專利名稱：一種振動發(fā)電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種振動發(fā)電裝置，特別是關于一種能將環(huán)境中振動能量收集并轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電裝置。
背景技術：
目前各國對節(jié)能減碳的環(huán)保議題相當重視，并對綠色能源的開發(fā)不遺余力，目前較成熟的環(huán)保能源有風力發(fā)電及太陽能發(fā)電，風力發(fā)電及太陽能發(fā)電屬于大型電力，但風力能及太陽能會有受到氣候因素或季節(jié)因素影響的缺點。而已知技術如中華人民共和國專利公告號第M379659號的聲能發(fā)電裝置，其利用聲音即能發(fā)電。該聲能發(fā)電裝置雖然可以解決前段所述的缺點，但是該聲能發(fā)電裝置內(nèi)有一振動膜的元件，該振動膜分為正面及背面，其中該振動膜的正面為接收外界聲音并與外界接觸，在長期與外界接觸下，恐有粉塵因素而影響振動發(fā)電品質(zhì)，以及因潮濕或氣溫的關系，導致該前振腔有損壞或無法振動。鑒于上述已知技術的缺失所在，其構造要如何克服粉塵、潮濕以及氣溫的問題，并設計為適合大量生產(chǎn)，且可適用于粘貼振動物體表面外形的多樣性是本實用新型鉆研的課題。
發(fā)明內(nèi)容由于現(xiàn)有技術存在上述問題，本實用新型提出一種振動發(fā)電裝置，將環(huán)境中振動能量持續(xù)收集并轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定電能，其可有效的解決現(xiàn)有技術存在的問題。為實現(xiàn)上述的目的，本實用新型采用以下技術方案根據(jù)本實用新型的目的，提出一種振動發(fā)電裝置，其包含振動發(fā)電模組、整流電路及儲能單元；其中，振動發(fā)電模組，由單個或多個音圈型的振動發(fā)電元件組成，由該音圈型的振動發(fā)電元件因振動而產(chǎn)生感應電流,并傳送至整流電路；整流電路,用以將振動發(fā)電模組輸出感應電流轉(zhuǎn)為直流電，并傳送至儲能單元；儲能單元，用以儲存電能；其中，該音圈型的振動發(fā)電兀件進一步包含一磁場回路、一振膜及一音圈，并容納于一密閉外殼體，用以避免環(huán)境潮濕及粉塵影響；其中，磁場回路由軛鐵、磁鐵、磁極板所組成，用以產(chǎn)生一磁場；振膜，懸吊音圈并拘束音圈，當音圈振動時維持與磁場回路各元件間的間隙；音圈，黏附于振膜上，用以當環(huán)境振動時傳導至該音圈型振動發(fā)電元件時，引起音圈振動，并與該磁場回路產(chǎn)生相對運動，而產(chǎn)生感應電流輸出。依據(jù)本實用新型的振動發(fā)電裝置，其中振動發(fā)電模組可依據(jù)實際需求由不同數(shù)量的音圈型的振動發(fā)電元件組合而成，音圈型的振動發(fā)電元件可粘附于振動源的表面，其不限定為平面可為曲面。本實用新型另一個主要目的，提出一種振動發(fā)電裝置，包含振動發(fā)電模組、整流、電路及儲能單元；其中振動發(fā)電模組，由單個或多個動磁型的振動發(fā)電元件組成，由該動磁型的振動發(fā)電元件因振動而產(chǎn)生感應電流,并傳送至整流電路；整流電路,用以將振動發(fā)電元件輸出感應電流轉(zhuǎn)為直流電，并傳送至儲能單元；儲能單元，用以儲存電能；其中，該動磁型的振動發(fā)電兀件進一步包含一磁鐵、一振膜及音圈，并容納于一密閉外殼體，用以避免環(huán)境潮濕及粉塵影響；其中，磁鐵，粘附于振膜上；振膜，懸吊磁鐵并拘束磁鐵振動時維持與音圈間的間隙；音圈，固定于密閉外殼體內(nèi)緣，與磁鐵保持一間隙；環(huán)境振動時傳導至該動磁型振動發(fā)電元件時，引起磁鐵在振I旲上振動，磁鐵的磁場與周圍的首圈廣生相對運動，而在首圈上廣生感應電流輸出。依據(jù)本實用新型的振動發(fā)電裝置，其中振動發(fā)電模組可依據(jù)實際需求由不同數(shù)量 的動磁型的振動發(fā)電元件組合而成，動磁型的振動發(fā)電元件黏附于振動源的表面，其不限定為平面可為曲面。