一種振動發電裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一用于便攜式電子設備的振動發電裝置，該發電裝置包括：固定及活動的永磁鐵、繞線組、運動腔體，其中繞線組纏繞在運動腔體外壁，其中在運動腔體兩端各安裝一塊固定永磁鐵，運動腔體中放入一塊極性相反的活動永磁鐵，活動永磁鐵在外界振動及與固定永磁鐵斥力作用下在運動腔體內往復運動，與繞線組產生相對運動，通過切割磁力線在繞線組內產生感應電流，感應電流經過二極管及整流電路后，提供穩定的直流電為充電電池充電。本實用新型專利技術提出的振動發電裝置明顯提高了在振動發電過程中能量的轉化效率，同時大大減小了振動發電裝置的體積，有利于將該振動發電裝置內置到便攜式電子設備中。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

一種振動發電裝置
本技術涉及一種發電裝置，尤其涉及一種可內置于便攜式電子設備的振動發電裝置。
技術介紹
大量的便攜式電子設備均使用充電電池，但在許多情況下，這些電子設備的充電電池電量耗盡時，無法及時找到可充電電源。一方面隨著科技的發展，各類時尚型電子產品發展趨勢是功能日益豐富，造成了對供電需求的不斷增長，另一方面這類電子產品為了便于攜帶，廠商及消費都在追求更小的體積及更輕的重量，從而使供電電源的設計成了這類產品發展的一大瓶頸。因此為這些電子設備設計自成了一個研究方向，其中振動式發電成了研究的一個重點。如何設計一種體積小巧，而發電效率較高的振動式發電是目前需要解 決的一個問題。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種用于便攜式電子設備的振動發電裝置，使便攜式電子設備在使用過程中依靠正常的幌動過程完成自我發電及充電。該發電裝置包括固定及活動的永磁鐵、繞線組、運動腔體，其中繞線組纏繞在運動腔體外壁，活動永磁鐵在運動腔體內往復運動，與繞線組產生相對運動，通過切割磁力線在繞線組內產生感應電流，該電流通過可為充電電池進行充電，運動腔體兩端各有一塊固定永磁鐵，其極性同方向排列，運動腔體內還有一塊活動永磁鐵，其極性與運動腔體兩端的固定永磁鐵極性相反，即上述三塊磁鐵沿一個共同的軸線排列，其中位于中間的活動永磁鐵排列時的極性與其兩邊的固定永磁鐵排列的極性相反，從而導致每兩塊相臨的固定永磁鐵靠近端的極性相同，這樣，由于同極性產生的斥力作用，使活動永磁鐵產生了一種物理上的穩定平衡狀態，在沒有外力影響時，活動永磁鐵會居于活動腔中間，并與兩端的固定永磁鐵保持相同的距離，當受到外界振動時，活動永磁鐵就會失去平衡，在運動腔體內運動，當其靠近運行腔一端的固定永磁鐵時，所受斥力越來越大，活動永磁鐵的動能向勢能轉化，運動到極限后在斥力作用下會改變運動方向，向運動腔體另一端運動，活動永磁鐵的勢能向動能轉化，以后固定永磁鐵就會靠慣性及兩端固定永磁鐵斥力作用不斷在運動腔體內做往復運動，試圖恢復上述的穩定平衡狀態，如果外界振動持續存在，活動永磁鐵就會一直處于非平衡狀態，因而進行持續往復運動。固定永磁鐵在運行腔內的往復運動，造成其周圍的磁場也隨其做同步運動，從而使運動腔體外壁的繞線組的線圈垂直于磁場磁力線做相對運動，繞線組內就會產生感應電勢，如繞線組的線圈是一個閉合回路時，就會產生電流，該電流流經充電電池時，就可以對充電電池進行充電。上述過程使固定永磁鐵受到振動運行的機構能轉化為電能。在上述的設計中，由于活動永磁鐵兩端通過兩塊固定永磁鐵的斥力作用，使活動永磁鐵在往復運動中免于產生機械拉伸及碰撞，與彈簧結構相比，消除了機械能量損耗，同時斥力作用使活動永磁鐵的磁場向其中部偏移，增加了通過線組線圈的磁強度，有利于增強線組線圈內的感應電勢，從而提高了發電效率。上述的運動腔體可以是一狹長的條狀立方體空間，即運動腔體在活動永磁鐵運動軸線方向的橫截面及縱截面均是一個細長的長方形，相應地，活動永磁鐵及運動腔體兩端的固定永磁鐵也為相應的條狀立方體形狀。上述的活動永磁鐵可緊貼于運動腔體腔壁運動，其接觸處有潤滑物質，這樣可減少活動永磁鐵運動的摩擦力，并降低了噪音，這里的潤滑物質除了使用潤滑劑，還可以是其它有助于降低摩擦的填充物或滾珠。上述的運動腔體內也可以安裝一滑軌，使活動永磁鐵沿滑軌運動，以增加活動永磁鐵運行的穩定性，滑軌可以穿過活動永磁鐵，也可以夾住活動永磁鐵使之平行運動。上述的活動永磁鐵內部可以是空心結構，可擺放其他物件，這樣當本技術的內置于電子設備時，可以將電子設備的部分元件(如電池)安裝到活動永磁鐵內部，一方面有效地利用了電子設備空間資源，另一方面也增加了活動永磁鐵的重量，有利于提高其慣 性增加發電效率。