一种汲取振动能量的可变质量直线发电机制造技术

本发明专利技术公开的一种汲取振动能量的可变质量直线发电机，属于新能源及节能技术领域。线槽套设在圆筒型的背铁内，线圈缠绕在线槽上，背铁两端连接有直线轴承，中心直筒设在背铁的轴线上并通过直线轴承支承；中心直筒下部的外壁上设有环状载台，磁体定位环套设在中心直筒上部的外壁上；若干磁体套设在中心直筒上并通过磁体定位环和环状载台固定，磁体与线圈之间存在气隙；中心直筒内部可填充配重内容物；中心直筒与弹簧谐振机构连接。本发明专利技术拓展了发电机的振动工作频率，工作振幅范围大，适用于不同的场合。同时，精简了电机的结构，调节简单、方便，能够使电机迅速达到最大输出功率。能够使电机迅速达到最大输出功率。能够使电机迅速达到最大输出功率。

【技术实现步骤摘要】
一种汲取振动能量的可变质量直线发电机


[0001]本专利技术属于新能源及节能
，涉及一种汲取振动能量的可变质量直线发电机。

技术介绍

[0002]在位于不能直接供电的场所的传感器，一般采用干电池供电，而干电池寿命有限并且污染环境。直接利用振动收集的能量代替传统的干电池能够带来巨大的经济节约。现汲取振动能量的发电机主要有静电式、压电式与电磁式。而静电式、压电式成本高并且发电功率低。在电磁式发电机中，圆筒型直线发电机能够直接将机械能转化为电能，使电机复杂程度降低并提高了能量转换效率。而现实中不同振动体的振幅与振动频率都有着其本身的特点。应用圆筒型直线发电机捕获振动的能量若想捕获较大的能量和输出功率大都需要专门针对具体振源设计特定的电机。
[0003]目前的振动发电机主要有以下缺点：工作状态大都为固定频率，不能或者较难进行相应调整使振动发电机获得较大的能量；电机结构复杂，工艺繁琐，发电效率低且电机成本高；在追踪最大输出电压过程中，对振动频率反馈只能大体的粗调，不能够迅速精确调节发电机来让振动发电机捕获得最大输出能量。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种汲取振动能量的可变质量直线发电机，拓展了发电机的振动工作频率，工作振幅范围大，适用于不同的场合。同时，精简了电机的结构，调节简单、方便，能够使电机迅速达到最大输出功率。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0006]本专利技术公开了一种汲取振动能量的可变质量直线发电机，包括中心直筒、线圈、背铁、磁体、磁体定位环、弹簧谐振机构和线槽；
[0007]线槽套设在圆筒型的背铁内，线圈缠绕在线槽上，背铁两端连接有直线轴承，中心直筒设在背铁的轴线上并通过直线轴承支承；中心直筒下部的外壁上设有环状载台，磁体定位环套设在中心直筒上部的外壁上；若干磁体套设在中心直筒上并通过磁体定位环和环状载台固定，磁体与线圈之间存在气隙；中心直筒内部可填充配重内容物；中心直筒与弹簧谐振机构连接。
[0008]优选地，磁体之间设置有减震环，减震环与磁体的内外径均相等。
[0009]优选地，中心直筒外壁套设有抗磨套。
[0010]优选地，中心直筒的一端封闭，内壁设有螺纹，另一端内部螺接有用于固定配重内容物的螺旋封堵，螺旋封堵上设有可启闭的通气结构。
[0011]优选地，中心直筒的内壁设有螺纹，内部螺接有2个螺旋封堵，螺旋封堵上设有可启闭的通气结构。
[0012]进一步优选地，螺旋封堵为圆柱体，外壁为与中心直筒内螺纹匹配的外螺纹，螺旋
封堵中心设有多边形的凹槽，凹槽外周设有环形孔，凹槽内设有弹簧开关，环形孔内设有与弹簧开关连接的启闭环。
[0013]进一步优选地，螺旋封堵上设有弹性缓冲垫。
[0014]优选地，弹簧谐振机构包括弹簧、套管和弹簧连接环，所述直线发电机的一端连接有支撑装置，套管的一端与支撑装置连接，中心直筒通过弹簧连接环与弹簧的一端连接，弹簧的另一端与支撑装置连接，弹簧设在套管内。
[0015]优选地，背铁上开设有与轴线平行的引线引出缝，线圈的引线穿过引线引出缝与接线端子连接，接线端子固定在绝缘排上，接线端子根据线圈的位置进行标号。
[0016]优选地，线槽的材质为复合树脂材料。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0018]本专利技术公开的汲取振动能量的可变质量直线发电机，以直线轴承及其上布置的磁体作为电机动子，通过弹簧吸收振动能量，在直线轴上进行相对运动，切割磁感线产生交流电。中心直筒内部填充有配重内容物，能够通过质量调节使发电机输出功率达到最大值，拓展了发电机振动工作频率，工作振幅范围大，适用于不同的场合。同时，配重内容物直接装填在中心直筒内部，精简了电机的结构，调节简单、方便，能够使电机迅速达到最大输出功率。
[0019]进一步地，磁体之间设置有减震环，能够吸收大量撞击能量，有效保护磁体。
[0020]进一步地，中心直筒外壁套设有抗磨套，能够避免中心直筒磨损，提高使用寿命。
[0021]进一步地，中心直筒内的螺旋封堵，能够便于安装拆卸并调节配重内容物的质量，并且螺旋封堵上可启闭的通气结构，能够避免活塞效应。
