专利名称：磁电式振动换能装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及将机械能转化为电能的领域，具体为将振动机械能转换为电能并能给用电设备供电的磁电式振动换能装置。
背景技术：
充足的能源供应是现代社会和经济发展的基础，是人类社会进步的基石。然而，随着经济的发展和人日的快速增长使得能源需求日益増加，以煤炭、石油、天然气等化石燃料为卞的常规能源过度开采，人类面临着实现经济和社会可持续发展的重大挑战，同吋，自然环境也遭受到了严重的污染和破坏，人类面临着能源枯竭和环境保护的双重压力。尤其是自1973年发生石油危机以来，人们对能源危机有了清醒的认识。国际社会对能源和环境问题倾注了越来越多的关注。对我国而言，我国能源エ业同样面临着环境保护和社会可持续发展的双重压力。因此，开发利用可再生能源，实现能源エ业的可持续发展对我国的发展更 加迫切、更有意义。我国是世界上最大的常规能源生产和消费国，如果不改变能源消耗的现状，我国将面临严重的能源危机。机械能是环境中最为广泛的能源之一，很多环境中都存在着振动，振动能量收集技术是ー个新的研究領域，国内外科学家已经注意到收集振动能量作为可行的能源。尤其在电能不足或者经常断电缺电的场合，利用新能源获得电能是目前广泛关注的内容。目前常用的方法是通过太阳能获取电能。但在太阳能不足的场合，如手持式照明设备，处于明暗位置的无线传感器网络等，利用太阳能获得电能难以发挥作用。因此研究利用其它能量转换方式具有重要意义。机械振动能转化为电能所采用的方法一般有三种电磁式，静电式和压电式。(I)静电式比利时学者提出了一种静电式振动发电机，结构由梳齿状平面可变电容器振动块对加速度敏感所组成，平面梳状电容是常用来作为电容式加速度传感器敏感元件，其制作的技术较为成熟，用平面IC技术和MEMS深刻蚀技术都可以实现，质量块与可移动电极(电极A)连为一体。当振动块相对于支架的运动引起电容极板距离上的变化改变了电极间的电容，弓I起电容极板上的电荷通过外电路在动静极板之间的重新分布，从而在外电路上形成电流。(2)压电式英国学者提出了一种压电式机械振动发电机，在振动环境中，质量块带动梁及压电薄膜一起振动，其变形使得压电薄膜的上下表面的产生表面电荷，从而在上下两个电极之间产生电势差。由于采用了対称的双层PZT厚膜材料，通过串联可以增大输出的电压和功率。(3)电磁式根据法拉第定律，附在振动质量块的下面的线圈在固定磁体产生的磁场中，振动会使通过线圈的磁通量发生变化，产生感应电动势，电磁式振动发电机就是通过磁场将机械能转化为电能。目前静电式、压电式的能量吸收装置结构复杂，成本高。授权公告号为CN201230270、授权公告日为2009年4月29日、名称为“ー种振动能量吸收转换器”的中国实用新型专利公开了ー种电磁式换能器，此专利的缺点是将将振动装置外置，换能效果ー般、结构复杂，机械寿命短。
发明内容为克服上述缺点，本实用新型提供了ー种结构简单、换能高效、使用寿命长的磁电式振动换能装置。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案一种磁电式振动换能装置，包括圆柱型外壳、线圈、圆柱型磁铁、弹簧、固定底座、输出线、储能元件；其特征在于线圈设置在圆柱型外壳内，并且紧贴圆柱型外壳的周向内 壁；圆柱型磁铁置于线圈内部；弹簧一端设置在圆柱型外壳的上底面和/或下底面；固定底座固定在振动面上；从线圈上下端部引出的输出线连接磁电换能装置和储能元件。进ー步地，所述弹簧是ー个，其一端设置在在圆柱型外壳的上底面。进ー步地，所述弹簧的另一端圆柱型磁铁相连。