自复位悬磁式发电器及其发电和复位方法以及应用技术

本发明专利技术提供一自复位悬磁式发电器及其发电和复位方法以及应用，其中所述自复位悬磁式发电器包括一中空线圈、一悬磁组件以及一壳体，其中所述壳体包括一顶盖、一底盖以及由所述顶盖和所述底盖界定的一发电腔，所述中空线圈被容置于所述发电腔，其中所述顶盖具有一驱动孔，所述驱动孔连通所述中空线圈所界定的一中空通道以形成一悬磁通道，其中所述悬磁组件在受力按压时沿所述悬磁通道运动，从而形成所述中空线圈磁感线的磁通量变化而产生电能，其中所述悬磁组件在磁吸作用下与所述顶盖相互吸引而悬浮于所述悬磁通道并在受力撤销时回位，以在回位时再次形成所述中空线圈磁感线的磁通量变化而产生电能。磁通量变化而产生电能。磁通量变化而产生电能。

【技术实现步骤摘要】
自复位悬磁式发电器及其发电和复位方法以及应用


[0001]本专利技术涉及自发电领域，尤其涉及一种自复位悬磁式发电器及其发电和复位方法以及应用。

技术介绍

[0002]随着科技的发展和社会的进步，越来越多的电气设备走进人们的生活，用以控制各类电气设备的控制器也对应的增多，如传统的控制灯具开关的开关控制器，这类控制器大多数为有线的开关，其并不方便布线，并会增加相应电气设备的安装成本和影响相应环境的美观程度。随着科技的发展，无线的控制方式越来越普遍地出现在人们的生活当中，如遥控器等无线控制设备，人们使用遥控器等无线控制设备控制相应的电气设备成为了习惯，然而，现有的遥控器等无线控制设备大多采用电池供电的方式来提供电能，导致在现今无线控制设备大流行的趋势下，电池的使用量也随之大幅增长，在许多家庭中为了控制各类电器设备，零零散散地配置了各式各样的遥控器，每个遥控器都需要配备相应的电池，并且在相应的使用时长后还需要对电池进行批量更换，额外增加了许多电池配备成本。同时，在现今环保理念和环保政策的驱动下，大幅额外使用电池与环保理念和环保政策相违背，并且电池的置换还会造成资源的浪费和环境的污染，不符合绿色、环保、低碳的理念。
[0003]目前而言，无源技术是解决这类控制设备消耗和浪费电池的公认解决方案，例如专利公告号CN104901505B的中国专利技术专利揭露了动能转换电能的转换结构和无线电子产品，但是这些微型发电机结构存在体积较大的问题，不能满足一些更小体积的使用需求，且制造精度要求极高；在该专利中，由于两个导磁板交替与连接板进行撞击，导致产生较强的撞击噪声；并且这种依靠磁铁上下撞击导磁板的发电方式对线圈产生的磁力影响甚小，发电效率低下；而且该结构中磁铁组需要与弹性片进行固定连接，依靠外部机械结构来保持左右平衡，而并不是仅利用自身的磁力就能固定自己并保持平衡的结构，如果不平衡则导致输出能量不稳定，因此结构上比较复杂。现有无源技术中的磁极切换式微型发电机，都是双稳态的，采用N
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S两磁极切换的驱动方式，即它们存在N极与导磁板吸附以及S极与导磁板吸附两种稳定状态，并且利用外力在这两种稳定状态中切换而产生电能，始终有一个磁极与导磁板相吸附，工作时产生巨大的撞击噪声。当这种微型发电机被按压时具有一种稳态，而反向被外力推动时又是另外一种稳态；如果要实施单稳态则需要设置专门的弹簧复位机构，而弹簧复位机构除了占空间、需要成本之外，还增加了驱动微型发电机时的反向抵抗力，使得微型发电机按压时需要的力成倍的增加；如果采用一种新技术能够去掉弹簧复位机构，以去掉弹簧的反向抵抗力而提升微型发电机的按压手感，则在相同的驱动力下，微型发电机发电功率能被显著提高。