對上述技術方案的進一步優化在于繞線組為兩繞組線圈，以相反的方向纏繞在運動腔體外壁，其兩線圈在運動腔體一端的引出線頭各通過一個同極性方向二極管后連接，兩線圈在運動腔體另一端的引出線頭直接連接。這兩個繞線組通過相反的方向纏繞，則活動永磁鐵在運行時各個線圈內產生的感應電勢方向是相反的，再加上二極管的單向導電作用，從線圈引出的電流始終是同一方向的，即兩個線圈中的感應電勢方向不斷變化時，只有與二極管同方向的感應電勢產生的電流被引出來。對上述技術方案的進一步優化在于繞線組兩端引出的線頭經過一個橋式整流裝置后再通向，這樣繞線組內產生的不同方向的電流被處理成同一方向的電流輸向。 對上述技術方案的進一步優化在于從繞線組弓I出的電流經過一個電容式穩壓裝置后輸向。由于活動永磁鐵的運動是非勻速運動，而且其產生的磁場分布也是不均勻的，從而導致了從繞線組引出的電流是變化的，而且這種變化起伏很大，這種電流不利于充電過程，電容式穩壓裝置可以穩定電流的輸出，選擇合適的穩壓裝置，在電流過高時蓄電，在電流過低是放電，從而保證輸出的電流保持在一個穩定的范圍。對上述技術方案的進一步優化在于所述的發電裝置連接到一蓄電池，振動發電裝置發出的電可貯存在蓄電池內，再向電子設備供電或充電。本技術可帶來的有益效果是與現有的各類振動式發電相比，本技術提出的活動永磁鐵結構的振動發電通過三塊磁鐵的斥力平衡及對感應電流的整流處理，明顯時提高了在振動發電中能力的轉化效率，同時大大減小了振動的體積，有利將該振動內置到便攜式電子設備中。附圖說明圖I是本技術的振動發電裝置結構示意圖；圖2是本技術的振動發電裝置雙繞線組電路原理圖。圖中各部分標記1、運動腔體；2、固定永磁鐵；3、活動永磁鐵；4、繞線組；5、導線；6、充電電池；7、二極管；8、限流電阻；9、穩壓電容；10、11、端口。具體實施方式為了便于本領域普通技術人員理解和實施本技術，以下結合附圖及具體實施方式對本技術作進一步的詳細描述。用一個可導磁的非磁化材料做運動腔體I，如高分子聚合物材料，磁場可以穿透該材料，但該材料不能被磁化如不能為鐵質材料，否則活動永磁鐵3就會被吸附到運動腔體內壁上無法活動。在運動腔體兩端各安裝一塊固定永磁鐵2，使之固定在運動腔體兩端，而且極性方向相同排列。在運動腔體I中放入另一塊活動永磁鐵3，其極性與兩端的固定永磁鐵2極性相反排列，其在運動方向上的橫截面稍小于運動腔體I橫截面，但比例相同，這樣活動永磁鐵3就可以緊貼運動腔體I運動，將活動永磁鐵3四周表面及運動腔體I內壁進行拋光處理，并噴涂一定量潤滑劑，使活動永磁鐵3在運動時的摩擦力很小。在運動腔體I外壁上套上一個繞線組4，從其引出的導線5接入充電電池6。當運動腔體I受外界作用力 振動時，活動永磁鐵3就會在運動腔體內作往復運行，其產生的磁場隨之與繞線組4作垂直相對運動，繞線組4內就會產生感應電勢，當引出的導線5經過一個閉合的充電回路時，就產生了感應電流，該電流可用于為充電電池充電。下面通過兩個實施例對本技術進行具體描述。實施例I :雙繞線組振動發電在手機中設計一個本技術的振動發電，在手機上增加一個非金屬材料制成的運動腔體，其內部厚度為2毫米，長寬與手機電池相當，運動腔體置于電池下面，在運動腔體內裝入一塊恰好能在運動腔體內運動的片狀活動永磁鐵，該裝置的其它參數參照本實施方式的前述描述。見圖2，在運動腔體外壁套上纏繞方向不同的兩個繞線組4及4A，從本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種振動發電裝置，包括基座、固定永磁鐵、活動永磁鐵、繞線組、運動腔體，其中繞線組纏繞在運動腔體外壁，活動永磁鐵在運動腔體內往復運動，與繞線組產生相對運動，通過切割磁力線在繞線組內產生感應電流，其特征在于，運動腔體兩端各有一塊固定永磁鐵，其極性同方向排列；運動腔體內還有一塊活動永磁鐵，其極性與運動腔體兩端的固定永磁鐵極性相反；受外界振動時，固定永磁鐵就會在運動腔體內運動，并受運動腔體兩端固定永磁鐵斥力作用及固定永磁鐵自身的慣性在運動腔體內作往復運動。

【技術特征摘要】
1.一種振動發電裝置，包括基座、固定永磁鐵、活動永磁鐵、繞線組、運動腔體，其中繞線組纏繞在運動腔體外壁，活動永磁鐵在運動腔體內往復運動，與繞線組產生相對運動，通過切割磁力線在繞線組內產生感應電流，其特征在于，運動腔體兩端各有一塊固定永磁鐵，其極性同方向排列；運動腔體內還有一塊活動永磁鐵，其極性與運動腔體兩端的固定永磁鐵極性相反；受外界振動時，固定永磁鐵就會在運動腔體內運動，并受運動腔體兩端固定永磁鐵斥力作用及固定永磁鐵自身的慣性在運動腔體內作往復運動...

【專利技術屬性】
技術研發人員：包蕾，
申請(專利權)人：包蕾，
類型：實用新型
國別省市：