[0022]进一步地，中心直筒内设置2个螺旋封堵，能够在调节配重内容物质量的同时，将配重内容物的重心调节在中心直筒的中心位置，当发电机的轴线不在重力方向时，避免由于重心偏于一侧造成中心直筒与直线轴承摩擦力增大、磨损情况加剧，确保中心直筒与直线轴承的良好配合。
[0023]进一步地，螺旋封堵上设有弹性缓冲垫，能够将内部的配重内容物固定牢靠，防止使用中配重内容物晃动移位。
[0024]进一步地，弹簧谐振机构的弹簧设置在电机外部，不受电机尺寸的限制，能够从多个参数确定最优的弹簧参数，扩展电机的适用范围。
[0025]进一步地，线圈的引线通过背铁上的引线引出缝引出，结构整端；并且接线端子根据线圈的位置进行标号，能够根据使用场合中的振动频率，接最匹配的线圈数量，有效提高电机的输出功率。
[0026]进一步地，线槽采用复合树脂材料，保证机械强度的前提下，能够良好地隔热、耐高温、绝缘性好，能够有效较少匝间短路的发生。
附图说明
[0027]图1为采用第一种弹簧谐振机构的整体结构示意图；
[0028]图2为采用第二种弹簧谐振机构的整体结构示意图；
[0029]图3为采用第三种弹簧谐振机构的整体结构示意图；
[0030]图4为背铁结构示意图；
[0031]图5为螺旋封堵的结构示意图；
[0032]图6为T型扳手的结构示意图；
[0033]图7为线圈缠绕线槽的结构示意图；
[0034]图8为接线端子的标号示意图。
[0035]图中，1为中心直筒，2为抗磨套，3为直线轴承，4为线圈，5为背铁，6为螺旋封堵，6
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1为凹槽，6
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2为环形孔，6
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3为弹簧开关，6
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4为启闭环，7为减震环，8为磁体，9为磁体定位环，10为线槽，11为弹簧，12为套管，13为弹簧连接环，14为支撑装置，15为T型扳手。
具体实施方式
[0036]下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细描述：
[0037]如图1～3，为本专利技术的汲取振动能量的可变质量直线发电机，包括中心直筒1、线圈4、背铁5、磁体8、磁体定位环9、弹簧谐振机构和线槽10；
[0038]线槽10套设在圆筒型的背铁5内，线圈4缠绕在线槽10上，背铁5两端连接有直线轴承3，中心直筒1设在背铁5的轴线上并通过直线轴承3支承；中心直筒1下部的外壁上设有环状载台，磁体定位环9套设在中心直筒1上部的外壁上；若干磁体8套设在中心直筒1上并通过磁体定位环9和环状载台固定，磁体8与线圈4之间存在气隙；中心直筒1内部可填充配重内容物；中心直筒1与弹簧谐振机构连接。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汲取振动能量的可变质量直线发电机，其特征在于，包括中心直筒(1)、线圈(4)、背铁(5)、磁体(8)、磁体定位环(9)、弹簧谐振机构和线槽(10)；线槽(10)套设在圆筒型的背铁(5)内，线圈(4)缠绕在线槽(10)上，背铁(5)两端连接有直线轴承(3)，中心直筒(1)设在背铁(5)的轴线上并通过直线轴承(3)支承；中心直筒(1)下部的外壁上设有环状载台，磁体定位环(9)套设在中心直筒(1)上部的外壁上；若干磁体(8)套设在中心直筒(1)上并通过磁体定位环(9)和环状载台固定，磁体(8)与线圈(4)之间存在气隙；中心直筒(1)内部可填充配重内容物；中心直筒(1)与弹簧谐振机构连接。2.根据权利要求1所述的汲取振动能量的可变质量直线发电机，其特征在于，磁体(8)之间设置有减震环(7)，减震环(7)与磁体(8)的内外径均相等。3.根据权利要求1所述的汲取振动能量的可变质量直线发电机，其特征在于，中心直筒(1)外壁套设有抗磨套(2)。4.根据权利要求1所述的汲取振动能量的可变质量直线发电机，其特征在于，中心直筒(1)的一端封闭，内壁设有螺纹，另一端内部螺接有用于固定配重内容物的螺旋封堵(6)，螺旋封堵(6)上设有可启闭的通气结构。5.根据权利要求1所述的汲取振动能量的可变质量直线发电机，其特征在于，中心直筒(1)的内壁设有螺纹，内部螺接有2个螺旋封堵(6)，螺旋封堵(6)上设有可启闭的通气结构。6.根据权利要求4或5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐洋，张博，杨永宝，冯智，李俊，郭晓雪，牟明川，索宇超，周达，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：