进ー步地，所述弹簧是两个，分别设置在圆柱型外壳的上底面和下底面。进ー步地，所述上下弹簧的另一端可与圆柱型磁铁分离。本实用新型的有益效果在干由于线圈紧贴圆柱型外壳内部周围，圆柱型磁铁置于线圈内。根据振动強度，圆柱型磁铁可与弹簧分离，也可与弹簧一端相连。弹簧另一端与圆柱型外壳的底部或顶部连接。当外界产生振动时，圆柱型磁铁上下振动，切割磁感线，产生电能势，通过输出线将产生的电能存储至储能元件中。本实用新型设计的磁电式换能装置结构简单、换能高效，将换能装置封闭于密闭容器中，容易安装、机械寿命长。
附图I为本实用新型強振模式结构图。附图2为本实用新型微小振动模式结构图。附图标记说明I圆柱型外壳、2线圈、3圆柱型磁铁、4弹簧、5弹簧、6固定底座、7输出线、8储能元件。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进ー步描述。当工作环境为强振时，采用如附图I所示结构，线圈2紧贴圆柱型外壳I内部周围，圆柱型磁铁3置于线圈2内。弹簧4、弹簧5分别固定在圆柱型外壳I的顶部和底部。固定底座6固定在振动面上。输出线7连接磁电换能装置和储能元件8。当外界产生强振动时，圆柱型磁铁3上下振动，向上运动时，压缩弹簧4，并被弹簧4弹回；向下运动时，压缩弹簧5，并被弹簧5弹回，产生往复运动，同时切割磁感线，产生电能势，通过输出线7将产生的电能存储至储能元件8中。当工作环境为微小振动时，采用如附图2所示结构，线圈2紧贴圆柱型外壳I内部周围，圆柱型磁铁3置于线圈2内。弹簧4、一端固定在圆柱型外壳I的顶部，另一端与圆柱型磁铁3相连。固定底座6固定在振动面上。输出线7连接磁电换能装置和储能元件8。当外界产生微小振动时，压缩弹簧4和圆柱型磁铁3上下往复振动，切割磁感线，产生电能势，通过输出线7将产生的电能存储至储能元件8中。以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限 于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种磁电式振动换能装置，包括圆柱型外壳、线圈、圆柱型磁铁、弹簧、固定底座、输出线、储能元件；其特征在于线圈设置在圆柱型外壳内，并且紧贴圆柱型外壳的周向内壁；圆柱型磁铁置于线圈内部；弹簧一端设置在圆柱型外壳的上底面和/或下底面；固定底座固定在振动面上；从线圈上下端部引出的输出线连接磁电换能装置和储能元件。
2.根据权利要求I所述的磁电式振动换能装置，其特征在于所述弹簧是一个，其一端设置在在圆柱型外壳的上底面。
3.根据权利要求2所述的磁电式振动换能装置，其特征在于所述弹簧的另一端圆柱型磁铁相连。
4.根据权利要求I所述的磁电式振动换能装置，其特征在于所述弹簧是两个，分别设置在圆柱型外壳的上底面和下底面。
5.根据权利要求4所述的磁电式振动换能装置，其特征在于所述上下弹簧的另一端与圆柱型磁铁分离。
专利摘要本实用新型涉及一种磁电式振动换能装置，包括圆柱型外壳、线圈、圆柱型磁铁、弹簧、固定底座、输出线、储能元件；其特征在于线圈设置在圆柱型外壳内，并且紧贴圆柱型外壳的周向内壁；圆柱型磁铁置于线圈内部；弹簧一端设置在圆柱型外壳的上底面和/或下底面；固定底座固定在振动面上；从线圈上下端部引出的输出线连接磁电换能装置和储能元件。本实用新型设计的磁电式换能装置结构简单、换能高效，将换能装置封闭于密闭容器中，容易安装、机械寿命长。
文档编号H02K35/02GK202634234SQ20122012922
公开日2012年12月26日 申请日期2012年3月27日 优先权日2012年3月27日
发明者陈希, 余水宝 申请人:浙江师范大学