在专利公告号CN112290739B的中国专利技术专利中，提出了一种无需复位弹簧的单稳态微型发电机的构思，但是这种结构自动复位的效果较差，不是真正意义上的全自动复位微型发电机，在实际应用中如果运动行程大于0.5毫米，仍然需要复位弹簧进行辅助复位，并且这种结构不能产生足够的驱动力来自动复位外壳上的按键，因此这些缺陷必须改善。具体参考图1，该发电装置包括一驱动装置100P和一发电机200P，该
驱动装置100P包括一驱动支架10P、一储能器20P、至少一制动器30P以及至少一磁吸单元40，其中该制动器30P被吸附于该磁吸单元40，该制动器30传导该磁吸单元40P的磁力，该驱动支架10P包括一驱动部11P、自所述驱动部11P延伸的至少一传动部12P，以及至少一转轴13P，其中在初始状态下，该驱动部11P被吸附于该制动器30P，并且该储能器20P被设置于该驱动部11P。当该储能器20P储蓄足够的驱动作用力时，该储能器20P驱动该驱动支架10P的该驱动部11P，使得该驱动部11P脱离该制动器30P。该驱动部11P和该传动部12P位于该转轴13P两侧，其中当该驱动部11P受到足够驱动作用力时，该驱动部11P和该传动部12P以该转轴13为轴心（支点）做轴转运动。该传动部12P与该发电机200P相传动地连接，当该传动部12运动时，该传动部12P驱动该发电机200P产生感生电能，从而将机械能转换为电能，克服了许多控制设备需要依赖于电池供电的局限。
[0004]但是，在许多小微型应用场景下，现有的该发电装置在尺寸大小上仍然无法满足应用需求，导致在许多小微型设备中仍依赖于电池供电，详细地，该发电装置的发电是依靠该传动部12P在该发电机200P的侧边枢转运动，从而形成该发电机200P的中空线圈200P产生的磁感线的磁通量变化以产生电势能，为了使该传动部12能够在该发电机200P的侧边进行枢转，该发电装置设置了驱动该传动部12P的枢转的该驱动部11P和该转轴13P，以基于杠杆原理驱动该传动部12P并增大该传动部12P的动能以保障发电效率，同时为了该传动部12P的复位，该发电装置还需设置该储能器20P和该制动器30P，位于该发电机200P侧边的该驱动装置100P占据了很大一部分面积，导致该发电装置的尺寸较大，并且该发电装置结构复杂，元件繁多，制造成本高，对该发电装置的微型优化难度极大，对工艺精度要求严格，致使目前现有的发电装置无法进一步被微型化设计。
[0005]在智能家居的时代，如果要进一步缩小发电机的体积，以适应一些按压行程极短的电器遥控器应用，则需要设计新的结构，以解决现有无源技术中发电机体积依然较大、按压力度重、按压噪声较响、按压行程类似琴键一般长的综合缺陷。因此需要研发一种发电器，即发电元件，其体积必须十分微小，能够解决上述缺陷，适于采用贴片的方式焊接于电路板（PCB）上而作为一个微型供电元件使用。
[0006]另外，在公告号为CN112290739B的中国专利技术专利的该发电装置中，该驱动装置100P与该制动器30P为水平分布设置，磁场不在同一轴线上，覆盖范围较窄，导致磁复位作用力较小，当存在壳体外按键时缺乏足够的复位力联动按键作复位运动，并且复位距离大于0.5毫米后不能保障可靠复位，因此需要新的技术方案来解决这些缺陷。

技术实现思路

