电能生成器制造技术

一种将从人或动物的主动肌动活动中收集的动能转化成电能的电能生成器。该电能生成器包括壳体、导电材料线圈、可往复运动的电磁活性质量体、将该质量体连接到壳体或者连接到与所述壳体接合的调节装置的弹簧、以及可选地，用于限制电磁活性质量体的非线性运动的装置和／或用于减轻任何存在的壳体氛围中的电磁活性质量体的运动延迟的装置。该电能生成器可与携带的物品如背包相联。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术公开了 一种用于从运动质量体收集机械能并将所收集的机械能转化为可用电能的设备。该设备允许捕集从运动如人的步行活 动中赋予该设备的机械能，并将所捕集的机械能转化为电能。该设备可 被用于向多种电子设备提供电力。
技术介绍
机械能包括很多种形式的能量，这些能量形式包括但不限于 动能。由于人和动物的物理过程，机械能显现在它们的身体中。这样的 物理过程包括主动身体运动。主动身体运动中的一种为步行过程。步行 活动包括跨步、行走、跑步、攀登、跳跃以及类似的活动。其它主动身 体运动包括抓握、伸手、颤抖、摇摆、伸展等。所有的主动身体运动显 现为具有质量的身体部分的运动，使得所有的主动肌动活动产生动能。 而且，主动肌动活动可将动能赋予与运动的身体接合的周边质量体。有时期望将机械能转化为电能。 一个实例为，当质量体的动 能使磁场相对于导电线圈运动从而将该质量体的动能通过电磁感应作用 转化为电能时动能向电能的转化。用于将由于人的物理过程而产生的、显现在身体和与人身体 接合的周边质量体中的动能转化为电能的设备发展得不好。因此，期望 提供一种用于收集主动肌动活动所赋予的动能并将所收集的机械能转化 成电能的设备。
技术实现思路
本专利技术提供了一种电能生成器，其包括具有纵向轴线的壳 体，其具有内腔、内腔表面和外表面；导电材料，其围绕所述壳体的所 述外表面的至少 一部分接合并且沿着所述纵向轴线的至少 一部分延伸； 定位在所述壳体内的电磁活性质量体，其能沿着所述纵向轴线的至少一在所述:体内的非往复式运动；具有第二端和第二端的第一弹簧，其中一端与所述壳体接合并且一端与所述电磁活性质量体接合；以及具有第 一端和第二端的第二弹簧，其中一端与所述壳体接合并且一端与所述电 磁活性质量体接合。根据其它实施例，本专利技术还提供了一种机械能收集器，其包 括具有纵向轴线的壳体；导电材料，其围绕所述壳体的外表面的至少 一部分接合并且沿着所述纵向轴线的至少一部分延伸；定位在所述壳体 内的电磁活性质量体，所述质量体能沿着所述纵向轴线的至少 一部分往 复运动；具有第一端和第二端的第一弹簧，其中一端与所述壳体接合并 且一端与所述电磁活性质量体接合；具有第一端和第二端的第二弹簧， 其中一端与所述壳体接合并且一端与所述电磁活性质量体接合；以及减轻壳体内所述电磁活性质量体的运动延迟的装置(或称手段)。根据进一步的实施例，本专利技术还提供了一种电能生成器，其 包括具有纵向轴线的壳体，其具有内腔、内腔表面和外表面；导电材 料，其围绕所述壳体的所述外表面的至少一部分接合并且沿着所述纵向 轴线的至少一部分延伸；定位在所述壳体内的电磁活性质量体，其能沿 着所述纵向轴线的至少一部分往复运动；具有第一端和第二端的第一弹 簧，其中所述第一弹簧的第一端和第二端之一与所述电磁活性质量体接 合；以及具有第一端和第二端的第二弹簧，其中所述第二弹簧的第一端 和第二端之一与所述电磁活性质量体接合；以及至少一个弹簧形变调节 器，其与所述壳体和所述弹簧中的至少一个接合。本专利技术还提供了一种可穿戴或可携带的物品，其包括包、附 接于所述包的带子、以及与所述包接合的电能生成器。根据说明性实施 例，背包包括包、附接于所述包的带子和可选地，附接于所述包的框架； 以及(i)定位在所述包内，(ii)与所述包接合，(iii)如有框架，则与 所述框架接合的电能生成器，或者它们的组合。附图说明图1是电能生成器的一个说明性实施例的透视图。 图2是电能生成器的另一个说明性实施例的透视图。具体实施例方式由于不同的主动肌动活动，动能显现在动物和人的身体中。8主动肌动活动包括，例如步行过程、腿部运动、臂部运动、头部运动、 躯干运动等。