专利名称：捕获低频率小位移压力动能并转换为电能的装置及其方法
技术领域：
本发明涉及可再生能源领域，具体涉及收集外界振动能量并转化为电能的装置及方法。
背景技术：
随着社会经济的发展，现代化的都市拥有越来越多的高楼大厦，同时由于电梯的普及，这些高楼大厦也普遍安装电梯供人们使用。另一方面，由于消防的要求，所有建筑物必须有消防楼梯，同时配备照明、应急照明等设备。由于一般情况下人们不会使用消防楼梯，因此，上述这些照明设备处于空置状态，但又必须配置且需要经常维护，这是一笔很大的开支。考虑到人们在应急状况下才会使用消防楼梯，而往往在这种情况下，外部的电源是中断的，例如发生火灾的情况，又如911事件中的帝国大厦，在紧急情况下依赖外部电源成为一种负担。考虑上述的问题，有必要寻求一种可以不依赖外部电源、同时可以在应急情况下进行照明的装置和方法，同时减少必要的设备支出的新技术。发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种捕获低频率小位移压力动能并转化为电能的装置，该装置结构简单，能够自发捕获外界的压力动能，并将其转换为电能进行利用。
一种捕获低频率小位移压力动能并转换为电能的装置，包括外部动能捕获机构、 运动放大机构和机电转换机构；外部动能捕获结构由滑块、弹簧和连杆构成；连杆的一端与滑块连接，另一端与加速齿轮组的初级齿轮连接；滑块的底部安装有弹簧；运动放大机构包括加速齿轮组；机电转换机构包括永磁磁铁和感应线圈，永磁磁铁上固定有旋转轴，旋转轴与加速齿轮组的末级齿轮啮合连接。
所述旋转轴与加速齿轮组的末级齿轮啮合连接为同轴连接。
所述机电转换机构还包括整流电路和升压电路，感应线圈、整流电路和升压电路依次连接。
本发明的基本工作原理为外部压力推动滑块从而驱动连杆运动，同时弹簧被压缩，当外部压力释放后，弹簧驱动滑块复位，再次驱动连杆运动，从而将外部的部分动能吸收并转换为连杆的运动；加速齿轮组的初级齿轮与外部动能捕获机构的连杆连接，将连杆的低速运动转换为高速的齿轮转动；机电转换机构再将齿轮的旋转运动转换为永磁磁铁的旋转运动，从而在永磁磁铁周围产生了变化的磁场，布置在永磁磁铁周围的感应线圈在变化的磁场中产生感应电流，从而实现机电转换；感应电流经过整流调压储存起来进行利用。
本发明的另一目的还在于提供一种捕获低频率小位移压力动能并转化为电能的方法。
所述方法具体包括以下步骤(I)滑块和弹簧捕获外部的压力动能；(2)将已经捕获的压力动能转换为加速齿轮组的旋转运动，并进行加速；(3)将加速后的加速齿轮组的旋转运动转换为永磁磁铁的旋转运动，从而产生变化的磁场；(4)感应线圈在变化的磁场中产生了不稳定电压的电流，经整流电路整流和升压电路升压后调整为具有稳定电压的电流。
步骤(4 )所述具有稳定电压的电流储存在蓄能装置或存储在便携用电设备中。
相对于现有技术，本发明具有以下优点本发明的方法是收集外界的压力动能并转化为电能，能够以简单的、容易制造的结构捕获外界的压力动能进行利用，扩展了可利用能量的来源。
图I是本发明装置的结构示意图。
图I示出1、滑块；2、弹簧；3、连杆；4、加速齿轮组；5、永磁磁铁；6、旋转轴；7、感应线圈。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的实施不限于此。
本发明捕获低频率小位移压力动能并转换为电能的装置如图I所示外部动能捕获结构由滑块I、弹簧2和连杆3构成；连杆3的一端与滑块I连接，另一端与加速齿轮组4 的初级齿轮连接；滑块I的底部安装有弹簧2 ;运动放大机构包括加速齿轮组4 ;机电转换机构包括永磁磁铁5和感应线圈7，永磁磁铁5上固定有旋转轴6，旋转轴6与加速齿轮组 4的末级齿轮啮合连接。
所述旋转轴6与加速齿轮组4的末级齿轮啮合连接为同轴连接。
所述机电转换机构还包括整流电路和升压电路，感应线圈7、整流电路和升压电路依次连接。
上述装置用于捕获动能并转化为电能的方法滑块和弹簧捕获外部的压力动能；将已经捕获的压力动能转换为加速齿轮组的旋转运动，并进行加速；将加速后的加速齿轮组的旋转运动转换为永磁磁铁的旋转运动，从而产生变化的磁场；感应线圈在变化的磁场中产生了不稳定电压的电流，经整流电路整流和升压电路升压后调整为具有稳定电压的电流。
所述具有稳定电压的电流储存在蓄能装置或存储在便携用电设备中。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式
，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种捕获低频率小位移压力动能并转换为电能的装置，其特征在于包括外部动能捕获机构、运动放大机构和机电转换机构—外部动能捕获结构由滑块、弹簧和连杆构成；连杆的一端与滑块连接，另一端与加速齿轮组的初级齿轮连接；滑块的底部安装有弹簧；—运动放大机构包括加速齿轮组；—机电转换机构包括永磁磁铁和感应线圈，永磁磁铁上固定有旋转轴，旋转轴与加速齿轮组的末级齿轮啮合连接。
2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于所述旋转轴与加速齿轮组的末级齿轮啮合连接为同轴连接。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述机电转换机构还包括整流电路和升压电路，感应线圈、整流电路和升压电路依次连接。
4.权利要求I——3之一所述装置用于捕获低频率小位移压力动能并转换为电能的的方法，其特征在于包括以下步骤(1)滑块和弹簧捕获外部的压力动能；(2)将已经捕获的压力动能转换为加速齿轮组的旋转运动，并进行加速；(3)将加速后的加速齿轮组的旋转运动转换为永磁磁铁的旋转运动，从而产生变化的磁场；(4)感应线圈在变化的磁场中产生了不稳定电压的电流，经整流电路整流和升压电路升压后调整为具有稳定电压的电流。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于将步骤(4)所述具有稳定电压的电流储存在蓄能装置或存储在便携用电设备中。
全文摘要
本发明公开了捕获低频率小位移压力动能并转换为电能的装置及其方法，该装置包括外部动能捕获机构、运动放大机构和机电转换机构；外部动能捕获结构由滑块、弹簧和连杆构成；连杆的一端与滑块连接，另一端与加速齿轮组的初级齿轮连接；滑块的底部安装有弹簧；运动放大机构包括加速齿轮组；机电转换机构包括永磁磁铁和感应线圈，永磁磁铁上固定有旋转轴，旋转轴与加速齿轮组的末级齿轮啮合连接。本发明结构简单，制作方便，可以捕获环境中的低频率小位移的压力动能并转换为电能进行了利用，扩大了可利用能量的来源，特别适合用在不方便供电的场合供给电子设备使用。
文档编号F03G7/08GK102536715SQ201210003458
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月9日 优先权日2012年1月9日
发明者谢龙汉 申请人:华南理工大学