KR102470368B1 - Energy harvesting apparatus using electromagnetic induction - Google Patents

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Abstract

Disclosed is an energy harvesting device based on electromagnetic induction, the device generating electric energy by converting external force applied in a vertical direction into rotational motion. The energy harvesting device using electromagnetic induction disclosed herein comprises: a housing with an open upper portion; a plate which is arranged on the upper portion of the housing and moves in a lower direction of the housing by means of external force; a first elastic body; a first vertical motion part which moves in the lower direction of the housing by means of the plate and moves in an upper direction of the housing by means of the first elastic body; a first rotational motion part which converts vertical motion of the first vertical motion part into rotational motion; a magnet part which rotates by means of the first rotational motion part; and a coil part which includes a coil and is arranged to be adjacent to the magnet part.

Description

전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치{ENERGY HARVESTING APPARATUS USING ELECTROMAGNETIC INDUCTION} Energy harvesting device using electromagnetic induction {ENERGY HARVESTING APPARATUS USING ELECTROMAGNETIC INDUCTION}

본 발명은 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수직 방향으로 인가되는 외력을 회전 운동으로 변환하여 전기 에너지를 생성하는 에너지 하베스팅 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an energy harvesting device using electromagnetic induction, and more particularly, to an energy harvesting device that generates electrical energy by converting an external force applied in a vertical direction into rotational motion.

근래에는 에너지 자원의 부족에 따라 다양한 에너지 생산 방법들이 연구되고 있는데, 특히, 최근에는 에너지 하베스팅(energy harvesting)이라는 개념으로 일상 생활에서 버려지는 에너지를 회수하는 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.In recent years, various energy production methods have been studied according to the lack of energy resources. In particular, recently, research on a system for recovering energy discarded in daily life has been actively conducted with the concept of energy harvesting.

에너지 하베스팅 기술은 진동, 빛, 열, 전자파 등 일상 생활에서 버려지는 에너지를 모아 사용 가능한 전기 에너지로 변환하는 기술을 의미하며, 매우 다양한 분야에서 활발한 연구가 진행되고 있다. Energy harvesting technology refers to a technology that collects energy that is wasted in daily life, such as vibration, light, heat, and electromagnetic waves, and converts it into usable electrical energy, and active research is being conducted in very diverse fields.

특히, 전자기 유도를 이용하는, 에너지를 하베스팅 장치는 원리가 간단하고 구현이 용이하여, 다양한 제품에 응용되고 있다. In particular, an energy harvesting device using electromagnetic induction is simple in principle and easy to implement, and thus is applied to various products.

관련 선행문헌으로 대한민국 등록특허 제10-2087775호가 있다.As a related prior literature, there is Korean Patent Registration No. 10-2087775.

본 발명은 외력에 의한 수직 운동을 회전 운동으로 변환하여 전기 에너지를 생성하는 에너지 하베스팅 장치를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide an energy harvesting device that generates electric energy by converting vertical motion caused by an external force into rotational motion.

또한 본 발명은 보다 내구성이 향상된 에너지 하베스팅 장치를 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to provide an energy harvesting device with improved durability.

또한 본 발명은, 보다 하베스팅 효율이 향상된 에너지 하베스팅 장치를 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to provide an energy harvesting device with improved harvesting efficiency.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부가 개방된 하우징; 상기 하우징의 상부에 배치되며, 외력에 의해 상기 하우징의 하부 방향으로 이동하는 플레이트; 제1탄성체; 상기 플레이트에 의해 상기 하우징의 하부 방향으로 이동하며, 상기 제1탄성체의 탄성력에 의해 상기 하우징의 상부 방향으로 이동하는 제1수직 운동부; 상기 제1수직 운동부의 수직 운동을 회전 운동으로 변환하는 제1회전 운동부; 상기 제1회전 운동부에 의해, 회전하는 자석부; 및 코일을 포함하며, 상기 자석부 주변에 배치되는 코일부를 포함하는 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치가 제공된다.According to one embodiment of the present invention for achieving the above object, the top of the open housing; a plate disposed above the housing and moving downward of the housing by an external force; a first elastic body; a first vertical motion unit that moves in a lower direction of the housing by the plate and moves in an upper direction of the housing by an elastic force of the first elastic body; a first rotary motion unit converting the vertical motion of the first vertical motion unit into a rotational motion; a magnet part that rotates by the first rotation movement part; and a coil, and an energy harvesting device using electromagnetic induction including a coil part disposed around the magnet part is provided.

또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상부가 개방된 하우징; 상기 하우징의 상부에 배치되며, 외력이 인가되는 플레이트; 제1탄성체; 상기 외력에 의해 상기 하우징의 하부 방향으로 이동하며, 상기 제1탄성체의 탄성력에 의해 상기 하우징의 상부 방향으로 이동하는 제1수직 운동부; 상기 제1수직 운동부의 수직 운동을 회전 운동으로 변환하는 제1회전 운동부; 자석부; 및 상기 자석 주변에 배치되어 상기 제1회전 운동부에 의해 회전하며, 코일을 포함하는 코일부를 포함하는 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치가 제공된다.In addition, according to another embodiment of the present invention for achieving the above object, the top of the open housing; a plate disposed above the housing and to which an external force is applied; a first elastic body; a first vertical motion unit that moves downward of the housing by the external force and moves upward of the housing by the elastic force of the first elastic body; a first rotary motion unit converting the vertical motion of the first vertical motion unit into a rotational motion; magnet part; and an energy harvesting device using electromagnetic induction including a coil part disposed around the magnet, rotated by the first rotational motion part, and including a coil.

본 발명의 일실시예에 따르면, 자석부의 회전 방향과 반대 방향으로 코일부를 회전시킴으로써, 하베스팅 효율이 높아질 수 있다.According to one embodiment of the present invention, harvesting efficiency can be increased by rotating the coil unit in the opposite direction to the rotation direction of the magnet unit.

또한 본 발명의 일실시예에 따르면, 외력이 서로 다른 사용 환경에 따라서 자석부의 회전량이나 코일부의 회전량을 최대화함으로써, 하베스팅 효율이 높아질 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, harvesting efficiency can be increased by maximizing the amount of rotation of the magnet part or the amount of rotation of the coil part according to use environments with different external forces.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치의 사시도를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 구체적 실시예에 따른 에너지 하베스터를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 코일 회전부를 설명하기 위한 도면이다.1 is a perspective view of an energy harvesting device using electromagnetic induction according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram for explaining an energy harvester using electromagnetic induction according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining an energy harvesting device using electromagnetic induction according to another embodiment of the present invention.
4 is a diagram for explaining an energy harvester according to a specific embodiment of the present invention.
5 is a diagram for explaining an energy harvesting device using electromagnetic induction according to another embodiment of the present invention.
6 is a diagram for explaining an energy harvesting device using electromagnetic induction according to another embodiment of the present invention.
7 is a diagram for explaining an energy harvesting device using electromagnetic induction according to another embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining a coil rotation unit according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals have been used for like elements throughout the description of each figure.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치의 사시도를 나타내는 도면이다.1 is a perspective view of an energy harvesting device using electromagnetic induction according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 하베스팅 장치는 하우징(110), 플레이트(120) 및 적어도 하나의 에너지 하베스터를 포함한다.Referring to FIG. 1 , an energy harvesting device according to an embodiment of the present invention includes a housing 110, a plate 120, and at least one energy harvester.

하우징(110)은 상부가 개방된 형태이며, 하우징(110)의 상부에 플레이트(120)가 배치된다. 플레이트(120)에 외력이 인가되며, 외력에 의해 플레이트(120)는 하우징의 하부 방향(130), 즉 하우징의 바닥면 방향으로 이동한다.The housing 110 has an open top, and a plate 120 is disposed on the top of the housing 110 . An external force is applied to the plate 120, and the external force causes the plate 120 to move in the lower direction 130 of the housing, that is, toward the bottom surface of the housing.

하우징(110)의 내부에는 에너지 하베스터가 배치되며, 플레이트(120)가 하우징의 하부 방향(130)으로 이동할 때 전자기 유도 방식으로 전기 에너지를 생성한다. 그리고 탄성력을 이용하여 플레이트(120)를 하우징의 상부 방향(140)으로 이동시키며, 이 때도 전기 에너지를 생성한다.An energy harvester is disposed inside the housing 110 and generates electric energy by electromagnetic induction when the plate 120 moves in the lower direction 130 of the housing. Then, the plate 120 is moved in the upper direction 140 of the housing by using the elastic force, and at this time, electric energy is also generated.

