[发明专利]一种全方位振动发电机和全方位振动发电方法

说明书

技术领域

本发明涉及发电机领域，具体地涉及一种全方位振动发电机和全方位振动发电方法。

背景技术

随着石油、天然气、煤炭等不可再生资源储的不断枯竭，清洁绿色的新型可再生能源的开发已经成为了新世纪中人类所面对的最大挑战之一。在新一波寻找新型能源的热潮中，风能、太阳能和地热能等可再生能源逐渐呈现在人们眼前。这些新型能源取代不可再生能源的一个关键点在于如何在实际应用中，充分的利用各种形式的能量，并将其转换成电能，为各种设备提供动力。

振动能是在移动物体设备使用过程中普遍存在的一种能量，也是未来一种重要新型能源，如何充分回收利用振动量将其转换成电能，为各种设备提供动力，是摆在人们面前的一项技术课题。

振动发电机就是将振动能转换成电能的设备，振动发电机的研究已经有些历史了，在微型化振动发电的领域，几年前就已经有了类似电池产品问世。最传统的做法是将磁铁安装于可上下振动的圆筒或方形管内，并在上端或下端安装弹簧。发电机是通过磁铁在垂直方向上的振动产生电磁感应来完成能量转换的。例如公开专利：CN86211092U公开的一种能收集汽车在垂直方向上振动能车用直线发电机。

尽管振动发电机的研究与开发取得了一定的进展。但是都存在一个普遍性的问题，即由于这些振动发电机是通过磁铁的上下振动来改变线圈的磁通量，达到发电的目的，因此存在以下两方面的问题：(1)传统振动发电机仅能够利用垂直运动的振动能而不能利用水平方向上以及其它任一方向的振动能或惯性能；(2) 为获得垂直振动的振动能，传统的振动发电机的摆放方式也是受限制，必须使竖直放置以保证磁振子能在垂直方向上上下振动。

为此，公开专利：CN104600949A针对上述问题进行了改进，将磁振子上分别通过弹簧至少形成三个弹簧连接点的方式悬置于对应的线圈内，使磁振子能够在任一方向上自由振动，收集任一方向上的振动能，并随之振动并改变外部线圈的磁通量，通过磁生电原理将振动能转化为电能。但是，其结构复杂，生产和装配繁琐，成本较高，且灵敏度较低。

发明内容

本发明目的在于为解决上述问题而提供一种能收集任一方向的振动能，结构简单，成本低且灵敏度高的全方位振动发电机和全方位振动发电方法。

为此，本发明公开了一种全方位振动发电机，包括磁振子、密闭容器和线圈，所述线圈缠绕于密闭容器的外表面，所述密闭容器内填充密度大于所述磁振子的液体，且所填充的液体不完全充满所述密闭容器内容腔，所述磁振子漂浮于密闭容器内盛放的液体上，外部任何的振动方向都引起密闭容器内盛放的液体的振荡，从而使液体液面发生波动，磁振子跟随液面一起波动，从而相对缠绕于密闭容器的外表面的所述线圈的位置发生位置变化，改变线圈的磁通量，从而产生电流。

进一步的，所述磁振子是外部包裹有轻质材料的永磁体。

进一步的，所述永磁体是由多个相同磁极互相对着的永磁体组成的永磁体阵列。

进一步的，所述线圈至少包括有三组缠绕方向相互垂直的线圈。

进一步的，所述密闭容器由非导磁材料制成。

进一步的，所述密闭容器为球形、椭球形或平行六面体。

本发明还公开了一种全方位振动发电方法，包括在密闭容器内不完全填充满液体，将磁振子漂浮在所述液体上，并在密闭容器外表面缠绕线圈，当对密闭容器进行任意方向振动时，引起密闭容器内盛放的液体的振荡，从而使液体液面发生波动，磁振子跟随液面一起波动，从而相对缠绕于密闭容器的外表面的所述线圈的位置发生位置变化，改变线圈的磁通量，从而产生电流。

进一步的，在永磁体外部包裹轻质材料形成磁振子。

进一步的，将多个永磁体的相同磁极互相对着组成永磁体阵列，并在永磁体阵列外部包裹轻质材料组成磁振子。

进一步的，至少在密闭容器的三个相互垂直方向缠绕线圈。

本发明有益技术效果：

本发明通过将磁振子漂浮于密闭容器内的液体中，线圈缠绕在密闭容器外，当外界任一方向上有振动都会引起密闭容器内液体的振荡，导致漂浮其上的磁振子随之振荡，从而改变线圈的磁通量，并产生电流，因此，可以利用任一方向的振动能，且其摆放方式不受限制，在移动通信设备如智能手机、平板电脑以及电动汽车等各领域有广泛的应用前景。同时，因为液体对外部振动非常敏感，因此外部任何微弱的或强烈的振动，都能引起密闭容器内液体带着磁振子发生振荡，从而改变线圈的磁通量，而产生电流，所以灵敏度高。此外，本发明结构简单，生产和装配简便，成本低。

附图说明