一種全方位振動發(fā)電機(jī)和全方位振動發(fā)電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)領(lǐng)域，具體地涉及一種全方位振動發(fā)電機(jī)和全方位振動發(fā)電方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油、天然氣、煤炭等不可再生資源儲的不斷枯竭，清潔綠色的新型可再生能源的開發(fā)已經(jīng)成為了新世紀(jì)中人類所面對的最大挑戰(zhàn)之一。在新一波尋找新型能源的熱潮中，風(fēng)能、太陽能和地?zé)崮艿瓤稍偕茉粗饾u呈現(xiàn)在人們眼前。這些新型能源取代不可再生能源的一個關(guān)鍵點在于如何在實際應(yīng)用中，充分的利用各種形式的能量，并將其轉(zhuǎn)換成電能，為各種設(shè)備提供動力。
[0003]振動能是在移動物體設(shè)備使用過程中普遍存在的一種能量，也是未來一種重要新型能源，如何充分回收利用振動量將其轉(zhuǎn)換成電能，為各種設(shè)備提供動力，是擺在人們面前的一項技術(shù)課題。
[0004]振動發(fā)電機(jī)就是將振動能轉(zhuǎn)換成電能的設(shè)備，振動發(fā)電機(jī)的研宄已經(jīng)有些歷史了，在微型化振動發(fā)電的領(lǐng)域，幾年前就已經(jīng)有了類似電池產(chǎn)品問世。最傳統(tǒng)的做法是將磁鐵安裝于可上下振動的圓筒或方形管內(nèi)，并在上端或下端安裝彈簧。發(fā)電機(jī)是通過磁鐵在垂直方向上的振動產(chǎn)生電磁感應(yīng)來完成能量轉(zhuǎn)換的。例如公開專利:CN86211092U公開的一種能收集汽車在垂直方向上振動能車用直線發(fā)電機(jī)。
[0005]盡管振動發(fā)電機(jī)的研宄與開發(fā)取得了一定的進(jìn)展。但是都存在一個普遍性的問題，即由于這些振動發(fā)電機(jī)是通過磁鐵的上下振動來改變線圈的磁通量，達(dá)到發(fā)電的目的，因此存在以下兩方面的問題:(I)傳統(tǒng)振動發(fā)電機(jī)僅能夠利用垂直運(yùn)動的振動能而不能利用水平方向上以及其它任一方向的振動能或慣性能；(2)為獲得垂直振動的振動能，傳統(tǒng)的振動發(fā)電機(jī)的擺放方式也是受限制，必須使豎直放置以保證磁振子能在垂直方向上上下振動。
[0006]為此，公開專利:CN104600949A針對上述問題進(jìn)行了改進(jìn)，將磁振子上分別通過彈簧至少形成三個彈簧連接點的方式懸置于對應(yīng)的線圈內(nèi)，使磁振子能夠在任一方向上自由振動，收集任一方向上的振動能，并隨之振動并改變外部線圈的磁通量，通過磁生電原理將振動能轉(zhuǎn)化為電能。但是，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)和裝配繁瑣，成本較高，且靈敏度較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明目的在于為解決上述問題而提供一種能收集任一方向的振動能，結(jié)構(gòu)簡單，成本低且靈敏度高的全方位振動發(fā)電機(jī)和全方位振動發(fā)電方法。
[0008]為此，本發(fā)明公開了一種全方位振動發(fā)電機(jī)，包括磁振子、密閉容器和線圈，所述線圈纏繞于密閉容器的外表面，所述密閉容器內(nèi)填充密度大于所述磁振子的液體，且所填充的液體不完全充滿所述密閉容器內(nèi)容腔，所述磁振子漂浮于密閉容器內(nèi)盛放的液體上，外部任何的振動方向都引起密閉容器內(nèi)盛放的液體的振蕩，從而使液體液面發(fā)生波動，磁振子跟隨液面一起波動，從而相對纏繞于密閉容器的外表面的所述線圈的位置發(fā)生位置變化，改變線圈的磁通量，從而產(chǎn)生電流。
[0009]進(jìn)一步的，所述磁振子是外部包裹有輕質(zhì)材料的永磁體。
[0010]進(jìn)一步的，所述永磁體是由多個相同磁極互相對著的永磁體組成的永磁體陣列。
[0011]進(jìn)一步的，所述線圈至少包括有三組纏繞方向相互垂直的線圈。