본 발명의 일실시예에 따른 에너지 하베스팅 장치는, 가정, 사무실, 교육기관, 인도 또는 도로 등에 배치될 수 있으며, 사람이나 자동차, 자전거 등의 하중 또는 발로 플레이트를 누르는 힘 등이 외력으로서 플레이트에 인가될 수 있다. 또한 도 1의 형상과 달리, 에너지 하베스팅 장치가 이용되는 환경에 따라서, 에너지 하베스팅 장치의 형상은 정육면체, 직육면체, 원통형 등 다양한 형태로 설계될 수 있으며, 그에 따라 플레이트(120) 및 하우징(110)의 형상도 결정될 수 있다.The energy harvesting device according to an embodiment of the present invention can be placed in a home, office, educational institution, sidewalk or road, etc., and the load of a person, car, bicycle, etc., or the force of pressing the plate with a foot is applied to the plate as an external force. may be authorized. In addition, unlike the shape of FIG. 1, depending on the environment in which the energy harvesting device is used, the shape of the energy harvesting device may be designed in various shapes such as a regular hexahedron, a rectangular parallelepiped, and a cylinder. Accordingly, the plate 120 and the housing 110 ) can also be determined.

본 발명의 일실시예에 따른 에너지 하베스팅 장치가 인도에 설치될 경우, 플레이트(120) 상부에 보도 블럭이 배치될 수 있다. 인도 주변에 LED가 설치될 수 있으며, 사람들이 보도 블록을 밟고 지나가면서 생성되는 전기 에너지가 LED로 공급될 수 있다.When the energy harvesting device according to an embodiment of the present invention is installed on sidewalk, a sidewalk block may be disposed above the plate 120. LEDs can be installed around sidewalks, and electrical energy generated as people step on sidewalk blocks can be supplied to the LEDs.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스터를 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for explaining an energy harvester using electromagnetic induction according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 하베스터는 제1수직 운동부(210), 제1회전 운동부(220), 제1탄성체(230), 자석부(240) 및 코일부(250)를 포함한다.Referring to FIG. 2 , the energy harvester according to an embodiment of the present invention includes a first vertical movement unit 210, a first rotational movement unit 220, a first elastic body 230, a magnet unit 240 and a coil unit 250. includes

제1수직 운동부(210)는 플레이트(120)에 의해 하우징의 하부 방향(130)으로 이동한다. 외력에 의해 플레이트(120)가 하우징의 하부 방향(130)으로 이동하면서, 플레이트(120)가 제1수직 운동부(210)를 밀어냄으로써, 제1수직 운동부(210)가 플레이트(120)와 함께 하우징의 하부 방향(130)으로 이동한다. 제1수직 운동부(210)가 하우징의 하부 방향(130)으로 이동하면, 하우징(110)의 바닥면과 제1수직 운동부(210) 사이에 배치된 제1탄성체(230)가 수축되고, 외력이 소멸되면 제1수직 운동부(210)는 제1탄성체(230)의 탄성력에 의해 하우징의 상부 방향(140)으로 이동한다. 즉, 제1수직 운동부(210)는 상하 방향으로 운동하며, 하우징(110)의 바닥면에 대해 수직한 방향으로 수직 운동한다.The first vertical movement unit 210 moves in the lower direction 130 of the housing by the plate 120 . As the plate 120 moves in the downward direction 130 of the housing by an external force, the plate 120 pushes the first vertical moving part 210, so that the first vertical moving part 210 moves along with the plate 120 into the housing. moves in the lower direction 130 of When the first vertical moving part 210 moves in the downward direction 130 of the housing, the first elastic body 230 disposed between the bottom surface of the housing 110 and the first vertical moving part 210 contracts, and an external force is applied. When it disappears, the first vertical moving part 210 moves in the upper direction 140 of the housing by the elastic force of the first elastic body 230 . That is, the first vertical moving unit 210 moves in the vertical direction and vertically moves in a direction perpendicular to the bottom surface of the housing 110 .

제1회전 운동부(220)는 제1수직 운동부(210)의 수직 운동을 회전 운동으로 변환한다. 그리고 제1회전 운동부(220)는 변환된 회전 운동에 의한 회전력을 자석부(240)로 전달한다. 일실시예로서, 제1회전 운동부(220)는 다양한 종류의 기어를 이용하여, 수직 운동을 회전 운동으로 변환할 수 있다. The first rotational motion unit 220 converts the vertical motion of the first vertical motion unit 210 into rotational motion. Also, the first rotational movement unit 220 transmits the rotational force generated by the converted rotational movement to the magnet unit 240 . As an example, the first rotational motion unit 220 may convert vertical motion into rotational motion using various types of gears.

자석부(240)는 제1회전 운동부(220)에 의해 회전한다. 자석부(240)는 복수의 자석을 포함하며, 일실시예로서, 원통형의 로터일 수 있다. 로터의 외주면에 자석이 배치될 수 있다.The magnet part 240 is rotated by the first rotation movement part 220 . The magnet unit 240 includes a plurality of magnets, and as an example, may be a cylindrical rotor. A magnet may be disposed on an outer circumferential surface of the rotor.

코일부(250)는 코일을 포함하며, 자석부(240) 주변에 배치된다. 코일부(250)는 일실시예로서, 원통형 형상이며, 로터가 코일부(250)에 삽입될 수 있도록 코일부(250)에는 원통형의 캐비티가 형성될 수 있다. 다시 말해, 코일부(250)는 뒤집어진 컵과 같은 형상일 수 있다. 컵의 내부 즉, 캐비티에 로터가 삽입되며, 로터의 자석과 코일이 서로 마주보도록, 코일부(250)에 코일이 배치될 수 있다. 자석부(240)가 캐비티 내부에서 회전할 수 있도록, 캐비티의 지름은, 로터의 지름보다 크도록 설계될 수 있다.The coil unit 250 includes a coil and is disposed around the magnet unit 240 . As an example, the coil unit 250 has a cylindrical shape, and a cylindrical cavity may be formed in the coil unit 250 so that the rotor can be inserted into the coil unit 250 . In other words, the coil unit 250 may have a shape like an inverted cup. The rotor may be inserted into the inside of the cup, that is, the cavity, and the coil may be disposed in the coil unit 250 such that the magnet of the rotor and the coil face each other. The diameter of the cavity may be designed to be larger than the diameter of the rotor so that the magnet unit 240 can rotate inside the cavity.

결국, 본 발명의 일실시예에 따르면 외력이 인가되면서 소멸될 때마다 제1수직 운동부(210)가 수직 운동하며, 수직 운동은 제1회전 운동부(220)에 의해 회전 운동으로 변환된다. 그리고 변환된 회전 운동에 의해 자석부(240)가, 코일부(250)로 둘러싸인 상태에서 회전하면서, 전기 에너지가 생성될 수 있다.After all, according to one embodiment of the present invention, whenever an external force is applied and dissipated, the first vertical motion unit 210 vertically moves, and the vertical motion is converted into a rotational motion by the first rotation motion unit 220 . Electric energy may be generated while the magnet part 240 rotates in a state surrounded by the coil part 250 by the converted rotational motion.

한편, 실시예에 따라서 자석부(240) 대신 코일부(250)가 회전하도록 설계될 수 있다. 이 경우, 제1회전 운동부(220)에 의해 변환된 회전 운동에 의한 회전력이 코일부(250)로 전달되도록 구현될 수 있다.Meanwhile, according to embodiments, the coil unit 250 may be designed to rotate instead of the magnet unit 240 . In this case, rotational force generated by the rotational motion converted by the first rotational motion unit 220 may be transmitted to the coil unit 250 .

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치를 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining an energy harvesting device using electromagnetic induction according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 에너지 하베스팅 장치는, 외력을 이용하여, 자석부(240)의 회전 방향과 반대 방향으로 코일부(250)를 회전시키는 코일 회전부를 더 포함할 수 있다. 코일에 유도되는 기전력은, 자속의 변화율에 비례하므로, 코일부(250)가 자석부(240)의 회전 방향의 반대 방향으로 회전할 경우, 자속의 변화율이 증가하여, 하베스팅 효율이 증가할 수 있다. 전술된 바와 같이, 제1회전 운동부(220)에 의해 자석부(240) 대신 코일부(250)가 회전하는 경우에는, 외력을 이용하여, 코일부(250)의 회전 방향과 반대 방향으로 자석부(240)를 회전시키는 자석 회전부를 더 포함할 수 있다.The energy harvesting device according to an embodiment of the present invention may further include a coil rotation unit for rotating the coil unit 250 in a direction opposite to the rotation direction of the magnet unit 240 by using an external force. Since the electromotive force induced in the coil is proportional to the rate of change of magnetic flux, when the coil unit 250 rotates in the opposite direction to the direction of rotation of the magnet unit 240, the rate of change of magnetic flux increases, thereby increasing harvesting efficiency. have. As described above, when the coil unit 250 is rotated instead of the magnet unit 240 by the first rotation unit 220, the magnet unit rotates in a direction opposite to the rotation direction of the coil unit 250 using an external force. It may further include a magnet rotation unit for rotating 240 .