[0007]本专利技术的一个目的在于提供一自复位悬磁式发电器及其发电和复位方法以及应用，其中所述自复位悬磁式发电器利用其中空线圈客观存在的位置布置其驱动装置，换句话说，所述自复位悬磁式发电器的整体大小能够被设置趋于其中空线圈的大小，克服现有的发电装置小型化微型化的发展瓶颈，实现所述自复位悬磁式发电器的小型化和微型化。
[0008]本专利技术的一个目的在于提供一自复位悬磁式发电器及其发电和复位方法以及应用，其中所述自复位悬磁式发电器利用极少的零部件产生足够的能量以驱动通信电路发射信号，大大简化了制造工艺，显著降低了生产成本，有利于无源技术的普及应用。
[0009]本专利技术的一个目的在于提供一自复位悬磁式发电器及其发电和复位方法以及应
用，其中所述自复位悬磁式发电器的发电效率被有效提升，在小型化的同时满足供电需求。
[0010]本专利技术的一个目的在于提供一自复位悬磁式发电器及其发电和复位方法以及应用，其中所述自复位悬磁式发电器的驱动装置体积小并且可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.自复位悬磁式发电器，其特征在于，包括：一中空线圈，其中所述中空线圈界定有一中空通道；一悬磁组件，其中所述悬磁组件包括一驱动件和一回位件，所述驱动件和所述回位件中的至少一个为永磁体；以及一壳体，其中所述壳体包括一顶盖、一底盖以及由所述顶盖和所述底盖界定的一发电腔，所述中空线圈被容置于所述发电腔，其中所述顶盖具有连通所述发电腔的一驱动孔，其中在所述中空线圈被容置于所述发电腔的状态，所述驱动孔连通所述中空通道以形成一悬磁通道，其中所述驱动件自所述顶盖的所述驱动孔伸入所述悬磁通道，其中所述回位件被设置于所述悬磁通道，并在所述驱动件和所述回位件中的至少一个为永磁体的状态被磁吸吸附于所述顶盖而被保持在一初始位置，其中所述驱动件在受力驱动所述回位件沿所述悬磁通道运动时，形成所述中空线圈的磁通量变化而产生电能，对应所述回位件在与所述顶盖的磁吸作用下悬浮于所述悬磁通道，从而在所述驱动件的受力撤销时回位至所述初始位置，进而再次形成所述中空线圈的磁通量变化而产生电能。2.根据权利要求1所述的自复位悬磁式发电器，其中所述顶盖进一步包括自所述驱动孔的周缘向所述底盖的方向延伸的一驱动管，其中以所述驱动孔所在的所述驱动管的一端为所述驱动管的顶端，所述驱动管的另一端为所述驱动管的底端，其中所述驱动件自所述驱动管的顶端伸入所述驱动管，并在受力驱动的状态下驱动位于所述驱动管的所述底端的所述回位件朝远离所述顶盖的方向运动，其中在所述驱动件的受力撤销时，所述回位件在磁吸作用下与所述顶盖相互吸引而朝所述顶盖的方向运动，从而被抵接于所述驱动管的底端。3.根据权利要求1所述的自复位悬磁式发电器，其中所述底盖为一封闭盖，其中所述悬磁组件的运动行程满足所述回位件与所述顶盖的磁吸力大于所述回位件与所述底盖的磁吸力。4.根据权利要求1所述的自复位悬磁式发电器，其中所述底盖具有连通所述发电腔的一底开孔，其中所述悬磁组件的运动行程满足所述回位件与所述顶盖的磁吸力大于所述回位件与所述底盖的磁吸力。5.根据权利要求4所述的自复位悬磁式发电器，其中所述驱动孔的朝所述底盖的投影位于所述底开孔中。6.根据权利要求1所述的自复位悬磁式发电器，其中所述回位件为一永磁体。7.根据权利要求6所述的自复位悬磁式发电器，其中所述驱动件为非导磁体并抵接所述回位件。8.根据权利要求1所述的自复位悬磁式发电器，其中所述回位件和所述驱动件均为永磁体。9.根据权利要求8所述的自复位悬磁式发电器，其中所述回位件与所述驱动件为一体结构。10.根据权利要求1所述的自复位悬磁式发电器，其中所述驱动件为一永磁体，所述回位件为一导磁体以传导所述驱动件的磁力而保障与所述顶盖的磁吸力。11.根据权利要求1或2所述的自复位悬磁式发电器，其中所述悬磁组件进一步包括一蓄力件，其中所述蓄力件在所述驱动件受力驱动所述回位件且在克服所述回位件与所述顶
