一种电磁式振动能量收集装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种能量收集装置，特别涉及一种电磁式振动能量收集装置。
【背景技术】
[0002]众所周知，近年来电子系统取得了飞速的发展，尤其是可穿戴设备和物联网系统更是发展迅速。但是如可穿戴设备一类电子系统，在取得了迅猛发展的同时，也面临着一个问题，那就是电池问题。电池的电容量有限会很快耗尽，电池老化问题最终导致电池被抛弃而造成环境污染问题。人们都不希望可穿戴设备要时刻关注电池的电量，都希望不用担心电池的电量很快耗尽。另外有些领域，更换电池的成本很高；如果没及时更换电池，电池的漏液可能导致设备失效。现在即使是物联网中使用的大量无线传感器也需要电池供电，而这些设备锁需要的电量都比较小，比如无线传感器所需要的工电量在毫瓦级别，因此人们利用周围的各种环境能源，如人体身边微小的振动、光和热等，都可以收集起来并转换成电能，用来替换设备必不可少的电池。这样做一来可以让系统更持久的运行而无需更换电池，二来还可以为设备节省大量的电池，从而使系统更加环保。但是目前的能量收集装置大多结构比较复杂，操作不方便，而且体积过大，不便携带，不适合人体的低频运动，大多数需要10Hz以上的振动频率才能够产生足够的电源，比如大多数电子设备至少需要250mv才能正常工作。
【发明内容】
[0003]为了克服上述技术问题，本发明提供一种电磁式振动能量收集装置，该装置可以将人体运动产生的机械能转换成电能，从而为电子产品提供电源，替代电子产品中的电池。
[0004]本发明所采用的技术方案是:
[0005]一种电磁式振动能量收集装置，其特征在于，包括一个装置本体，所述装置本体包括一个圆槽体及与其内边缘相匹配的圆盖，所述圆槽体底面边缘间隔均匀地设有若干个圆弧槽，所述圆弧槽包括与槽底边缘固定的封闭小圆弧槽及与之相连的两端开放的大圆弧槽，所述大圆弧槽放置有与其槽型相匹配的铁芯线圈，所述圆盖与所述圆槽体对应一面中部设有弹簧，所述圆盖另一面设有所述弹簧的按钮，所述弹簧外围设有一圆环凸块，所述圆环凸块与所述圆弧槽围成的内圆相匹配，所述圆环凸起外边缘设有若干个磁铁安装孔，所述安装孔安装有与所述圆弧槽之间的间隔空位对应的永久磁铁，相邻的永久磁铁磁极相反，所述永久磁铁之间设有与所述铁芯线圈对应且低于永久磁铁的凸块，所述圆槽体侧面中间设有一导线引出孔，所述圆槽体内侧面均匀设有若干个卡块，所述圆盖边缘设有与所述卡块相配合的卡勾，所述弹簧处于伸张状态时，所述卡勾卡紧在所述卡块上。
[0006]优选地，所述两端开放的大圆弧槽两端口各设有一圆柱体，所述铁芯两端设有与所述圆柱体配合的定位孔。
[0007]优选地，所述圆弧槽个数为4个或6个，且对称排列。
[0008]优选地，所述永久磁铁为条形状，材料为钕硼铁。
[0009]优选地，所述铁芯的材料为硅钢，磁导率为9000?11000。
[0010]优选地，所述线圈的导线为0.1mm宽的铜线。
[0011]优选地，所述磁铁安装孔和卡块的个数均为4个。
[0012]本发明的有益效果是:
[0013]本发明结构简单实用，可以将低频的人体运动产生的机械能转换成电能，另外本发明可以将多个永久磁铁的磁场按照同向的方式进行叠加，同时磁场变化方向在铁芯线圈中产生一致的变化方向，通过将永久磁铁磁场叠加和感生电压叠加的方式产生的电压可以足够为某些电子产品提供电源，替代电子产品中的电池。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的整体结构示意图；
[0015]图2是本发明的圆槽体结构示意图；
[0016]图3是本发明的圆盖的内部结构示意图；
[0017]图4是本发明的圆盖的外部结构示意图；
[0018]图5是本发明的铁芯线圈不意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
[0020]如图1至图5所示，本发明的一种电磁式振动能量收集装置，包括一个装置本体17，所述装置本体17包括一个圆槽体I及与其内边缘相匹配的圆盖2，所述圆槽体I底面边缘间隔均匀地设有若干个圆弧槽，优选为4个或6个，也可以是其它数量，且对称排列，所述圆弧槽包括与槽底边缘固定的封闭小圆弧槽4，以及与小圆弧槽4相连的两端开放的大圆弧槽5，本发明优选所述两端开放的大圆弧槽5两端口各设有一圆柱体6，所述铁芯15两端设有与所述圆柱体6配合的定位孔16，所述圆柱体6可以防止铁芯15左右移动。所述大圆弧槽5放置有与其槽型相匹配的铁芯线圈3，本发明优选所述铁芯线圈3个数为4个，对称排列，并且所述铁芯15的材料为硅钢，磁导率为10000左右，一般为9000?11000。所述线圈14的导线为0.1mm宽的铜线。