一种微型磁场变换发电装置的制作方法

本发明涉及发电技术领域，尤其是涉及一种微型磁场变换发电装置。

背景技术：

现有的发电装置主要还是发电机，发电机的体积较大，并且大都要通过转子高速转动产生电能，其应用范围有一定的局限。压电陶瓷电源具有体积小、发电过程简单等优点，在生活中得到一定应用，比如应用在打火机、炉灶点火器及门禁系统的按钮发射端等设备上，压电陶瓷产生的电压较高。在微低功耗电子系统的应用中，电子设备需要低压电流供电，其一般由电子电池提供电子系统的电源。特别是目前市面上用于门禁的遥控门按钮的发射端均需电池供电，由于隔一段时间就需要更换电池，这样会导致使用成本的提高和便利性的下降，而且由于电池的更换废弃，会对环境保护造成一定的压力。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种微型磁场变换发电装置，能够自行发电，大大提高了发电效率，且节能和环保。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种微型磁场变换发电装置，包括：底座，设有支撑板；线圈盒，铰接设置在支撑板上，其中线圈盒的内部设有第一U型铁和线圈，线圈包裹在第一U型铁中，且第一U型铁的第一端和第二端分别露出在线圈盒外；磁铁盒，铰接设置在支撑板上，且与线圈盒间隔设置，其中磁铁上间隔设有第一磁块、第二磁块和第三磁块，且第一磁块和第三磁块的磁极相同，第一磁块与第二磁块的磁极不同；其中，第一U型铁的第一端和第二端分别收容在第一磁块与第二磁块所形成的第一收容槽和第二磁块与第三磁块所形成的第二收容槽中，以使得磁铁盒转动时第一U型铁的第一端和第二端分别与第一磁块和第二磁块连接或者第一U型铁的第一端和第二端分别与第二磁块和第三磁块连接。

其中，线圈盒的内部设有第一腔体，线圈收容在第一腔体内，且线圈包裹在第一U型铁的第一端和第二端中的一者中，其中线圈盒远离磁铁盒的一侧面设有第一凹槽，第一凹槽与第一腔体连通，线圈盒靠近磁铁盒的另一侧面上间隔设有第一开孔和第二开孔，第一U型铁的第三端卡置在第一凹槽中，第一U型铁的第一端和第二端分别穿设在第一开孔和第二开孔中。

其中，磁铁盒设有第二腔体，第二腔体内设有固定块，固定块的一端设有第二凹槽，且固定块的另一端设有第一通孔，第一通孔与第二凹槽连通，第二凹槽中设有永久磁体，第二磁块设置在第一通孔中，且第二磁块与永久磁体的第一磁极端连接，第一磁块和第三磁块分别与永久磁体的第二磁极端连接。

其中，第一磁块和第三磁块一体成型第二U型铁，第二U型铁包裹在固定块的一端上，并与永久磁体的第二磁极端连接。

其中，线圈盒的两侧设有第一凸起，磁铁盒的两侧设有第二凸起，支撑板上间隔设有第二通孔和第三通孔，第一凸起收容在第二通孔中，以使得线圈盒铰接在支撑板上，第二凸起收容在第三通孔中，以使得磁铁盒铰接在支撑板上。

其中，支撑板上间隔设有第一长条凹槽和第二长条凹槽，第一长条凹槽中间隔设置有至少一个第二通孔，第二长条凹槽中间隔设置有至少一个第三通孔。

其中，线圈盒的两侧延伸有延伸板及固定在延伸板的按键部，线圈盒、延伸板和按键部形成收容槽，延伸板设有第四通孔，磁铁盒的第二凸起穿过第四通孔铰接在支撑板上，其中磁铁盒远离线圈盒的一端设有延时弹片，延时弹片卡置在按键部上。

其中，底座与按键部对应的区域设有压缩弹簧，按键部朝向底座的一侧面设有固定压缩弹簧的固定部。

其中，上述的一种微型磁场变换装置还包括连接件和与连接件连接的按键部，其中：

连接件设有第三凸起、第五通孔、第六通孔和第七通孔，线圈盒设有卡槽，卡槽中设有第四凸起，磁铁盒设有第五凸起，连接件通过第三凸起铰接在支撑板上，连接件的一端卡置在卡槽中，且第四凸起穿设在第五通孔中，第五凸起穿设在第六通孔中，磁铁盒的第二凸起穿设在第七通孔中，按键部通过支撑柱铰接在底座上，且通过压缩弹簧支撑在底座上，其中按键部通过延时弹片与连接件的另一端连接，且按键部上设有突出部，第七通孔为长条通孔。