动能也显现在被人或动物移动的、处于运输过程中的物体 或质量体中。 一些主动肌动活动如人的行走步行，是具有可预测的频率 或周期性的节奏性活动。在人的行走步行的情形中，可预测的频率为大约2Hz。本专利技术提供了 一种用于收集动能并将所收集的由主动肌动活 动所产生或赋予的动能转化成电能的电能生成器。电能生成器通常包括 壳体、感应线圏、可相对于壳体以往复方式运动的电磁活性质量体、以 及至少一个将电磁活性质量体接合到壳体的弹簧。根据某些说明性实施例，电能生成器通常包括壳体、感应线 圈、可相对于壳体以往复方式运动的电磁活性质量体、与该质量体和壳 体接合的第一弹簧、以及与该质量体和壳体接合的第二弹簧。根据进一步的说明性实施例，电能生成器包括壳体、感应线 圈、可相对于壳体以往复方式运动的电磁活性质量体、与该质量体和壳 体接合的第一弹簧、与该质量体和壳体接合的第二弹簧，其中，电磁活 性质量体被限制在壳体内以最小化或以其它方式基本上防止该质量体的 非往复式运动。根据其它说明性实施例，电能生成器包括壳体、感应线圈、 可相对于壳体以往复方式运动的电磁活性质量体、与该质量体和壳体接 合的第一弹簧及与该质量体和壳体接合的第二弹簧、以及减轻壳体内电 磁活性质量体的运动延迟的装置。根据另外的说明性实施例，电能生成器包括壳体、感应线圏、 可相对于壳体以往复方式运动的电磁活性质量体、与该质量体和壳体接 合的第一弹簧及与该质量体和壳体接合的第二弹簧、以及至少一个弹簧 形变调节器。应该注意，电能生成器可包括用于限制壳体内电^ 兹活性质量 体的非往复式运动的装置、用于减轻壳体内电磁活性质量体的运动延迟 的装置以及至少一个弹簧形变调节器中的两个或更多个的组合。所述设备收集机械能并将所收集的机械能转化为电能。通过从往复运动的质量体收集机械能并将其转化为电能，所述设备充当线性 发电机。所生成的电能可被用来为多种电子设备提供电力，所述电子设 备包括但不限于，定位器、振铃器、娱乐设备、储能设备、无线电接收9机、无线电发射机、无线电话、照相机、全球定位系统(GPS)设备以及 类电子设备。设备的壳体可包括任何能够接合电能生成器的其它构件的合 适结构、腔嚢、容器或器皿。壳体通常包括纵向轴线、外表面、内腔和 内表面。非限制地，根据某些实施例，壳体包括具有内腔或容积的细长 圆筒或管。壳体可由任何能够支持设备构件的接合并且不干扰机械能的 收集或机械能向电能的转化的材料构成。非限制地，可用于构成设备壳 体的合适材料包括金属、金属合金、塑料、玻璃、复合材料或它们的组 合。壳体可设置为开放的容器，使得壳体内部与环绕该壳体的外 部环境连通。根据壳体为开放的实施例，与环绕壳体的环境连通的装置 可包括位于壳体壁中的孔口、孔、通风口、槽、穿孔等结构，从而提供 壳体内腔和外部环境之间的连通。在开放的实施例中，壳体氛围通常与 周围环境氛围基本上相同。根据其它实施例，壳体包括封闭结构.，使得壳体内部基本上 与环绕该壳体的环境隔离。根据包括封闭壳体的实施例，壳体氛围不需 要与周围的外部环境氛围基本上相同。例如，非限制地，壳体氛围可包 括空气、氮气、惰性气体、矿物油、植物油、水、盐水、基本真空、铁 》兹流体或它们的组合。设备包括导电材料，其围绕所述壳体的外表面的至少 一部分 接合。非限制地，导电材料可设置成感应线圈的形式。感应线圈可包括 电枢、感应器、线圈或任何其它成圈的导电材料。局部磁场的变化会在 感应线圏中产生电流并在感应线圏上产生电势。因为感应线圈围绕壳体 接合并沿着壳体轴线的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电能生成器，包括：　壳体，其具有纵向轴线、内腔、内腔表面和外表面；　导电材料，其定位成围绕所述壳体的所述外表面的至少一部分并且沿着所述纵向轴线的至少一部分延伸；　定位在所述壳体内的电磁活性质量体，其能沿着所述纵向轴线的至少一部分往 复运动，并且被限制在所述壳体内以最小化或基本上防止所述电磁活性质量体在所述壳体内的非往复式运动；　具有第一端和第二端的第一弹簧，其中所述第一弹簧的第一端和第二端之一与所述壳体接合，并且所述第一弹簧的第一端和第二端之一与所述电磁活性质量体接 合；以及　具有第一端和第二端的第二弹簧，其中所述第二弹簧的第一端和第二端之一与所述壳体接合，并且所述第二弹簧的第一端和第二端之一与所述电磁活性质量体接合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-3-7 11/715,5441.