[实用新型]扁平化微型发电装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电机、自动化控制、物联网网等技术领域，适用于为各种微小型控制和传感设备提供能量。

背景技术

随着工业控制和传感技术的发展，供电问题越来越成为限制各种设备迈向无线化和微型化的关键技术难题。许多设备在实际应用中，受环境限制，传统的电源布线方案基本不可能或者成本非常贵，若采用电池，又存在电池寿命限制、环境污染、以及更换不及时带来的系统无法正常工作等一系列问题。市场急需一种微型化的发电装置，以便于被集成到各种小型设备中，并自供电。

基于导电线圈电磁感应原理的机械能发电技术可以产生足够大的电流和电压，但如果采用传统的线圈和转子圆形结构，其发电机体积则相对较大，一般不适合小型设备。

也曾经有人尝试利用压电陶瓷受到外力作用产生变形，从而产生电流和电压的原理来研制微型发电装置。但由于压电陶瓷技术成本较贵，且即使用多层压电陶瓷叠加所产生的电流和电压通常还不足以驱动相关电路，所以压电陶瓷技术也有较多限制。

光能转化方面，由于光电转换效率有待提高，受环境光照强度因素影响极大，也不太适用于微小型设备。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种扁平化微型发电装置，实现发电装置的微型化和扁平化，其结构简单、免维护。

为解决以上技术问题，本实用新型提供了一种扁平化微型发电装置，包括：软磁体、导电线圈、永磁体；其中，导电线圈和永磁体的位置相对固定；导电线圈套在软磁体上，软磁体在导电线圈内部的支点与导电线圈相对固定，软磁体可绕该固定支点做一定角度的旋转，其两端的位移量以永磁体的两端内侧空间高度为限。初始状态下，软磁体(1)的两端分别与永磁体N/S极所接触，该软磁体两端的磁极性为N/S。在外力作用下，软磁体的两端分别运动到与永磁体S/N极所接触的位置，此时软磁体(1)两端的磁极性随之变为S/N，导电线圈(2)则同步感应到软磁体(1)的磁力线方向变化而产生电压和电流。

本实用新型的有益效果在于：与传统发电机定子/转子的圆形结构不同，采用扁平式的导电线圈和软磁体结构，软磁体的微小角度转动就可在导电线圈上产生电流，解决了发电装置的微型化和扁平化问题。该装置可广泛应用于传感器和开关等各种微小型设备中，替代现有的电池或外部电源供电方案，从而实现微型设备的自供电和零排放。

进一步地，该装置还可以包括至少一个复位弹簧(4)，软磁体(1)的一端与复位弹簧(4)相连。在有复位弹簧(4)的情况下，外力消失后，复位弹簧(4)会带动软磁体(1)的两端运动到初始位置，软磁体(1)两端的磁极性也变回到N/S，导电线圈(2)则再次感应到磁力线方向变化而产生电压和电流。

进一步地，在软磁体(1)的至少一端有弹簧片(5)；当外力F按下弹簧片(5)时，可以由弹簧片(5)带动软磁体(1)动作，从而改善外力F按下时的手感，并可以提高软磁体(1)两端的磁极性切换速度，从而提高发电量，并有助于降低软磁体(1)和永磁体(3)之间的接触磨损。

进一步地，该装置中永磁体(3)由永磁体(6)、软磁体(7)和(8)组成。其中软磁体(6)的上下面分别与软磁体(7)和(8)接触并保持相对固定。永磁体(6)可以是稀土合金等强磁柱体或环形结构，软磁体(7)和(8)用于扩展永磁体(6)上下磁极的接触面，便于与软磁体(2)的两端保持接触。

进一步地，该装置还可以包括：骨架(9)。骨架(9)套在软磁体(1)上，导电线圈(2)绕在骨架(9)上，便于安装和固定。

进一步地，骨架(9)采用上壳(10)和下壳(11)组合式设计，便于加工和组装。上壳(10)和下壳(11)的内侧采用中间厚、两端薄的坡面设计，由此组合而成的内部空间为中间小、两端大的哑铃型。组装该发电装置时，软磁体(1)的中间部分与上壳(10)及下壳(11)内侧坡面的顶部(即骨架内部空间最小的部分)接触并固定为支点，软磁体(1)的两端可绕此支点上下转动。

进一步地，该装置可变化为，软磁体(1)固定，永磁体(3)可以绕其中间固定支点转动，此支点同时与软磁体(1)及导电线圈(2)位置相对固定。在外力F作用下，永磁体(3)绕固定支点做一定角度的旋转，其两端的位移量以内侧与软磁体(1)的两端接触到为限。

附图说明

图1是本实用新型所述扁平化微型发电装置基本结构图；

图2是本实用新型所述带复位弹簧的扁平化微型发电装置结构图；

图3是本实用新型所述带弹簧片的扁平化微型发电装置结构图；

图4是本实用新型所述永磁体(3)的组成结构图；