振动发电单元、振动发电单元的设计方法以及振动发电单元设计用程序技术

技术编号：40197601 阅读：11 留言：0更新日期：2024-01-27 00:01

本发明专利技术提供一种振动发电单元、这样的振动发电单元的设计方法以及振动发电单元用设计程序，其有利于薄型化且能够得到所需的发电电力的频率宽度明显。由振动发电元件(1)和振动体(2)构成振动发电单元，振动发电元件(1)具备向一个方向延伸的固定电极部和与固定电极部对置且在一个平面上振动的可动电极部，且通过固定电极部与可动电极部相对振动而发电，振动体(2)与振动发电元件(1)连接，且通过振动源的振动而至少在平面方向上振动并将振动传递到振动发电元件(1)。

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【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振动发电单元、振动发电单元的设计方法以及振动发电单元设计用程序，详细而言，涉及双质点振动系统的振动发电技术。

技术介绍

1、通过振动进行发电的振动发电元件不需要电池的更换、布线的引绕，因此作为能够配置于难以频繁维护的部位的电源而在各种情况下使用。振动发电元件的发电量在振动发电元件大幅振动的固有振动频率处具有峰值，频率越远离峰值则越小。发电量的峰值越陡峭，得到充分的发电量的频带越窄，频率的偏差对发电量影响越大，振动发电元件的运转变得不稳定。因此，为了使振动发电元件的发电稳定，优选得到所需的发电量的频带较宽。

2、从上述的点出发，以往有在具有其他质量的部件安装振动发电元件，使振动发电元件与该部件一起振动的双质点振动系统的结构。这样的结构例如记载于专利文献1。专利文献1所记载的振动发电装置在基座上安装振动发电单元，构成包含基座以及安装在基座上的配重和螺旋弹簧的质点以及包含安装在该基座上的发电单元的配重和螺旋弹簧的质点的双质点振动系统。并且，在专利文献1中，记载了双质点振动系统的振动发电装置的发电量在发电单元的配重和螺旋弹簧的固有振动频率的两侧具有两个峰值，该峰值出现的频率根据基座的配重与发电单元的配重的质量比而增减。

3、进而，在专利文献1中，记载了发电单元的发电量通过增大磁铁或线圈的振幅而变大。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1：日本特开2011-172351号公报

技术实现思路

1、专利技术所要解决的课题

2、然而，在专利文献1所记载的结构中，利用设于基座与底板之间的螺旋弹簧使安装于基座的配重振动。在这样的结构中，配重、基座这样的结构使振动发电装置整体大型化，发电装置的设置场所受到限制。另外，配重相对于基座在垂直方向上振动，在增大其振幅来确保发电量的情况下，需要确保用于配重振动的空间，难以使振动发电装置薄型化。振动发电装置的厚型化不利于将发电装置安装于室内的管道、壁面。

3、进而，在专利文献1中，记载了通过发电量的两个峰值，在发电单元的配重及螺旋弹簧的固有振动频率的周边的频带中振动放大倍率变大，能够使发电稳定化。但是，专利文献1仅公开了实现高发电量的频率的宽带化与振动放大倍率的关系，无法适当地应对特定的振动源并关于这些宽带化等得到希望的发电量。

4、本专利技术的目的在于提供一种有利于薄型化且能够得到所需的发电电力的频率宽度明显的振动发电单元、这样的振动发电单元的设计方法以及振动发电单元用设计程序。另外，目的在于提供一种能够与特定的振动源对应地得到所需的发电量的振动发电单元、这样的振动发电单元的设计方法以及振动发电单元用设计程序。

5、用于解决课题的方案

6、为了实现上述目的，本专利技术的一个方案的振动发电单元具备：振动发电体，其具备在一个方向上延伸的固定电极部以及与所述固定电极部对置并且在一个平面上振动的可动电极部，并通过所述固定电极部与所述可动电极部相对振动来发电；以及振动体，其与所述振动发电体连接，且利用振动源的振动而至少在所述平面方向上振动并将振动传递至所述振动发电体。

7、另外，本专利技术的一个方案的振动发电单元的设计方法用于设计振动发电单元，所述振动发电单元具备：振动发电体，其具备在一个方向上延伸的固定电极部以及与所述固定电极部对置并且在一个平面上振动的可动电极部，并通过所述固定电极部与所述可动电极部相对振动来发电；以及振动体，其与所述振动发电体连接，且利用振动源的振动而至少在所述平面方向上振动并将振动传递至所述振动发电体，所述振动发电单元的设计方法的特征在于，包括：接受与所述振动发电体的质量以及所述振动体的质量的至少一方有关的质量信息、与所述振动发电单元具有发电量的峰值的频率范围有关的频率信息、以及与在所述频率范围内所述振动发电单元发电的发电量有关的发电信息中的至少一个输入的工序；以及基于所述质量信息、所述频率信息、所述发电信息中的在接受所述输入的功能中输入已被接受的信息，输出未被输入的所述质量信息、所述频率信息、所述发电信息中的至少一个的工序。

8、另外，本专利技术的一个方案的振动发电单元用设计程序用于设计振动发电单元，所述振动发电单元具备：振动发电体，其具备在一个方向上延伸的固定电极部以及与所述固定电极部对置并且在一个平面上振动的可动电极部，并通过所述固定电极部与所述可动电极部相对振动来发电；以及振动体，其与所述振动发电体连接，且利用振动源的振动而至少在所述平面方向上振动并将振动传递至所述振动发电体，所述振动发电单元用设计程序的特征在于，包括：接受与所述振动发电体的质量以及所述振动体的质量的至少一方有关的质量信息、与所述振动发电单元具有发电量的峰值的频率范围有关的频率信息、以及与在所述频率范围内所述振动发电单元发电的发电量有关的发电信息中的至少一个输入的功能；以及基于所述质量信息、所述频率信息、所述发电信息中的利用接受所述输入的功能而输入已被接受的信息，输出未被输入的所述质量信息、所述频率信息、所述发电信息中的至少一个的功能。

9、专利技术效果

10、根据以上的方式，能够提供一种有利于薄型化且能够得到所需的发电电力的频率宽度明显的振动发电单元、这样的振动发电单元的设计方法以及振动发电单元用设计程序。另外，能够提供一种能够与特定的振动源对应地得到所需的发电量的振动发电单元、这样的振动发电单元的设计方法以及振动发电单元用设计程序。

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【技术保护点】

1.一种振动发电单元，其特征在于，具备：

2.根据权利要求1所述的振动发电单元，其特征在于，

3.根据权利要求1或2所述的振动发电单元，其特征在于，

4.根据权利要求1至3中任一项所述的振动发电单元，其特征在于，

5.根据权利要求1至4中任一项所述的振动发电单元，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的振动发电单元，其特征在于，

7.根据权利要求4所述的振动发电单元，其特征在于，

8.根据权利要求4所述的振动发电单元，其特征在于，

9.根据权利要求1至8中任一项所述的振动发电单元，其特征在于，

10.一种振动发电单元的设计方法，其用于设计振动发电单元，

11.根据权利要求10所述的振动发电单元的设计方法，其特征在于，

12.根据权利要求11所述的振动发电单元的设计方法，其特征在于，

13.根据权利要求12所述的振动发电单元的设计方法，其特征在于，

14.根据权利要求12或13所述的振动发电单元的设计方法，其特征在于，