一种电能生成器，包括壳体，其具有纵向轴线、内腔、内腔表面和外表面；导电材料，其定位成围绕所述壳体的所述外表面的至少一部分并且沿着所述纵向轴线的至少一部分延伸；定位在所述壳体内的电磁活性质量体，其能沿着所述纵向轴线的至少一部分往复运动，并且被限制在所述壳体内以最小化或基本上防止所述电磁活性质量体在所述壳体内的非往复式运动；具有第一端和第二端的第一弹簧，其中所述第一弹簧的第一端和第二端之一与所述壳体接合，并且所述第一弹簧的第一端和第二端之一与所述电磁活性质量体接合；以及具有第一端和第二端的第二弹簧，其中所述第二弹簧的第一端和第二端之一与所述壳体接合，并且所述第二弹簧的第一端和第二端之一与所述电磁活性质量体接合。2. 如权利要求1所述的电能生成器，其中，所述壳体包括圓筒或管。3. 如权利要求2所述的电能生成器，其中，所述导电材料包括感应线圈。4. 如权利要求1所述的电能生成器，其中，整个所述电磁活性质量体适于在单个往复周期中通过整个所述感应线圈两次。5. 如权利要求4所述的电能生成器，其中，所述弹簧包括螺旋弹簧。6. 如权利要求5所述的电能生成器，其中，所述螺旋弹簧包括拉伸弹簧。7. 如权利要求5所述的电能生成器，其中，所述螺旋弹簧包括压缩弹簧。8. 如权利要求6所述的电能生成器，其中，所述电磁活性质量体包括至少一个永》兹体。9. 如权利要求8所述的电能生成器，其中，所述电能生成器还包括至少部分地覆盖所述感应线圈的护罩，所述护罩具有高导磁率。10. 如权利要求9所述的电能生成器，其中，所述护罩包括铁磁性材料。11. 如权利要求6所述的电能生成器，其中，所述电能生成器还包括至少部分地覆盖所述感应线圈的护罩，并且其中所述电磁活性质量体不包括永》兹体；以及所述生成器包括至少部分地覆盖所述感应线圏的护罩，其中所述护罩包括永磁体。12. 如权利要求1所述的电能生成器，还包括导向装置，用以最小化或基本上防止所述电磁活性质量体在所述壳体内的非往复式运动。13. 如权利要求12所述的电能生成器，其中，所述导向装置包括所述内部壳体表面或与所述壳体和所述电磁活性质量体接合的轴。14. 如权利要求8所述的电能生成器，其中，所述生成器与电子设备电连接。15. —种电能生成器，包括具有纵向轴线的壳体；导电材料，其围绕所述壳体的外表面的至少一部分接合并且沿着所述纵向轴线的至少一部分延伸；定位在所述壳体内的电磁活性质量体，所述质量体能沿着所述纵向轴线的至少一部分往复运动；具有第一端和第二端的第一弹簧，其中所述第一弹簧的第一端和第二端之一与所述壳体接合，并且所述第一弹簧的第一端和第二端之一与所述电磁活性质量体接合；具有第一端和第二端的第二弹簧，其中所述第二弹簧的第一端和第二端之一与所述壳体接合，并且所述第二弹簧的第一端和第二端之一与所述电》兹活性质量体接合；以及减轻壳体内所述电磁活性质量体的运动延迟的装置。16. 如权利要求15所述的电能生成器，其中，所述减轻壳体内所述电磁活性质量体的运动延迟的装置包括i) 所述壳体内低于大气压的压力；ii) 至少一个在所述壳体的内部和外部环境之间连通的孔iii) 所述壳体各区域之间的流体连接；或者iv) 上述i) 、 ii)和iii)中两项或更多项的组合。17. 如权利要求15所述的电能生成器，其中，所述壳体包括圆筒或管。18. 如权利要求15所述的电能生成器，其中，所述导电材料包括感应线圈。19. 如权利要求18所述的电能生成器，其中，在单个往复周期中，整个所述质量体适于通过整个所述线圈两次。20. 如权利要求19所述的电能生成器，其中，所述弹簧包括螺旋弹簧。21. 如权利要求20所述的电能生成器，其中，所述第一和第二螺旋弹簧包括拉伸弹簧。22. 如权利要求20...

【专利技术属性】
技术研发人员：AP拉米厄，
申请(专利权)人：特雷蒙特电气有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]