依據(jù)本實用新型的振動發(fā)電裝置，較佳地，為有效轉(zhuǎn)換振動能量為電能，振動發(fā)電元件設計時，其共振頻率可與外界振動源一致或可由不同共振頻率的振動發(fā)電元件組合而成，以便能將環(huán)境中寬頻帶分布的振動能量有效地收集并轉(zhuǎn)換為電能；即，每個振動發(fā)電元件可使用大約相同的共振頻率范圍、相互重疊的共振頻率范圍或相互不重疊的共振頻率范圍的振動發(fā)電元件。本實用新型的優(yōu)點為本實用新型的振動發(fā)電元件的構造與微型喇叭構造相似，制造時可利用現(xiàn)有微型喇叭的成熟制程及已有的產(chǎn)線，大量生產(chǎn)而降低生產(chǎn)成本。

圖I本實用新型振動發(fā)電裝置的立體示意圖；圖2本實用新型振動發(fā)電裝置的架構圖；圖3本實用新型音圈型的振動發(fā)電元件的剖視圖；以及圖4本實用新型動磁型的振動發(fā)電元件的剖視圖。圖中10，振動發(fā)動模組；20，振動發(fā)電元件；21、31，外殼體；211、311，上殼體；212、312，下殼體；22、32，振膜；23，音圈；24，軛鐵；25，磁鐵；26，磁極板；331，第一音圈；332，第二音圈；351,第一磁鐵；[0036]352，第二磁鐵；40，整流電路；以及50，儲能單元。
具體實施方式
依據(jù)本實用新型的目的，將參照圖對本實用新型較佳實施例由環(huán)境中收集振動能量轉(zhuǎn)換為電能加以說明。請參閱圖1，為本實用新型振動發(fā)電裝置的立體示意圖，圖中振動發(fā)電模組10依據(jù)需求，由單個或多個振動發(fā)電元件20組成(圖I僅顯示多個振動發(fā)電元件20所組成)。請參閱圖2，為本實用新型振動發(fā)電裝置的架構圖，說明由振動發(fā)電模組10中的振動發(fā)電元件20輸出的感應電流需經(jīng)過一整流電路40轉(zhuǎn)換為直流電，接著將電能儲存于一儲能單元50。儲能單元50可為高容量電容、鉛酸電池、鋰離子電池、鎳氫電池或鎳鎘電池的任一種，以便提供一個穩(wěn)定的電源輸出來驅(qū)動使用裝置如LED等。振動發(fā)電模組10由振動發(fā)電元件20所組成，振動發(fā)電元件20可設計成音圈型的振動發(fā)電元件20或動磁型的振動發(fā)電元件20,請參閱圖3為音圈型的振動發(fā)電元件20的剖視圖，圖4為動磁型的振動發(fā)電元件20的剖視圖。圖3的音圈型的振動發(fā)電元件20，包含一個密閉的外殼體21，由上殼體211及下殼體212黏合而成，可防止環(huán)境中潮濕及粉塵進入密閉的外殼體21內(nèi)，而影響功能。外殼體21的內(nèi)空間供容置振膜22、音圈23及構成磁場的軛鐵24、磁鐵25、磁極板26。振膜22為高分子或金屬薄膜所制成，用于懸吊音圈23，并可拘束音圈23振動時的運動，維持與磁場中軛鐵24、磁極板26的間隙。磁場由軛鐵24、磁鐵25及磁極板26所組合而成的一個連續(xù)循環(huán)的磁場回路，軛鐵24與磁極板26間有保持一個間距。音圈23由銅線環(huán)繞而成，固定于振膜22之上并置于軛鐵24、磁極板26的間距之中。音圈型的振動發(fā)電元件20的外殼體21粘附在環(huán)境振動源的表面，當環(huán)境振動源產(chǎn)生振動時會帶動外殼體21的振動，經(jīng)由振膜22的懸吊效應，會將振動傳導至固定于振膜22上的音圈23，使其產(chǎn)生往復運動。當音圈23振動時會切割磁場回路而產(chǎn)生感應電流，因而達到將振動能轉(zhuǎn)換為電能的功效。其中，音圈型的振動發(fā)電元件20內(nèi)的磁場及音圈23采同軸設計，其形狀不限定為圓形，可制作成橢圓形或跑道形或矩形以及方形，外殼體21及振膜22為方便組合成振動發(fā)電元件20則不限定為圓形，可制作成橢圓形或跑道形或矩形以及方形，不為所限。