코일 회전부는, 자석을 회전시키는 매커니즘과 유사하게 코일부(250)를 회전시킨다. 다만 이 경우, 코일의 회전이라는 로드가 추가로 발생하게 되므로, 자석부(240)만 회전하는 실시예와 비교하여, 보다 큰 외력이 플레이트(120)로 인가되어야 자석부(240) 및 코일부(250)가 회전할 수 있다. 따라서, 에너지 하베스팅 장치로 큰 외력을 인가하기 어려운 사용자, 예컨대 근력이 약한 어린이가 에너지 하베스팅 장치를 사용할 경우에는, 자석부(240)도 회전하지 않아서, 전기 에너지가 생성되지 않을 수 있다.The coil rotation unit rotates the coil unit 250 similarly to a mechanism that rotates a magnet. However, in this case, since a load called rotation of the coil is additionally generated, compared to an embodiment in which only the magnet part 240 rotates, a larger external force must be applied to the plate 120 to prevent the magnet part 240 and the coil part ( 250) can rotate. Therefore, when a user who has difficulty in applying a large external force to the energy harvesting device, for example, a child with weak muscle strength, uses the energy harvesting device, the magnet unit 240 does not rotate, so electrical energy may not be generated.

이에 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 하베스팅 장치는 자석부(240)는 제1임계 세기 이상의 외력에 의해 회전하며, 코일부(250)는 제1임계 세기보다 큰 제2임계 세기 이상의 외력에 의해 회전하도록, 코일 회전부를 제공할 수 있다. 이 경우, 근력이 강한 사용자가 외력을 인가할 경우, 자석부(240)와 코일부(250)가 함께 회전하며, 근력이 약한 사용자가 외력을 인가할 경우, 코일부(250)는 회전하지 않더라도 자석부(240)는 회전할 수 있다. 따라서, 자석부(240)를 회전시킬 수 있는 제1임계 세기보다 큰 외력이 인가된다면, 전기 에너지가 생성될 수 있다.Accordingly, in the energy harvesting device according to an embodiment of the present invention, the magnet part 240 rotates by an external force of a first threshold intensity or more, and the coil part 250 responds to an external force of a second threshold intensity or more greater than the first threshold intensity. To rotate by, it is possible to provide a coil rotating part. In this case, when a user with strong muscular strength applies an external force, the magnet part 240 and the coil part 250 rotate together, and when a user with weak muscular strength applies an external force, even if the coil part 250 does not rotate. The magnet part 240 may rotate. Accordingly, if an external force greater than the first threshold intensity capable of rotating the magnet unit 240 is applied, electrical energy may be generated.

도 3을 참조하면, 코일 회전부는 제2수직 운동부(310), 제2회전 운동부(320) 및 제2탄성체(330)를 포함한다.Referring to FIG. 3 , the coil rotating unit includes a second vertical movement unit 310 , a second rotational movement unit 320 and a second elastic body 330 .

제2수직 운동부(310)는 플레이트(120)에 의해 하우징의 하부 방향(130)으로 이동하며, 제2탄성체(330)에 의해 하우징의 상부 방향(140)으로 이동한다. 그리고 제2회전 운동부(320)는 제2수직 운동부(310)의 수직 운동을 회전 운동으로 변환하며, 코일부(250)와 결합된다. 따라서, 제2회전 운동부(320)에 의해 변환된 회전 운동의 회전력이 코일부(250)로 전달되어, 코일부(250)가 회전할 수 있다. 전술된 바와 같이, 제2회전 운동부(320)는 다양한 종류의 기어를 이용하여 수직 운동을 회전 운동으로 변환하되, 코일부(250)가 자석부(240)와 반대 방향으로 회전하도록 기어가 조합될 수 있다.The second vertical motion unit 310 moves in the lower direction 130 of the housing by the plate 120 and moves in the upper direction 140 of the housing by the second elastic body 330 . The second rotary motion unit 320 converts the vertical motion of the second vertical motion unit 310 into rotational motion and is coupled to the coil unit 250 . Accordingly, the rotational force of the rotational motion converted by the second rotational motion unit 320 is transmitted to the coil unit 250, so that the coil unit 250 can rotate. As described above, the second rotary motion unit 320 converts vertical motion into rotational motion using various types of gears, and gears are combined so that the coil unit 250 rotates in the opposite direction to the magnet unit 240. can

이 때, 제1수직 운동부(210)는 외력이 인가되지 않은 상태에서, 플레이트(120)와 접촉한 상태로 배치되는 반면, 제2수직 운동부(310)는 외력이 인가되지 않은 상태에서, 플레이트(120)와 이격되어 배치된다. 즉, 제2수직 운동부(310)의 길이는, 제1수직 운동부(210)의 길이보다 짧을 수 있다. 따라서, 제2임계 세기보다 큰 외력이 인가되는 경우에는, 제1 및 제2수직 운동부(210, 310)가 모두 하우징의 하부 방향으로 이동하여, 자석부(240)와 코일부(250)가 회전하지만, 제1임계 세기와 제2임계 세기 사이의 외력이 인가되는 경우에는 제2수직 운동부(310)는 이동하지 않고, 제1수직 운동부(210)만이 하우징의 하부 방향으로 이동하여, 코일부(250)는 회전하지 않고, 자석부(240)만 회전한다. 제1임계 세기와 제2임계 세기 사이의 외력이 인가되는 경우 제1수직 운동부(210)는, 제2수직 운동부(310)와 플레이트(120) 사이의 이격거리만큼 이동할 수 있다.At this time, the first vertical movement unit 210 is disposed in a state in contact with the plate 120 in a state where no external force is applied, whereas the second vertical movement unit 310 is in a state where no external force is applied, the plate ( 120) and spaced apart from each other. That is, the length of the second vertical motion unit 310 may be shorter than the length of the first vertical motion unit 210 . Therefore, when an external force greater than the second threshold intensity is applied, both the first and second vertical moving parts 210 and 310 move in the lower direction of the housing, so that the magnet part 240 and the coil part 250 rotate. However, when an external force between the first critical intensity and the second critical intensity is applied, the second vertical moving part 310 does not move and only the first vertical moving part 210 moves downward of the housing, so that the coil part ( 250) does not rotate, and only the magnet part 240 rotates. When an external force between the first critical intensity and the second critical intensity is applied, the first vertical motion unit 210 may move as much as the separation distance between the second vertical motion unit 310 and the plate 120 .

실시예에 따라서, 제1수직 운동부(210) 역시 외력이 인가되지 않은 상태에서 플레이트(120)와 이격된 상태로 배치되대, 제2수직 운동부(310)와 플레이트(120) 사이의 이격 거리인 제2거리는, 제1수직 운동부(210)와 플레이트(120) 사이의 이격 거리인 제1거리보다 길도록 설계될 수 있다.Depending on the embodiment, when the first vertical moving part 210 is also disposed in a state of being spaced apart from the plate 120 in a state where no external force is applied, the distance between the second vertical moving part 310 and the plate 120 is the first. The second distance may be designed to be longer than the first distance, which is the separation distance between the first vertical motion unit 210 and the plate 120 .

한편, 제2수직 운동부(310)가 플레이트(120)로부터 이격되어 배치되는 경우, 제2수직 운동부(310)와 플레이트(120) 사이의 이격거리만큼 제2수직 운동부(310)의 이동 변위가 짧아져, 코일부(250)의 회전량은 자석부(240)의 회전량보다 적을 수 밖에 없다. 그리고 코일부(250)의 회전량이 적은만큼 하베스팅 효율은 감소하게 된다. 제2임계 세기보다 큰 외력이 인가되는 환경에서는, 제2수직 운동부(310)가 플레이트(120)로 이격되어 배치될 필요가 없음에도 불구하고, 제2수직 운동부(310)가 플레이트(120)로 이격되어 배치됨에 따라 하베스팅 효율이 감소한다.On the other hand, when the second vertical motion unit 310 is spaced apart from the plate 120, the movement displacement of the second vertical motion unit 310 is shortened by the separation distance between the second vertical motion unit 310 and the plate 120. Therefore, the amount of rotation of the coil unit 250 is inevitably less than the amount of rotation of the magnet unit 240. Also, harvesting efficiency decreases as the amount of rotation of the coil unit 250 decreases. In an environment where an external force greater than the second threshold intensity is applied, the second vertical moving part 310 moves toward the plate 120 even though the second vertical moving part 310 does not need to be spaced apart from the plate 120. As they are spaced apart, harvesting efficiency decreases.

이에 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 하베스팅 장치는 제2임계 세기보다 큰 외력이 인가되는 환경에서 에너지 하베스팅 효율의 감소를 방지하기 위해, 돌출부(340)를 더 포함할 수 있다. 돌출부(340)는 플레이트(120)의 하부면으로부터 돌출되며, 제2수직 운동부(310)와 플레이트의 이격 거리 이하의 길이만큼 돌출된다. 즉, 돌출부(340)의 돌출 길이는 제2수직 운동부(310)와 플레이트(120)의 이격 거리에 대응되거나, 제2수직 운동부(310)와 플레이트(120)의 이격 거리보다 작을 수 있다. Accordingly, the energy harvesting device according to an embodiment of the present invention may further include a protrusion 340 to prevent a decrease in energy harvesting efficiency in an environment in which an external force greater than the second threshold intensity is applied. The protruding portion 340 protrudes from the lower surface of the plate 120 and protrudes by a length equal to or less than the separation distance between the second vertical moving portion 310 and the plate. That is, the protruding length of the protruding part 340 may correspond to the distance between the second vertical moving part 310 and the plate 120 or may be smaller than the distance between the second vertical moving part 310 and the plate 120 .