其中，上述的一种微型磁场变换发电装置还包括连接件，其中：连接件设有第三凸起、第五通孔、第六通孔、第七通孔和第八通孔，线圈盒还设有第四凸起，磁铁盒设有第五凸起，连接件通过第三凸起铰接在支撑板上，线圈盒的第一凸起穿过第五通孔铰接在支撑板上，且第四凸起穿设在第六通孔中，磁铁盒的第五凸起穿设在第七通孔中，且第二凸起穿过第八通孔铰接在支撑板上，其中第五通孔和第八通孔为长条通孔，连接件的两端设有突出部。

采用了上述技术方案，本发明取得的有益效果是：

1、通过线圈盒和磁铁盒的相互转动，改变线圈盒中的线圈中的磁通量，磁铁盒的磁场快速通过线圈盒中的线圈，利用电磁感应，使得线圈产生感应电动势并形成感应电流，在用户按下一次发电操作时可以自行产生两次发电，发电效率高，能够节省了资源，且结构紧凑，成本低廉；

2、在门禁系统中应用较为广泛，代替电子电池，不会造成废弃材料，节能环保，对环境的影响小。

附图说明

图1是本发明微型磁场变换发电装置的第一实施例的结构示意图；

图2是图1中发电装置的剖切结构示意图；

图3是图1中发电装置的底座的结构示意图；

图4是图1中发电装置的线圈盒的结构示意图；

图5是图1中发电装置的磁铁盒的结构示意图；

图6是本发明微型磁场变换发电装置的第二实施例的结构示意图；

图7是图6中发电装置的剖切结构示意图；

图8是图6中发电装置的局部结构示意图；

图9是本发明微型磁场变换发电装置的第三实施例的结构示意图。

图中，1-底座，11-支撑板，12-压缩弹簧，13-第二通孔，14-第三通孔，15-第一长条凹槽，16-第二长条凹槽，2-线圈盒，21-第一U型铁，22-线圈，23-第一腔体，24-第一凸起，201-延伸板，202-按键部，203-第四通孔，211-第一U型铁的第一端，212-第一U型铁的第二端，3-磁铁盒，30-永久磁铁，31-第一磁块，32-第二磁块，33-第三磁块，34-固定端，35-延时弹片，36-第二凸起。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。

参照图1-5所示，本发明所公开的微型磁场变换发电装置包括底座1、线圈盒2和磁铁盒3。

底座1设有支撑板11，该支撑板11用于支撑线圈盒2和磁铁盒3。具体地，支撑板11围绕在底座1四侧，支撑板11在底座1上形成一个用于收容线圈盒2和磁铁盒3的凹槽。其中支撑板11上间隔设有第一长条凹槽15和第二长条凹槽16，第一长条凹槽15中间隔设置有至少一个第二通孔13，第二长条凹槽16中间隔设置有至少一个第三通孔14。其中，线圈盒2铰接设置在第二通孔13中，磁铁盒3铰接设置在第三通孔14中。应理解，第一长条凹槽15和第二长条凹槽16均相对底座1竖直设置。至少一个第二通孔13具体可以包括1个、2个、3个或者更多个第二通孔13，且至少一个第二通孔13是竖直设置在第一长条凹槽15中，这样可以改变线圈盒2相对底座1的高度。至少一个第三通孔14具体可以包括1个、2个、3个或者更多个第三通孔14，且至少一个第三通孔14是竖直设置在第二长条凹槽16中，这样可以改变磁铁盒3相对底座1的高度。

线圈盒2铰接设置在支撑板11上，其中线圈盒2的内部设有第一U型铁21和线圈22，线圈22包裹在第一U型铁21中，且第一U型铁21的第一端211和第二端212分别露出在线圈盒2外。其中，线圈盒2用于产生感应电动势，可用于给微低功耗电子系统的供电。