盖之间的磁吸力之前，积蓄势能并形成所述驱动件的受力位移。12.根据权利要求11所述的自复位悬磁式发电器，其中所述蓄力件被设置于所述驱动件和所述回位件之间。13.根据权利要求11所述的自复位悬磁式发电器，其中所述蓄力件被设置于所述驱动件的远离所述回位件的一端。14.根据权利要求12所述的自复位悬磁式发电器，其中所述驱动件的靠近所述回位件的一端具有朝向所述驱动件的另一端凹陷的驱动槽，所述蓄力件被容置于所述驱动槽并抵压所述回位件。15.根据权利要求1或2所述的自复位悬磁式发电器，其中所述中空线圈被设置为环形。16.根据权利要求15所述的自复位悬磁式发电器，其中所述驱动件被设置为圆柱体或类圆柱体，所述回位件被设置为一圆片。17.根据权利要求16所述的自复位悬磁式发电器，其中所述回位件的直径大于所述驱动孔的孔径。18.根据权利要求16所述的自复位悬磁式发电器，其中所述驱动件的远离所述回位件的一端被设置为锥形，以便于按压所述自复位悬磁式发电器。19.根据权利要求1或2所述的自复位悬磁式发电器，其中所述中空线圈被设置为矩形或不规则形。20.根据权利要求1所述的自复位悬磁式发电器，其中所述顶盖包括一第一磁壁和自所述第一磁壁向下延伸的一第二磁壁和一第三磁壁，所述第一磁壁的中心被镂空设计而形成所述驱动孔。21.根据权利要求20所述的自复位悬磁式发电器，其中所述底盖包括一底部磁壁和自所述底部磁壁的边缘向上垂直于所述底部磁壁延伸的一侧部磁壁，其中所述顶盖的所述第二磁壁和所述底盖的所述侧部磁壁正对抵接或者靠近。22.自发电自拍杆，其特征在于，包括：一夹持部；一手柄部，其中所述夹持部被安装于所述手柄部；以及一自复位式发电器，其中所述自复位式发电器被设置于所述手柄部，所述自复位式发电器被电性连接于一通信电路，所述通信电路能够发射无线信号而控制被夹持于所述夹持部的一移动终端设备进行拍摄，其中当按下所述自发电自拍杆的相应控制键时，所述自复位式发电器被联动产生电能而为所述通信电路供电，从而使所述通信电路向所述移动终端设备发出拍摄指令，当按松开该控制键时，所述自复位式发电器自动地回复至初始状态，以备下一次拍摄操作。23.根据权利要求22所述的自发电自拍杆，其中所述自复位式发电器包括一中空线圈、一悬磁组件以及一壳体，其中所述悬磁组件包括一驱动件和一回位件，所述驱动件和所述回位件中的至少一个为永磁体，所述驱动件被联动于该控制键，其中所述壳体包括一顶盖、一底盖以及由所述顶盖和所述底盖界定的一发电腔，所述中空线圈被容置于所述发电腔，其中所述顶盖具有连通所述发电腔的一驱动孔，所述中空线圈界定有一中空通道，其中在所述中空线圈被容置于所述发电腔的状态，所述驱动孔连通所述中空通道以形成一悬磁通道，其中所述回位件被设置于所述悬磁通道，并在所述驱动件和所述回位件中的至少一个