그리고 돌출부(340)는 제2수직 운동부(310)의 위치에 대응되는 지점과 미리 설정된 다른 지점 사이에서 이동할 수 있다. 미리 설정된 다른 지점은, 도 3에 도시된 바와 같이, 플레이트(120)가 상하로 이동하더라도 돌출부(340)와 제2수직 운동부(310)가 서로 이격될 수 있는 위치일 수 있다.Also, the protruding part 340 may move between a point corresponding to the position of the second vertical moving part 310 and another preset point. As shown in FIG. 3 , the other preset point may be a position where the protruding part 340 and the second vertical moving part 310 can be separated from each other even if the plate 120 moves up and down.

제2임계 세기보다 큰 외력이 인가되는 환경에서는 돌출부(340)가 제2수직 운동부(310)의 위치에 대응되는 지점, 즉 제2수직 운동부(310)와 플레이트(120) 사이로 이동함으로써, 제2수직 운동부(310)와 플레이트(120)의 이격 거리가 감소하거나 존재하지 않게 되며, 코일부(250)의 회전량과 자석부(240)의 회전량이 동일해지고 하베스팅 효율 감소가 방지될 수 있다. 반대로 제2임계 세기보다 작은 외력이 인가되는 환경에서는, 돌출부(340)가 제2수직 운동부(310)와 이격될 수 있는 위치로 이동함으로써, 코일부(250)는 회전하지 않더라도 자석부(240)는 회전할 수 있다.In an environment where an external force greater than the second threshold intensity is applied, the protruding part 340 moves to a point corresponding to the position of the second vertical moving part 310, that is, between the second vertical moving part 310 and the plate 120, The separation distance between the vertical motion unit 310 and the plate 120 decreases or does not exist, and the amount of rotation of the coil unit 250 and the rotation amount of the magnet unit 240 become the same, and reduction in harvesting efficiency can be prevented. Conversely, in an environment where an external force smaller than the second threshold intensity is applied, the protruding part 340 moves to a position where it can be spaced apart from the second vertical moving part 310, so that the magnet part 240 moves even if the coil part 250 does not rotate. can rotate.

일실시예로서, 돌출부(340)의 이동을 위해, 제2수직 운동부(310)의 위치에 대응되는 지점과 미리 설정된 다른 지점 사이에는, 플레이트(120)를 관통하는 형태의 레일이 형성될 수 있으며, 사용자는 레일을 관통하며 돌출부(340)와 연결된 막대(350)를 이동시켜, 돌출부(340)의 위치를 조절할 수 있다.As an example, in order to move the protruding part 340, a rail penetrating through the plate 120 may be formed between a point corresponding to the position of the second vertical movement part 310 and another preset point. , the user may adjust the position of the protrusion 340 by moving the rod 350 connected to the protrusion 340 while penetrating the rail.

결국, 본 발명의 일실시예에 따르면, 제2임계 세기보다 큰 외력이 인가되는 환경에서 코일부의 회전량을 극대화됨으로써, 하베스팅 효율이 높아질 수 있다.After all, according to one embodiment of the present invention, by maximizing the amount of rotation of the coil unit in an environment in which an external force greater than the second threshold intensity is applied, harvesting efficiency can be increased.

도 4는 본 발명의 구체적 실시예에 따른 에너지 하베스터를 설명하기 위한 도면으로서, 도 2에 도시된 에너지 하베스터의 구체적 실시예를 도시하는 도면이다.FIG. 4 is a diagram for explaining an energy harvester according to a specific embodiment of the present invention, and is a diagram showing a specific embodiment of the energy harvester shown in FIG. 2 .

제1수직 운동부(210)는 랙 기어(Rack gear, 211)를 포함하며, 플레이트(120)와 제1탄성체(230)의 탄성력에 의해 상하로 수직 운동한다.The first vertical movement unit 210 includes a rack gear 211 and vertically moves up and down by the elastic force of the plate 120 and the first elastic body 230 .

제1회전 운동부(220)는, 피니언 기어(Pinion gear, 221), 베벨 기어(Bevel gear, 222, 223) 및 컴파운드 기어(Coumpound gear, 225), 평기어(Spur gear, 224, 226) 등을 포함하며, 제1수직 운동부(210)의 수직 운동에 의해 회전하여 자석부(240)를 회전시키는 기어부를 포함한다. The first rotary motion unit 220 includes a pinion gear 221, a bevel gear 222 and 223, a compound gear 225 and a spur gear 224 and 226. It includes a gear part that rotates by the vertical motion of the first vertical motion part 210 to rotate the magnet part 240 .

랙 기어(211)가 수직 운동함에 따라, 랙 기어(211)와 결합된 피니언 기어(221)가 회전하고, 피니언 기어(221)가 회전함에 따라, 베벨 기어(222, 223)가 회전한다. 베벨 기어(223)가 회전함에 따라, 베벨 기어(223)와 결합된 평기어(224)가 회전하며, 평기어(224)가 회전함에 따라, 2개의 평기어가 결합된 컴파운드 기어(225)가 회전한다. 그리고 컴파운드 기어(225)가 회전함에 따라, 자석부(240)와 결합된 평기어(226)가 회전하면서, 자석부(240)가 회전한다. 각종 기어와 제1탄성체는 로드(rod, 401, 402, 403)에 결합될 수 있다.As the rack gear 211 moves vertically, the pinion gear 221 coupled with the rack gear 211 rotates, and as the pinion gear 221 rotates, the bevel gears 222 and 223 rotate. As the bevel gear 223 rotates, the spur gear 224 coupled with the bevel gear 223 rotates, and as the spur gear 224 rotates, the compound gear 225 coupled with the two spur gears rotate Also, as the compound gear 225 rotates, the spur gear 226 coupled to the magnet portion 240 rotates, and the magnet portion 240 rotates. Various gears and the first elastic body may be coupled to rods 401, 402, and 403.

기어비는 실시예에 따라 다양하게 설정될 수 있으며, 랙 기어(211)의 이동 변위에 비해 자석부(240)의 회전 변위가 보다 많아지도록 기어비가 설정될 수 있다.The gear ratio may be set in various ways according to embodiments, and the gear ratio may be set so that the rotational displacement of the magnet unit 240 is greater than the displacement of the rack gear 211 .

제2수직 운동부(310) 및 제2회전 운동부(320)는, 제1수직 운동부(210) 및 제1회전 운동부(220)와 유사한 기어 조합으로 구현될 수 있다. 다만, 제2수직 운동부(310)의 랙 기어의 길이는 제1수직 운동부(210)의 랙 기어의 길이보다 짧을 수 있으며, 제1회전 운동부(220)가 자석부(240)의 아래에 배치된 것과 달리, 제2회전 운동부(320)는 코일(251)을 포함하는 코일부(250)의 위에 배치될 수 있다. The second vertical motion unit 310 and the second rotational motion unit 320 may be implemented with a gear combination similar to the first vertical motion unit 210 and the first rotational motion unit 220 . However, the length of the rack gear of the second vertical motion unit 310 may be shorter than the length of the rack gear of the first vertical motion unit 210, and the first rotational motion unit 220 is disposed below the magnet unit 240. Unlike this, the second rotary motion unit 320 may be disposed on the coil unit 250 including the coil 251 .

본 발명의 일실시예에 따르면, 기어, 로드 등과 같은 다양한 기계 장치를 이용함으로써, 내구성이 향상될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, durability can be improved by using various mechanical devices such as gears and rods.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치를 설명하기 위한 도면으로서, 제2임계 세기보다 작은 외력이 인가되는 환경에서 하베스팅 효율 감소를 방지할 수 있는 에너지 하베스팅 장치를 설명하기 위한 도면이다. 5 is a diagram for explaining an energy harvesting device using electromagnetic induction according to another embodiment of the present invention, an energy harvesting device capable of preventing reduction in harvesting efficiency in an environment in which an external force smaller than a second threshold intensity is applied. It is a drawing for explaining the tinting device.

