專利名稱：蹺蹺板式單線圈磁發電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種磁發電裝置，特別涉及一種蹺蹺板式單線圈磁發電裝置。
背景技術：
目前已有的磁發電裝置有多種，其中最為常用的就是發電機。但以發電機為代表的磁發電裝置體積較大，不適用于對體積限制嚴格的環境條件，且以發電機為代表的磁發電裝置將機械能轉換為電能時，要求機械能必須是轉動的形式。這就使得在ー些條件下，以發電機為代表的磁發電裝置并不適用。在國家大力倡導節能環保之下，能量收集領域出現了很多特殊的微型發電裝置的需求，這往往是傳統的以發電機為代表的磁發電裝置難以滿足的。新興的物聯網行業中，如果采用傳統的電池電源則會引起維護成本高、污染嚴重等問題，微功率無線傳感網絡的電源問題也成為了阻礙物聯網普及的瓶頸問題。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種蹺蹺板式單線圈磁發電裝置，能夠將短行程平動的機械能轉換為電能，特別適用于短行程平動環境，其適應范圍廣，成本低。為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案包括上、下軟磁材料、永磁體、鐵芯和線圈；其中，所述永磁體兩端分別與軟磁材料相連接，永磁體的兩端面接觸在軟磁材料的中端以構成“エ”形磁鐵；所述鐵芯貫穿線圈并從線圈的兩端引出嵌入“エ”形磁鉄，鐵芯兩端分別與上、下軟磁材料相接觸。進ー步地，所述鐵芯中間位置設置有支撐件以形成一個蹺蹺板結構。進ー步地，所述“エ”形磁鐵設置有支撐件以形成一個蹺蹺板結構。進ー步地，所述鐵芯其中一端還設置有弾性裝置。進ー步地，所述“エ”形磁鐵還設置有弾性裝置。進ー步地，所述彈性裝置為彈簧或弾片。本實用新型的蹺蹺板式單線圈磁發電裝置，由于克服了以發電機為代表的眾多磁發電裝置結構復雜、體積較大的缺點，能夠將短行程平動的機械能轉換為電能，無污染，特別適合微能量收集領域的應用場合，如開關、按鍵、振動環境等，也是微功率無線傳感網絡理想的能源解決方案之一。其適應范圍廣，成本低，體積小，無污染，結構簡單。

圖I為本實用新型蹺蹺板式單線圈磁發電裝置初始狀態的示意圖；圖2為本實用新型蹺蹺板式單線圈磁發電裝置發電狀態的示意圖；圖3為本實用新型蹺蹺板式單線圈磁發電裝置的立體圖。
具體實施方式
本實施例中，參照圖1，該蹺蹺板式單線圈磁發電裝置，包括上、下軟磁材料1-1、1-2、永磁體2、線圈4、鐵芯3、支撐件5和弾性裝置6。所述上、下軟磁材料1-1、1-2呈長條狀，所述永磁體2軸向充磁，兩端接在上、下軟磁材料1-1、1-2的中間位置，永磁體2將兩端的上、下軟磁材料1-1、1_2磁化，相當于將永磁體2的磁極引導向兩側，構成一個“エ”形磁鉄。永磁體2的兩磁極位置可以調換，調換后，相關分析取相反的情況。長條狀鐵芯3夾在“エ”形磁鐵的上、下軟磁材料1-1、1-2之間，鐵芯3上繞有線圈4，在鐵芯3及線圈4不存在的情況下，磁力線在兩側磁極的平均分布，當鐵芯3如圖存在吋，由于鐵芯3的磁阻比空氣小得多，絕大部分磁力線從“エ”形磁鐵的右上端進入鐵芯3，并通過“エ”形磁鐵的左下端返回永磁體2的S扱。線圈4中的磁場方向如圖中箭頭所示。支撐件5為可動部件提供支撐點，在本實施例中，可動部件可以是鐵芯3與線圈3的組合。當然，也可以是永磁體2和上、下軟磁材料1-1、1-2的組合。弾性裝置6置于可動部件的一端。如圖2所示，鐵芯3的一端受到カ的作用，又由于支撐件5的支撐，原本較高的一端上升，較低的一端下降，最終被“エ”形磁鐵再度吸附，但吸附的位置發生了變化。由于鐵芯3的磁阻比空氣小得多，絕大部分磁力線從“エ”形磁鐵的左上端進入鐵芯3，并通過“エ”形磁鐵的右下端返回永磁體2的S極。線圈4中的磁場方向如圖中箭頭所示。與圖I中的·情況相比較可知，此時線圈4中的磁感應強度大小相等，方向相反，考慮線圈4的截面積和·圈數，可知此時引起了線·圈4中較大的磁通量變化，由電磁感應定律，線圈4中將產生較大的電量，可向外輸出到儲能單元，或經過整流調壓給合適的單元供電。