[发明专利]电磁式微型振动发电机和包括其的设备

说明书

技术领域

本发明总体涉及微型振动发电机，具体而言，涉及电磁式微型振动发电机。

背景技术

振动发电机是一种把振动机械能转变为电能的设备。最传统的振动发电机是使用一块悬挂的磁铁，将线圈放置在磁场中，利用振动引起线圈和磁铁之间的相对运动，从而产生电磁感应，产生电流。这与大型发电厂的大型发电机类似。

近些年，随着材料性能和加工工艺的提升特别是微加工技术的发展，人们更加致力于微型振动发电机的开发。电磁式微型振动发电机是一种常见的微型振动发电机，已经应用于无线传感器、电子控制、振动监测等应用中。现有技术的电磁式微型振动发电机体积较大，不适合应用于狭小的空间中。利用现有技术的电磁式微型振动发电机，难以在较小的体积内实现具有较大输出的微型振动发电机。

图5以截面图的形式示意性示出了一种现有技术的电磁式微型振动发电机。该电磁式微型振动发电机总体呈大体圆形，包括如图5中所示地布置的壳体、上弹簧、磁体、线圈、下弹簧。上弹簧、磁体、线圈和下弹簧被置于壳体内。上、下弹簧连接至壳体，线圈位于磁体中央，绕贯穿磁体中央的中心轴并关于该中心轴对称地布置。当该电磁式微型振动发电机在图5中所示的振动方向上振动时，引起线圈相对于磁体的运动，从而产生电磁感应，产生电流。

对于图5所示类型的电磁式微型振动发电机，一种市面上可获得的直径为55mm、高度为55mm的产品具有20mW的标称功率。

发明内容

本发明旨在提供一种新颖的电磁式微型振动发电机，以克服上文提到的现有技术的问题。

根据本发明的一方面，提供一种电磁式微型振动发电机，其特征在于，包括壳体、磁路部分和附接至壳体的线圈，磁路部分在其一个部件处弹性地附接至壳体，磁路部分产生磁场并限定磁隙，线圈至少部分地位于磁隙中。

在一个优选实施方案中，磁路部分包括磁碗、被居中地叠放并固定在磁碗上的中心磁钢，磁碗覆盖中心磁钢的底部，并具有从其底部延伸、与中心磁钢的侧面间隔开并包围中心磁钢的侧面的侧面凸起部，侧面凸起部与中心磁钢的侧面之间限定磁隙。优选地，磁路部分还包括中心导磁板，中心导磁板被叠放并固定在中心磁钢的顶部，使得中心导磁板覆盖中心磁钢的顶部。优选地，中心导磁板的周缘超出中心磁钢的顶部周缘一距离。优选地，磁路部分的所述一个部件包括磁碗，磁碗在其侧部通过弹簧片被弹性地附接至壳体的侧部。优选地，磁路部分的所述一个部件包括磁碗，磁碗在其底部通过螺旋弹簧被弹性地附接至壳体的底部。

在另一个优选实施方案中，磁路部分包括磁碗、被居中地叠放并固定在磁碗上的中心磁钢、与中心磁钢同心布置并至少部分地包围中心磁钢并被叠放并固定在磁碗上的边缘磁钢，磁碗覆盖中心磁钢的底部和边缘磁钢的底部，中心磁钢和边缘磁钢之间限定磁隙。优选地，磁路部分还包括中心导磁板和边缘导磁板中的至少一个，中心导磁板被叠放并固定在中心磁钢的顶部，使得中心导磁板覆盖中心磁钢的顶部，边缘导磁板被叠放并固定在边缘磁钢的顶部，使得边缘导磁板覆盖边缘磁钢的顶部。优选地，中心导磁板的周缘超出中心磁钢的顶部周缘一距离，和/或边缘导磁板的周缘超出边缘磁钢的顶部周缘一距离。优选地，磁路部分的所述一个部件包括磁碗，磁碗在其侧部通过弹簧片被弹性地附接至壳体的侧部。优选地，磁路部分的所述一个部件包括磁碗，磁碗在其底部通过螺旋弹簧被弹性地附接至壳体的底部。优选地，在磁碗的其上叠放并固定边缘磁钢的边缘部分和磁碗的其上叠放并固定中心磁钢的中心部分之间形成一台阶，使得在磁碗的边缘部分之下形成一缺口，磁碗在其侧部在边缘部分之下通过弹簧片被弹性地附接至壳体的侧部，弹簧片被容纳在缺口中。优选地，中心导磁板和边缘导磁板中的所述至少一个包括边缘导磁板，磁路部分的所述一个部件包括边缘导磁板，边缘导磁板在其侧部通过弹簧片被弹性地附接至壳体的侧部。优选地，在边缘导磁板的靠近中心磁钢的靠内部分和边缘导磁板的其余部分之间形成一台阶，由此在边缘导磁板的所述其余部分之上形成一缺口，边缘导磁板在其侧部在所述其余部分之上通过弹簧片被弹性地附接至壳体的侧部，弹簧片被容纳在缺口中。

优选地，线圈被固定地附接至壳体，优选被固定地附接至壳体的顶部。

优选地，弹簧片具有内环、外环和多个悬臂，所述多个悬臂中的每个悬臂一端连接至内环，另一端连接至外环，内环附接至所述部件，外环附接至壳体。优选地，弹簧片呈方形，所述多个悬臂包括至少一对悬臂，所述至少一对悬臂中的每对悬臂是对称分布的。优选地，弹簧片呈圆形，所述多个悬臂均匀分布在内环和外环之间。优选地，所述多个悬臂中的至少两个具有相同或不同的尺寸和/或材料。