제2임계 세기보다 작은 외력이 인가되는 환경에서는, 제2수직 운동부(310)가 이동하지 못하므로 제2수직 운동부(310)가 불필요함에도, 제2수직 운동부(310)에 의해, 제1수직 운동부(210)의 이동 변위량이 감소하여, 에너지 하베스팅 효율이 감소한다. 즉, 제2수직 운동부(310)가 없는 환경에서는, 제1수직 운동부(210)가 플레이트(120)와 하우징(110)의 측벽 사이의 이격 거리만큼 이동할 수 있지만, 제2수직 운동부(310)가 존재하는 환경에서는, 제2수직 운동부(310)가 하우징(110)의 상부에서 외부로 돌출된 정도만큼 제1수직 운동부(210)의 변위가 감소하므로, 자석부(240)의 회전량이 감소하여 에너지 하베스팅 효율이 감소한다.In an environment where an external force smaller than the second threshold intensity is applied, the second vertical moving unit 310 does not move, so even though the second vertical moving unit 310 is unnecessary, by the second vertical moving unit 310, the first vertical moving unit The amount of movement displacement of 210 is reduced, and energy harvesting efficiency is reduced. That is, in an environment without the second vertical motion unit 310, the first vertical motion unit 210 can move as much as the separation distance between the plate 120 and the side wall of the housing 110, but the second vertical motion unit 310 In the existing environment, since the displacement of the first vertical moving part 210 is reduced by the degree to which the second vertical moving part 310 protrudes outward from the top of the housing 110, the amount of rotation of the magnet part 240 is reduced and energy Harvesting efficiency decreases.

이에 본 발명의 일실시예에 따른 에너지 하베스팅 장치는, 제2임계 세기보다 작은 외력이 인가되는 환경에서 하베스팅 효율 감소를 방지하기 위해, 제2수직 운동부(310)에 의한 제1수직 운동부(210)의 이동 변위량 감소를 조절하는 변위 조절부(590)를 더 포함할 수 있다. 변위 조절부(590)는 플레이트(120)가 수직 이동하는 환경에서, 제2수직 운동부(310)와 플레이트(120)가 서로 접촉하지 않도록 제2수직 운동부(310)의 위치를 조절하여, 제1수직 운동부(210)의 이동 변위량을 증가시킬 수 있다.Accordingly, in the energy harvesting device according to an embodiment of the present invention, in order to prevent a decrease in harvesting efficiency in an environment in which an external force smaller than the second threshold intensity is applied, the first vertical movement unit by the second vertical movement unit 310 ( 210) may further include a displacement adjusting unit 590 for controlling a reduction in displacement amount. In an environment where the plate 120 moves vertically, the displacement control unit 590 adjusts the position of the second vertical moving unit 310 so that the second vertical moving unit 310 and the plate 120 do not come into contact with each other. A movement displacement of the vertical motion unit 210 may be increased.

도 5는 변위 조절부(590)를 설명하기 위해, 에너지 하베스터의 제1 및 제2수직 운동부(210, 310)와 탄성체(230, 330)만을 도시한 도면으로서, 도 5를 참조하면, 변위 조절부(590)는 제2수직 운동부(310)를 플레이트의 가장 자리 영역(122) 또는 플레이트의 중앙 영역(121)에 대응되는 위치로 제2수직 운동부(310)를 이동시킨다. 사용자가 변위 조절부(590)를 잡아당기면, 변위 조절부(590)와 결합된 제2수직 운동부(310)가 플레이트의 가장 자리 영역(122)에 대응되는 위치로 이동할 수 있다.FIG. 5 is a view showing only the first and second vertical moving parts 210 and 310 and the elastic bodies 230 and 330 of the energy harvester to explain the displacement control unit 590. Referring to FIG. 5, displacement control The unit 590 moves the second vertical movement unit 310 to a position corresponding to the edge area 122 of the plate or the center area 121 of the plate. When the user pulls the displacement control unit 590, the second vertical movement unit 310 coupled with the displacement control unit 590 may move to a position corresponding to the edge region 122 of the plate.

플레이트의 가장 자리 영역(122)의 두께는, 플레이트의 중앙 영역(121)의 두께보다 얇기 때문에, 제2수직 운동부(310)가 플레이트의 가장 자리 영역(122)에 대응되는 위치로 이동하는 경우, 플레이트(120)는 제2수직 운동부(310)와 접촉하지 않고, 하우징의 바닥면 방향(130)으로 이동하여 하우징(110)의 측벽과 접촉할 수 있다. 따라서, 제2임계 세기보다 작은 외력이 인가되는 환경에서도, 플레이트(130)는 제2수직 운동부(310)의 방해없이, 최대 변위만큼 이동할 수 있으며, 플레이트(130)의 중앙 영역(121)에 대응되는 위치에 배치된 제1수직 운동부(210) 역시 최대 변위만큼 이동할 수 있으므로, 하베스팅 효율 감소가 방지될 수 있다.Since the thickness of the edge region 122 of the plate is smaller than the thickness of the central region 121 of the plate, when the second vertical motion unit 310 moves to a position corresponding to the edge region 122 of the plate, The plate 120 may contact the sidewall of the housing 110 by moving in the direction 130 of the bottom surface of the housing without contacting the second vertical movement unit 310 . Therefore, even in an environment where an external force smaller than the second threshold intensity is applied, the plate 130 can move by the maximum displacement without obstruction of the second vertical motion unit 310 and corresponds to the central region 121 of the plate 130. Since the first vertical movement unit 210 disposed at the location can also move by the maximum displacement, reduction in harvesting efficiency can be prevented.

제2임계 세기보다 큰 외력이 인가되는 환경에서는, 사용자가 변위 조절부(590)를 밀어서, 제2수직 운동부(310)를 플레이트의 중앙 영역(121)에 대응되는 위치로 이동시킴으로써, 자석부(240)와 코일부(250)가 함께 회전할 수 있다.In an environment in which an external force greater than the second threshold intensity is applied, the user pushes the displacement control unit 590 to move the second vertical movement unit 310 to a position corresponding to the central region 121 of the plate, so that the magnet unit ( 240) and the coil unit 250 may rotate together.

변위 조절부(590)는 제2수직 운동부(310)에 연결된 형태일 수 있으며, 하우징(110)의 측벽에는 변위 조절부(590)가 배치될 수 있는 관통홀이 형성될 수 있다. 변위 조절부(590)에 의해 제2수직 운동부(310)가 이동할 때, 제2탄성체(330)도 함께 이동하는 것이 바람직하며, 이를 위해 제2수직 운동부(310)와 제2탄성체(330)는 서로 결합된 형태일 수 있다. 또한 플레이트의 가장 자리 영역(122)은, 하우징의 측벽과 마주보는 플레이트의 끝단 영역(123)과 플레이트의 중앙 영역(121) 사이에 위치할 수 있으며, 끝단 영역(123)의 두께는 중앙 영역(121)의 두께와 동일하다.The displacement control unit 590 may be connected to the second vertical movement unit 310 , and a through hole in which the displacement control unit 590 may be disposed may be formed in a sidewall of the housing 110 . When the second vertical motion unit 310 moves by the displacement control unit 590, it is preferable that the second elastic body 330 also moves together. For this purpose, the second vertical motion unit 310 and the second elastic body 330 are They may be combined with each other. In addition, the edge region 122 of the plate may be located between the end region 123 of the plate facing the side wall of the housing and the central region 121 of the plate, and the thickness of the end region 123 is the central region ( 121).

결국, 본 발명의 일실시예에 따르면, 제2임계 세기보다 큰 외력이 인가되는 환경에서 자석부의 회전량이 극대화됨으로써, 하베스팅 효율이 높아질 수 있다.After all, according to one embodiment of the present invention, by maximizing the amount of rotation of the magnet part in an environment in which an external force greater than the second threshold intensity is applied, harvesting efficiency can be increased.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치를 설명하기 위한 도면으로서, 도 6에서는 지렛대 원리를 이용하여, 회전 운동부의 회전량을 증가시키기 위한 제1 및 제2회전 운동부의 구조가 설명된다.6 is a diagram for explaining an energy harvesting device using electromagnetic induction according to another embodiment of the present invention, in FIG. 6, first and second for increasing the amount of rotation of a rotary motion unit using a lever principle. The structure of the rotary motion unit is described.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 제1회전 운동부(230)는 수직 운동 입력부(671) 및 평기어(672)를 포함한다. Referring to FIG. 6 , the first rotary motion unit 230 according to an embodiment of the present invention includes a vertical motion input unit 671 and a spur gear 672 .

수직 운동 입력부(671)는 제1수직 운동부(210)의 수직 운동에 의회 회전축(673)을 중심으로 시계 또는 반시계 방향으로 회전한다. 제1수직 운동부(210)는 플레이트(120)에 결합되어 플레이트(120)의 상하 이동에 따라 상하 방향으로 이동하며, 일단이 곡면으로 형성된 막대일 수 있다. 곡면으로 형성된 제1수직 운동부(210)의 일단이 수직 운동 입력부(671)가 서로 접촉된 상태에서, 제1수직 운동부(210)가 하우징의 하부 방향(130)으로 이동하면, 수직 운동 입력부(671)는 반시계 방향으로 회전한다. 그리고 수직 운동 입력부(671)는, 하우징(110)의 바닥면과 평기어(672) 사이에 배치되는 제1탄성체(230)의 탄성력에 의해, 시계 방향으로 회전한다.The vertical motion input unit 671 rotates clockwise or counterclockwise around the rotation axis 673 in response to the vertical motion of the first vertical motion unit 210 . The first vertical moving unit 210 is coupled to the plate 120 and moves in the vertical direction according to the vertical movement of the plate 120, and may be a bar having one end formed in a curved surface. When the first vertical motion input unit 671 is moved in the lower direction 130 of the housing in a state where one end of the curved first vertical motion unit 210 is in contact with the vertical motion input unit 671, the vertical motion input unit 671 ) rotates counterclockwise. Further, the vertical motion input unit 671 rotates clockwise by the elastic force of the first elastic body 230 disposed between the bottom surface of the housing 110 and the spur gear 672 .