圖4的動磁型的振動發(fā)電元件20，包含一個密閉的外殼體31，由上殼體311及下殼體312黏合而成，可防止環(huán)境中潮濕及粉塵進入密閉的外殼體21內(nèi)，而影響功能。磁鐵及音圈至少設為一組。本實例中，磁鐵和音圈均以二組舉例說明，但不以此為限。磁鐵由第一磁鐵351和第二磁鐵35組成；音圈由第一音圈331、第二音圈332組成。第一音圈331及第二音圈332由銅線環(huán)繞而成，固定于外殼體31內(nèi)緣,振膜32為高分子或金屬薄膜所制成，用于懸吊第一磁鐵351及第二磁鐵352,第一磁鐵351及第二磁鐵352分別設置于振膜32兩側,并拘束第一磁鐵351振動時維持與第一音圈331的間隙，以及拘束二磁鐵352振動時維持與第二音圈332間的間隙。[0050]動磁型的振動發(fā)電元件20的外殼體31粘附在環(huán)境振動源的表面，當環(huán)境振動源產(chǎn)生振動時會帶動外殼體31的振動，經(jīng)由振膜32的懸吊效應會將振動傳導至固定于振膜32兩側上的第一磁鐵351及第二磁鐵352使其產(chǎn)生往復運動。第一磁鐵351及第二磁鐵352振動時，第一磁鐵351及第二磁鐵352的磁場回路會切割周圍的第一音圈331及第二音圈332，在第一音圈331及第二音圈332上產(chǎn)生感應電流輸出，而達到將振動能轉(zhuǎn)換為電能的功效。其中，動磁型的振動發(fā)電元件20內(nèi)的磁場及第一音圈331及第二音圈332采同軸設計，其形狀不限定為圓形，可制作成橢圓形或跑道形或矩形以及方形，外殼體31及振膜32為方便組合成振動發(fā)電元件20則不限定為圓形，可制作成橢圓形或跑道形或矩形以及方形，不為所限。 本實用新型為提升振動能轉(zhuǎn)換為電能的效能，振動發(fā)電元件20設計時與振膜(22或32)產(chǎn)生的懸吊系統(tǒng)，其共振頻率可與外界振動源一致或可由不同共振頻率的振動發(fā)電元件20組合而成，以便能將環(huán)境中寬頻帶分布的振動能量有效地收集并轉(zhuǎn)換為電能。如橋梁結構會受到橋面行駛車輛負載變動或風力作用的刺激而產(chǎn)生振動，因此可將本實用新型振動發(fā)電裝置安裝于橋梁結構之上，便可持續(xù)的將橋梁振動的能量轉(zhuǎn)換為電能而用于橋梁的照明或夜間景觀裝飾的燈光之用。類似的應用可將本實用新型振動發(fā)電裝置安裝于車輛的車身上，將車輛行駛時車身振動的能量轉(zhuǎn)換為電能使用。本實用新型振動發(fā)電裝置利用振動發(fā)電元件20將環(huán)境中振動源的振動能量收集轉(zhuǎn)換為電能，此為最環(huán)保的能源，且本實用新型不像其他環(huán)保能源如風力發(fā)電或太陽能發(fā)電等會受到天候及季節(jié)的影響。但是，上述的具體實施方式
只是示例性的，是為了更好的使本領域技術人員能夠理解本專利，不能理解為是對本專利包括范圍的限制；只要是根據(jù)本專利所揭示精神的所作的任何等同變更或修飾，均落入本專利包括的范圍。
權利要求1.ー種振動發(fā)電裝置，其特征在于，包含一振動發(fā)電模組、一整流電路及一儲能單元；其中， 所述振動發(fā)電模組，由單個或多個振動發(fā)電元件組成，由該振動發(fā)電元件因振動而產(chǎn)生一感應電流，并傳送至所述整流電路；該整流電路，用以將所述振動發(fā)電模組輸出的感應電流轉(zhuǎn)為一直流電，并傳送至所述儲能単元；該儲能單元，用以儲存所述直流電為電能； 其中，所述振動發(fā)電兀件進ー步包含ー磁場回路、一振膜及一音圈，并容納于ー密閉外殼體； 其中，所述磁場回路至少包含一磁鐵，用以產(chǎn)生ー磁場；所述振膜用以懸吊所述音圈并拘束該音圈與所述磁場回路的間隙；該音圈粘附于所述振膜上，并與所述磁場產(chǎn)生相對運動，而產(chǎn)生感應電流輸出。
2.根據(jù)權利要求I所述的振動發(fā)電裝置，其特征在于所述振動發(fā)電元件的磁場回路，進ー步包含ー軛鐵、一磁鐵及ー磁極板，該軛鐵與所述磁鐵的一磁極連接、所述磁極板與該 磁鐵的另ー磁極連接，由所述軛鐵與所述磁極板形成該磁場回路；所述振動發(fā)電元件內(nèi)的磁場回路及所述音圈采同軸設計。
