一种发电机，其包括： ａ）细长支撑件，其在一端固定但能够自由移动或弯曲； ｂ）线圈，其远离固定端而固定到所述细长支撑件上并带有电输出端； ｃ）在该线圈附近的磁场，使得该线圈的移动感应出电流。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种作为电池和主电源接头的替代的磁基电源，其利用了环境中的振动或运动。
技术介绍
一段时间以来，人们对从振动或运动(例如行走)中采集能量以代替电池来提供功率产生了兴趣。先前，压电设备和磁设备已被用作为两种电功率源。美国专利4412355和4471353公开了一种开关，其对发射器供电，以利用通过与线圈相互作用的振簧上的磁体产生的电流来接通远处的灯。美国专利5818132从磁体通过线圈的线性移动来产生电功率。美国专利5838138利用键盘中按键上的弹性磁体在线圈中的移动来产生电功率以对便携式计算机或类似设备上的电池进行充电。美国专利5844516公开了一种无线遥控器，其利用通过按钮或转轮启动的压电发电机来替代电池。美国专利5945749公开了一种用于火车上的设备的发电机，其利用火车的运动来使线圈内的磁活塞进行振荡。美国专利6220719提供了一种带有磁体的喷灯，该磁体能够在喷灯套管内往复运动，而该喷灯套管缠绕有线圈。该设置包括用于存储电荷的电容器。美国专利6291901公开了一种带有磁体和线圈的汽车轮，磁体和线圈设置成使得轮胎的偏转在磁体和线圈间导致产生相对运动，以发电。专利WO01/20760公开了一种微型压电发电机，其包括微型构成的硅悬臂梁，在悬臂梁上具有压电层，使得悬臂梁的振动产生电流。需要一种设备，其可以在没有被有效启动的情况下仅依靠其连接的主体或部件的振动或移动来产生电功率。
技术实现思路
为此目的，本专利技术提供了一种发电机，其包括a)在一端固定但另一端自由移动或弯曲的细长支撑件，b)远离固定端绑到所述细长支撑件上并带有电输出的线圈，c)在线圈附近的磁场，使得磁场内线圈的移动感应出电流。本专利技术的优点在于，是线圈进行移动而不是磁体移动。该线圈提供了发电机的主惯性质量。优选地，支撑件是薄簧片，且呈L形状，使得线圈可以在二维方向上移动。在一个实施例中，膜是由不锈钢制成的。通过永磁体或永磁体的阵列来提供磁场。优选地，磁通量是非线性的，以及永磁体构成为使移动线圈路径范围内的磁通量最大，以使电流产生量最大。本专利技术的发电机采集运动的机械能量，并将其转换成可存储的电能量。该设备具有无源寄生操作，其意味着，它在没有任何有源输入的情况下转换能量，即，没有可按的按钮，也没有任何所需的有意的摇动或任何种类的直接激励。该设备附连到或放置在连接到移动物体的插孔内。例如，该设备可以放置在裤子口袋内、放置在手袋或箱子中、连接到动物、树、机动车辆、轮船、机器或任何移动物体上。优选地，支撑件是L形的膜或簧片，可以通过移动或振动来使其开始振动，但是与固定的膜不同是，它可以是在自由端带有线圈的转动杆或膜。这种设置的优点在于可以包括几种不同材料类型和厚度的支点，其将具有不同的谐振频率。这种结构将增加本专利技术的“采集带宽”。树型组合的每个杆-支点分支都可以被设置成在不同的频率上进行采集。每个“分支”的操作都与单个膜的相同。线圈被固定到分支的每个自由端上；使这些线圈中的每一个都经过(与单个膜的情况相同)永磁体设置方式的场。并且需要这些树中的两个来支撑每个分支上的线圈。当线圈经过由绕线圈设置的永磁体产生的磁场时，它们产生交流电压，其出现在线圈的输出线上。产生的电压可以被用来对电容器或电池进行充电。本专利技术可以被用作移动能量传感器。通过将本专利技术连接到移动物体上可以给出移动强度的指示。这是因为通过本专利技术产生的交流电压正比于物体有力移动的程度。为了利用作为发电机的交流电压，电压需要通过整流电路被转换成直流电流，然后存储在电容器中。在许多应用中，产生的电压不是很高。优选地，在整流电路中使用低压肖特基二极管。