평기어(672)는 수직 운동 입력부(671)에 연결되어, 회전축(673)을 중심으로 시계 또는 반시계 방향으로 회전한다. 평기어(672)와 수직 운동 입력부(671)는 회전축(673)을 중심으로 서로 연결된 형태로서, 수직 운동 입력부(671)와 평기어는 함께 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전한다. 다만, 수직 운동 입력부(671)가 하우징의 하부 방향(130)으로 이동할 경우, 평기어(672)는 하우징의 상부 방향(140)으로 이동하며, 수직 운동 입력부(671)가 하우징의 상부 방향(140)으로 이동할 경우, 평기어(672)는 하우징의 하부 방향(130)으로 이동한다. 그리고 회전축(673)은 하우징(110)의 바닥면으로부터 연장된 기둥(674)에 결합될 수 있다.The spur gear 672 is connected to the vertical motion input unit 671 and rotates clockwise or counterclockwise around the rotation shaft 673 . The spur gear 672 and the vertical motion input unit 671 are connected to each other around a rotation shaft 673, and the vertical motion input unit 671 and the spur gear rotate clockwise or counterclockwise together. However, when the vertical motion input unit 671 moves in the lower direction 130 of the housing, the spur gear 672 moves in the upper direction 140 of the housing, and the vertical motion input unit 671 moves in the upper direction 140 of the housing. ), the spur gear 672 moves in the lower direction 130 of the housing. Also, the rotating shaft 673 may be coupled to a pillar 674 extending from the bottom surface of the housing 110 .

막대 형상의 수직 운동 입력부(671)와 연결되는 평기어(672)는 부채꼴 형상으로서, 부채꼴의 호(675)에 톱니가 형성된다. 그리고 톱니는 기어부의 피니언 기어(221)와 결합된다. 따라서, 평기어(672)가 회전함에 따라 피니언 기어(221)도 회전하면서 자석부(240)가 회전할 수 있다.The spur gear 672 connected to the bar-shaped vertical motion input unit 671 has a fan-shaped shape, and teeth are formed on the fan-shaped arc 675 . And the teeth are coupled with the pinion gear 221 of the gear unit. Therefore, as the spur gear 672 rotates, the pinion gear 221 also rotates and the magnet part 240 can rotate.

이 때, 평기어(672)의 반지름(r)의 길이가, 수직 운동 입력부(671)의 길이보다 길기 때문에, 지렛대 원리에 의해, 외력에 의한 제1수직 운동부(210)의 이동 변위보다 평기어(672)의 이동 변위가 증폭될 수 있으며, 따라서 자석부(240)의 회전량이 증가하여 하베스팅 효율이 높아질 수 있다.At this time, since the length of the radius r of the spur gear 672 is longer than the length of the vertical motion input unit 671, according to the principle of leverage, the displacement of the first vertical motion unit 210 due to external force is greater than that of the spur gear. The movement displacement of the 672 can be amplified, and thus the rotation amount of the magnet part 240 can be increased, so harvesting efficiency can be increased.

만일, 지렛대를 눌러, 랙 기어(211)를 들어올리는 방식이 이용된다면, 전술된 실시예와 같이 하베스팅 효율은 높아질 수 있지만, 랙 기어(211)의 증폭된 상하 변위로 인해 에너지 하베스팅 장치의 높이가 지나치게 높아져야하는 문제가 발생할 수 있다. 본 발명의 일실시예는 이러한 점에 착안하여, 부채꼴 형상의 평기어(672)를 포함하는 지렛대를 이용하여, 지렛대가 직접 피니언 기어(221)를 회전시키도록 하였으며, 이러한 구조를 이용함으로써, 랙 기어(211)의 증폭된 상하 변위로 인한, 에너지 하베스팅 장치의 부피 증가 문제를 해결하면서 하베스팅 효율을 높일 수 있다. If the method of lifting the rack gear 211 by pressing the lever is used, the harvesting efficiency can be increased as in the above-described embodiment, but due to the amplified vertical displacement of the rack gear 211, the energy harvesting device A problem may arise that the height must be excessively high. One embodiment of the present invention focuses on this point, using a lever including a fan-shaped spur gear 672, so that the lever directly rotates the pinion gear 221, by using this structure, the rack It is possible to increase harvesting efficiency while solving the problem of increasing the volume of the energy harvesting device due to the amplified vertical displacement of the gear 211 .

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치를 설명하기 위한 도면이다.7 is a diagram for explaining an energy harvesting device using electromagnetic induction according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 회전 운동부(230)는 제1지렛대(781) 및 제2지렛대(782)를 포함한다.Referring to FIG. 7 , the rotary motion unit 230 according to an embodiment of the present invention includes a first lever 781 and a second lever 782 .

제1지렛대(781)는 제1수직 운동부(210)의 수직 운동에 의해, 회전축(783)을 중심으로 시계 또는 반시계 방향으로 회전한다. 제1수직 운동부(210)가 하우징의 하부 방향(130)으로 이동하면 제1지렛대(781)는 시계 방향으로 회전한다. 그리고 제1지렛대(781)는, 제2지렛대(782)와 하우징의 바닥면 사이에 배치되는 제1탄성체(230)의 탄성력에 의해 반시계 방향으로 회전한다. 제1탄성체(230)의 탄성력에 의해 제2지렛대(782)가 반시계 방향으로 회전하면서, 제1지렛대(781) 역시 반시계 방향으로 회전한다. 회전축(783)은 작용점인 일단보다 힘점인 타단에 가깝도록 위치하며, 하우징(110)의 바닥면으로부터 연장된 기둥(785)에 결합될 수 있다.The first lever 781 rotates clockwise or counterclockwise around the rotation shaft 783 by the vertical movement of the first vertical motion unit 210 . When the first vertical movement unit 210 moves in the lower direction 130 of the housing, the first lever 781 rotates clockwise. Also, the first lever 781 rotates counterclockwise by the elastic force of the first elastic body 230 disposed between the second lever 782 and the bottom surface of the housing. While the second lever 782 rotates counterclockwise by the elastic force of the first elastic body 230, the first lever 781 also rotates counterclockwise. The rotating shaft 783 is located closer to the other end, which is the force point, than one end, which is the action point, and may be coupled to a pillar 785 extending from the bottom surface of the housing 110.

제2지렛대(782)는 제1지렛대(781)의 회전에 의해, 회전축(784)을 중심으로 시계 또는 반시계 방향으로 회전하며, 일단이 기어 형상으로 이루어진다. 제1지렛대(781)가 제2지렛대(782)로 힘을 인가하며, 제2지렛대(782)는 제1지렛대(781)와 동일한 방향으로 회전한다. 회전축(783)을 기준으로 제1지렛대(781)의 힘점은 우측, 작용점은 좌측에 위치하는 반면, 회전축(784)를 기준으로 제2지렛대(782)의 힘점은 좌측, 작용점은 우측에 위치하며, 제2지렛대(782)의 힘점에서 하우징의 상부 방향(140)으로 힘이 인가되기 때문에, 제2지렛대(782)는 제1지렛대(781)와 동일한 방향으로 회전하게 된다. The second lever 782 rotates clockwise or counterclockwise around the rotation shaft 784 by the rotation of the first lever 781, and one end is formed in a gear shape. The first lever 781 applies force to the second lever 782, and the second lever 782 rotates in the same direction as the first lever 781. The force point of the first lever 781 is located on the right side and the point of action is on the left side of the axis of rotation 783, while the power point of the second lever 782 is on the left side and the point of action on the right side of the axis of rotation 784. , Since force is applied in the upper direction 140 of the housing at the force point of the second lever 782, the second lever 782 rotates in the same direction as the first lever 781.

제1지렛대(781)가 시계 방향으로 회전할 경우, 제2지렛대(782) 역시 시계 방향으로 회전하며, 제1지렛대(781)가 반시계 방향으로 회전할 경우, 제2지렛대(782) 역시 반시계 방향으로 회전한다. 회전축(784)은 하우징(110)의 바닥면으로부터 연장된 기둥(786)에 결합될 수 있다.When the first lever 781 rotates clockwise, the second lever 782 also rotates clockwise, and when the first lever 781 rotates counterclockwise, the second lever 782 also rotates counterclockwise. rotate clockwise The rotating shaft 784 may be coupled to a pillar 786 extending from the bottom surface of the housing 110 .

제2지렛대(782)에 형성된 기어 즉, 제2지렛대(782)의 작용점에 형성된 톱니는 기어부의 피니언 기어(221)와 결합되며, 제2지렛대(782)의 회전에 의해 피니언 기어(221)가 회전하면서, 자석부(240)가 회전할 수 있다.The gear formed on the second lever 782, that is, the tooth formed at the point of action of the second lever 782, is coupled with the pinion gear 221 of the gear unit, and the rotation of the second lever 782 causes the pinion gear 221 to While rotating, the magnet unit 240 may rotate.