为永磁体的状态被磁吸吸附于所述顶盖而被保持在一初始位置，其中所述驱动件自所述顶盖的所述驱动孔伸入所述悬磁通道，并在相应控制键被按压时驱动所述回位件沿所述悬磁通道运动，以形成所述中空线圈的磁通量变化而产生电能，对应所述回位件在与所述顶盖的磁吸作用下悬浮于所述悬磁通道，从而在所述驱动件的受力撤销时回位至所述初始位置。24.自复位悬磁式发电器的发电方法，其特征在于，包括步骤：A、初始时，一回位件在与一顶盖的磁吸作用下被吸附而被保持在一初始位置；B、施力于一驱动件，以驱动所述回位件沿一悬磁通道运动，从而形成一中空线圈的磁通量变化而产生第一次电能，所述回位件在与所述顶盖的磁吸作用下悬浮于所述悬磁通道；C、当所述回位件运动至一终点位置时，撤销于所述驱动件的施力，所述回位件在与所述顶盖的磁吸作用下自动回位至所述初始位置。25.根据权利要求24所述的自复位悬磁式发电器的发电方法，其中在所述步骤（A）中，所述回位件磁吸于所述顶盖的内侧，并居中于所述顶盖的中心位置。26.根据权利要求24所述的自复位悬磁式发电器的发电方法，其中在所述步骤（A）中，所述回位件的一侧磁吸于所述顶盖的内侧，而另一侧空置，以在无固定连接装置的情况下仅依靠磁力而被悬磁固定。27.根据权利要求24所述的自复位悬磁式发电器的发电方法，其中在所述步骤（A）中，所述顶盖的中心位置被设置有一驱动孔，其中所述驱动孔与所述回位件同心设置。28.根据权利要求24所述的自复位悬磁式发电器的发电方法，其中在所述步骤（B）中，所述回位件沿所述悬磁通道做轴向运动。29.根据权利要求24所述的自复位悬磁式发电器的发电方法，其中在初始时，所述回位件与所述顶盖磁力吸附在一起，当施力超过所述回位件与所述顶盖的磁吸附力时，所述驱动件沿所述悬磁通道突发弹射所述回位件，以使所述中空线圈能够瞬间产生一感应脉冲。30.根据权利要求24所述的自复位悬磁式发电器的发电方法，其中在所述步骤（B）中，所述回位件沿所述悬磁通道的运动大于等于0.5mm小于等于6mm的行程。31.根据权利要求24所述的自复位悬磁式发电器的发电方法，其中在所述步骤（B）中，所述回位件的运动速度大于0.05m/s。32.根据权利要求24所述的自复位悬磁式发电器的发电方法，其中在所述步骤(C)中，所述回位件回位至所述初始位置以再次扰动所述中空线圈的磁通量变化而产生第二次电能。33.自复位悬磁式发电器，其特征在于，包括：一中空线圈，其中所述中空线圈界定有一中空通道；一顶盖，其中所述中空线圈被容置于所述顶盖下方，其中所述顶盖具有连通所述中空通道的一驱动孔，和自所述驱动孔的周缘向下延伸的一驱动管，其中以所述驱动管的远离所述驱动孔的一端为所述驱动管的底端，其中所述中空线圈绕所述驱动管被设置；一回位件，其中所述回位件为一永磁体，所述回位件被设置于所述顶盖下方并被磁吸吸附于所述驱动管的底端而被保持在一初始位置，其中所述回位件在受力驱动的状态下相对于所述中空线圈做轴向运动，对应所述回位件在与所述顶盖的磁吸作用下悬浮于所述顶
盖下方，从而在受力撤销时自动回位至所述初始位置。34.根据权利要求33所述的自复位悬磁式发电器，其中所述驱动管的长度被设置大于等于0.1mm小于等于15mm。35.根据权利要求33所述的自复位悬磁式发电器，其中所述回位件的运动行程大于等于0.5mm小于等于6mm。36.根据权利要求33所述的自复位悬磁式发电器，其中在所述回位件被驱动的状态，所述回位件的背离所述驱动孔的一面将凸出于所述中空线圈的背离所述驱动孔的一面。37.根据权利要求33所述的自复位悬磁式发电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘远芳，
申请(专利权)人：广东易百珑智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：