具体地，线圈盒2的内部设有第一腔体23，线圈22收容在第一腔体23内，且线圈22包裹在第一U型铁21的第一端211和第二端212中的一者中，即，线圈22包裹在第一U型铁21的第一端211中，或者线圈22包裹在第一U型铁21的第二端212中。其中线圈盒2远离磁铁盒3的一侧面设有第一凹槽，第一凹槽与第一腔体23连通，线圈盒2靠近磁铁盒3的另一侧面上间隔设有第一开孔和第二开孔，第一U型铁21的第三端213卡置在第一凹槽中，第一U型铁21的第一端211和第二端212分别穿设在第一开孔和第二开孔中，这样能够将第一U型铁21稳定固定在线圈盒2的内部。第一U型铁21的第一端211和第二端212露出在线圈盒2外并靠近磁铁盒3，以通过磁铁盒3中的磁场来形成一个感应磁场。

磁铁盒3铰接设置在支撑板11上，且与线圈盒2间隔设置。其中磁铁盒3上间隔设有第一磁块31、第二磁块32和第三磁块33，且第一磁块31和第三磁块33的磁极相同，第一磁块31与第二磁块32的磁极不同。为使得第一U型铁21的第一端211和第二端212产生感应磁场，应将第一U型铁21的第一端211和第二端212产生不同的磁极。因此，在本实施例中，第一U型铁21的第一端211和第二端212分别收容在第一磁块31与第二磁块32所形成的第一收容槽和第二磁块32与第三磁块33所形成的第二收容槽中，以使得磁铁盒3转动时第一U型铁21的第一端211和第二端212分别与第一磁块31和第二磁块32连接或者第一U型铁21的第一端211和第二端212分别与第二磁块32和第三磁块33连接。即当磁铁盒3与线圈盒2未转动时，第一U型铁21的第一端211和第二端212因收容在第一收容槽和第二收容槽中，第一端211和第二端212分别与第一磁块31和第二磁块32接触，因此第一端211和第二端212将带上不同的磁极，线圈22包裹在第一U型铁21的第一端211和第二端212中的一者中，因此，在线圈22上有磁场通过。当磁铁盒3与线圈盒2转动时，第一U型铁21的第一端211和第二端212在第一收容槽和第二收容槽内相对运动，第一U型铁21的第一端211离开第一磁块31靠近第二磁块32并接触第二磁块32；第一U型铁21的第二端212离开第二磁块32靠近第三磁块33并接触第三磁块33，在此过程中，第一U型铁21的第一端211和第二端212的极性改变，线圈22内的磁场产生变化，线圈22两端部将产生感应电动势，将线圈22的两端连接外部电路形成一个闭合回路，因此，该感应电动势形成一个感应电流，以供与其连接的电器设备使用。本发明的一种微型磁场变换发电装置可用于门禁系统装置的供电以及微低功耗电子系统中。

具体地，为保持第一磁块31、第二磁块32和第三磁块33各磁极性不变，磁铁盒3设有第二腔体，第二腔体内设有固定块34，固定块34的一端设有第二凹槽，且固定块34的另一端设有第一通孔，第一通孔与第二凹槽连通，第二凹槽中设有永久磁体30，第二磁块32设置在第一通孔中，且第二磁块32与永久磁体30的第一磁极端连接，第一磁块31和第三磁块33分别与永久磁体30的第二磁极端连接。应理解，当可被磁体磁化的材料靠近并接触磁体时，会在其表面形成一个磁极，该磁极的极性与该材料与磁体接触的磁体的磁极端相同。本实施例中，第一磁块31和第三磁块33分别与永久磁体30的第二磁极端连接，因第二磁块32与永久磁体30的第一磁极端连接，以使得第一磁块31和第三磁块33的磁极性相同，且与第二磁块32的磁极性不同。当第一磁块31、第二磁块32和第三磁块33与第一U型铁21的第一端211和第二端212接触时，使得第一端211和第二端212所带的极性不同。当改变第一端211和第二端212与第一磁块31、第二磁块32和第三磁块33连接方式时，能够改变第一端211和第二端212的极性，以形成变化磁场。应理解，永久磁体30的第一磁极端可以为N极，永久磁体30的第二磁极端可以为S极，或者永久磁体30的第一磁极端可以为S极，永久磁体30的第二磁极端可以为N极。