所述圆盖2与所述圆槽体I对应一面中部设有弹簧12，所述圆盖2另一面设有所述弹簧12的按钮13，所述弹簧12外围设有一圆环凸块，所述圆环凸块与所述圆弧槽围成的内圆相匹配，所述圆环凸起外边缘设有若干个磁铁安装孔，优选为4个或6个，所述安装孔安装有与所述圆弧槽之间的间隔空位对应的永久磁铁9，相邻的永久磁铁9磁极相反，从而构成一个磁力线的闭环，使所有永久磁铁9的磁场同向叠加，可以明显的增强装置内的有效磁场强度，本发明优选所述永久磁铁9为条形状，材料为钕硼铁，所述永久磁铁9之间设有与所述铁芯线圈3对应且低于永久磁铁9的凸块11，所述凸块11可以防止铁芯线圈3上下运动。所述圆槽体I侧面中间设有一导线引出孔8，所述圆槽体I内侧面均匀设有若干个卡块7，优选为4个或6个，所述圆盖2边缘设有与所述卡块7相配合的卡勾10。本发明圆盖2上的弹簧12按钮13没有按下去的时候，弹簧12的弹力使得圆盖2边缘的卡勾10与圆槽体I内侧面的卡块7相卡紧，当按下弹簧12按钮13时，卡勾10与卡块7松开，弹簧12处于压缩状态。
[0021]本发明的工作原理是法拉第电磁感应定律，根据法拉第电磁感应定律，导线回路中感生电压与磁通量随时间的变化率成正比，本发明通过人体运动按压永久磁铁9在铁芯线圈3间的空位上下运动，来使得永久磁铁9的磁通量发生改变，进而产生感应电动势。具体为通过人体运动和弹性装备的动作来挤压弹簧12按钮13，让永久磁铁9做上下运动，永久磁铁9通过上下运动与铁芯线圈3闭合或断开，即人体向下挤压弹簧12按钮13的时候，永久磁铁9向下运动，永久磁铁9与铁芯线圈3闭合，当人体作用力松开后，通过弹簧12的弹力将圆盖2的永久磁铁9弹起，永久磁铁9与铁芯线圈3断开。本发明要取得较大的电动势，需要尽可能地使磁通量在比较短的时间内发生较大的变化，同时要增加线圈14的匝数，线圈14匝数依赖于装置的尺寸。另外可以根据不同电压和电流要求的不同，将铁芯线圈3进行并联或者串联组合，它们和干电池的并联和串联的效果一致。
[0022]以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【主权项】
1.一种电磁式振动能量收集装置，其特征在于，包括一个装置本体，所述装置本体包括一个圆槽体及与其内边缘相匹配的圆盖，所述圆槽体底面边缘间隔均匀地设有若干个圆弧槽，所述圆弧槽包括与槽底边缘固定的封闭小圆弧槽及与之相连的两端开放的大圆弧槽，所述大圆弧槽放置有与其槽型相匹配的铁芯线圈，所述圆盖与所述圆槽体对应一面中部设有弹簧，所述圆盖另一面设有所述弹簧的按钮，所述弹簧外围设有一圆环凸块，所述圆环凸块与所述圆弧槽围成的内圆相匹配，所述圆环凸起外边缘设有若干个磁铁安装孔，所述安装孔安装有与所述圆弧槽之间的间隔空位对应的永久磁铁，相邻的永久磁铁磁极相反，所述永久磁铁之间设有与所述铁芯线圈对应且低于永久磁铁的凸块，所述圆槽体侧面中间设有一导线引出孔，所述圆槽体内侧面均匀设有若干个卡块，所述圆盖边缘设有与所述卡块相配合的卡勾，所述弹簧处于伸张状态时，所述卡勾卡紧在所述卡块上。2.根据权利要求1所述的电磁式振动能量收集装置，其特征在于，所述两端开放的大圆弧槽两端口各设有一圆柱体，所述铁芯两端设有与所述圆柱体配合的定位孔。3.根据权利要求1所述的电磁式振动能量收集装置，其特征在于，所述圆弧槽个数为4个或6个，且对称排列。4.根据权利要求1所述的电磁式振动能量收集装置，其特征在于，所述永久磁铁为条形状，材料为钕硼铁。5.根据权利要求1所述的电磁式振动能量收集装置，其特征在于，所述铁芯的材料为硅钢，磁导率为9000?11000。6.根据权利要求1所述的电磁式振动能量收集装置，其特征在于，所述线圈的导线为0.1mm宽的铜线。7.根据权利要求1所述的电磁式振动能量收集装置，其特征在于，所述磁铁安装孔和卡块的个数均为4个或6个。
【专利摘要】本发明涉及一种电磁式振动能量收集装置，包括一个装置本体，所述装置本体包括一个圆槽体及与其内边缘相匹配的圆盖，所述圆槽体底面边缘间隔均匀地设有若干个圆弧槽，所述圆弧槽包括与槽底边缘固定的封闭小圆弧槽及与之相连的两端开放的大圆弧槽，所述大圆弧槽放置有与其槽型相匹配的铁芯线圈，所述圆盖与所述圆槽体对应一面中部设有弹簧，所述圆盖另一面设有所述弹簧的按钮，所述弹簧外围设有一圆环凸块，所述圆环凸起安装有与所述圆弧槽之间的间隔空位对应的永久磁铁，所述圆槽体内侧面均匀设有若干卡块，所述圆盖边缘设有与所述卡块相配合的卡勾。本发明结构简单实用，体积小方便携带，可以将人体运动产生的机械能转换成电能。
【IPC分类】H02K35/02
【公开号】CN104953782
【申请号】CN201510304503
【发明人】彭灯禅
【申请人】彭灯禅
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月4日