弾性裝置6為可選項，若不存在此項，發電過程到此結束，直到下一次作用使得鐵芯3的狀態發生改變，該發電裝置具有兩個穩定狀態。若存在此項，則彈性裝置6的彈カ將被吸附的遠端拉回，恢復到圖I的狀態，可知由圖2回到圖I會再次引起線圈4中的磁場方向反轉，引起較大的磁通變化，線圈4可以再次向外輸出電能。相比于不存在弾性裝置6的時候，其發電效率提高了一倍，但此時發電裝置的狀態只有一個穩定狀態。可根據具體情況加以選用。在本實施例中，弾性裝置6裝在可動部件的一端，當然，也可以裝在“エ”形磁鐵的一端。圖3所示，永磁體2的尺寸要適中，避免上、下軟磁材料1-1、1_2中的間隙過大或過小。如果間隙過大則會出現鐵芯3不被“エ”形磁鐵吸附的中間態。如果間隙過小，則可能會出現鐵芯3吸附在同一側的上、下軟磁材料1-1、1_2上的現象。鐵芯3從線圈4兩端引向ー側，引出為薄片狀，這樣是為了方便嵌入“エ”形磁鐵，同時增大上、下軟磁材料1-1、1-2與鐵芯3的接觸面，使更容易導磁。同時引出端向圖中左右方向的延伸可作為受力點，當兩端受到足夠的カ的作用即發生前面所述的發電現象。支撐件5位于線圈4下方，中部有ー個突起，類似于一個蹺蹺板結構，當上翹端受到力的作用而脫離吸附時，由于支撐件5的作用，另一端就會上升并被吸附。圖中沒有涉及彈性裝置6，實際的弾性裝置6可以是彈簧、弾片等弾性物體。弾性裝置6的一端連接可動部件，另一端連接外殼或固定部件。擋板7用來固定線圈位置。本實用新型的蹺蹺板式單線圈磁發電裝置，由于克服了以發電機為代表的眾多磁發電裝置結構復雜、體積較大的缺點，能夠將短行程平動的機械能轉換為電能，無污染，特別適合微能量收集領域的應用場合，如開關、按鍵、振動環境等，也是微功率無線傳感網絡理想的能源解決方案之一。其適應范圍廣，成本低，體積小，無污染，結構簡單。以上已將本實用新型做一詳細說明，以上所述，僅為本實用新型之較佳實施例而己，當不能限定本實用新型實施范圍，即凡依本申請范圍所作均等變化與修飾，皆應仍屬本實用新型涵蓋范圍內。 ·
權利要求1.一種蹺蹺板式單線圈磁發電裝置，其特征在于包括上、下軟磁材料、永磁體、鐵芯和線圈；其中，所述永磁體兩端分別與軟磁材料相連接，永磁體的兩端面接觸在軟磁材料的中端以構成“工”形磁鐵；所述鐵芯貫穿線圈并從線圈的兩端引出嵌入“工”形磁鐵，鐵芯兩端分別與上、下軟磁材料相接觸。
2.根據權利要求I所述的蹺蹺板式單線圈磁發電裝置，其特征在于所述鐵芯中間位置設置有支撐件以形成一個蹺蹺板結構。
3.根據權利要求I所述的蹺蹺板式單線圈磁發電裝置，其特征在于所述“工”形磁鐵設置有支撐件以形成一個蹺蹺板結構。
4.根據權利要求I所述的蹺蹺板式單線圈磁發電裝置，其特征在于所述鐵芯其中一端還設置有彈性裝置。
5.根據權利要求I所述的蹺蹺板式單線圈磁發電裝置，其特征在于所述“工”形磁鐵 還設置有彈性裝置。
6.根據權利要求4或5所述的蹺蹺板式單線圈磁發電裝置，其特征在于所述彈性裝置為彈簧或彈片。
專利摘要本實用新型的蹺蹺板式單線圈磁發電裝置，包括上、下軟磁材料、永磁體、鐵芯和線圈；其中，所述永磁體兩端分別與軟磁材料相連接，永磁體的兩端面接觸在軟磁材料的中端以構成“工”形磁鐵；所述鐵芯貫穿線圈并從線圈的兩端引出嵌入“工”形磁鐵，鐵芯兩端分別與上、下軟磁材料相接觸。本磁發電裝置將永磁體與鐵芯相對平動的機械能轉換為電能，可以給微功率設備，如遙控進行供電。本實用新型體積小，無污染，結構簡單，能夠將短行程平動的機械能轉換為電能、特別適合于微功率收集、無線傳感網絡等領域。
文檔編號H02K35/04GK202424477SQ201120535900
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月20日 優先權日2011年12月20日
發明者吳晶, 莊可佳, 程小科, 許一飛 申請人:武漢領普科技有限公司