如果利用杆-支点树组合，则在连接到存储电容器之前就整流每个分支的输出。在另一个实施例中，膜、支点(或簧片)用压电聚合膜来替换，优选地是聚偏氟乙烯(PVDF)。利用这种材料的优点是，弯曲压电材料的任何移动都会在材料上产生电压，其通过电极来进行收集。该电压足以接通低输入阻抗晶体管(MOSFET)，并且它们可以被用来替代在前面实施例中的二极管，并有效地整流从线圈上感应出的电压。本专利技术的这个方面部分地是以下面的发现为基础，即通过压电膜产生的电压和通过线圈产生的电压是同相的。尽管通过压电膜产生的能量低于通过线圈产生的能量，但电压高得多，并足以接通MOSFET以整流通过线圈产生的交流电压。与前面实施例相比，、的优点是，在没有压电膜的情况下，接通电压和/或电流不得不由线圈发电机来提供，以开始整流处理。当压电膜通过线圈的移动被同相弯曲时，在这个实施例中压电膜提供接通电压。当被提供给MOSFET晶体管的栅极时该电压几乎形成“零开关”状态。实际上，“零开关”实际上是在实际交流零点的0.1和0.2伏之间产生的，当与0.6到1.2伏的标准二极管接通电压相比较时，其转换成采集效率的明显提高。因此，在另一个方面本专利技术提供了一种用于寄生能量采集器的整流设备，其中振动或运动感应出线圈和磁体间的相对移动，以在线圈内感应出电流，其中压电膜被包含在用于磁体和/或线圈的支撑件内，使得振动或运动还在压电膜内产生电压，该电压足以给通过线圈和磁体间的相对移动产生的电压的整流供电。该整流装置可以被提供给任何设备，在这些设备中，如现有技术中磁体绕线圈振荡或者如本专利技术中线圈在磁场内振荡。应用本专利技术的设备可以是小型、轻量并且不引人注目的，并且要产生足够的电量来给传感器或报警电路以及通常需要电池功率的应用中的发射器供电。这包括大多数的远程感应，其中要经历运动或振动，如在陆地、空中和水中的交通工具、浮标、动物追踪设备、寻呼机等。附图说明将参考附图描述本专利技术的优选实施例，附图中图1示出了本专利技术的机械组件的三维透视图；图2是本专利技术第一实施例(具有肖特基二极管，参见用于电原理图的图5)的分解组件；图3示出了图1中画阴影的平面的剖面；图4是PVDF(压电)膜(第二)实施例电子组件的示意图；图5是不锈钢膜(第一)实施例电子组件的示意图；图6是用在本专利技术的优选实施例中的直流到直流开关模式电压转换器模块的示意性电路图；图7是用在本专利技术的优选实施例中的电压检测器模块的示意性电路图；图8是放置在一起的直流到直流转换器和电压检测器模块的示意性电路图；图9是充电指示器电路的示意性电路图，其利用了没有用在给氖灯供电的整流中的其它压电膜；图10是所有模块的高电平示意图；图11是第二实施例中带有电极(用黑色)的PVDF膜(清楚的)的附图；图12是第二实施例中线圈位置、悬浮和运动(振荡)的附图；图13是示出了膜的挠曲部件的附图；图14是示出了替换单个的膜而允许较大的收获带宽的杆和支点“树”的附图；图15示出了本专利技术下一个实施例的机械组件的平面图；图16是本专利技术该实施例的分解组件；图17示出了图15的剖面A-B；图18示出了图1的剖面C-D；图19是图15到16中所示实施例的电子电路的示意图；以及图20是可替换图19中所示电子电路的示意图。具体实施例方式为了使本专利技术起作用，其必须附连到或放置在牢固地连接到移动物体上的插孔内。部件12、21和13是磁体，并通过部件20、18、11和23被支持在适当的位置上。磁体部件12通过磁力粘附到主体部件11上。磁体部件13固定在部件20的中空部分内部，部件20安装在从部件18的中心突本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：乔治·雅罗斯拉夫·卡普，
申请(专利权)人：基内尔奇有限公司，
类型：发明
国别省市：
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