도 6에 도시된 실시예와 비교하여, 도 7의 실시예는 기어가 형성된 지렛대(782)를 회전시키기 위한 별도의 지렛대(781)를 이용함으로써, 보다 적은 힘으로 기어가 형성된 지렛대(782)를 회전시킬 수 있다.Compared to the embodiment shown in FIG. 6, the embodiment of FIG. 7 uses a separate lever 781 for rotating the lever 782 on which gears are formed, so that the lever 782 on which gears are formed can be reduced with less force. can be rotated

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 코일 회전부를 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining a coil rotation unit according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 코일 회전부는 인터널 기어(891)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8 , the coil rotating unit according to an embodiment of the present invention may include an internal gear 891.

전술된 바와 같이 코일부(250)는 캐비티가 형성된 원통형 형상일 수 있으며, 이러한 코일부(250)의 내주면에 인터널 기어(891, internal gear)가 배치될 수 있다. 인터널 기어(891)는 제1회전 운동부(220)에 포함된 제2기어와 결합되며, 제2기어는 제1회전 운동부(220)에 포함된 제1기어와 결합된다. 여기서, 제2기어는 제1기어를 제1방향으로 회전시키는, 전술된 컴파운드 기어(225)에 대응되며, 제1기어는 자석부(240)의 회전축에 연결된 평기어(226)에 대응될 수 있다. As described above, the coil unit 250 may have a cylindrical shape in which a cavity is formed, and an internal gear 891 may be disposed on an inner circumferential surface of the coil unit 250 . The internal gear 891 is coupled with the second gear included in the first rotational unit 220 , and the second gear is coupled with the first gear included in the first rotational unit 220 . Here, the second gear corresponds to the aforementioned compound gear 225 that rotates the first gear in the first direction, and the first gear may correspond to the spur gear 226 connected to the rotation shaft of the magnet unit 240. have.

인터널 기어(891)는 제1기어의 회전 방향인 제1방향과 반대 방향인 제2방향으로 회전한다. 제2기어가 시계 방향으로 회전할 경우, 제1기어는 반시계 방향으로 회전하고, 인터널 기어(891)는 시계 방향으로 회전하며, 제2기어가 반시계 방향으로 회전할 경우, 제1기어는 시계 방향으로 회전하며 인터널 기어는 반시계 방향으로 회전한다.The internal gear 891 rotates in a second direction opposite to the first direction, which is the rotational direction of the first gear. When the second gear rotates clockwise, the first gear rotates counterclockwise, the internal gear 891 rotates clockwise, and when the second gear rotates counterclockwise, the first gear rotates clockwise and the internal gear rotates counterclockwise.

즉, 인터널 기어(891)에 의해 코일부(250)는 자석부(240)가 회전할 때 자석부(240)와 함께 회전할 수 있으며, 자석부(240)와 반대 방향으로 회전함으로써, 하베스팅 효율이 높아질 수 있다.That is, by the internal gear 891, the coil unit 250 can rotate together with the magnet unit 240 when the magnet unit 240 rotates, and by rotating in the opposite direction to the magnet unit 240, Harves ting efficiency can be increased.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described by specific details such as specific components and limited embodiments and drawings, but these are provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments. , Those skilled in the art in the field to which the present invention belongs can make various modifications and variations from these descriptions. Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and it will be said that not only the claims to be described later, but also all modifications equivalent or equivalent to these claims belong to the scope of the present invention. .

Claims (17)