3.根據(jù)權利要求I所述的振動發(fā)電裝置，其特征在于所述振動發(fā)電元件的形狀為圓形、橢圓形、跑道形、矩形或方形之一。
4.根據(jù)權利要求I所述的振動發(fā)電裝置，其特征在于所述振動發(fā)電元件粘附在振動源的表面。
5.根據(jù)權利要求4所述的振動發(fā)電裝置，其特征在于所述振動發(fā)電模組設置多個振動發(fā)電元件，該多個振動發(fā)電元件具有相同的共振頻率范圍。
6.根據(jù)權利要求4所述的振動發(fā)電裝置，其特征在于所述振動發(fā)電模組設置多個振動發(fā)電元件，該多個振動發(fā)電元件具有彼此重疊的共振頻率范圍。
7.根據(jù)權利要求4所述的振動發(fā)電裝置，其特征在于所述振動發(fā)電模組設置多個振動發(fā)電元件，該多個振動發(fā)電元件具有彼此不重疊的共振頻率范圍。
8.ー種振動發(fā)電裝置，其特征在于，包含一振動發(fā)電模組、一整流電路及一儲能單元；其中， 所述振動發(fā)電模組，由單個或多個振動發(fā)電元件組成，由該振動發(fā)電元件因振動而產(chǎn)生一感應電流，并傳送至所述整流電路；該整流電路用以將所述振動發(fā)電元件輸出的感應電流轉(zhuǎn)為一直流電，并傳送至所述儲能単元；該儲能單元，用以儲存該直流電為電能； 其中，所述振動發(fā)電兀件進ー步包含ー磁鐵、一振膜及一音圈，并容納于ー密閉外殼體;其中， 所述磁鉄，粘附于所述振膜上；該振膜，懸吊所述磁鐵并拘束該磁鐵運動吋，維持與所述音圈間的間隙；該音圈粘附于所述振膜上，并與所述磁場產(chǎn)生相對運動，而產(chǎn)生感應電流輸出。
9.根據(jù)權利要求8所述的振動發(fā)電裝置,其特征在于所述磁鐵由一第一磁鐵與一第ニ磁鐵組成；所述音圈由一第一音圈與ー第二音圈所組成；該第一音圈與該第二音圈固定于所述外殼體內(nèi)緣；所述第一磁鐵及所述第二磁鐵分別設置于所述振膜兩側。
10.根據(jù)權利要求8所述的振動發(fā)電裝置，其特征在于所述振動發(fā)電元件的形狀為圓形、橢圓形、跑道形、矩形或方形之一。
11.根據(jù)權利要求8所述的振動發(fā)電裝置，其特征在于所述振動發(fā)電元件粘附在振動源的表面。
12.根據(jù)權利要求11所述的振動發(fā)電裝置，其特征在于所述振動發(fā)電模組設置多個振動發(fā)電元件，該多個振動發(fā)電元件具有相同的共振頻率范圍。
13.根據(jù)權利要求11所述的振動發(fā)電裝置，其特征在于所述振動發(fā)電模組設置多個振動發(fā)電元件，該多個振動發(fā)電元件具有彼此重疊的共振頻率范圍。
14.根據(jù)權利要求11所述的振動發(fā)電裝置，其特征在于所述振動發(fā)電模組設置多個振動發(fā)電元件，該多個振動發(fā)電元件具有彼此不重疊的共振頻率范圍。
專利摘要本實用新型公開一種振動發(fā)電裝置，能將環(huán)境中振動能量持續(xù)收集并轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定電能的發(fā)電裝置，該裝置包含一振動發(fā)電模組，由單個或多個振動發(fā)電元件組成；一整流電路，將振動發(fā)電模組輸出感應電流轉(zhuǎn)為直流電；一儲能單元，用以儲存電能；其中，振動發(fā)電模組的振動發(fā)電元件可設置為不同共振頻率的音圈型或動磁型或其組合，并以平面或曲面配置，以便能將環(huán)境中寬頻帶分布的振動能量有效地收集并轉(zhuǎn)換為電能。本實用新型的優(yōu)點為振動發(fā)電元件制造時可利用現(xiàn)有微型喇叭的成熟制程及已有的產(chǎn)線，大量生產(chǎn)來降低生產(chǎn)成本。
文檔編號H02J7/32GK202424476SQ201120008480
公開日2012年9月5日 申請日期2011年1月12日 優(yōu)先權日2011年1月12日
發(fā)明者劉興華, 謝金孟, 陳本立 申請人:志豐電子股份有限公司, 易祿達科技有限公司