进一步地，第一磁块31和第三磁块33一体成型第二U型铁，第二U型铁包裹在固定块34的一端上，并与永久磁体30的第二磁极端连接。

在本实施例中，线圈盒2的两侧设有第一凸起24，第一凸起24收容在第二通孔13中，以使得线圈盒2铰接在支撑板11上，其中第一凸起24可在第一长条凹槽15上移动。磁铁盒3的两侧设有第二凸起36，第二凸起36收容在第三通孔14中，以使得磁铁盒3铰接在支撑板11上，其中第二凸起36可以在第二长条凹槽16上移动。

进一步地，线圈盒2的两侧延伸有延伸板201及固定在延伸板201的按键部202，线圈盒2、延伸板201和按键部202形成收容槽。延伸板201设有第四通孔203，磁铁盒3的第二凸起36穿过第四通孔203铰接在支撑板11上，即磁铁盒3收容在收容槽中。

其中磁铁盒3远离线圈盒2的一端设有延时弹片35，延时弹片35卡置在按键部202上。应理解，磁铁盒3远离线圈盒2的一端设有一凸台，延时弹片35一端卡置在凸台上，同时，磁铁盒3远离线圈盒2的一端还设有固定套38，固定套38套设在凸台上，从而能够将延时弹片35更加稳定地固定在凸台上。另外，当按下按键部202时，按键部202压缩卡置在按键部202上的延时弹片35，延时弹片35受压迫后，储存一定能量后，带动磁铁盒3转动，此时，第一端211与第一磁块31由连接状态变为分离状态，并与第二磁块32连接；第二端212与第二磁块32由连接状态变为分离状态，并与第三磁块33连接。因第一磁块31和第三磁块33的磁极性相同，而与第二磁块32的磁极性不同，因此在此变化过程中，第一端211和第二端212的磁极性会发生改变，产生一个变化磁通量，包裹在第一U型铁21的第一端211和第二端212中的一者的线圈22会产生一个感应电动势。应理解，延迟弹片35在此所起的作用是延迟能量，能够让第一端211和第二端212能够瞬间转动返回原位。

应理解，在线圈盒2和磁铁盒3相对转动过程中，由于第一U型铁21的第一端211和第二端212在磁极变化过程中，会产生一个变化磁通量。放在变化磁通量中的导体，会产生电动势。此电动势称为感应电动势，将此导体闭合成一回路，则该电动势会驱使电子流动，形成感应电流。线圈22在第一U型铁21的第一端211和第二端212产生的变化磁通量中产生感应电动势，该感应电动势可用于微低功耗电子系统中，如门禁系统的遥控门按钮的发射端的电源等。

另外，底座1与按键部202对应的区域设有压缩弹簧12，按键部202朝向底座1的一侧面设有固定压缩弹簧12的固定部。即当松开按键部202后，由压缩弹簧12的作用，将按键部202弹开，待延时弹片35储存一定能量后复原。在此过程中，第一U型铁21的第一端211离开第二磁块32并与第一磁块31连接，第一U型铁21的第二端212离开第三磁块33并与第二磁块32连接，在此过程中，第一端211和第二端212的磁极性再次发生改变，在线圈22中再次产生变化磁通量，以使得线圈22产生感应电动势。本发电装置可利用这两组感应电动势产生的感应电流实现微低功耗电子系统的自供电。

本实施例的发电装置在初始状态时，第一U型铁的第一端与第一磁块以及第一U型铁的第二端与第二磁块相连接(即呈桥搭状态)，当挤压一下按键部时，第一U型铁的第一端与第二磁块以及第一U型铁的第二端与第三磁块相连接(即呈桥搭状态)，当按键部不受力时，再由压缩弹簧回弹触碰延时弹簧，由于延时弹簧存储有能量，可以使得第一U型铁的第一端与第一磁块瞬间反弹复原；利用电磁感应，在线圈盒内的线圈产生感应电动势，并连接该线圈形成一个闭合回路，将感应电动势转化为感应电流以驱使微低功耗电子系统，给其提供电源，能够在用户按下一次发电操作时自行产生两次发电，发电效率高，且节能环保，成本较低，方便人们的生活。