상부가 개방된 하우징;
상기 하우징의 상부에 배치되며, 외력에 의해 상기 하우징의 하부 방향으로 이동하는 플레이트;
제1탄성체;
상기 플레이트에 의해 상기 하우징의 하부 방향으로 이동하며, 상기 제1탄성체의 탄성력에 의해 상기 하우징의 상부 방향으로 이동하는 제1수직 운동부;
상기 제1수직 운동부의 수직 운동을 회전 운동으로 변환하는 제1회전 운동부;
상기 제1회전 운동부에 의해, 회전하는 자석부;
코일을 포함하며, 상기 자석부 주변에 배치되는 코일부; 및
상기 외력을 이용하여, 상기 자석부의 회전 방향과 반대 방향으로 상기 코일부를 회전시키는 코일 회전부를 포함하며,
상기 자석부는, 제1임계 세기 이상의 외력에 의해 회전하며,
상기 코일부는, 상기 제1임계 세기보다 큰 제2임계 세기 이상의 외력에 의해 회전하는
전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치.
a housing with an open top;
a plate disposed above the housing and moving downward of the housing by an external force;
a first elastic body;
a first vertical motion unit that moves in a lower direction of the housing by the plate and moves in an upper direction of the housing by an elastic force of the first elastic body;
a first rotary motion unit converting the vertical motion of the first vertical motion unit into a rotational motion;
a magnet part that rotates by the first rotation movement part;
a coil unit including a coil and disposed around the magnet unit; and
A coil rotation unit configured to rotate the coil unit in a direction opposite to the rotation direction of the magnet unit using the external force,
The magnet part is rotated by an external force equal to or greater than a first threshold intensity,
The coil part is rotated by an external force equal to or greater than a second threshold intensity greater than the first threshold intensity.
Energy harvesting device using electromagnetic induction.
 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 코일 회전부는
상기 플레이트에 의해 상기 하우징의 하부 방향으로 이동하며, 제2탄성체에 의해 상기 하우징의 상부 방향으로 이동하는 제2수직 운동부; 및
상기 제2수직 운동부의 수직 운동을 회전 운동으로 변환하며, 상기 코일부와 결합된 제2회전 운동부
를 포함하는 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치.
According to claim 1,
The coil rotating part
a second vertical motion unit moving in a lower direction of the housing by the plate and moving in an upper direction of the housing by a second elastic body; and
The second rotational motion unit converts the vertical motion of the second vertical motion unit into rotational motion and is coupled to the coil unit.
Energy harvesting device using electromagnetic induction comprising a.
 제 4항에 있어서,
상기 제1수직 운동부는
상기 외력이 인가되지 않은 상태에서, 상기 플레이트와 접촉된 상태로 배치되며,
상기 제2수직 운동부는
상기 외력이 인가되지 않은 상태에서, 상기 플레이트와 이격되어 배치되는
전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치.
According to claim 4,
The first vertical motion unit
In a state where the external force is not applied, it is disposed in contact with the plate,
The second vertical motion unit
Disposed apart from the plate in a state where the external force is not applied
Energy harvesting device using electromagnetic induction.
 제 5항에 있어서,
상기 플레이트는
상기 플레이트의 하부면으로부터, 상기 제2수직 운동부와 상기 플레이트의 이격 거리 이하의 길이만큼 돌출된 돌출부를 포함하며,
상기 돌출부는
상기 제2수직 운동부의 위치에 대응되는 지점과 미리 설정된 다른 지점 사이에서 이동하는
전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치.
According to claim 5,
the plate
A protruding portion protruding from the lower surface of the plate by a length equal to or less than the separation distance between the second vertical moving portion and the plate,
the protrusion
Moving between a point corresponding to the position of the second vertical motion unit and another preset point
Energy harvesting device using electromagnetic induction.
 제 4항에 있어서,
상기 제1수직 운동부는
상기 외력이 인가되지 않은 상태에서, 상기 플레이트와 제1거리만큼 이격된 상태로 배치되며,
상기 제2수직 운동부는
상기 외력이 인가되지 않은 상태에서, 상기 제1거리보다 긴 제2거리만큼 상기 플레이트와 이격되어 배치되는
전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치.
According to claim 4,
The first vertical motion unit
In a state where the external force is not applied, it is disposed in a state spaced apart from the plate by a first distance,
The second vertical motion unit
Disposed apart from the plate by a second distance longer than the first distance in a state in which the external force is not applied
Energy harvesting device using electromagnetic induction.
 제 4항에 있어서,
상기 제2수직 운동부에 의한 상기 제1수직 운동부의 이동 변위량 감소를 조절하는 변위 조절부
를 더 포함하는 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치.
According to claim 4,
Displacement control unit for adjusting the reduction in the movement displacement of the first vertical motion unit by the second vertical motion unit
Energy harvesting device using electromagnetic induction further comprising a.
 제 8항에 있어서,
상기 플레이트의 가장 자리 영역의 두께는
상기 플레이트의 중앙 영역의 두께보다 얇으며,
상기 변위 조절부는
상기 가장 자리 영역 또는 상기 중앙 영역에 대응되는 위치로 상기 제2수직 운동부를 이동시키는
전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치.
According to claim 8,
The thickness of the edge region of the plate is
thinner than the thickness of the central region of the plate;
The displacement controller
Moving the second vertical motion unit to a position corresponding to the edge area or the central area
Energy harvesting device using electromagnetic induction.
 제 1항에 있어서,
상기 제1회전 운동부는
상기 자석부의 회전축에 연결된 제1기어와 결합되어, 상기 제1기어를 제1방향으로 회전시키는 제2기어를 포함하며,
상기 코일 회전부는
원통형인 상기 코일부의 내주면에 배치되며, 상기 제2기어와 결합되어 상기 제1방향과 반대 방향인 제2방향으로 회전하는 인터널 기어를 포함하는,
전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치.
According to claim 1,
The first rotary motion unit
A second gear engaged with a first gear connected to the rotating shaft of the magnet part to rotate the first gear in a first direction;
The coil rotating part
An internal gear disposed on an inner circumferential surface of the cylindrical coil unit and coupled to the second gear to rotate in a second direction opposite to the first direction,
Energy harvesting device using electromagnetic induction.
 제 1항에 있어서,
상기 자석부는
상기 제1회전 운동부에 의해 회전하며, 원통형의 캐비티가 형성된 상기 코일부에 삽입되는 원통형의 로터; 및
상기 로터의 외주면에 배치되는 자석
을 포함하는 전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치.
According to claim 1,
the magnet part
a cylindrical rotor rotated by the first rotary movement unit and inserted into the coil unit in which a cylindrical cavity is formed; and
Magnet disposed on the outer circumferential surface of the rotor
Energy harvesting device using electromagnetic induction comprising a.
 상부가 개방된 하우징;
상기 하우징의 상부에 배치되며, 외력에 의해 상기 하우징의 하부 방향으로 이동하는 플레이트;
제1탄성체;
상기 플레이트에 의해 상기 하우징의 하부 방향으로 이동하며, 상기 제1탄성체의 탄성력에 의해 상기 하우징의 상부 방향으로 이동하는 제1수직 운동부;
상기 제1수직 운동부의 수직 운동을 회전 운동으로 변환하는 제1회전 운동부;
상기 제1회전 운동부에 의해, 회전하는 자석부; 및
코일을 포함하며, 상기 자석부 주변에 배치되는 코일부를 포함하며,
상기 제1회전 운동부는
상기 제1수직 운동부의 수직 운동에 의해 제1회전축을 중심으로 시계 또는 반시계 방향으로 회전하는 수직 운동 입력부; 및
상기 수직 운동 입력부에 연결되어, 상기 제1회전축을 중심으로 시계 또는 반시계 방향으로 회전하는 부채꼴 형상의 평기어를 포함하며,
상기 평기어의 반지름의 길이는, 상기 수직 운동 입력부의 길이보다 길며,
상기 자석부는 상기 평기어의 회전에 의해 회전하는
전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치.
a housing with an open top;
a plate disposed above the housing and moving downward of the housing by an external force;
a first elastic body;
a first vertical motion unit that moves in a lower direction of the housing by the plate and moves in an upper direction of the housing by an elastic force of the first elastic body;
a first rotary motion unit converting the vertical motion of the first vertical motion unit into a rotational motion;
a magnet part that rotates by the first rotation movement part; and
Including a coil, including a coil part disposed around the magnet part,
The first rotary motion unit
a vertical motion input unit rotating in a clockwise or counterclockwise direction about a first rotation axis by the vertical motion of the first vertical motion unit; and
A fan-shaped spur gear connected to the vertical motion input unit and rotating clockwise or counterclockwise around the first rotational shaft,
The length of the radius of the spur gear is longer than the length of the vertical motion input unit,
The magnet part rotates by the rotation of the spur gear
Energy harvesting device using electromagnetic induction.
 제 12항에 있어서,
상기 제1탄성체는
상기 하우징의 바닥면과 상기 평기어 사이에 배치되는
전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치.
According to claim 12,
The first elastic body is
Disposed between the bottom surface of the housing and the spur gear
Energy harvesting device using electromagnetic induction.
 상부가 개방된 하우징;
상기 하우징의 상부에 배치되며, 외력에 의해 상기 하우징의 하부 방향으로 이동하는 플레이트;
제1탄성체;
상기 플레이트에 의해 상기 하우징의 하부 방향으로 이동하며, 상기 제1탄성체의 탄성력에 의해 상기 하우징의 상부 방향으로 이동하는 제1수직 운동부;
상기 제1수직 운동부의 수직 운동을 회전 운동으로 변환하는 제1회전 운동부;
상기 제1회전 운동부에 의해, 회전하는 자석부; 및
코일을 포함하며, 상기 자석부 주변에 배치되는 코일부를 포함하며,
상기 제1회전 운동부는
상기 제1수직 운동부의 수직 운동에 의해, 제2회전축을 중심으로 시계 또는 반시계 방향으로 회전하는 제1지렛대; 및
상기 제1지렛대의 회전에 의해, 제3회전축을 중심으로 시계 또는 반시계 방향으로 회전하며, 일단이 기어 형상으로 이루어진 제2지렛대를 포함하며,
상기 제1 및 제2지렛대는 서로 동일한 방향으로 회전하며,
상기 자석부는 상기 제2지렛대의 회전에 의해 회전하는
전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치.
a housing with an open top;
a plate disposed above the housing and moving downward of the housing by an external force;
a first elastic body;
a first vertical motion unit that moves in a lower direction of the housing by the plate and moves in an upper direction of the housing by an elastic force of the first elastic body;
a first rotary motion unit converting the vertical motion of the first vertical motion unit into a rotational motion;
a magnet part that rotates by the first rotation movement part; and
Including a coil, including a coil part disposed around the magnet part,
The first rotary motion unit
a first lever that rotates clockwise or counterclockwise about a second rotation axis by the vertical motion of the first vertical motion unit; and
By the rotation of the first lever, it rotates clockwise or counterclockwise around the third rotation axis, and includes a second lever having one end formed in a gear shape,
The first and second levers rotate in the same direction as each other,
The magnet part rotates by the rotation of the second lever
Energy harvesting device using electromagnetic induction.
 제 14항에 있어서,
상기 제1탄성체는
상기 제2지렛대와, 상기 하우징의 바닥면 사이에 배치되는
전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치.
According to claim 14,
The first elastic body is
Disposed between the second lever and the bottom surface of the housing
Energy harvesting device using electromagnetic induction.
 상부가 개방된 하우징;
상기 하우징의 상부에 배치되며, 외력이 인가되는 플레이트;
제1탄성체;
상기 외력에 의해 상기 하우징의 하부 방향으로 이동하며, 상기 제1탄성체의 탄성력에 의해 상기 하우징의 상부 방향으로 이동하는 제1수직 운동부;
상기 제1수직 운동부의 수직 운동을 회전 운동으로 변환하는 제1회전 운동부;
자석부;
상기 자석 주변에 배치되어 상기 제1회전 운동부에 의해 회전하며, 코일을 포함하는 코일부; 및
상기 외력을 이용하여, 상기 코일부의 회전 방향과 반대 방향으로 상기 자석부를 회전시키는 자석 회전부를 포함하며,
상기 자석부는, 제1임계 세기 이상의 외력에 의해 회전하며,
상기 코일부는, 상기 제1임계 세기보다 큰 제2임계 세기 이상의 외력에 의해 회전하는
전자기 유도를 이용하는 에너지 하베스팅 장치.
a housing with an open top;
a plate disposed above the housing and to which an external force is applied;
a first elastic body;
a first vertical motion unit that moves downward of the housing by the external force and moves upward of the housing by the elastic force of the first elastic body;
a first rotary motion unit converting the vertical motion of the first vertical motion unit into a rotational motion;
magnet part;
a coil part disposed around the magnet, rotated by the first rotary movement part, and including a coil; and
A magnet rotation unit configured to rotate the magnet unit in a direction opposite to the rotation direction of the coil unit using the external force;
The magnet part is rotated by an external force equal to or greater than a first threshold intensity,
The coil part is rotated by an external force equal to or greater than a second threshold intensity greater than the first threshold intensity.
Energy harvesting device using electromagnetic induction.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080077536A (en) * 2007-02-20 2008-08-25 주식회사 일산이엔씨 Electric generator
KR101616569B1 (en) * 2015-09-25 2016-04-29 주식회사 보성올텍스 Self-generation Device Having Piezoelectric Effect and Electromagnetic Induction Effect at the Same Time
KR101791793B1 (en) * 2016-07-13 2017-10-30 한양대학교 산학협력단 Energy harvesting apparatus for road

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101101549B1 (en) * 2010-07-30 2012-01-02 박천우 Self-generating motor
EP3533955B1 (en) * 2018-03-02 2020-11-04 Assa Abloy AB Electronic locking system with energy harvesting arrangement

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080077536A (en) * 2007-02-20 2008-08-25 주식회사 일산이엔씨 Electric generator
KR101616569B1 (en) * 2015-09-25 2016-04-29 주식회사 보성올텍스 Self-generation Device Having Piezoelectric Effect and Electromagnetic Induction Effect at the Same Time
KR101791793B1 (en) * 2016-07-13 2017-10-30 한양대학교 산학협력단 Energy harvesting apparatus for road

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