[发明专利]一种基于温度变化的自发电装置

说明书

本发明公开了一种基于温度变化的自发电装置，包括：力传递机构、发电机构以及用于利用温度变化产生垂直运动的力发生机构；所述发电机构包括永磁体组件和感应线圈组件，其中，所述永磁体组件滑动安装在所述感应线圈组件上；所述力传递机构的力输入端固定连接所述力发生机构的运动端，将所述力发生机构的垂直运动转换为旋转运动；所述力传递机构的力输出端通过驱动机构固定连接所述永磁体组件，推动所述永磁体组件在所述感应线圈组件上往复滑动。本发明可作为无线传感器的供电装置，使无线传感器无需使用外部电池以及光伏电池供电，能够部署在光照强度低的场所，不仅降低了系统维护的成本，还大大的提高了无线传感器的部署范围。

技术领域

本发明涉及自发电技术领域，具体涉及一种基于温度变化的自发电装置。

背景技术

随着物联网技术和超低功耗传感元件的快速发展，越来越多的无线设备投入到网络感测及数据交换领域，使得智能无线传感器网络在环境监测、物品追踪、医学治疗和过程控制等领域得到了广泛的应用。然而，无线传感器的应用不可避免的存在电源问题，即目前，几乎所有的无线传感器都需要外部电源，而无论是采用化学电池还是光伏电池，都无法满足无线传感器的部署要求，存在以下不足：

(1)使用化学电池，更换电池除了增加环境负担之外，还显著增加了系统的维护成本，尤其是在室外人员不易到达的场合；(2)使用光伏电池，虽然可避免更换电池，但是由于光能具有不可预见性以及周期性，即光照强度与天气和空气质量等因素相关，导致光能收集效率不稳定，无法部署到光照强度低的场所(如室内、深林和隧道等)，同样也制约着无线传感器的部署。所以，如何解决无线传感器的供电成为一个亟待解决的问题。

发明内容

为了解决现有无线传感器使用化学电池存在成本高的问题，而使用光伏电池又无法部署至光照强度低的场所的问题，本发明的目的在于提供一种使用温度差来产生机械运动，从而驱动永磁体组件相对于感应线圈组件进行相对运动，产生感应电动势，实现自发电的基于温度变化的自发电装置。

本发明所采用的技术方案为：

本发明提供了一种基于温度变化的自发电装置，包括：力传递机构、发电机构以及用于利用温度变化产生垂直运动的力发生机构；

所述发电机构包括永磁体组件和感应线圈组件，其中，所述永磁体组件滑动安装在所述感应线圈组件上；

所述力传递机构的力输入端固定连接所述力发生机构的运动端，将所述力发生机构的垂直运动转换为旋转运动；

所述力传递机构的力输出端通过驱动机构固定连接所述永磁体组件，推动所述永磁体组件在所述感应线圈组件上往复滑动。

基于上述公开的内容，本发明通过力发生机构，将温度变化的能量转换为机械运动，并通过力传递机构实现动能的传递，即将机械运动的动能传递至驱动机构，进而通过驱动机构驱动永磁体组件在感应线圈组件上往复滑动，以产生感应电动势，实现温差能量与电能的转换。

通过上述设计，本发明利用自然环境下的温度变化产生相应的机械运动，进而通过机械运动产生的动能驱动永磁体组件相对于感应线圈组件运动，以产生感应电动势，实现自发电；即本发明可作为无线传感器的供电装置，使无线传感器无需使用外部电池以及光伏电池供电，能够部署在光照强度低的场所，不仅降低了系统维护的成本，还大大的提高了无线传感器的部署范围。

在一个可能的设计中，所述力发生机构包括：容纳腔、导杆和散热器；

所述容纳腔的内部设有金属膜，所述金属膜将所述容纳腔分为上下两个空间，其中，所述金属膜上方的空间内填充有相变材料，所述金属膜下方的空间内填充有隔热颗粒物；

所述散热器固定在所述容纳腔的顶部，所述导杆竖直设置，其中，所述导杆的一端伸入所述金属膜下方的空间，且滑动安装在所述容纳腔内；

所述导杆的另一端作为所述力发生机构的运动端，固定连接所述力传递机的力输入端。