如图6-图8所示，该微型磁场变换发电装置包括底座41、线圈盒42、磁铁盒43、连接件45和按键部44。而图6-图8所示的微型磁场变换发电装置中的底座41、线圈盒42和磁铁盒43的结构与图1-图5所示的微型磁场变换发电装置中的底座1、线圈盒2和磁铁盒3的结构相同，在此不一一赘述。

而图6-图8所示的微型磁场变换发电装置的连接件45和按键部连接44，应理解，连接件45是分别设置在线圈盒42的两侧。其中，连接件45设有第三凸起451、第五通孔452、第六通孔453和第七通孔454。线圈盒42设有卡槽421，卡槽421中设有第四凸起，磁铁盒43设有第五凸起，连接件45通过第三凸起451铰接在支撑板的通孔412上，连接件45的一端卡置在卡槽421中，且第四凸起穿设在第五通孔452中，使得连接件45的一端铰接在卡槽421中。第五凸起穿设在第六通孔453中，磁铁盒43的第二凸起431穿设在第七通孔454中，且第七通孔454为长条通孔，使得磁铁盒43铰接在连接件45上，同时磁铁盒43还铰接在支撑板上，也就是说，连接件45在发电装置上起到杠杆原理，以第三凸起451作为支撑点，连接件45可以上下摆动，本实施例的连接件45构成的杆杠原理，可以减少所驱动发电装置的力度和声音，且连接件45所驱动的行程也减少一半。另外，按键部44通过支撑柱442铰接在底座41上，且通过压缩弹簧442支撑在底座41上，其中压缩弹簧442设置在按键部44与磁铁盒43之间。按键部44通过延时弹片443与连接件45的另一端连接，即连接件45的另一端设有卡口456，延时弹片443卡置在卡口456中。另外，按键部44上设有突出部441，可通过挤压突出部441来实现按下按键部44。进一步地，第七通孔454为长条通孔，第二凸起431可在第七通孔454上下移动。

如图9所示，该微型磁场变换发电装置包括底座51、线圈盒52、磁铁盒53和连接件54。而图9所示的微型磁场变换发电装置中的底座51、线圈盒52和磁铁盒53的结构与图1-图5所示的微型磁场变换发电装置中的底座1、线圈盒2和磁铁盒3的结构相同，在此不一一赘述。

连接件54是分别设置在线圈盒52的两侧。连接件54设有第三凸起541、第五通孔、第六通孔、第七通孔和第八通孔。线圈盒52还设有第四凸起，磁铁盒53设有第五凸起，连接件54通过第三凸起541铰接在支撑板51上，线圈盒52的第一凸起穿过第五通孔铰接在支撑板51上，且第四凸起穿设在第六通孔中，磁铁盒的第五凸起穿设在第七通孔中，且第二凸起穿过第八通孔铰接在支撑板51上，其中第五通孔和第八通孔为长条通孔，这样可以使得线圈盒52和磁铁盒53铰接在连接件54上，同时线圈盒52和磁铁盒53铰接在支撑板上，也就是说，连接件54在发电装置上起到杠杆原理，以第三凸起541作为支撑点，连接件54可以上下摆动。连接件54的两端设有突出部542，可通过挤压连接件54的两端的突出部542来实现发电。

综上，本发明所公开的微型磁场变换发电装置包括：底座，设有支撑板；线圈盒，铰接设置在支撑板上，其中线圈盒的内部设有第一U型铁和线圈，线圈包裹在第一U型铁中，且第一U型铁的第一端和第二端分别露出在线圈盒外；磁铁盒，铰接设置在支撑板上，且与线圈盒间隔设置，其中磁铁上间隔设有第一磁块、第二磁块和第三磁块，且第一磁块和第三磁块的磁极相同，第一磁块与第二磁块的磁极不同；其中，第一U型铁的第一端和第二端分别收容在第一磁块与第二磁块所形成的第一收容槽和第二磁块与第三磁块所形成的第二收容槽中。通过上述方式，本发明的发电装置在用户按下一次发电操作时可以自行产生两次发电，大大提高了发电效率，且节能和环保。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。