[0012]進(jìn)一步的，所述密閉容器由非導(dǎo)磁材料制成。
[0013]進(jìn)一步的，所述密閉容器為球形、橢球形或平行六面體。
[0014]本發(fā)明還公開了一種全方位振動發(fā)電方法，包括在密閉容器內(nèi)不完全填充滿液體，將磁振子漂浮在所述液體上，并在密閉容器外表面纏繞線圈，當(dāng)對密閉容器進(jìn)行任意方向振動時，引起密閉容器內(nèi)盛放的液體的振蕩，從而使液體液面發(fā)生波動，磁振子跟隨液面一起波動，從而相對纏繞于密閉容器的外表面的所述線圈的位置發(fā)生位置變化，改變線圈的磁通量，從而產(chǎn)生電流。
[0015]進(jìn)一步的，在永磁體外部包裹輕質(zhì)材料形成磁振子。
[0016]進(jìn)一步的，將多個永磁體的相同磁極互相對著組成永磁體陣列，并在永磁體陣列外部包裹輕質(zhì)材料組成磁振子。
[0017]進(jìn)一步的，至少在密閉容器的三個相互垂直方向纏繞線圈。
[0018]本發(fā)明有益技術(shù)效果:
本發(fā)明通過將磁振子漂浮于密閉容器內(nèi)的液體中，線圈纏繞在密閉容器外，當(dāng)外界任一方向上有振動都會引起密閉容器內(nèi)液體的振蕩，導(dǎo)致漂浮其上的磁振子隨之振蕩，從而改變線圈的磁通量，并產(chǎn)生電流，因此，可以利用任一方向的振動能，且其擺放方式不受限制，在移動通信設(shè)備如智能手機(jī)、平板電腦以及電動汽車等各領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。同時，因為液體對外部振動非常敏感，因此外部任何微弱的或強(qiáng)烈的振動，都能引起密閉容器內(nèi)液體帶著磁振子發(fā)生振蕩，從而改變線圈的磁通量，而產(chǎn)生電流，所以靈敏度高。此外，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)和裝配簡便，成本低。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明實施例的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明實施例的永磁體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明實施例的正視圖。
【具體實施方式】
[0020]現(xiàn)結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0021]發(fā)電機(jī)是一種將其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能的機(jī)械設(shè)備，其原理是通過改變線圈的磁通量，來獲得感應(yīng)電動勢，進(jìn)而得到感應(yīng)電流。主要有兩種形式:1.固定線圈，通過改變磁場來改變線圈的磁通量，獲得感應(yīng)電動勢，進(jìn)而得到感應(yīng)電流；2.固定磁場，通過改變線圈來改變線圈的磁通量，獲得感應(yīng)電動勢，進(jìn)而得到感應(yīng)電流。本發(fā)明的發(fā)電原理屬于第一種。
[0022]一種全方位振動發(fā)電方法，包括在密閉容器內(nèi)不完全填充滿液體，將磁振子漂浮在所述液體上，并在密閉容器外表面纏繞線圈，當(dāng)對密閉容器進(jìn)行任意方向振動時，引起密閉容器內(nèi)盛放的液體的振蕩，從而使液體液面發(fā)生波動，磁振子跟隨液面一起波動，從而相對纏繞于密閉容器的外表面的所述線圈的位置發(fā)生位置變化，改變線圈的磁通量，從而產(chǎn)生電流。
[0023]具體的，在非導(dǎo)磁材料(如塑料、陶瓷、玻璃等)制成的密閉容器內(nèi)不完全填充滿流動性好的液體，如水、汽油或水銀等，將磁振子漂浮在液體上，并至少在密閉容器的三個相互垂直方向纏繞線圈，組成三維空間網(wǎng)絡(luò)，使磁振子不管往哪個方向振動，都至少有一組線圈的磁通量被改變，從而獲得感應(yīng)電流。
[0024]進(jìn)一步的，在永磁鐵外面包裹輕質(zhì)材料，如泡沫材料