 실제 상황에 따라 기타 방식을 이용하여 상기 자기 갭을 설치할 수 있으며, 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치의 제조 방법의 구체적인 실시방식은 이에 한정되지 않는다. 따라서, 본 발명의 상기 운동에너지 발전장치 및 무선 송신기는 구조가 단순하고, 비용이 저렴할 뿐만 아니라, 발전 과정이 안전하고 신뢰할 수 있으며, 환경을 오염시키지도 않으면서 발전 요과와 친환경 요구를 최대한도로 구현할 수 있다. 본 발명의 상기 운동에너지 발전 방법은 조작 과정이 단순하고 편리하여, 일반 전자장치의 전류 수요를 구현하기에 대단히 유리하다. 본 발명의 상기 무선 송신기는 구조가 단순하고, 성능을 신뢰할 수 있으며, 비용이 저렴하다.
본 분야의 기술자라면, 상기 묘사 및 첨부 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 단지 예로 든 것일 뿐 본 발명을 제한하는 것이 아님을 이해하여야 한다.본 발명의 목적은 이미 완전하고 효과적으로 구현되었다. 본 발명의 기능 및 구조 원리는 이미 실시예에 공개하거나 설명하였으며, 상기 원리를 벗어나지 않음을 전제로, 본 발명의 실시방식은 임의의 변형 또는 수정이 있을 수 있다.

Claims (31)

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  4. 운동에너지 발전장치에 있어서,
    적어도 하나의 코일;
    고리형 자기 갭을 구비한 적어도 하나의 자로 시스템;
    상기 자로 시스템 또는 상기 코일을 구동시킴으로써 상기 자기 갭과 상기 코일에 반복적인 상대적 변위가 발생되도록 하여, 상기 코일에 유도전류가 발생되도록 하는 구동기; 및
    회로기판을 포함하며,
    상기 코일이 상기 회로기판에 전기적으로 연결되어, 상기 코일에 발생되는 상기 유도전류가 상기 회로기판으로 공급되며,
    상기 자로 시스템은 종단면이 U형인 하부 자기유도판, 영구자석체 및 상부 자기유도판을 포함하며, 그 중 상기 영구자석체와 상기 상부 자기유도판은 상기 하부 자기유도판 내에 설치되어 고리형의 상기 자기 갭을 형성하고,
    상기 구동기는 도자체를 포함하여, 상기 코일이 상기 도자체에 고정되며, 상기 도자체는 상기 영구자석체와의 자성 흡인력을 통해 자동으로 복귀함으로써 상기 코일을 자동으로 복귀시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 운동에너지 발전장치.
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  8. 운동에너지 발전장치에 있어서,
    적어도 하나의 코일;
    고리형 자기 갭을 구비한 적어도 하나의 자로 시스템;
    상기 자로 시스템 또는 상기 코일을 구동시킴으로써 상기 자기 갭과 상기 코일에 반복적인 상대적 변위가 발생되도록 하여, 상기 코일에 유도전류가 발생되도록 하는 구동기; 및
    회로기판을 포함하며,
    상기 코일이 상기 회로기판에 전기적으로 연결되어, 상기 코일에 발생되는 상기 유도전류가 상기 회로기판으로 공급되며,
    상기 구동기는 돌출 치(teeth)를 통해 상호 치합 및 분리될 수 있는 상부 캠과 하부 캠을 포함하며, 그 중 상기 하부 캠은 상기 자로 시스템에 고정되고, 상기 상부 캠은 상기 하부 캠에 대해 원주방향의 회전 운동 가능하게 설치되며, 상기 상부 캠은 상기 하부 캠에 대해 회전 운동시 상기 돌출 치를 통해 상호 치합 및 분리되면서 회전 중심에 대해 왕복 승강운동하며,
    상기 코일은 상기 상부 캠에 설치되어, 상기 상부 캠의 승강운동에 따라 상기 자기 갭에 대해 왕복 운동되는 것을 특징으로 하는 운동에너지 발전장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 구동기는 도자체를 더 포함하며, 그 중 상기 도자체는 상기 자로 시스템과의 자성 흡인력을 통해 상기 상부 캠과 상기 하부 캠을 분리상태로부터 서로 치합되는 상태로 자동 복귀시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 운동에너지 발전장치.
  10. 운동에너지 발전장치에 있어서,
    2개의 코일;
    고리형 자기 갭을 구비한 2개의 자로 시스템;
    상기 자로 시스템 또는 상기 코일을 구동시킴으로써 상기 자기 갭과 상기 코일에 반복적인 상대적 변위가 발생되도록 하여, 상기 코일에 유도전류가 발생되도록 하는 구동기; 및
    회로기판을 포함하여 2개의 운동에너지 발전 유닛을 형성하며,
    상기 자로 시스템은 종단면이 U형인 하부 자기유도판, 영구자석체 및 상부 자기유도판을 포함하며, 그 중 상기 영구자석체와 상기 상부 자기유도판은 상기 하부 자기유도판 내에 설치되어 고리형의 상기 자기 갭을 형성하고,
    상기 구동기는, 시소판 및 상기 시소판을 지지하는 지지점부를 포함하고, 상기 시소판의 양단에 각각 2개의 상기 코일이 고정되며, 2개의 상기 코일은 각각 상기 지지점부의 양측에 위치하여, 그 중 하나의 상기 코일이 대응되는 하나의 상기 자로 시스템의 상기 자기 갭에 삽입 시, 다른 하나의 상기 코일은 대응되는 다른 하나의 상기 자로 시스템의 상기 자기 갭으로부터 이탈함으로써, 2개의 상기 코일이 대응되는 2개의 상기 자로 시스템의 자기유도선에 의해 절단되어 각각 상기 유도전류를 발생시키는 것을 특징으로 하는 운동에너지 발전장치.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서,
    상기 2개의 상기 코일은 직렬 연결되거나 또는 병렬 연결되며, 상기 시소판의 양단은 또한 자성력을 통해 대응되는 2개의 상기 자로 시스템과 흡착 결합될 수 있도록 배치되는 것을 특징으로 하는 운동에너지 발전장치.
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  17. 제4항에 있어서,
    상기 도자체는 상기 회로기판의 상측, 바닥측에 설치되거나 또는 회로기판과 일체로 성형되는 것을 특징으로 하는 운동에너지 발전장치.
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  20. 무선 송신기에 있어서,
    상기 무선 송신기는 제4항, 제8항 내지 제10항, 제12항 및 제17항 중 어느 한 항에 따른 상기 운동에너지 발전장치와;
    고주파 무선 송신 회로기판을 포함하고,
    상기 고주파 무선 송신 회로기판은 주파수 모듈을 포함하며, 상기 고주파 무선 송신 회로기판은 상기 운동에너지 발전장치 중의 상기 코일과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 무선 송신기.
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